Отапливаться газом становится все дороже, да и, в целом, государство хочет избавиться от газовой зависимости. В частности, в Украине действует Постановление Кабинета Министров «О стимулировании замещения природного газа в сфере теплоснабжения» №293 от 9 июля 2014 г. В теплоэнергетике для этого – огромное поле деятельности. Нередко отопление заведений бюджетной сферы переводится на альтернативное топливо частными компаниями
К настоящему времени в Украине переведено с газа на твердое топливо отопление в сотнях учреждений социальной сферы. Это больницы для детей и взрослых, противотуберкулезные диспансеры, психоневрологические интернаты, школы, детсады в разных регионах. В этой статье мы рассмотрим пример перевода отопления Бориспольской центральной районной больницы (Киевская обл.) с газа на твердое топливо.
Почему модульная котельная?
Бориспольская ЦРБ – главное медучреждение района. В больнице – 10 специализированных стационарных отделений, поликлиника для взрослых и детей, пункт неотложной помощи, диагностические отделения. Здесь работает больше 600 человек медперсонала. Ежегодно 11 тыс. пациентов проходят стационарное лечение.
Отопление и горячее водоснабжение больницы производилось газовой котельной, которая находится на территории медучреждения. Чтобы сделать систему отопления более современной и импортонезависимой, а также для сокращения бюджетных затрат, было решено задействовать твердотопливные котлы.
В начале реализации проекта было решено установить на территории больницы модульную котельную. Такое решение приняли потому, что в существующем здании котельной было физически невозможно разместить новое оборудование без нарушения действующих норм. Демонтаж же газового оборудования не производился для сохранения его в качестве резервного: старые котлы были законсервированы таким образом, что, при необходимости, их можно снова запустить в работу на протяжении суток.
Площадь построенной модульной котельной – 83 м2 (11,6×7,18 м). Высота до конька – 5,06 м, до дефлекторов – 5,6 м. Сооружение котельной заняло 2 месяца (сентябрь–ноябрь 2014 г.). На первом этапе были получены документы на право пользования земельным участком, подана декларация о начале строительных работ. Была произведена топосъемка и выяснено, не проходят ли под будущим пятном застройки коммуникации.
После был заложен монолитный ленточный железобетонный фундамент. Внутри него залили бетонную армированную плиту высотой 15 см. Через 21 день, когда бетон набрал крепость, начали монтаж стен и крыши котельной.
Металлические стойки каркаса высотой 3,5 м были прикреплены анкерами к бетонному основанию. Сверху к ним присоединили металлические фермы – основу крыши. По периметру для придания стойкости конструкции к стойкам были приварены горизонтальные поперечины. После этого вся конструкция снаружи и внутри была обшита профнастилом; между внешней и внутренней обшивкой разместили утеплитель (минеральная вата) толщиной 100 мм.
Котлы были привезены на место грузовым транспортом и устанавливались при помощи крана. Остальное, менее габаритное оборудование заносили через ворота уже смонтированной котельной.
Собственной системы отопления в котельной нет: работающие котлы и трубопроводы отдают достаточное для обогрева количество тепла. Котельная подключена к системам канализации и водоснабжения.
Ограничения по мощности для котельной, согласно технических условий ПАО «Киевоблэнерго» – 48 кВт•ч. Предусмотрены два не зависимых друг от друга ввода электричества. Резервной системы электропитания нет, однако в любой момент все готово для оперативного подключения дизель-генератора.
Кроме сооружения модульной котельной (рис. 1), на территории была поставлена труба для дымоудаления, контейнер для хранения гранулированного топлива, а также проложены дополнительные трубопроводы. Других масштабных работ на участке не проводилось.
Рис. 1. Модульная котельная на твердом топливе
Коммуникации и сооружения
Старую котельную связывала с корпусами больницы сеть трубопроводов. Они продолжают находиться на балансе КПТМ «Бориспольтеплосеть». Часть из них новый теплопоставщик взял в аренду. Кроме того, пришлось проложить новые теплосети, чтобы осуществить врезку в существующую систему теплоснабжения больницы. В 6-трубном измерении длина нового трубопровода составляет 30 м. Две трубы используются для подачи и отвода теплоносителя, две – для горячей воды, еще две – для пара (в больнице он используется для стерилизации белья). Таким образом, общая длина проложенных коммуникаций – около 180 м. Трубы смонтированы на высоте 1,2 м над землей, утеплены минватой, которая защищена металлическим кожухом. Старые трубопроводы проложены в земле в лотках и утеплены стекловатой.
Рядом с котельной сооружена труба из горячекатанной стали для удаления продуктов горения. Ее высота – 20 м, диаметр – 630 мм, толщина стенок – 8 мм. Параллельные вантовые растяжки прикреплены к фундаменту через закладные детали.
Для хранения пеллет возле котельной был установлен бункер объемом 72 м3 (может хранить до 50 т пеллет). Он состоит из лейки в форме перевернутой пирамиды, через которую пеллеты поступают в шнековый механизм и дальше в прикотловые бункеры. Фундамент выполнен из бетона и рассчитан на нагрузку в 70 т. На фундаменте стоят 8 ног контейнера (квадратные в сечении трубы 50×50 мм), пятка каждой из которых прикреплена анкерами к фундаменту. Хранилище состоит из двух контейнеров, герметично соединенных и приваренных по периметру.
Котлы
В котельной установлены два водогрейных котла и один парогенератор. Все – украинского производства и выпуска 2014 г. Для обеспечения больницы отоплением и горячей водой используются два твердотопливных котла СЭТ-1000А (рис. 2).
Рис. 2. Твердотопливныйкотел СЭТ-1000А
Твердотопливный котел СЭТ-1000А имеет номинальную мощность 1 МВт. Максимальное рабочее давление в котле – 0,35 МПа (хотя котлы тестируются при 0,6 МПа), рабочая температура – 60–90°С.
Вес котла СЭТ – 6,68 т. В процессе работы ему требуется электроэнергия, которая нужна для работы вентиляторов (на одном котле установлено 5 вентиляторов), двигателя моторедуктора, который приводит в движение шнековый механизм, а также пульта управления котлом. Суммарное потребление электроэнергии двумя котлами – до 5 кВт•ч. КПД котлов составляет 81–85%.
Для того, чтобы перевести котел СЭТ в режим ручной загрузки топлива, достаточно снять горелку (на это уходит около 30 мин.). При этом на место горелки ставится специальная заглушка. При температуре воздуха на улице около 0°С оба котла могут работать в ручном режиме. Достигаемая при этом мощность достаточна для комфортного отопления. При более низких температурах оба котла работают в автоматическом режиме. Вне отопительного сезона один из котлов консервируется.
Также в котельной установлен парогенератор КПТ-200 (ООО «Производственная фирма «СТЕК», г. Харьков). Он предназначен для производства до 200 кг/ч насыщенного водяного пара низкого давления. Номинальная теплопроизводительность – 140 кВт, при этом максимальная температура пара – 160°С (для больницы используется температура 115°С). Потребляемая электрическая мощность – 3 кВт.
Для работы парогенератора в котельной используют только дрова твердых лиственных пород влажностью не более 20%. Работает он не круглосуточно, а по графику, установленному администрацией больницы (4–6 часов в сутки).
Топливо
Котлы могут работать как в автоматическом, так и в ручном режиме (в таком случае возможно использование не гранулированного топлива: дров, брикетов).
Сейчас в котельной комбинируют разные виды топлива и режимы работы. Так, после запуска 18 ноября 2014 г. оба водогрейных котла работали в автоматическом режиме на пеллетах. В начале февраля 2015 г. начали использовать пеллеты вместе с дровами.
Из внешнего бункера пеллеты подаются в прикотловые бункеры котлов, откуда шнековый механизм горелки подает их в котел. Подача осуществляется дозированно в зависимости от выбранных настроек. В прикотловых бункерах установлены датчики верхнего и нижнего уровня топлива.
Пеллеты для котельной закупаются преимущественно у производителей Черниговской и Житомирской областей. Их доставляют автомашинами со склада (также возможна поставка биг-бэгами по 1 т). Пеллетовоз присоединяется к бункеру гибким шлангом, и под большим давлением задувает в него топливные гранулы. Одной загрузки хранилища хватает на 10 дней работы котельной.
Предусмотрен резервный запас пеллет на специализированном складе в Борисполе объемом 400 т (на случай, если доставка от производителей будет затруднена). Также на самой площадке возле котельной хранится 3 биг-бэга с пеллетами. Этих трех тонн топлива хватит для работы котельной на протяжении 10–12 часов, если пеллетовоз не сможет вовремя приехать. В таком случае загрузка пеллет будет производиться вручную непосредственно в прикотловые бункеры (их объем – по 1,5 м3).
Зольность используемых пеллет – 0,8–1,2%, влажность – 9 %, диаметр – 6–10 мм. Теплотворная способность – 18 МДж/кг. Основное сырье для их производства – древесина, чаще всего – сосна с небольшими примесями других пород.
Также для сжигания используются дрова. Оптимальная их влажность – до 20% (в котельной стараются не превышать уровень в 25 %). Используют разные породы (береза, ольха, сосна, дуб). На территорию котельной дрова привозят готовыми к использованию. Запас более чем на три дня возле котельной не хранится из-за большого объема дровяного топлива. Закупка его производится у лесхозов Бориспольского района.
Использование дров как топлива – менее эффективно, но они стоят дешевле по сравнению с пеллетами. Стоимость последних постепенно повышается. Так, с тех пор, когда в сентябре 2014 г. рассчитывался тариф на теплоснабжение рассматриваемой больницы (1100 грн/Гкал) пеллеты значительно подорожали. Происходит это потому, что их цена жестко привязана к валютному курсу: больше 90 % украинских пеллет экспортируются. В связи с девальвацией гривны реализовывать их заграницу стало гораздо выгоднее. Несмотря на то, что в иностранной валюте цена на границе Украины осталась такой же, как и в 2014 г. (около 100 евро/т), в гривне она выросла в 2,5 раза.
Кроме того, в котле СЭТ можно сжигать топливные брикеты (из древесной стружки, торфа, шелухи подсолнечника и т. п.). К основным видам топлива допускается подмешивать уголь (марки А, ДГ) – его доля в таком случае, как правило, не должна превышать 50% в загрузке топлива.
Управление котельной
Каждый из обоих водогрейных котлов оборудован собственным пультом управления. С их помощью задается частота подачи топлива в камеру сгорания, а также объем подаваемого воздуха. Первый параметр определяется соотношением длительности работы и простоя шнека (например, 40 секунд работает, а 20 – нет), а второй – тем, на какую часть своей мощности работают котловые вентиляторы.
Третий ключевой параметр, который задается на пульте – температура теплоносителя. Когда температура достигает заданной величины, термодатчик останавливает подачу топлива в котел и работу вентиляторов. При этом топливо, которое остается в топке, прекращает гореть и начинает тлеть. Котел вследствие этого охлаждается, и когда температура снижается на 1–2°С, подача топлива и воздуха автоматически возобновляется. Настройки температуры могут меняться в зависимости от погоды. А подача тепла от качества самого топлива. На практике, изменение параметров на пульте управления происходит не чаще, чем раз в несколько дней.
Дополнительное оборудование
Помимо основного (котлы и парогенератор), в котельной установлено и вспомогательное оборудование. Это, в частности:
– рециркуляционные насосы SAER IR 40 –125С (производительность – 35 м3/ч, высота подачи – 10 м, мощность – 1,5 кВт);
– циркуляционные насосы SAER IR 50 –160NB (производительность – 70 м3/ч, высота подачи – 40 м, мощность – 7,5 кВт);
– расширительный бак Zilmet Cal-Pro-700 объемом 700 л.
В котельной смонтирована система долива воды в систему отопления. В случае необходимости (если прекращается центральное водоснабжение), вода в систему добавляется из 200-литровой бочки. Насос автоматически включается при падении в системе давления ниже 0,13 МПа (электроконтактный манометр установлен в отопительной системе на обратном трубопроводе). В таком случае давление поднимается до 0,25 МПа.
Также в котельной смонтирована система химводоподготовки, задача которой – снизить жесткость воды и препятствовать образованию накипи в котлах.
Персонал и обслуживание
Котельную обслуживают четыре работника (из них один – старший оператор) (рис. 3).
Рис. 3. Оператор котельной
График – посменный. В любое время суток в котельной находится один человек. Как правило, в подобных случаях – это операторы, которые ранее работали в старых газовых котельных на этом же объекте. Для того, чтобы работать с твердотопливными котлами, они проходят обучение и получают соответствующие удостоверения.
В тех котельных, где преимущественно используется ручная загрузка топлива, количество персонала в смене увеличивается. Чистка котла от сажи и древесных смол производится приблизительно один раз в 2 недели (периодичность зависит от качества топлива и правильности настройки процессов горения). Для этого котел выключается, 30–40 минут остывает, затем на протяжении 20–25 минут производится чистка в камере сгорания и в теплообменной части котла. Это время отопление и горячее водоснабжение осуществляется за счет работы резервного котла (учитывая то, что отопительная система не успеет существенно охладиться).
Во время отопительного сезона один котел за сутки потребляет около 5 т топлива, вследствие чего образуется не более 50 кг золы. Достаточно раза в сутки для очистки котла от накопившейся золы.
Фильтры механической очистки для горячего водоснабжения требуют очистки один раз в месяц.
В случае неполадок, а также для проведения регулярного технического обслуживания оборудования, в котельную приезжает бригада аварийно-диспетчерской службы обслуживающего предприятия.
Безопасность
На котлах установлена система пожаротушения. В частности, на шнеке, подающем пеллеты в котел, есть температурный датчик. Он реагирует на температуру в 95°С: если в шнеке начинается горение топлива (огонь из-за обратной тяги может перекинуться в бункер), открывается клапан резервуара, установленной на бункере котла, и оттуда в шнек выливается вода.
Также на котлах установлены электроконтактные манометры. Если стрелка манометра падает ниже установленного значения (0,1 МПа), котел автоматически выключается (прекращается подача воздуха и топлива). Котел не включается, пока давление не нормализуется. Аналогично работа прекращается при превышении верхних значений давления (0,38–0,4 МПа). Кроме того, на котле установлен предохранительный клапан: при слишком высоком давлении он спускает излишек воды в канализацию. Для большей надежности на котлах установлено три таких клапана.
Для удаления продуктов сгорания топлива на котлах установлены дымососы.
Кроме того, в котельной есть свето-шумовая сигнализация с датчиком загазованности (контролирует уровень угарного газа), а также традиционные средства пожаротушения.
Документация
При строительстве котельной соблюдались требования НПАОП 0.00-1.26-96 «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 115°С», а также СНиП II-35-76 «Котельные установки» (утратил силу з 1 января 2015 г. в связи с введением ДБН В.2.5-77:2014 «Котельные»).
Работа котельной осуществляется в соответствии с Правилами технической эксплуатации тепловых установок и сетей, а также Правилами пользования тепловой энергией. Кроме того, соблюдаются требования по пожарной безопасности, охране труда, санитарным нормам и т. п.
Резюме
Ввод в эксплуатацию котельной Бориспольской центральной районной больницы позволил полностью отказаться от использования газа в качестве основного топлива (газовая котельная оставлена в качестве резервной) для отопления, горячего водоснабжения и поставок технологического пара. Это позитивно отразилось на экономике Бориспольского района и Украины в целом, поскольку деньги не выводятся заграницу (как в случае с импортным газом), а остаются в Украине. Местные предприятия – производители и поставщики топлива – получили дополнительные заказы и возможность создания новых рабочих мест.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 5 087
