На современных объектах и предприятиях, в особенности там, где технология производства нуждается в постоянной потребности тепловой энергии, имеются автономные котельные или даже мини-ТЭЦ.
Своё применение индивидуальные котельные и мини-ТЭЦ получили на разных предприятиях различных сфер деятельности. Это предприятия пищевой промышленности, медицинского сектора, промышленные объекты, бизнес-центры и т.д.
Чем отличается котельная от мини-ТЭЦ?
Котельная – это комплекс оборудования, который осуществляет нагрев теплоносителя для передачи к конечному потребителю. Теплоносителем чаще всего является вода. В качестве источников энергии для нагрева воды используются газ, дизельное топливо, уголь, мазут, при этом газовые котельные наиболее экономичны и экологически безопасны. Основное устройство котельной - это паровой или (и) водогрейный котел. Образующиеся при работе котлов дымовые газы отводятся при помощи дымовой трубы.
Мини-ТЭЦ (малая теплоэлектроцентраль) – энергокомплекс, который вырабатывает как тепловую, так и электрическую энергию. Мини-ТЭЦ являются когенерационной установкой, позволяющей наиболее эффективно решать вопрос с тепло- и электроснабжением. Расположена такая компактная электростанция в непосредственной близости к потребителям и может работать как автономно, так и в параллель с основной сетью. В состав малой ТЭЦ помимо теплообменников, системы отвода газов и распределительных щитов входит ещё двигатель и электрогенератор.
Всё больше получают распространение котельные и ТЭЦ, которые работают на биомассе – возобновляемом источнике энергии. Это различные отходы сельскохозяйственного и древообрабатывающего производства (кора, опилки, торф, шелуха, куриный помёт и т.д.) Энергетическая утилизация подобных отходов позволяет предприятиям существенно сэкономить.
Котельная и мини-ТЭЦ предоставляют возможность снабжать объект стабильной и независимой от городских сетей тепловой и электроэнергией. Часто котельные преобразовывают в мини-ТЭЦ, устанавливая турбины для выработки электроэнергии. Таким образом, малые ТЭЦ выполняют как функции котельной, так и функции электростанции.
Разновидности котельных и мини-ТЭЦ
Мини-ТЭЦ производят электричество и тепло мощностью до 25 МВт. Подразделяются они в зависимости от мощности на следующие виды:
- микротурбинные (мощность до 500 кВт, энергия вырабатывается газотурбинными генераторами малой мощности);
- газопоршневые (1-6 МВт, приводом электрогенератора выступает поршневой ДВС);
- газотурбинные (мощность более 6 МВт, приводом электрогенератора служит газовая турбина).
Котельные по размещению подразделяются на такие разновидности:
- встроенные;
- отдельно стоящие;
- пристроенные;
- крышные.
По своим конструктивным особенностям котельные могут быть блочно-модульные и контейнерные. Наиболее часто используются именно блочно-модульные котельные из-за лёгкости монтажа и удобства обслуживания.
Как питаются электричеством котельные и малые ТЭЦ?
В блочно-модульных котельных предусмотрено распределение электроэнергии к электроприемникам котлов, горелок, электродвигателями насосов, электроприемникам вспомогательного оборудования и управления.
В плане обеспечения надежности электроснабжения котельные могут относиться к 1 или ко 2 категории. В первом случае в котельной устанавливается дизель-генератор (ДГУ/ДЭС), который обеспечивает резервное питание в случае исчезновения основного. При этом дизель-генератор оборудован системой автоматизации и запускается автоматически при неисправности на основном вводе. Если же котельная относится ко 2 категории надёжности, то она запитывается от двух независимых трёхфазных источников переменного тока напряжением 380В. Установленная мощность всей котельной начинается от 10 кВт и выше.
Электрооборудование котельной включает в себя главный электрощит с системой АВР , все внутренние кабельные соединения , системы освещения , вентиляции . В котельной установке предусматривается установка пожарной сигнализации и сигнализаторы загазованности по контролю за содержанием окиси углерода и метана.
Питание электроэнергией котельной осуществляется от городской электросети трехфазного тока напряжением 380В. Для питания потребителей электроэнергией в котельной на вводе установлен щит с вводным аппаратом. От этого щитка запитан распределительный щит ЩР индивидуального изготовления, который передаёт электричество по энергопотребителям. Потребителями электроэнергии являются электродвигатели насосов, светильники, приборы, автоматика котлов и вспомогательного оборудования. Управление трехфазными насосами осуществляется по месту от собственных магнитных пускателей и ящиков управления. Сеть обычно радиальная, прокладывается по стенам, перекрытиям и балкам с помощью кабелей или проводом в гофрированной трубе или лоткам с защитой.
Мини-ТЭЦ запитываются тем же способом, что и котельные. Также в них может быть установлена турбина для выработки электричества для собственных нужд.
Электроснабжение котельных и малых ТЭЦ осуществляется согласно нормативным документам и подлежит регламенту. Ведь обеспечение бесперебойным питанием в котельных является одной из первоочерёдных задач.
Щиты для котельных
При строительстве или реконструкции котельной в зависимости от нужд или состояния существующей котельной, а также выделенных для этого средств проводится подбор оборудования. При техническом перевооружении происходит замена оборудования до состояния, удовлетворяющего современным требованиям, что позволяет повысить эффективность и значительно снизить затраты.
Работа начинается с получения от заказчика технического задания. Далее разрабатывается проектная документация с согласованием и проведением экспертизы. Следующим действием являются работы по строительству или реконструкции котельной: производятся монтажные работы и пусконаладка. После проведения испытаний осуществляется ввод объекта в эксплуатацию.
Для управления и контроля за работой котельной разрабатываются различные системы автоматики, в том числе автоматика управления котлами, автоматика системы отопления и вентиляции c постоянным присутствием обслуживающего персонала (или без присутствия персонала). Разрабатываются автоматизированные системы управления и диспетчеризации с использованием оборудования «Овен», Schneider Electric, Danfoss и др. - в зависимости от технических требований заказчика.
Автоматизированная система управления котлами, отоплением и вентиляцией содержит следующие компоненты:
- Управление котлами. Управление и контроль за котлами осуществляются со шкафов ШУК (шкаф/щит управления котлом). ЩУК работает в составе системы управления котлом, который включает кроме шкафа с УПП (устройство плавного пуска) или ЧП (частотный преобразователь) для дымососа и вентиляторов, ещё и контрольно-измерительные приборы, запорные и регулирующие клапаны.
- Периферийное оборудование (датчики, клапаны, насосы и т.д.). Для измерения технологических параметров используются датчики ПО «Овен». В качестве исполнительных механизмов и регулирующих органов, устанавливаемых на технологическом оборудовании – оборудование Wilo, Danfoss, ADL, Auma.
- Шкафы автоматики. Контролируют параметры котлов при помощи щитов (шкафов) ЩУК, управляют агрегатами воздушного отопления (АВО), обычно в количестве до 5шт. В системе управления АВО при этом предусматривается: защита от КЗ и перегрузок в цепях, включение и отключение АВО с лицевой панели шкафа, вход пожарной сигнализации, регулировку температуры помещения с помощью термостата
- Силовая автоматика обычно представляет собой распределительное устройство РУ-04 и монтируется в металлических шкафах напольного исполнения.
Подробнее об автоматике котельных: https://www.04kv.com/produkziy/schity-kotelnaya