РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ТА ДОСЛІДНІ СТЕНДИ
КОТЛІВ ДО 730 КВТ
2.1. Методологія систематизації наявної інформації по котлах та опалювальних апаратах
На даний час в Україні працює значна кількість підприємств, що спеціалізуються на виробництві котлів та опалювальних апаратів на природному газі. В той же час, нам не відомі експериментальні розробки або серійні зразки обладнання невеликої потужності на біогазі. У зв'язку з цим необхідно провести аналіз опалювальних апаратів для визначення котла-генератора, що має найбільший попит, для створення експериментального стенду та проведення досліджень на базі цього теплогенератора.
Приймаючи до уваги вище наведене слід також відзначити, що енергетичні показники обладнання напряму пов'язані з екологічними, оскільки висока енергоефективність призводить до зменшення витрати палива на виробництво енергії, а звідси - до зменшення споживання кисню з атмосфери, викидання двоокису вуглецю СО2 та шкідливих речовин в навколишнє середовище.
Розглядалися котли та опалювальні апарати потужністю до 100 кВт вітчизняного та зарубіжного виробництва.
Систематизація інформації проведена на основі даних виробників обладнання та інших літературних джерел [128, 139].
До розгляду прийняті такі котли та опалювальні апарати вітчизняного виробництва: "Житомир", "Рівнетерм", "Данко", "Богдан", "Маяк АОГВ", "Маяк Аттаск", "Велгас", "АОГБ", "КБН", "АОГВ Дніпропетровськ", "АОГВ Красилів", "КСГВ Бар", "КСГ Бар".
Крім того, використані аналоги таких закордонних виробників: "Danfoss", "Viessmann", "Strebel", "Riello", "Idea", "Slim", "Bali", "Eurobongas", "Pegasus", "Rendimax", "MiniTherm", "Austrogas", "DeDietrich", "Protherm", "Bosch", "Laars".
Для систематизації вибрані найбільш значимі фактори до яких відносяться:
1. потужність котла, кВт;
2. питомі габарити котла, м3/кВт;
3. питома вага (маса) котла, кг/кВт;
4. матеріал теплообмінника.
Згідно яких отримані результати систематизації інформації по водогрійних котлах та опалювальних апаратах які представлені на рис.2.1, 2.2, 2.3.
Аналіз результатів систематизації показує, що закордонні виробники не випускають котлів, потужністю 5...20 кВт, на відміну від вітчизняних. І саме в цьому діапазоні присутні найбільші питомі габарити і маса котлів. При цьому ринок котлів потужністю 50...100 кВт недостатньо розвинений. А саме таке обладнання необхідне для заміни неефективного централізованого опалення громадських та інших будівель, особливо в сільській місцевості та районних центрах.
Слід відзначити, що вітчизняні котли обладнуються переважно сталевими теплообмінниками, на відміну від закордонних апаратів з чавунними поверхнями. Цим пояснюється збільшення маси котлів на ту ж потужність. Але суттєвою перевагою чавунних котлів є їх велика акумулююча здатність, що забезпечує стаціонарну роботу котла.
Найменшу вагу мають котли з мідними теплообмінниками, але їх висока вартість матеріалу обмежує діапазон потужності котлів (в більшості це обладнання потужністю до 40 кВт).
В цілому габаритні розміри та маса вітчизняних котлів не набагато перевищують показники закордонних аналогів. Але ціна закордонних аналогів відрізняється в 2...3 рази, особливо для котлів потужністю до 50 кВт. Така відмінність пояснюється меншою складовою заробітної плати в ціні продукції, величиною ввізного мита на закордонну продукцію, витратами на дизайн котла та більш якісні матеріали. Але основною причиною високої вартості закордонних котлів є високий ступінь автоматизації котла і забезпечення зменшених викидів в навколишнє середовище.
Приймаючи до уваги результати вище наведеної систематизації (рис.2.1, 2.2, 2.3) по водогрійних котлах та опалювальних апаратах, ми бачимо, що на даний час в Україні значна кількість вітчизняних підприємств, що спеціалізуються на виробництві котлів та опалювальних апаратів на природному газі виробляє водогрійні котли потужністю до 7 кВт. А так як сучасний український покупець техніки малої потужності, в переважній більшості, орієнтується на агрегати невеликої вартості з невисоким показником ефективності та екологічної чистоти, але з високою надійністю роботи, також прийняти до уваги відмінність властивостей природного газу та біогазу і дослідити можливість та доцільність використання цього теплотехнічного обладнання потужністю 7 кВт для спалювання біогазу.
Тому виникає необхідність створення експериментального стенду для дослідження особливостей спалювання біогазу та сумішей біогазу з природним газом на базі побутового котла потужністю 7 кВт.
В свою чергу слід перевірити закономірність отриманих результатів на експериментальному стенді на базі котла потужністю 7 кВт за допомогою проведення таких самих дослідів на котлах закордонного виробництва потужністю 730 кВт встановлених на промислово тваринницькому комплексі у місті Запоріжжя. Конструктивно вибираємо для обґрунтування стенду водогрійний двоходовий котел потужністю 7 кВт, який користується найбільшим попитом та має схожу конструкцію з котлом потужністю 730 кВт.
2.2. Характеристики роботи побутових водогрійних котлів потужністю 7 кВт
Одним із провідних вітчизняних виробників побутових котлів є ДП "Красилівський котла агрегатний завод", яке випускає апарати опалювальні газові водогрійні (АОГВ), призначені для теплопостачання житлових будинків, квартир, адміністративно-господарських і виробничих об'єктів, обладнаних автономними системами водяного опалення з природною або примусовою циркуляцією теплоносія.
Встановлені на котлах всіх модифікацій низькофакельні щілинні пальники з нержавіючої сталі не потребують ручного регулювання подачі повітря для горіння, забезпечуючи повне спалювання газу з мінімальним обсягом шкідливих викидів в атмосферу. АОГВ обладнані сучасною автоматикою безпеки та регулюва