Резервное (аварийное) электроснабжение объектов ЖКХ, котельных

Резервный котел в пару к электрическому котлу

Электрические сети в том состоянии, в котором они находятся сейчас, не могут считаться гарантированным источником энергии для отопления дома. Значит, любую систему отопления на электричестве нужно дублировать.

Если у вас установлен электрический котел отопления с жидкостной системой, вам необходимо к нему подобрать дублера – резервный котел, который будет работать в периоды отключения электричества или в моменты, когда не на всех фазах есть достаточное напряжение для отопления дома.

Какой резервный котел выбрать в пару электрическому? Это может быть любой котел с автономным запасом топлива:

• Дизельный котел с емкостью под солярку.
• Твердотопливный котел с запасом дров, угля или пеллет.
• Газовый котел на газовой рампе или подключенный к газгольдеру.

В случае, если вы отапливаете дом системой электрических конвекторов, экономически нецелесообразно городить резервную жидкостную систему отопления с радиаторами и котлом. В этом случае лучше использовать в виде резервного теплогенератора воздушную отопительную печь. Это может быть стационарная кирпичная печь, стальная или чугунная печь или печь-камин.

Также это могут быть газовые конвекторы, запитанные от системы газовых баллонов с приличным объемом – 27 или 50 литров.

Поскольку электричество является самым дорогим энергоносителем для отопления, то любой теплогенератор на любом топливе сможет выполнять функцию резервного отопления.

СУГ в качестве резервного топлива котельных

Во многих развитых странах (США, Канада и др.) использование СУГ в качестве источника резервного питания для работающих на природном газе котельных является стандартным решением. Несмотря на очевидные преимущества перед традиционными альтернативными источниками резервного питания (дизельное топливо, топочный мазут, уголь), оно тем не менее недостаточно широко распространено в России.

СУГ дешевле мазута и дизтоплива, при этом значительно экологичнее их. Парк хранения СУГ зимой не нужно обогревать, что уменьшает эксплуатационные расходы. Его намного сложнее украсть, что также немаловажно в российских условиях. При использовании смесительной системы переход с природного газа на смесь воздуха с паровой фазой СУГ осуществляется практически мгновенно и незаметно для потребителя.

Почему в России такое решение оказывается невостребованным? Одна из причин – недостаток практики применения смесительных систем в советское время. В теории они известны достаточно хорошо, описание принципов их работы есть во многих советских и российских учебниках по газо- и теплоснабжению. Но поскольку подобное оборудование у нас почти не выпускалось, опыт его использования крайне ограничен.

Рис. 1 Схема котельной с резервным дизельным топливом

За последние годы более 20 крупных объектов, применяющих СУГ в качестве резервного топлива, было спроектировано, построено и запущено в эксплуатацию специалистами . Примерно в половине случаев эти технические решения включают смесительные системы. Среди них – 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 систем резервного питания позволяет говорить о хороших перспективах его применения в России. И тут нельзя обойти стороной действующую сегодня 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 практике резервирование топлива применяется в котельных социально значимых объектов с особыми требованиями санитарных правил и нормативов к системам центрального теплоснабжения и горячего водоснабжения (в первую очередь это больницы, школы, детские дошкольные учреждения и т.п.).

В качестве резервного топлива наибольшее распространение получили жидкие углеводороды (дизельное топливо, мазут), сжиженные углеводородные газы (СУГ), реже – твердое топливо (каменный уголь, торф, дрова). Ниже мы предлагаем рассмотреть концепцию применения сжиженных углеводородных газов (обычно это пропан-бутановая смесь в различных пропорциях) в сравнении с наиболее часто применяемым дизельным топливом.

Рис. 2 Схема котельной с резервом топлива СУГ

В котельных с относительно небольшим запасом дизтоплива бак монтируется в дополнительном вспомогательном отсеке, герметично отделенном от основного. В котельных большей мощности и/или с большим аварийным запасом (рис. 1.) хранилище топлива устраивается в специальных емкостях надземного или подземного исполнения. При этом подача топлива к горелкам осуществляется при помощи насосов. При наземном расположении емкостей возможно также наличие нагревательных элементов для подогрева дизтоплива в холодный период.

В котельных установках с использованием СУГ (рис. 2) емкости для хранения запаса топлива располагаются ниже уровня поверхности земли. В составе оборудования такой котельной основными элементами являются также технологическая обвязка емкостей, насосная группа, испарительная и смесительная системы, часто объединенные в один блок. Подача паровой фазы к горелкам котельной осуществляется посредством термоизолированных трубопроводов.

Наиболее эффективный способ применения СУГ в качестве резервного топлива – его смешивание с воздухом для достижения показателей теплотворной способности природного газа. В англоязычной литературе такую смесь СУГ и воздуха называют SNG (синтетический природный газ). При этом в момент перехода автоматики с природного газа на SNG аппаратура котельной «не замечает» подобной смены, так как оба вида топлива практически идентичны.

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:

V т.с.=(Рн х 24)/(КПДк х Qв)

V т.с. – суточный объем потребления топлива (л; м3) Рн – номинальная мощность котельной (кВт) КПДк – коэффициент полезного действия котлов Qв – удельная теплота сгорания топлива на расчетную единицу (л; м3)

При КПДк = 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.

Из таблицы видно, что при всех иных равных параметрах отапливать котельную сжиженными углеводородными газами почти в 1,7 раза дешевле, чем дизельным топливом. И, конечно же, положительный эффект от применения СУГ возрастает в периоде прямо пропорционально объемам использования резервного топлива. При этом мы не рассматриваем стоимость подогрева емкостей с ДТ в зимний период, что также может являться серьезной статьей затрат. По сложившейся в регионах практике подогрев емкостей в холодное время года часто вообще не осуществляется, что делает фактически невозможным запуск резервной системы питания.

Кроме того, в сравнении с дизтопливом СУГ имеет ряд других преимуществ:

• жидкая фаза СУГ, имея те же основные физические свойства жидкости, что и дизтопливо, тем не менее не подвержена существенному повышению вязкости в условиях низких температур (что негативно сказывается на транспортировке дизтоплива от внешнего хранилища к горелкам), так как в котельную подается ее паровая фаза
• обеспечивается возможность автоматического перехода с основного топлива на резервное
• отсутствует необходимость применения более дорогих комбинированных горелок в котлах для возможности сжигания как газообразного, так жидкого топлива
• уменьшается стоимость строительства модуля за счет отсутствия вспомогательного помещения (что бывает необходимо в случае размещения емкостей хранения дизтоплива внутри помещения котельной)

Табл. 1 – Стоимость суточного потребления топлива котельной в расчете на 1 МВт мощности

Не стоит также забывать и про экологию. Сжигание дизельного топлива влечет за собой несоизмеримо большие выбросы сажи, окислов серы и окислов азота, нежели сжигание SNG.

Также нужно учитывать, к сожалению, типичную для России ситуацию с воровством солярки. Дизтопливо списывается и продается, а вырученные деньги – присваиваются. Украсть и реализовать на черном рынке СУГ значительно сложнее.

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 в качестве резерва видится нам в следующих случаях:

• при модернизации существующих 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

Устойчивое повышение цен на жидкие углеводороды на внутреннем рынке, их зависимость от ситуации на мировых торговых площадках, а также прогнозируемый к 2021 году двукратный по отношению к сегодняшнему дню рост рынка внутреннего потребления делают концепцию применения СУГ в качестве резервного топлива наиболее перспективной.

Рис. 3 Установка по производству SNG Metan на складе

Особенности котельных, использующих СУГ

В соответствии с ПБ 12-609-03, при мо дернизации существующих котельных и строительстве новых следует учесть следующие моменты.

1. Запорная арматура, как правило, должна применяться стальная с учетом климатических условий и рабочего давления газа (п. 2.4.4.).
2. Конструкция предохранительных запорных клапанов должна соответствовать требованиям государственных стандартов ГОСТ 9544-2005, обеспечивать прочность, стойкость к СУ Г и быть не ниже класса «А» по герметичности.
3. Конструкция запорной арматуры должна соответствовать требованиям государственных стандартов ГОСТ 9544-2005, обеспечивать прочность, стойкость к СУГ и быть не ниже класса «В» по герметичности (п. 2.4.5.).
4. Система вентиляции должна обеспечивать 10-кратный воздухообмен в рабочее время, при этом 2/3 возд ухозабора должны обеспечиваться из нижней зоны помещения и 1/3 – из верхней зоны. При недостаточности воздухообмена работа со сжиженными углеводородными газами не допускается. Электродвигатели вытяжных вентиляторов должны быть во взрывозащищенном исполнении (пп. 5.5.16-5.5.28)

Авторы: С.В. Зубков, директор по маркетингу ГК «Газовик», Е.А. Карякин, директор по развитию ГК «Газовик»

Список литературы:

1. ГОСТ 52087-2003. Газы углеводородные сжиженные топливные. Технические условия. Введ. 2003-06-30. – М.: Госстандарт России, 2003
2. ГОСТ 9544-2005. Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов. Введ. 2008-04-01.– М.: Стандартинформ, 2008
3. Правила безопасности для объектов, использующих сжиженные углеводородные газы: ПБ 12-609-03: утв. Госгортехнадзором 27.05.03. – М., 2003
4. Котельные установки: СНиП II-35-76: утв. ГК СМ по делам строительства 31.12.76: ввод в действие с 01.01.78 – М., 1977
5. Правила поставки Газа в Российской Федерации: утв. Правительством РФ 5.02.98: с изм. от 07.12.05 и 10.05.10 – М, 2010
6. Промышленное газовое оборудование: справочник. 6-е изд., перераб. и доп./ под ред. Карякина Е.А. – Саратов: Газовик, 2013
7. Карякин Е.А., Гордеева Р.П. Оборудование для СУГ//Газ России. – 2013, №1. – С. 58-64
8. Зубков С.В., Карякин Е.А., Поляков А.С. Газоснабжение без перерывов // Газ России. – 2014, №1. – С. 68-75

• 10 февраля 2021
  

  Изготовление партии газорегуляторных установок «Газовичок»

• 21 января 2021

  Заполнить опросный лист на котельную онлайн

• 30 декабря 2020

  График работы ГК «Газовик» в период новогодних праздников

• 28 декабря 2020

  Новогоднее поздравление от ГК «Газовик»

• 02 декабря 2020

  Новинка производства: Клапаны газовые электромагнитные с ручным взводом!

• 03 ноября 2020

  Изготовление и отгрузка партии ГРУ

• 02 октября 2020

  Новинка производства: Индикатор перепада давления стрелочного типа!

• 04 сентября 2020

  Освоено производство клапанов и фильтров DN-200 в алюминиевом корпусе

• 03 сентября 2020

  Российский газ отправят на юг Китая

• 06 июля 2020

  Мы расширили линейку клапанов с электроприводом регулятора расхода.

все новости…

Резервный котел в пару к газовому котлу

В случае, когда в морозы увеличивается разбор газа в газовой магистрали, конечный домохозяйства в конце «трубы» могут остаться практически без газа. Некоторые модели газовых котлов не смогут запуститься и работать при минимальном давлении в газовой магистрали. Также могут случаться аварии на газовой магистрали по различным причинам – от неграмотного проведения земляных работ до фактов своевольной врезки в газовую магистраль.

В этом случае, а также в случае выхода из строя газового оборудования, на срок, достаточный для выезда аварийной бригады, вам понадобится резервный котел в пару к газовому котлу.

Какие тут возможны варианты? Любой твердотопливный или дизельный котел сможет поддержать вашу систему отопления, пока устраняется авария на магистрали или ремонтируется газовое оборудование.

Если у вас есть возможность в моменты аварии находиться дома – можете выбирать дровяные или угольные котлы. Если же вам нужно уехать в этот момент, выбирайте полностью автоматические дизельные или пеллетные котлы.

Модель в данном случае не имеет значения, значение имеет надежность резервного котла. По этой причине не стоит резервировать газовое отопление электрическими котлами или конвекторами. Потому что, электричество еще менее надежный вид энергии для отопления, чем магистральный газ.

Длительность резервного питания

При выборе резервного источника электропитания необходимо определиться с длительностью резерва в каждом конкретном случае. Для начала нужно понять, с какими типами отключений электроэнергии мы имеем дело.

Упрощенно можно разделить отключения электроэнергии на следующие типы:

• кратковременные отключения электроэнергии длительностью несколько минут (такие отключения связаны с изношенностью электрических сетей);
• отключения электроэнергии длительностью до одного часа (такие отключения бывают при проведении технологических работ на линиях);
• отключения электроэнергии длительностью до 24 часов (такие отключения бывают при проведении веерных отключений, при недостатке энергии в районе);
• отключения электроэнергии длительностью до нескольких суток (такие отключения бывают при авариях на линиях электропередач или трансформаторном оборудовании).

Для каждого из этих случаев необходим свой вариант решения задачи резервного питания системы отопления. Для отключений длительностью до одного часа можно использовать источник резервного питания с аккумуляторными батареями средней ёмкости. Для отключений длительностью до 24 часов можно использовать источник резервного питания с аккумуляторными батареями большой ёмкости. Для отключений длительностью более 24 часов можно использовать источник резервного питания с аккумуляторными батареями большой ёмкости и бензиновый электрогенератор.

В качестве замечания отметим, что, если нет возможности установки бензинового электрогенератора, то можно использовать источники резервного питания с АКБ максимально большой ёмкости и увеличить длительность автономной работы оборудования за счёт использования периодического графика работа приборов системы отопления.

Резервный котел в пару к дизельному котлу

Лучшим вариантом для резервирования отопления на жидком топливе будет либо второй дизельный котел, либо твердотопливный котел, а также газовый котел, работающий от газовой рампы – нескольких баллонов, соединенных для подачи газа к теплогенератору.

Второй дизельный котел будет работать, если вышел из строя ваш основной агрегат. Дублер будет запитан от той же емкости, что и главный теплогенератор.

Если же случились проблемы с подачей солярки или со своевременным закупом и подвозом топлив, то здесь выручит дублирующий котел на другом виде топлива.

Подключение резервного электрокотла к твердотопливному – разбираем нюансы схемы

Наиболее часто резервирование выполняется электрическим котлом, который:

• обладает наибольшей надежностью среди всех котлов, по статистике более 99%;
• стоит недорого;
• может служить не только резервом, но и активным помощником твердотопливному котлу, включаясь, когда не подбрасываются дрова, или для отопления в ночное время, может иметь возможность программирования своей работы.
• является наиболее комфортным теплогенератором в плане обслуживания.

Недостаток у него один – наибольшая цена электрической энергии.

Почему обычно устанавливают электрокотел

Чаще всего установить электрокотел дополнительно к твердотопливному требуют простые жилищные обстоятельства. К середине ночи дрова полностью прогорают и в доме становится прохладней. Жильцам необходимо просыпаться и обслуживать котел снова, или к утру будет ощутимо холодней.

• Применение автоматически включающегося электрокотла позволяет избежать подобного напряженного режима. Также возможно использование электроэнергии для поддержания минимальной плюсовой температуры и др…

Может ли комбинированный котел заменить два котла

Практически все производители твердотопливных котлов делают, так называемые, комбинации – совмещают в одном агрегате несколько способов отопления. Как правило, твердотопливные котлы дополняются маленьким встроенным электрокотлом, точнее даже ТЭНом, рассчитанным на работу от сети 220 В и мощностью 3 – 5 кВт, которой достаточно для поддержания плюсовой температуры, или даже отопления небольшого дома в не слишком холодное время.

Эти встроенные тены включаются термодатчиками, по температуре теплоносителя на выходе из котла, и (или) комнатного воздуха. Поэтому электронагрев может включиться либо когда котел прогорел, и теплоноситель стал остывать, либо когда температура в доме понизилась ниже минимальной.

• По сути электронагрев в твердотопливном котле является важной полезной опцией, позволяющей, например, поддерживать минимальную температуру в загородном доме, или подогревать ночью…

Но он не резервирует ни насос котла, ни его гидравлическую часть. В случае их выхода из строя, дом останется без отопления. Кроме того, у большинства таких котлов нет программирования по времени, а также достаточной мощности и регулировки мощности для трехфазных сетей для полноценного отопления дома. Все это достижимо, если использовать более дорогое, но комфортное решение – сочетание твердотопливного котла и автоматизированного электрического.

Подключение электрокотла как вспомогательного

Если электрокотел должен работать часто, то обвязка делается с автоматическим переключением движения теплоносителя через котлы без участия человека. Здесь применяются обратные клапаны, которые устанавливаются по следующей схеме. Они включаются навстречу друг другу.

• При включении электрокотла, он своим давлением запирает обратный клапан в ветви твердотопливного, поэтому движение жидкости там прекращается.
• При выключении электрокотла, основной насос запирает обратный клапан в ветви электрокотла, и движение жидкости через него также не происходит.

Также важно увязать работу насосов котлов в зависимости от температуры теплоносителя и воздуха в комнате. Классическая схема обвязки двух котлов подразумевает следующее.

• Насос твердотопливного котла включается и выключается датчиком температуры теплоносителя на подаче. Как только пламя прекратилось, теплоноситель остыл, основной насос выключается, чтобы не гонять теплоноситель через охлаждаемый теплообменник.
• Электрический котел запускается в работу по команде комнатного термостата (по температуре воздуха), или по времени. Когда становится прохладно, в работу включается электрокотел и его насос.

Вопрос одновременной работы двух насосов, и вопрос бесперебойного обеспечения циркуляции жидкости через твердотпливный, решается подбором рабочего давления насосов.

Что учитывается при резервировании электрокотлом

• Не допускается движение жидкости через твердотопливный котел, когда он прекратил горение. В этом случае будет происходить охлаждение теплоносителя, проходящего через теплообменник, естественной тягой на дымоход, и потери энергии окажутся весьма внушительными. Решается отключением насоса после завершения горения дров с помощью термодатчика (обычная опция котлов…) и наличием обратного клапана навстречу электрокотлу…
• Обязательно обеспечивается движение жидкости через твердотопливный котел постоянно, без перерывов даже на несколько минут, пока в нем имеется горение. Иначе возможно закипание и взрыв системы. Для недопущения, в цепь питания насоса включается бесперебойный источник (ИПБ). Сам насос устанавливается только на обратке, где в него не может попасть пар.

• Насос твердотопливного котла должен быть с большим рабочим давлением, чем в электрокотле, чтобы имелась возможность в любом случае создавать движение жидкости через твердотопливный теплообменник, пока тепловое реле не отключает этот насос (режим «горения нет»). При выборе оборудования, это условие обязательно учитывается.
• Если электрокотел выбирается лишь как аварийный, рассчитанный на включение, когда твердотопливный поломается, чего может и не произойти вовсе, то из гидравлической схемы обратные клапаны исключаются. Включение электрокотла предусматривается только в ручном режиме, с ручным открытием/закрытием отсекающих кранов, установленных на патрубках.

Резервный котел на том же виде топлива

В комментариях на сайте и в письмах на редакторскую почту несколько раз наши читатели задавали вопросы, стоит ли запускать систему, состоящую из двух теплогенераторов на одном и том же виде топлива?

Можно устанавливать в связке два котла на твердом топливе или на солярке. В этом случае топливный источник автономен, и если он доступен, то дублирующий котел будет успешно работать.

В случае с магистральным газом и электричеством установка резервного котла спасает вас только в том случае, когда выходит из строя сам теплогенератор. В случае аварии на ЛЭП или газовой магистрали вам все равно понадобится котел на альтернативном топливе.

Еще по этой теме на нашем сайте:

1. Выбираем резервное питание котла – генератор, ИБП, инвертор Зима, мороз, дым из трубы. Картинка как на открытке. Хороший хозяин подготовился заранее, котел был установлен осенью, работает отлично, греет…
2. Два котла в котельной – как подключать – плюсы и минусы Давайте, начнем с того, что в современном доме, расположенном с средней полосе, должно быть 2 котла. Даже не обязательно 2…
3. Отопительные универсальные котлы для частного дома Для чего нужны котлы отопительные универсальные для частного дома, чем оправдано их использование, почему стоит их покупать? В какой ситуации…
4. ИБП для ТТ котлов – отличия и особенности Про газовые котлы мы уже говорили, про то, какие ИБП для котла отопления на магистральном газе нужны и должны быть…

Для чего нужна система защиты

Давайте рассмотрим возможные варианты создания резервных систем отопления. Самый надежный и прогрессивный вариант – модульная система защиты, которая может предупредить пользователя о сбое в работе основного отопительного оборудования.

В случае возникновения аварийной ситуации с основным котлом, датчики моментально сигнализируют о понижении температуры, и резервный котел запускается автоматически. Таким образом, оставляя свой дом зимой надолго, вы будете уверены в том, что застрахованы от аварии и последующих за ней неприятностей, связанных с переохлаждением системы теплоснабжения.

Резервный котёл

Автоматика сразу же проинформирует вас о неисправностях. При падении давления газа ниже заданного уровня основной котел не уйдет в ошибку по наличию пламени, после устранения причины сбоя перезапуск будет не нужен и присутствие сервисного специалиста не потребуется.