СУГ в качестве эффективного резервного топлива для котельных установок

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) широко используется за рубежом в качестве резервного топлива для котельных, работающих на природном газе. Преимущества СУГ перед такими традиционными источниками питания, как уголь, дизельное топливо или мазут, сделали его использование типовым решением при поиске альтернативного топлива во многих развитых странах. В России на данный момент ситуация обстоит иначе.

Использовать СУГ выгоднее и экономичнее, чем мазуты или дизтоплива: во-первых, ниже сама цена сжиженного углеводородного газа; во-вторых, меньше эксплуатационные расходы, так как парк хранения СУГ зимой не нуждается в обогреве. Переход с природного газа на смесь воздуха и паровой фазы СУГ при использовании специальных смесительных систем происходит мгновенно и практически незаметно для потребителя. Кроме того, СУГ значительно экологичнее других видов топлива. Немаловажным в российских условиях является и тот факт, что СУГ сложно украсть.

Почему же, несмотря на ряд явных преимуществ, использование СУГ в России не находит широкого применения? Одним из главных объяснений этого факта является недостаток практики применения смесительных систем. Несмотря на достаточно большое количество теоретической информации о смесительном оборудовании (в советских и российских учебниках по тепло- и газоснабжению можно найти подробное описания его принципов работы), в советское время оно практически не выпускалось и, соответственно, не использовалось.

В последние годы, как упоминается в статье Зубкова С.В. и Карякина Е.А. для журнала «Газ России», группой компаний «Газовик» было спроектировано, построено и запущено в эксплуатацию более 20 крупных объектов, в которых СУГ применяется в качестве резервного топлива. Среди этих проектов - резервный источник газоснабжение факела Олимпийского огня на Олимпиаде в Сочи– 2014 (резервуарный парк хранения СУГ V = 400 м³, смесительная система мощностью 2830 м3/ч по природному газу), реконструкция системы теплоснабжения поселка Несветай-ГРЭС и четыре микрорайона г. Красный Сулин Ростовской области (котельная мощностью 19,3 МВт, резервуарный парк хранения СУГ V = 225 м³, смесительная система мощностью 708 м³/ч по пропану) и др. Экономика затрат на строительство и эксплуатацию позволяет увидеть перспективность применения СУГ в России.

Стоит упомянуть действующую на сегодняшний момент нормативную базу.

Резервное топливо для котельных предназначено для использования при ограничении или прекращении подачи природного сетевого газа в течение длительного периода времени (в рамках «Правил поставки газа в Российской Федерации»), что связано с сезонной неравномерностью потребления газа во время пиковых нагрузок.

Согласно п 4.1 СНиП II-35-76 «Котельные установки», виды основного, резервного и аварийного топлива, а также необходимость резервного или аварийного топлива для котельных устанавливаются с учетом категории котельной, исходя из местных условий эксплуатации и по согласованию с топливоснабжающими организациями.

На самом деле резервирование топлива применяется обычно не везде, главным образом, в котельных объектов с особыми требованиями нормативов и санитарных правил к системам отопления и горячего водоснабжения, таких как школы, больницы, дошкольные учреждения и т.д.

Наиболее часто в качестве резервного топлива применяются жидкие углеводороды (мазут, дизельное топливо), сжиженные углеводородные газы, самым редким является применение твердого топлива: каменного угля, торфа, дров. Рассмотрим концепцию применения СУГ в сравнении с наиболее часто применяемым дизельным топливом.

В котельных большой мощности и с большим аварийным запасом хранилище дизельного топлива устраивается в специальных подземных или наземных емкостях. К горелкам топливо подается с помощью насосов. В наземных емкостях часто присутствуют нагревательные элементы для подогрева топлива в холодное время года. В котельных небольшой мощности бак для хранения топлива обычно монтируется в дополнительном отсеке, изолированном от основного.

Схема котельной с резервным дизельным топливом

В котельных установках, использующих СУГ, емкости для хранения топлива расположены ниже уровня поверхности земли. Обязательными элементами оборудования котельной в случае использования СУГ являются технологическая обвязка емкостей, насосная группа, испарительная и смесительная системы, часто объединенные в один блок. Паровая фаза СУГ к горелкам котельной подается по термоизолированным трубопроводам.

Схема котельной с резервом топлива СУГ

Наиболее эффективно применение СУГ при его смешивании с воздухом: таким способом достигается оптимальная теплотворная способность, сравнимая с показателями природного газа. Смесь воздуха и СУГ называют синтетическим природным газом (SNG). Момент перехода с природного газа на газовоздушную смесь происходит незаметно для автоматики за счет идентичности этих видов топлива.

Рассмотрим дизельное топливо и СУГ с точки зрения объема и стоимости суточного потребления при максимальной загрузке котлов в расчете на 1 МВт, условно приняв равными КПД котлов, стоимость оборудования, монтажа и эксплуатации котельных одинаковой мощности с резервом в виде дизтоплива и СУГ. В качестве СУГ будем рассматривать пропан-бутановую смесь марки ПБТ с содержанием пропана не более 60% по ГОСТ 52087.

Суточное потребление топлива рассчитывается по следующей формуле:

, где

V_т.с. – суточный объем потребления топлива (л; м³);

Р_н – номинальная мощность котельной (кВт);

КПДк – коэффициент полезного действия котлов;

Q_в – удельная теплота сгорания топлива на расчетную единицу (л; м³).

При КПД_к = 0,95, удельной теплоте сгорания дизтоплива 11,9 кВт/л, удельной теплоте сгорания смеси СУГ равной 12,5 кВт/кг, соотношении «масса/объем» 1,76 (коэффициент плотности СУГ марки ПБТ = 0,568, температура = 0ºС) получаем результаты, приведенные в табл.1.

Вид топлива	Vт.с., л	Среднерыночная оптовая стоимость, руб./л	Стоимость потребления топлива, руб./сут.
Дизельное топливо	2123	31,61	67106,50
СУГ	3557	11,10	39483,00

Данные таблицы говорят о том, что при равных условиях использование СУГ в качестве топлива котельной выгоднее в 1,7 раз, и чем больше объем использования топлива, тем выше экономия. При этом не учитывается стоимость подогрева емкостей с запасом дизельного топлива, которая может быть весьма высокой. Впрочем, в холодное время чаще всего такой подогрев вовсе не осуществляется, из-за чего запуск резервной системы питания в холодное время фактически невозможен.

Кроме цены, СУГ обладает и рядом других преимуществ в сравнении с дизельным топливом.

В первую очередь, жидкая фаза СУГ при схожих с дизельным топливом физических свойствах в условиях низких температур не становится более вязкой, так как в котельную подается её паровая фаза.

Во-вторых, как уже упоминалась, благодаря идентичности свойств топлив, обеспечивается возможность автоматического перехода на резервное топливо с основного.

Также не требуется использование дорогих комбинированных горелок, как в случае, когда нужна возможность сжигания как газообразного, так и жидкого топлива.

За счёт отсутствия необходимости строительства вспомогательного помещения уменьшается стоимость модуля котельной.

Дизельное топливо при сгорании выбрасывает большое количество окислов серы и азота, сажи. При сжигании SNG вредных веществ в атмосферу выбрасывается куда меньше, что делает его применение намного более экологичным.

Еще СУГ труднее реализовать на черном рынке, чем дизельное топливо, так что его применение уменьшит хищение топлива недобросовестными работниками, и, соответственно, увеличит экономию.

Не менее важным является аспект, связанный с возможностью более рационального управления лимитами потребления сетевого природного газа. СУГ позволяет более гибко применять в течение отопительного периода так называемую «броню газопотребления», то есть минимальный объем потребления газа, необходимый для безаварийной работы технологического оборудования, при условии максимального использования резервных видов топлива.

Наиболее перспективным применение СУГ будет:

• при модернизации котельных коммунально-бытовых объектов для создания резервного или аварийного запаса топлива;
• при строительстве новых объектов в условиях ограниченных лимитов на природный газ, а также при гарантированной перспективе роста потребления тепла и горячей воды в будущем.

Зависимость цен на жидкие углеводороды от ситуации на мировых торговых площадках; их рост на внутреннем рынке; прогнозируемый на 2020 год двукратный рост рынка внутреннего потребления - всё это явно указывает на перспективность использования СУГ в качестве резервного топлива.

Источник: gazovik-teploenergo.ru

---

Назад к списку новостей