Для оценки эффективности сгорания используется анализатор уходящих газов. Измерения  производятся до и после регулировки.

     Наиболее  подходящими для высокоэффективной  регулировки являются котлы с  надувными газовыми топками и  мазутными топками. Менее подходящими  являются котлы с комбинированными горелками для двух видов топлива, а также газовые котлы с  атмосферными горелками.

     Для комбинированных горелок режим  для одного вида топлива часто  является компромиссом для сохранения работоспособности на другом виде топлива. А регулировка газовых котлов с атмосферной горелкой ограничено техрегламентом и физическими характеристиками оборудования.

Регулирование пропусками

     Для чугунных котлов в отопительных системах при регулировании теплоподачи  в систему отопления по температуре  внутреннего воздуха в контрольном  помещении здания (регулирование  «по отклонению») оно может осуществляться за счет периодического отключения системы (регулирование «пропусками») с помощью  температурного датчика. Это позволит экономить от 10 до 15 % потребляемой тепловой энергии и окупится в течение двух лет.

     Для стальных котлов такой способ регулирования  температуры воды нежелателен. С  точки зрения прочностных характеристик  для стального котла большой  температурный перепад нестрашен, но эксплуатировать котел с температурой воды в обратном трубопроводе (на входе  в котел) ниже 55 °С не следует. Дело в  том, что при такой температуре  котловой воды температура дымовых  газов в местах соприкосновения  со стенкой дымогарной трубы может  оказаться ниже температуры точки  росы, что вызовет выпадение конденсата на стенках дымогарных труб и приведет к их преждевременной коррозии. Поэтому  чаще применяют регулировку температуры  воды с помощью трехходового клапана  с температурным датчиком, минус  этого способа – долгий срок окупаемости, от 5 лет и выше. Как альтернативу можно применить регулирование  пропусками в сочетании с термостатическим датчиком температуры обратной воды. Такой способ менее экономичен и  окупится в течение 4–5 лет.

     Регулирование выключением

     В повсеместной практике осенью с наступлением отопительного периода служба эксплуатации запускает систему отопления  и выключает только весной. Это  приводит к тому, что даже в теплые дни котел не отключается и  продолжает работать.

     Автоматическое  регулирование выключением при  достижении наружной температуры +8 °С может сохранить от 3 до 5 % потребляемой тепловой энергии и окупится за 2–3 года.

     Регулирование циклов котла

     Если  работа котла регулируется «пропусками» в зависимости от температуры  наружного воздуха, часто возникает  следующая проблема: в переходные периоды, когда наружная температура  в течение суток резко изменяется, цикл включения/выключения котла обычно короткий, трубы и отопительные приборы  не успевают как следует прогреться и это приводит к недогреву  здания; зимой же, когда холодная температура держится постоянно, цикл включения/выключения котла чрезмерно  долгий, что приводит к излишнему  перегреву здания. Для устранения этой проблемы рекомендуется установить контроллер, регулирующий минимальное  и максимальное время включения  котла. Это экономит от от 3 до 5% потребляемой тепловой энергии и окупится примерно за 3 года.

5. Использование вторичных излучателей 
    
       Предназначено для и повышения эффективности сжигания газообразного топлива в котлах и снижения токсичных выбросов в атмосферу.

    Недостатком многих находящихся в эксплуатации водогрейных  и паровых котлов является малоэффективная  теплоотдача в топке и обусловленные  этим высокая температура уходящих газов (до 200 - 250°С) и низкий КПД (до 85 - 87 %).     

    Одним из возможных и реальных путей  повышения эффективности использования  топлива в котлах, и соответственно повышения их КПД и уменьшения газовых выбросов в атмосферу (включая CO2, NOx, и др.), является интенсификация теплообмена и соответственно теплоотдачи  в топочной камере.     

    При сжигании природного газа в относительно небольших топочных объемах котлов с развитым экранированием стенок, с точки зрения интенсификации теплообмена  и надежной стабилизации факела целесообразна  установка промежуточных (вторичных) излучателей - твердых нагретых до высоких температур тел, являющихся как бы "тепловыми зеркалами", передающими излучение к поверхностям нагрева.     

    Действие  промежуточных излучателей основано на том, что они воспринимают тепло  селективным излучением и конвекцией от продуктов сгорания и передают его полным спектром излучения к  водоохлаждаемым поверхностям, расположенным  в топке. Находясь в стационарном режиме при неизменной температуре, промежуточные излучатели весь падающий на них тепловой поток переизлучают на поверхности экрана в виде отраженного  тепла и собственного излучения.     

    Установка промежуточных излучателей в  топочной камере котла обеспечивает интенсификацию лучистого теплообмена, за счет чего увеличивается теплоотдача  в топке и соответственно повышается КПД котлов и уменьшается расход топлива. Кроме того, введение в зону факела промежуточных излучателей  позволяет снизить максимальные температуры в ядре зоны горения, за счет чего уменьшаются образование  и соответственно выбросы токсичных  веществ, в первую очередь оксидов  азота. В результате снижения как  максимальных температур в зоне горения, так и температур на выходе из топки  и за котлом, облегчаются условия  работы, повышается надежность и увеличивается  срок эксплуатации котла.

    Использование промежуточных излучателей позволяет:

• увеличить теплоотдачу в топке котла на 10 - 30%;
• уменьшить расход топлива (природного газа) в котлах: 
  производительностью до 1 Гкал - на 3 - 5 %, 
  производительностью 1 - 6 Гкал - на 1 - 3 %, 
  производительностью 6 - 30 Гкал - на 0,6 - 1 %;
• снизить образование оксидов азота на 20 - 30 %;
• снизить температуру уходящих газов на 60 - 90 0С;
• повысить надежность эксплуатации и увеличить срок службы котлов (на 10- 20 %, или на 3 - 5 лет) за счет снижения максимальных температур в зоне горения на 30 - 70 0С.

    Технология  не требует больших капитальных  вложений и эксплуатационных расходов, срок окупаемости составляет 1 - 2 года в зависимости от типа котла.     

    Для изготовления излучателей используются огнеупорные материалы на основе оксидов или тугоплавких соединений, обеспечивающие возможность длительной эксплуатации в условиях высоких  температур в окислительно-восстановительной  среде при возможности реализации достаточно большого числа теплосмен.     

    Разработаны технические решения по применению промежуточных излучателей в  котлах НИИСТУ различных модификаций, а также в котлах ТВГ, ДКВР, КВ-ГМ и других производительностью до 30 Гкал/час (до 50 т/час пара).

6. Установка модернизированной подовой щелевой горелки в холодной воронке котла (для котлов ПТВМ-100 и ПТВМ-50

    Большие водогрейные котлы типа ПТВМ-100, ПТВМ-50 имеют ряд конструктивных недостатков  при работе на природном газе, связанных  с первоначальным проектированием  котла для работы на мазуте, в  т.ч. недостаточный обогрев нижней части топки и экранированной холодной воронки котла (предназначалась  только для сбора дроби при  очистке конвективных поверхностей нагрева) и частое сгорание 1-го конвективного  пакета труб в связи с малым  расстоянием от горелки до конвективной поверхности нагрева котла, и  др.

    С целью увеличения ресурса котла  типа ПТВМ и повышения его производительности и КПД разработана малозатратная  схема реконструкции, в соответствии с которой для обогрева холодной воронки, между нижними коллекторами, устанавливается дополнительная модернизированная  подовая щелевая горелка мощностью  соответственно 2600 или 1300 м³/ч. В результате установки подовой щелевой горелки тепловосприятие холодной воронки и нижней части топки значительно повышается, за счёт чего повышается КПД котла. Конструкция горелки позволяет не ухудшать условия дробеочистки. 

    Установка подовой щелевой горелки позволяет:  

    - Увеличить на 16 – 20 % радиационную поверхность нагрева, за счет поверхности нагрева, размещенной в холодной воронке и части экранов (ниже нижнего яруса горелок), что позволяет соответственно повысить производительность котла на 16 – 20 %.

    - Снизить затраты газа за счет улучшения теплообмена в топке, с повышением КПД котла на номинальном режиме на 1,5...3 % (на нагрузке 25..30 % повышение КПД не менее 2…4%), что дает экономический эффект на 1 котле ПТВМ-100 при среднем сроке использования (6 месяцев в год с средней нагрузкой 40..70%) - 200 тыс.грн./год, на котле  ПТВМ-50  – 100 тыс. грн./год.

    - Снизить затраты электроэнергии на привод дутьевых вентиляторов (подовая горелка такой же мощности (3 заводские горелки) потребляет в 2-3 раза меньше электроэнергии).

    - Снизить на 25…30 % выброс оксидов азота (NO_x) в атмосферу (до уровня не более 115 мг/м³) за счет разбавления в корне факела продуктами сгорания.

    - Повысить надежность работы котла и снизить количество ремонтов первого конвективного пучка труб.

    - Улучшить условия зажигания и обслуживания горелок.

    - В летних условиях при сниженной нагрузке работать только на дополнительной подовой горелке со сниженным расходом электроэнергии в 3 раза.

    - Продлить ресурс котлов на 6...8 лет.

7. Комплексные технологии повышения эффективности котельных коммунальной энергетики

Основными источниками тепловой энергии для  большинства потребителей различных  ведомств Российской Федерации являются котельные средней мощности, которые  оснащены паровыми и водогрейными котлами  отечественного производства типа ДКВР, ДЕ.

    На  газифицированных котельных с установленной  мощностью свыше 20 МВт в качестве резервного топлива используется мазут  марки М100. На таких котельных, а  также котельных, использующих мазут  как основное топливо, наиболее широкое  применение получила насосно-циркуляционная система подачи мазута с технологическим  оборудованием, которое обеспечивает традиционные технологические процессы топливоподготовки: хранение, фильтрацию, перекачку, подачу на сжигание, двухступенчатый  разогрев топлива и слив горячего топлива от форсунок (рециркуляцию).

    Первая  ступень разогрева предусматривает  поддержание заданной температуры  до 60-70 ^ОС в топливных резервуарах за счет внутри-резервуарных змеевиковых или секционных паровых подогревателей с целью возмещения тепловых потерь, отстаивания (в резервных резервуарах не менее 100 ч) и выделения воды из топлива, обеспечения самотечного движения по линии всасывания топливных насосов, предварительную фильтрацию мазута на фильтрах грубой очистки.

    Вторая  ступень обеспечивает разогрев в  выносных мазутоподогревателях с окончательной  фильтрацией мазута на фильтрах тонкой очистки для качественного распыливания мазута форсунками и циркуляционный подогрев мазута в расходных резервуарах, одновременно обеспечивая возмещение тепловых потерь и перемешивание  мазута для повышения однородности топлива.

    Влияние некондиционного  топлива на работу котлов

    Неоднородность  состава топлива, переменная вязкость и плотность среды являются основными  причинами нестабильной работы котлов, приводящие к повышенному химическому  недожогу из-за ухудшения качества распыла мазута, с одновременным  образованием сажи и коксовых частиц. В свою очередь, это способствует интенсивному образованию плотных  отложений на теплообменных поверхностях нагрева котла, что приводит к  развитию интенсивной коррозии металла.

    Применение  некондиционного мазута с измененными  физико-химическими свойствами, которые  не соответствуют ГОСТ 10585-75, приводит к ряду негативных причин:

    ■ неконтролируемое обводнение мазута и  замазучивание конденсата вследствие попадания пара (конденсата) и мазута через неплотности в днищевых и выносных подогревателях;

    ■ неоднородность состава мазута приводит к нарушению гидродинамических  и тепловых процессов топливоподготовки  и котла в целом;