Котельных поверхностей

В настоящем, переработанном издании книги автором учтены указанные новшества в газооборудовании котельных: рассмотрены новые схемы автоматики регулирования и контроля котла ДКВР с бойлером на газе среднего давления, пневматической автоматики АПВ института «Мосгазпроект» и Института использо!зания газа АН УССР для отопительных котельных без дежурного персонала. В дополнение к этим схемам и соответствующим конструкциям газового оборудования в приложении приведены выписки из инструкции института «Мосгазпроект» по пуску, наладке и эксплуатации котельных, оборудованных указанной автоматикой.

Наибольшее облегчение и удешевление эксплуатации котельных на газовом топливе достигается при полной автоматизации управления ими. В Москве в настоящее время находится в опытной эксплуатации несколько таких котельных, оборудованных

В промышленных котельных, оборудованных котлами ДКВР с бойлерами, для отпуска пара и горячей воды на технологические нужды производства ряд приборов автоматики регулирования, как-то: термометры сопротивления . наружного воздуха и горячей воды 23, 33 (см. рис. 42); регулятор температуры 40, 41; электронный дифференциатор -48 с соответствующими .импульсными трубками, исключается.

6. Инструкция по пуску, настройке и эксплуатации котельных, оборудованных автоматикой АПВ (см. приложение 6).

6. Выписка из инструкции института «Мосгазпроект» по пуску, настройке и эксплуатации котельных, оборудованных автоматикой АПВ (выпуск I960 г.).........166

В котельных, оборудованных исключительно водогрейными котлами, возникают некоторые трудности при организации деаэрации воды. Для установок, обслуживающих системы с непосредственным разбором горячей воды из сети, и при отсутствии исходной воды питьевого качества, целесообразна специальная установка одного парового котла для снабжения паром деаэратора атмосферного типа, который выполняет две функции: удаляет из воды агрессивные газы и осуществляет ее дезинфекцию.

Значительные районы страны с относительно ограниченными тепловыми нагрузками (промышленностью и жилищно-коммунальным хозяйством), не попадающие в зону обслуживания ТЭЦ, снабжаются в настоящее время теплотой от центральных районных котельных, оборудованных водогрейными и паровыми котлами. Для теплоснабжения этих районов допускается сооружение отдельных котельных тепло-производительностью до 150 Гкал/ч в европейской и 300 Гкал/ч в азиатской части СССР. Поэтому в теплоснабжении страны крупные прямоточные водогрейные котлы и паровые барабанные котлы низкого давления играют и будут играть в дальнейшем весьма значительную роль, выдавая более 50% всей потребляемой в стране теплоты (с учетом пиковых водогрейных котлов). В связи с этим вопросы усовершенствования, т. е. улучшения конструкции паровых и водогрейных котлов, повышение их экономичности и уменьшение металлоемкости имеют огромное народнохозяйственное значение.

в этих котельных, является значительное повышение их номинальной паропроизводительности путем интенсификации сжигания топлива и увеличения тепловой мощности топочной камеры с применением независимых экранных контуров, включенных на выносные вертикальные сепараторы пара (циклоны) . Проведенные в последние годы разработки -новых конструкций выносных циклонов с двухступенчатой сепарацией пара, как показали подробные исследования их работы, позволили поднять паропроиэводительность по сечению циклона более чем в 4 раза по сравнению с обычными одноступенчатыми вертикальными центробежными сепараторами. Указанная интенсификация работы циклонов обеспечивает возможность их широкого и эффективного применения во всех конструкциях паровых котельных установок, включая новые схемы безбарабанных паровых контуров с естественной циркуляцией. В современных производственно-отопительных котельных, выдающих одновременно пар и горячую воду, требуется установка двух типов котлов: паровых и водогрейных; даже в район-нух отопительных котельных, оборудованных крупными водогрейными котлами, требуется установка небольших паровых котлов, выдающих пар на собственные нужды

В котельных, оборудованных водогрейными котлами небольшой производительности (до 1,6 МВт/ч), как правило, отсутствует возможность организации водоподготовки с необходимыми фазами очистки воды и термической деаэрации. Образующуюся в котлах накипь удаляют с помощью периодической химической очистки поверхностей нагрева и механической очистки во время останова котла.

I Как известно, теплосъем с поверхности нагрева чугунных и стальных котлов находится в пределах 8000 —12000 ккал/ч мг. В действительности тепловая нагрузка котлов снижается до 4000— 2000 ккал/ч MZ. Такое положение наблюдается как в котельных, не оснащенных автоматикой, так и в котельных, оборудованных полной автоматикой последних конструкций.

Система разработана для котельных, оборудованных котлами небольшой производительности (FK ^ 24,3 м2) с инжекционными горелками низкого давления.

В промышленных условиях вследствие загрязнения котельных поверхностей нагрева интенсивность теплообмена снижается. Для учета этого полагаем [13]:

Иначе обстоит дело в отношении газов трех- и многоатомных. Замечено было, что излучение трехатомных газов и среди них водяного пара и углекислого г а за имеет существенное значение в теплообмене между продуктами сгорания топлива и стенками котельных поверхностей нагрева.

Вес и стоимость котельных поверхностей для блоков КТ и КТ — ГТ (D — 520 т/час, р0 = 240 кг/см2, (0 = 610/410° С)

котельных поверхностей в кипящем слое) значения осл изменяются по разным методам и для разных материалов в диапазоне 20-80 Вт/ /(и2 • К). Суммарный коэффициент теплоотдачи в топках с кипящим слоем обычно составляет около 250 Вт/(м2 • К).

Обычно выбор диаметра экранных труб при реконструкции котла производится с учетом размеров труб существующих котельных поверхностей нагрева. В большинстве случаев поверхности нагрева существующих водотрубных котлов среднего давления выполнялись из труб наружного диаметра 83, 76, 60 и 51 мм. Большие диаметры труб, например 102 мм, применялись в отдельных частных случаях исключительно по местным соображениям. В связи с этим указанные диаметры труб наиболее часто применяются при экранировании топочных камер паровых котлов. Наиболее целесообразно как по условиям циркуляции, так и по весовым показателям применение для крупных котлов труб диаметром 60 мм, а для промышленных невысоких котлов типа ДКВР — труб диаметром 51 мм. В огромном большинстве слу-

Полное тепловосприятие котельных поверхностей нагрева K=193- 105+Ш • 105 = 304- 105 ккал/ч.

резервного топлива. При этой реконструкции паропро-изводительность котла увеличивалась в два раза и была доведена до 60 т/ч, причем подъем котла не производился, сохранялся полностью существующий каркас и использовалась имеющаяся конвективная поверхность, котельных пучков. На рис. 7-7 показан общий вид модернизированного котла. Кипятильный пучок во втором и третьем газоходах остался без изменений. Кипятильный пучок в первом газоходе котла состоит из шести рядов труб, причем первые два ряда отогнуты к задней стене топки и образуют задний экран из 35 труб с шагом 120 мм. В верхней части топки первый ряд труб разведен и получен фестон с шагом 480 мм. Кипятильные и экранные трубы в котле имеют размер 83X3,5 мм. Имевшиеся ранее в котле боковые экраны, задний экран и гранулятор полностью демонтированы. Кроме заднего экрана, вновь установлен фронтовой экран из 23 труб с шагом 150 мм. В связи с тем, что общее количества рядов труб в первом газоходе уменьшилось, часть имеющихся отверстий в переднем верхнем и нижнем барабане заглушена. Топочный объем увеличен до 225 м3 за. счет устройства холодной воронки и подъема переднего подвесного свода. В связи с тем, что питательная вода имеет высокое солесодержание (500—600 мг/кг), все боковые и фронтовой экраны включены на выносные циклоны, выдающие пар параллельно барабану. Мощность этих экранов составляет около 50% паропроиз-водительности котла. После реконструкции производительность собственно котельных поверхностей и заднего, экрана, включенных на барабан котла, фактически остается без изменения и не превышает 30 т/ч. Схема реконструкции испарительных контуров котла представлена на рис. 7-8. Боковые экраны мощностью около 30% от производительности котла включены на четыре выносных циклона, представляющие собой вторую ступень испарения. Питание каждого из указанных циклонов осуществляется из переднего барабана котла трубой диаметром 83X3,5 мм. Фронтовой экран мощностью, около 20% включен на три выносных циклона, представляющих собой третью ступень испарения. Питание третьей ступени осуществляется из водяного объема циклонов второй ступени общей магистралью. Сечение опускных, рециркуляционных и пароотводящих труб составляет 21—26% сечения соответствующих экранных.

Проектируя промежуточный газовый перегрев, нельзя не учитывать и трудностей его осуществления — транспортировки расширенного пара от турбоагрегата к котлу, где устанавливается промежуточный перегреватель, и обратной доставки пара к турбоагрегату. Все это сопряжено с большими потерями давления потока рабочего агента, затратой средств на паропроводы, усложнением котельных поверхностей нагрева. Повышая начальные параметры процесса расширения пара, нельзя в настоящее время обойтись без одного, а в некоторых случаях и двух промежуточных перегревов, чтобы получить приемлемую конечную влажность пара в конце расширения. Наличие промежуточного перегрева диктуется не термодинамическими выгодами перегрева как такового, а именно указанными здесь обстоятельствами. Главным образом те же обстоятельства надо иметь в виду и при назначении наивыгоднейшего давления перегрева.

К& — коэффициент износа, характеризующий соотношение свойств абразива (летучей золы) и изнашиваемого материала (котельных поверхностей нагрева), м2/Н ;

При сжигании углей с большим количеством щелочных металлов основная роль в связывании отложений принадлежит калию и натрию. Обширные программы исследования роли щелочей в загрязнении и коррозии котельных поверхностей нагрева осуществляются в США [54, 82], Англии [33, 35], Австралии [83]. В СССР поведение щелочей изучается в связи с сжиганием эстонских сланцев и освоением березовских и барандатских бурых углей Кан-ско-Ачинского бассейна [56, 64].

Золовой износ котельных поверхностей нагрева подразделяется на общий и местный. Параметры среды, определяющие эти виды износа, одни и те же (скорость и концентрация запыленного газового потока, абразивность золы), но методы снижения их несколько различаются. Однако следует отметить, что все меры, способствующие снижению общего износа, естественно, будут в некоторой степени уменьшать и местный износ.