Электрические паровые котлы
Завацкий Виктор
Еще в школе мы слышали утверждение Менделеева, сделанное им в 19 веке, об использовании углеводородов для выработки тепловой и электроэнергии: «Сжигать нефть, все равно, что топить печку ассигнациями»
Рис.1. Д.И. МенделеевНа дворе уже 2024г, а углеводородное топливо остается основным источником энергии в мире. В последние годы в США и Европе активно развивается ВИЭ, в России атомная и гидроэнергетика, идут серьезные проработки по сжиганию водорода. Видится устойчивая тенденция по отходу от использования углеводородных топлив как для котельных и электростанция, так и для автомобилей. Причины понятны: снижение себестоимости энергии и улучшение экологии планеты. Хотя с водородом там ситуация двоякая, зависит от способа его получения: либо из природного газа, либо путем электролиза из воды. Если говорить об экологии, то электролиз водорода из воды, конечно, предпочтителен, но на его получение требуется сначала выработать электроэнергию.
Рис. 2. Новые источники энергии
Рис.3. Схема электрокотельной
До недавнего прошлого электрокотельные это была диковинка. Ставили как правило небольшие водогрейные электрокотлы предприятия, у которых не было газа, либо предприятия востока страны, где затраты на электроэнергию сопоставимы с затратами на природный газ (если вообще в тех местах был газ).
Сейчас к таким предприятиям начали прибавляться (и очень активно) иностранные компании. Декларации, принятые их головными офисами в Европе и Америке, об нулевом углеводородном следе заставляет их идти на столь радикальные меры в ущерб получаемой прибыли. Ну или затраты просто переносятся в стоимость, кто нам об этом скажет… Речь уже идет не только о водогрейных котлах, но и о паровых. И требования к мощности данных котлов постоянно растет.
Некоторые европейские производители котлового оборудования уже включили электрокотлы в свои серии. Китайцы уже давно их производят в больших количествах. У нас в России также есть несколько производителей.
Рис.4 Фото тэнового парового электрокотлаСуществует несколько типов электрокотлов:
Т.е. различаются они по способу передачи энергии от котла к воде. Тэновые нагревают воду посредством нагрева электроэнергии тэнов, которые передают тепло воде. Индукционные – нагревают воду посредством создания индукционного поля. В электродным котлах нагрев происходит за счет прохождения через теплоноситель переменного тока с частотой 50 Гц
Не хотелось бы много времени уделять водогрейным котлам, т.к. мы постоянно в быту сталкиваемся и с индукционными плитами, и с электрочайниками (с тэнами внутри). Поэтому здесь больших сложностей нет. А производителей здесь обсуждать не будем, т.к. из-за небольшого референса в России у всех, можем дать неверные рекомендации, лучше ехать на завод и самим смотреть производство.
Давайте подробнее остановимся на паровых электрокотлах и произведем сравнение разных типов
Сравнение технических особенностей использования электрокотлов различной конструкции
| Индукционные | ТЭНовые | Электродные |
| Принцип работы | ||
| Реализован принцип электромагнитной индукции. Здесь электроток нагревает тщательно изолированный трубопровод, по которому движется теплоноситель. | Теплоноситель нагревается трубчатыми электронагревателями из нержавеющей стали. В прочной металлической оболочке находится нихромовая спираль. Между спиралью и оболочкой находится диэлектрический наполнитель. В теплообменнике может находиться как один, так и несколько ТЭНов. | Жидкость нагревается за счет пропускаемого через нее электрического тока. Помещенные в теплоноситель электроды ионизируют его, но электролиза нет, потому что происходит постоянная (с частотой 50 Гц) смена катода с анодом. Количество выделяющегося при этом тепла пропорционально силе тока и сопротивлению котловой воды. |
| Ориентировочная средняя стоимость в % | ||
| 100 | 60 | 40 |
| КПД, % | ||
| 92 | 94 | 99 |
| Срок службы нагревательных элементов, лет | ||
| 15-20 | 5-10 | 5-10 |
| Период проведения технического обслуживания, лет | ||
| 3 | 1 | 1 |
| Габариты (по массе), кг | ||
| 3500 | 2000 | 1400 |
| Время выхода из холодного состояния, минут | ||
| 20 | 30 | 10 |
| Максимальное рабочее давление, бар | ||
| 10 | 16 | 16 |
| Оценка оборудования | ||
Достоинства:
Недостатки:
| Достоинства:
Недостатки:
| Достоинства:
Недостатки:
|
Выводы: Могут использоваться как в качестве парогенераторов, так и водонагревателей в системах отопления. Высокая стоимость котельного оборудования компенсируется низкими затратами в процессе эксплуатации, что делает данные котлы при длительной эксплуатации экономически более выгодными чем ТЭНовые. Одним из минусов данных котлов при использовании их в качестве парогенератора является то, что производитель заявляет параметры котла на избыточное давление пара 0 бар, что приводит к увеличению нагревательных модулей для избыточного давления пара 3 бара и 8 бар. Практически все производители индукционных котлов выпускают оборудование без сепараторов пара, это приводит к влажному пару на выходе котла, что требует его осушения. Наиболее эффективно использовать данные котлы в системах отопления даже при условии значительной подпитки системы. | Выводы: Могут использоваться одинаково эффективно как в качестве парогенераторов так и водонагревателей в системах отопления. Обладают более низкой стоимость по сравнению с индукционными котлами. Существенным недостатком данных котлов является образование накипи на нагревательном элементе, что приводит к уменьшению теплоотдачи в процессе эксплуатации и увеличению энергозатрат на нагрев воды. Наиболее эффективная эксплуатация ТЭНовых котлов осуществляется на обессоленной воде и/или конденсате. При использовании воды после установки обратного осмоса (пермеат или концентрат (при анализах воды близкой к дистилляту)) увеличивается срок службы нагревательных элементов. Использование ТЭНовых котлов в качестве парогенераторов с питательной водой после установки обратного осмоса экономически более оптимальный вариант среди рассматриваемого оборудования. | Выводы: Могут использоваться как в качестве парогенераторов, так и водонагревателей в системах отопления. Наилучшим образом подходят для нагрева воды в системах отопления, не требующих постоянной подпитки. При использовании в качестве парогенераторов требуют дополнительных затрат на контроль и корректировку электропроводности воды, что уменьшает экономический эффект от низкой стоимости котлов. Расход электроэнергии напрямую зависит от электропроводности воды. Многие производители заявляет необходимую электропроводность воды 400 мкс, что за частую не соответствует промышленной исходной. На данный момент данные типы котлов наиболее редко используются на территории РФ. |
