Краткая характеристика и описание работы котлов – Альянс-ТеплоЭффект

Отвод солей и шлама из котла называется продувкой. Продувку котла разделяют на два основных направления: непрерывную и периодическую.

Цель продувки котлов

Подпиточная вода, как правило, содержит примеси, которые при попадании в барабанный котёл аккумулируются, что ведёт к повышенному содержания солей в воде.

Это влечёт за собой необходимость выведения этих веществ из системы водяного цикла. В барабанных котлах используется непрерывный процесс удаления, называемый продувкой.

Цель этого процесса – избавление от шлама, окисленного железа, механического сора, во избежание попадания этих веществ в экраны тепловой установки и концентрирования в коллекторах. Вода должна удовлетворять нормам, указанным в документации оборудования, инструкциях водно-химического режима.

Промыв проводится на рабочем оборудовании сотрудниками котельной по распоряжению специалиста по химическому контролю до двух раз в сутки в зависимости от цвета воды.

Продувка парового котла

При испарении воды в паровом оборудовании на поверхности нагрева оседают соли, которые при дальнейшем нагреве поступают в виде шлама в нижних узлах котла. Это приводит к ухудшению теплообмена и увеличению расхода топлива, а в конечном счёте к повреждению труб, барабана.

Поэтому важно обеспечить работу оборудования без накипи и своевременную вентиляцию топки. Для поддержания правильного режима работы и проводится очистка паровых установок, то есть выведение посторонних примесей вместе с водой. Продувка бывает двух видов, которые подробно рассмотрим ниже, а именно периодическая – выполняется периодически для удаления шлама из экранов, барабана, коллекторов нижней части котла.

Этот процесс быстрый, но с большим расходом воды. Сброс воды производится в охлаждающий расширитель перед попаданием в канализацию. Непрерывное же промывание паровых котлов отводит примеси постоянно из верхней части котла. Вода поступает в сепаратор, где пар и вода разделяются.

Водогрейный

Чтобы увеличить устойчивость работы, водогрейные котлы подключаются в систему отопления через водоводяные теплообменники.

Подпиточная вода в котле должна быть высокого качества, для этого проводится непрерывная и периодическая продувка замкнутого контура. Данная процедура позволяет исключить содержание соединений железа.

Проблемы из-за солей в котловой воде

В котловой воде должен поддерживаться постоянный солевой состав, т.е. ввод солей и загрязнений с питательной водой должен соответствовать выводу их из котла. Это достигается проведением непрерывной и периодической продувок.

При недостаточном выводе солей из котла происходит накопление их в котловой воде и интенсивное накипеобразование на теплонапряжённых участках экранных труб, что снижает теплопроводимость труб, приводит к отдулинам, разрывам, аварийным остановам, и соответственно к снижению надёжности и экономичности работы котла. Поэтому оптимальный и своевременный вывод солей и шлама из котла имеет решающее значение.

Применение сепараторов продувок

Сепараторы продувок могут применяться в конденсатных системах с целью сокращения общего расхода потребляемого пара, а также потерь тепла с отводимой пароконденсатной смесью. Также сепараторы применяют в схемах с деаэратором атмосферного типа ДА.
Монтаж сепаратора продувок производится в соответствии с инструкцией по монтажу, а подключение сепаратора непрерывной продувки производят исходя из схемы паровой котельной, основными узлами которой являются паровой котёл, сепаратор непрерывной продувки, водоводяной теплообменник, фильтр химводоочистки, бак и деаэратор.

Основное условие для надежной эксплуатация сепаратора является обеспечение непрерывного отвода пара, а также воды из сепаратора. Немаловажно также поддержание давления в сепараторе в установленных пределах (!). Это достигается при исправном состоянии поплавкового регулятора уровня (входит в комплектацию) и гидрозатвора.

Необходимо помнить, что сепаратор должен находиться под постоянным наблюдением обслуживающего персонала, а также выполнять перечень мер для надежной и безотказной работы:

– проверять подвижность поплавка и связанных с ним деталей поворотом рукоятки фиксатора клапана слива один раз в смену;
– не реже 3-х раз в смену производить контроль за давлением пара;
– не реже 3-х раз в смену производить контроль за наличием нормального уровня конденсата в корпусе по водоуказательному стеклу;
– не реже одного раза в смену производить продувку указателя уровня в зависимости от качества продувочной воды.

Не забывайте, что при полном отключении сепаратора от продувочных линий, в целях предотвращения возможного в этом случае соединения деаэратора с атмосферой через сепаратор, клапан регулятора уровня и задвижку на выходе воды из сепаратора следует полностью перекрыть!

Сепараторы непрерывной продувки должны подвергаться техническому освидетельствованию после монтажа, до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и в необходимых случаях внеочередному освидетельствованию.

Что вообще такое пиролизное горение

Топить дровами не слишком удобно, поскольку в обычных условиях древесина сгорает очень быстро, а значительная часть тепла при этом не используется. Приходится постоянно загружать топливо в котел или печь. Пиролиз предполагает создать такие условия, при которых топливо сгорает значительно медленнее, отдавая при этом заметно большее количество тепла. Достигается такой эффект, когда древесина сгорает при пониженном содержании кислорода, т. е. очень медленно. В результате образуется зола, кокс и горючий газ.

Этот газ в пиролизной установке смешивается с воздухом и тоже сгорает при очень высоких температурах, выделяя значительное количество тепловой энергии. Таким образом, принцип работы пиролизного котла включает два этапа горения:

• сначала при ограниченном поступлении кислорода сгорает древесина, выделяя горючий газ;
• затем происходит сгорание воздушно-газовой смеси.

Подобный принцип двухэтапного горения используется в различных самодельных установках, например, в дровяной печи медленного сгорания и даже в твердотопливных генераторах, позволяющих использовать дрова в качестве топлива для автомобилей. Однако работу пиролизного котла следует правильно отрегулировать, чтобы не повредить отопительную систему дома.

Высокая цена промышленных котлов вполне оправдана. Во-первых, потому что при их создании используются высококачественные материалы, способные выдерживать высокую температуру горения (жаростойкое железо, 8-миллиметровая легированная сталь, шамотная глина и т.п.). Во-вторых, из-за сложной системы автоматического управления, которая и обеспечивает высокую эффективность работы оборудования.

Чтобы обеспечить максимальный эффект горения, учитывается температура прогрева дров и их исходная влажность, поскольку процесс испарения воды заметно влияет на количество выделяемой энергии. Чтобы управлять процессом горения, необходимо тщательно контролировать количество воздуха, подаваемого в установку. Подача воздуха осуществляется с помощью вентилятора, для работы которого понадобится постоянный доступ к электроэнергии. Наличие вентилятора превращает пиролизный котел в электрозависимую установку. При отключении электроэнергии рекомендуется использовать источник бесперебойного питания UPS или другое аналогичное устройство.

Ход установки твердотопливного котла

Несмотря на прогресс в сфере электрификации и газификации страны, есть еще много мест, где эти коммуникации практически отсутствуют. Но даже там, где они есть, многие люди предпочитают устраивать в своих домах автономное отопление и горячее водоснабжение.

Для этого производится установка твердотопливного котла, что позволяет получить тепло и горячую воду в частном доме, коттедже или даче при гораздо меньших эксплуатационных затратах и финансовых вложениях. Выбор этого вида оборудования довольно большой, но все оно имеет достаточно понятные схемы подключения к различным видам отопления.

Виды продувки

Как было сказано выше различают два типа очистки: периодическая и непрерывная. Первая предназначена для избавления от шламовых примесей, а вторая для обеспечения необходимого минимального уровня содержания солей в котловой воде. Частота периодической и объём непрерывной продувок определяется специалистами по техническому обслуживанию.

Периодическая продувка

Этот вид выполняется двумя сотрудниками при уровне воды в барабане больше среднего. При этом один непосредственно осуществляет промыв, а второй контролирует уровень воды.

Периодическое промывание осуществляется в несколько этапов:

1. Убеждаются в исправности линии.Участок трубы между котлом и вентилем промыва должен быть горячим, а за вентилем – холодным.
2. Убеждаются в работоспособности запорной арматуры и измерительных приборов.
3. Плавно открывается второй вентиль.
4. После этого открывается осторожно первый от котла вентиль во избежание гидроудара.
5. Период времени открытия первого вентиля не должен быть больше, чем 30 сек. Далее закрывается второй за ним вентиль.

После завершения процесса следует убедиться в закрытии всех вентилей и линия герметична. Время начала и окончания процедуры отображается в журнале смены.
При периодическом промыве производится отвод воды с примесями из нижней части котла. Помимо этого промывание помогает уменьшить уровень содержания солей в котловой воде. Качество процедуры определяется прибором по измерению давления в линии.

Непрерывная продувка котла

Непрерывная продувка выполняется через открытый на постоянной основе вентиль, который располагается на линии промыва, из верхней части котла. Вокруг барабана укладывается труба с отверстиями для равномерного поступления воды.

Это необходимо для избавления от солесодержащей воды, которая замещается таким же объёмом более чистой подпиточной водой. Как правило, объём промывания составляет до 3% воды. Этого достаточно для поддержания необходимого уровня содержания солей в воде.

Специалист по химическому анализу определяет количество солей в воде, и в зависимости от этого устанавливается процент отвода воды. Вода из котла поступает в сепаратор, где происходит разделение пара и воды, пар поступает в деаэратор, а загрязнённая вода после охлаждающего расширителя в канализацию.

Как осуществляется непрерывная продувка котла

Котловая вода должна быть такого качества, чтобы исключить:

1. Накипь и шлам на поверхностях нагрева.
2. Отложения различных веществ в пароперегревателе котла и паровой турбине.
3. Коррозию трубопроводов пара и воды.

Расчет величины продувки котла:

Продувка определяется в процентах от номинальной паропроизводительности котла:

Р=Gпр/Gпар * 100%

Согласно пункту 4.8.27 правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ величина непрерывной продуки котла принимается:

• Не более 1% для КЭС
• Не более 2% для КЭС и отопительных ТЭЦ восполнение потерь на которых производится с химически очищенной водой
• Не более 5% на отопительных ТЭЦ, при 0% возврата пара от потребителей

Т.е если у Вас к примеру, конденсационная станция с турбиной К-330-240 с расходом свежего пара 1050 т/ч то величина продувки составит 10,5 т/ч.

Соответственно расход пара из котла определяется как разность расхода пительной воды и расхода продувки.

Размер непрерывной продувки при различных режимах работы должен дистанционно поддерживаться по расходомеру непрерывной продувки или регулироваться машинистом котла по требованию персонала химцеха.

Схемы продувки котла

На рисунке представлена схема проведения непрерывной и периодической продувок парогазовой установки мощностью 450 кВт. Насыщенный пар из расширителя непрерывной продувки направляется в сепаратор пониженного давления. Паропровод снабжён запорными вентилями и обратным клапаном.

Дренаж из РНП поступает в ёмкость чистых стоков. После РНП жидкость поступает в расширитель периодической продувки, а после этого загрязнённая вода сбрасывается в сливной бак из котла.

Чертеж паропровода из сепаратора непрерывной продувки к деаэратору

На данном проектном чертеже отображена конструкция паропровода низкого давления из РНП в атмосферный деаэратор. Паропровод снабжён запорной арматурой и обратным клапаном во избежание попадания пара в расширитель.

Чертеж выхлопа от предохранительного клапана РНП

На данном чертеже отображён трубопровод выхлопа от предохранительного клапана расширителя непрерывной продувки. Он проходит к главному корпусу и затем направляется на крышу (не выше 2 м) для обеспечения безопасности сотрудникам. На трубопроводе выхлопа устанавливается гидравлический затвор для отведения дренажа.

Чертеж выпара из расширителя периодической продувки

На рисунке представлен выпар из РПП. Его выводят на пределы помещения. В отличие от выхлопа, выпар отводится постоянно. Выпар необходимо охлаждать, для чего используют устройство подачи холодной воды в трубопровод (охладитель выпара).

9.1 Нормы качества теплосетевой воды.

Целью нормированияпримесей теплосетевой воды являетсяпредотвращение коррозии и отложений воборудовании и трубопроводах теплосети,а также обеспечение потребителей горячейводой, удовлетворяющей нормам качествапитьевой воды. В оборудовании теплосетинаиболее вероятны отложения карбонатакальция, железо – оксидные накипи привысоком содержании железа в воде икоррозия оборудования при содержаниив воде углекислоты и кислорода.

В целяхпредотвращения образования отложенийкарбоната кальция на внутреннихповерхностях теплофикационногооборудования «Правилами техническойэксплуатации» нормируется предельноезначение карбонатного индекса сетевойводы (карбонатный индекс Ик – этопроизведение общей щелочности икальциевой жесткости воды). Нормыкарбонатного индекса в зависимости отработающего оборудования, рН воды итемпературы ее нагреваприведены в Таблице 9-1, Таблице 9-2.

Таблица 9-1 Нормативныезначения карбонатного индекса сетевойводы при ее нагреве

в сетевыхподогревателях в зависимости от рН воды

Температура нагрева сетевой воды, 0С	Ик, (мг-экв/дм3)2, при значениях рН
не выше 8,5	8,51 – 8,8	8,81 – 9,2	9,2 – 10,0
70 – 100	4,0	2,6	2,0	1,6
101 – 120	3,0	2,1	1,6	1,4
121 – 140	2,5	1,9	1,4	1,2
141 – 150	2,0	1,5	1,2	0,9
151 – 200	1,0	0,8	0,6	0,4

Таблица9-2 Нормативные значения карбонатногоиндекса сетевой воды при ее нагреве

в водогрейныхкотлах в зависимости от рН воды

Температура нагрева сетевой воды, 0С	Ик, (мг-экв/дм3)2, при значениях рН
не выше 8,5	8,51 – 8,8	8,81 – 9,2	9,2 – 10,0
70 – 100	3,5	2,3	1,8	1,5
101 – 120	2,0	1,5	1,2	1,0
121 – 140	1,5	1,2	1,0	0,7
141 – 150	1,2	1,0	0,8	0,5
151 – 200	0,8	0,7	0,5	0,3

Для предотвращенияпроцессов коррозии оборудованиянормируется содержание углекислоты икислорода в подпиточной, обратной ипрямой сетевой воде, а также рН.

При нарушенияхкачества подпиточной, прямой сетевойводы по содержанию СО2и О2НСХЦ сообщает о нарушении НСС и НСКТЦ,принимает меры по наладке режимадекарбонизаторов, персонал КТЦ принимаетмеры по наладке режима ДСВ.

Для предотвращениянакипеобразования и коррозионнойагрессивности сетевой воды в условияхпревышения норм карбонатного индексаи содержания кислорода применяетсятехнология обработки теплосетевой водыкомплексонатом ОПТИОН-313-2. Рекомендуемыеконцентрации ОПТИОН-313-2 зависят откарбонатного индекса и температурынагрева теплоносителя и приведены врежимной карте. Дозировка Оптион-313-2согласно режимной карте позволитобеспечить безнакипный режим работыоборудования и трубопроводов прикарбонатном индексе теплосетевой водыдо 7,0 (мг-экв/дм3)2и предотвращениекоррозии внутренних поверхностей иобразования железо-оксидных накипейпри содержании кислорода до 5,0 мг/дм3.

Контроль карбонатногоиндекса, рН теплосетевой воды, содержаниякислорода, углекислоты, ОПТИОН-313, атакже мутности воды производитсяоперативным персоналом ХЦ.

При обнаружениипревышения нормы мутности умягченной,подпиточной воды необходимо измеритьмутность горводы и учащенно – 1 раз в 4часа – контролировать мутность донормализации показателя. НС ХЦ сообщаето превышении НСС и начальнику ХЛ.

Качество сетевойи подпиточной воды по остальнымпоказателям контролирует центральнаялаборатория. Теплосетевая вода должнаудовлетворять нормам качества дляпитьевой воды согласно Таблице 9-3.

Таблица 9-3 Нормыкачества подпиточной и сетевой воды

№ п/п	Показатель	Единица измерения	Сетевая вода	Подпиточная вода
1	Водородный показатель рН	Ед. рН	8,3 – 9,0	8,3 – 9,0
2	Содержание свободной углекислоты	мг/дм3	Отс.	Отс.
3	Содержание свободного кислорода, не более	мкг/дм3	20	50
4	Содержание ОПТИОН-313, не более	мг/дм3	5	5
5	Содержание соединений железа, не более	мг/дм3	0,3	0,3
6	Содержание меди, не более	мг/дм3	1,0	1,0
7	Количество взвешенных веществ, не более	мг/дм3	5	5
8	Содержание нефтепродуктов, не более	мг/дм3	0,1	1
9	Мутность, не более	мг/дм3	1,5	1,5
10	Цветность, не более	град.	20	20
11	Запах, не более	балл	2	2

Консервация котлов

Основным элементом, дающим отложения на поверхности нагрева, в частности, при избытке фосфат-ионов (феррофосфатные отложения), является железо, приходящее с питательной водой, образующееся в котле в результате стояночной коррозии в присутствии углекислоты.

Для борьбы со стояночной коррозией, протекающей в результате поглощения кислорода и наличия пленки влаги, предусматривают различные способы консервации оборудования. Наиболее простой метод консервации на короткий срок (не более 30 дней) является заполнение котлов питательной водой с поддержанием избыточного давления для предотвращения присоса воздуха (кислорода).

Каждый случай консервации котлов должен быть отражен в оперативном журнале котельного отделения. Химический контроль предусматривает проверку избыточного давления и определения кислорода в питательной воде (не более 30 мкг/л), с записью в ведомости химконтроля и журнале консервации котлов.

При консервации на длительный срок более надежна консервация с применением ингибиторов коррозии, которые способствуют образованию на поверхности металла защитных пленок, препятствующих дальнейшему протеканию коррозионных процессов.

Отключение продувки постоянного действия

Очистка солесодержащей воды уже вне котла производится с помощью сепаратора. Если на определенном эксплуатационном отрезке планируемый показатель щелочи будет в норме, то продувку котла можно настроить на минимальную степень работы или вовсе отключить. После вывода загрязненной жидкости клапан подключенного трубопровода закрывается, отсекая линию отсепарированной воды. Отфильтрованные соли и шлам направляются в дренажный контур.