О переводе паровых котлов малой и средней мощности в водогрейный режим

Вывод воды. 2. водоструйный насос. 3,4. перегородки верхнего барабана 5. ввод воды 6. заглушка

Водогрейный котел отличается от парового наличием дополнительных устройств подвода-отвода сетевой воды, а также перекомпанованными трубопроводами в пределах котла, последовательно соединяющими по ходу воды конвективный блок с топочными экранами. Выносные циклоны, устройства прогрева, трубопроводы, соединяющие верхние камеры экранов с барабаном, а также питательные трубы и внутри барабанные сепараторы пара демонтируются. При этом количество горелок тип и обвязка их по топливопроводам не изменяются. В состав установки кроме котла входят экономайзер, вентилятор, дымосос, насосы различного назначения и водоподготовительное оборудование. Существующие экономайзеры типа ВЭ-1Х-20м (ЭП-808) переводятся в режим работы теплообменников-утилизаторов тепла. При этом, изменяя расход воды через экономайзер, можно менять температуру воды и дымовых газов на выходе из него.

Тепловая схема выполнена с учетом обеспечения работы котельной в любом режиме с применением минимально необходимого набора насосных групп (сетевых, рециркуляционных, подпиточных).

Для обеспечения надежности работы группы сетевых насосов устанавливается дополнительный (четвертый) насос в качестве технологического холодного резерва.

Смоляницкий Г.В. - начальник центра энергетических исследований Электротехнической корпорации, г. Москва.

На всем протяжении использования паровых котлов в теплофикации делались попытки упростить процесс преобразования скрытой теплоты парообразования в тепло подающей сетевой воды с целью уменьшения потерь на передачу (схемы котел-бойлер в разных вариантах). Больших успехов на этом пути не добились из-за резкого возрастания аварийности при отключении электроэнергии. Сегодня подавляющее число котельных с паровыми котлами типа ДКВ и ДКВр, выработавшими установленные сроки эксплуатации (20⁺⁵ лет) поставлены перед вопросом, что делать дальше?

За последние 60 лет только Бийский котельный завод (БиКЗ) выпустил около 140 тысяч паровых котлов паропроизводительностью от 2,5 до 25 т/ч. Начиная с 50-х годов - начала массового жилищного строительства, основой централизованных систем теплоснабжения являлись квартальные котельные с паровыми котлами. Типовыми являлись котельные с 3-мя и более котлами типа ДКВр 10/13, реже ДКВр 6,5/13 на различных видах топлива.

На промышленных предприятиях по тем же проектам построены производственно-отопительные котельные. Котлы типа ДКВ выпускались до середины 50-х годов, типа ДКВр - до середины 80-х годов. Выпуск последних возобновлен в середине 90-х годов, однако исключительно под заказ. БиКЗ с 60-х годов наладил выпуск котлов типа ДЕ, КЕВ и им подобных.

В настоящее время сложилась уникальная ситуация — необходимость в технологическом паре резко сократилась. Причин этому несколько:

· перевод котлов на газовое топливо;

· изменение технологических процессов, использовавших пар (различные приводы, паровые молоты в кузницах, окрасочные и гальванические процессы, различные сушильные установки и т.п.).

С началом производства водогрейных теплофикационных котлов паровым отводилась роль вспомогательных. В теплофикации использовался пар только от котлов, имеющих прямое технологическое назначение (количество значения не имело), как отработанный, так и свежий, подававшийся на пароводяные водоподогревательные установки. На всем протяжении использования паровых котлов в теплофикации делались попытки упростить процесс преобразования скрытой теплоты парообразования в тепло подающей сетевой воды с целью уменьшения потерь на передачу (схемы котел-бойлер в разных вариантах). Больших успехов на этом пути не добились из-за резкого возрастания аварийности при отключении электроэнергии. Сегодня подавляющее число котельных с паровыми котлами типа ДКВ и ДКВр, выработавшими установленные сроки эксплуатации (20+5 лет) поставлены перед вопросом, что делать дальше?

Заменять оборудование на новое в паровом варианте - дорого и нецелесообразно экономически.

Заменять на современное теплофикационное не позволяют габариты зданий.

Там, где это возможно, систему теплоснабжения присоединяют целиком к еще большей (районная котельная, ТЭЦ). В случае невозможности такого решения и особенно при дефиците тепла в районе сложившейся застройки имеет смысл перевод паровых котлов в водогрейный теплофикационный режим работы по графику 115/70 °С. Такое решение имеет следующие преимущества:

· повышение коэффициента использования топлива суммарно на 5-6% (3% - КПД котла, в основном -q₅ за счет снижения средней температуры воды в котле с 195 °С по линии насыщения в паровом режиме до 92,5 °С в водогрейном, 2-3 % - на теплопередаче в пароводяных водонагревателях);

· увеличение теплопроизводительности котлов, ограничиваемой перегревом металла экранных труб и барабанов котлов, обогреваемых излучением в топочном объеме при паровом режиме. Такое увеличение определяется в водогрейном режиме только параметрами горелочных устройств и тяго-дутьевых механизмов;

· возможность включения котлов без перекладки тепловой сети в схему теплоснабжения при работе последней по отопительному графику 130/70 °С со срезкой на 115 °С.

Схем перевода паровых котлов в водогрейный режим существует довольно много. Очевидно в каждом случае может быть задействована своя, но всегда необходимо учитывать следующее:

1. Нельзя переводить отдельный котлоагрегат без создания схемы его включения в общую теплофикационную систему.

2. Требования к качеству сетевой воды, даже при переводе котлов на работу по графику 95/70 °С остаются общими с теплофикационными котлами из-за высоконапряженных условий работы элементов котлов, особенно в топочном объеме. Это усугубляется низкими скоростями в экранах, сечение которых рассчитано на пароводяную смесь (например, скорость воды в схемах БиКЗ для котлов ДКВрВ - 6,5 /20 - 115 °С составляет от 0,12 до 0,8 м/сек).

3. Следует осторожно использовать ввод комплексонов и комплексонатов для предотвращения образования отложений на поверхностях нагрева из-за их отмывающей способности. Необходимо применять только те, которые имеют мягкое действие, т.к. скалываемые крупные частицы отложений скапливаются в котлах со всеми неприятными последствиями.

4. Автоматизация котлов должна соответствовать требованиям «Правил безопасности....» и СНиП.

5. Экономайзеры должны включаться в тепловую схему отдельно от котлов, что позволяет поддерживать температуру уходящих газов выше точки росы для каждого вида топлива. Нагретая в экономайзерах вода может возвращаться на всасывающий вход сетевых насосов, работая взамен или параллельно рециркуляционным, или использоваться в водоводяных подогревателях перед деаэратором.

6. При работе на высокосернистых видах топлива применение схемы перевода в водогрейный режим с температурой подающей воды ниже 150 °С недопустимо.

7. Учитывая, что изменение расхода сетевой воды через котел при естественно-принудительной циркуляции незначительно, при проектировании необходимо предусматривать обводную линию помимо регулирующего клапана для пропуска основного количества теплоносителя, что дает возможность применять клапаны меньшего диаметра.

8. Из-за малых скоростей в экранах и еще меньших в конвективной части (зона естественной циркуляции) нежелательно включать эти котлы в одноконтурную тепловую сеть из-за возможности заноса их отложениями, приносимыми из системы. При двухконтурной сети (работа через ЦТП или ИТП) следует предусматривать возможность компенсации объемов при переходных процессах (регуляторы сброса, мембранные баки в малых системах и т.п.).

В заключение хотелось бы еще раз напомнить всем, кто занимается переводом паровых котлов в водогрейный режим, что универсального типового решения нет! Каждый объект должен рассматриваться отдельно и проектом надо предусматривать все возможные факторы, влияющие на безаварийность работы. При правильно подобранной схеме перевода котлам продлевается жизнь на 7-15 лет (график 115/70 °С и ниже), что с учетом разницы в капитальных вложениях на реконструкцию вместо нового строительства и повышения коэффициента использования топлива дает значительный экономический эффект.

Техническое описание

Дата добавления: 2015-06-29