Котельные установки XXI века: перспективы развития — № 01 (40) февраль 2019 года — Тепловая энергетика — WWW.EPRUSSIA.RU
Газета «Энергетика и промышленность России» | № 01 (40) февраль 2019 года
Котельные комплексы эксплуатируются с первой половины XIX в., и длительное время их широкое использование было обусловлено постоянным развитием и модернизацией. Сегодня кажется, что в котельных установках сделано все,и их дальнейшая модернизация невозможна, а сами котлы достигли своего технического и технологического предела. Однако это не совсем так.О требованиях XXI века к котлу
XXI в. будет не только веком экономии и рационального использования ресурсов, но и веком значительного повышения экологической чистоты теплоэнергетических объектов.Главными требованиями к котлоагрегатам в XXI веке становятся максимальная экономичность, высокая экологическая безопасность и многотопливность, то есть способность надежно и экономно функционировать на всех видах углеводородного топлива (угле, мазуте, дизтопливе, биотопливе, сланцевом мазуте и природном газе) и горючих на их основе (топливных смесях, суспензиях, эмульсиях и нефтеотходах), не загрязняя при этом окружающую среду.
Напомним, что действующие в России санитарные нормы и правила (СНиПы) предусматривают работу стационарных котельных установок только на двух видах топлива – основном (например, природном газе) и резервном (мазуте или угле), то есть отопление котлов только двумя видами топлива закреплено в нашей стране нормативными актами.
Одним из направлений дальнейшего совершенствования котлов в XXI в. может стать развитие и улучшение таких затребованных эксплуатационных свойств, как «экологичность», «экономичность» и «многотопливность».
Экологичность котельных установок
Хорошо известно, что ресурсы, неиспользованные по прямому назначению, или их избыток, не участвующий в технологических процессах, рано или поздно становятся отходами и загрязняют окружающую среду. Очевидно, что более рациональное использование ресурсов повышает экологичность топливосжигающей установки и одновременно повышает экономичность работы установки, поэтому экологичность котельных установок непосредственно связана с их экономичностью или, говоря другими словами, экологичность и экономичность являются «двумя сторонами одной медали».Не последняя роль в обеспечении экологической чистоты котельного комплекса принадлежит организации сгорания углеводородного топлива в топке котла, которая, в свою очередь, определяется не только видом сжигаемого топлива и технологией его подготовки к процессу горения, но и конструктивным исполнением топливной и воздухоподающей систем котельного комплекса, обеспечивающим качественно-количественные характеристики компонентов и их соотношение в подаваемой на горение горючей смеси, степень равномерного распределения топлива по объему воздуха, параметры топочного факела (длина, ширина, объем, светимость и др.) и, в конечном итоге, полноту и качество процесса сгорания.
Экономичность котельных установок
В качестве показателей экономичности энергоустановок используется расход ресурса (топлива, воздуха или воды), затраченный на получение единицы энергии, отнесенный ко времени или к количеству выработанной энергии.Очевидно, что экологичность и экономичность котельных установок можно улучшить путем совершенствования их топливной и воздухоподающей систем, на основе реализации новых технологических процессов подготовки воздуха, топлива, приготовления горючей смеси и ее подачи в топку котла на сжигание.
Многотопливность котлов
Сегодня многотопливность котлов обеспечивается оборудованием их несколькими топливными системами, каждая из которых подает только один вид горючего, на котором должна работать котельная установка. Обслуживающие котельную установку системы, такие, как система подачи воздуха, топливная система, трубная система (или поверхности нагрева), конструктивно приспособлены для сжигания всех используемых углеводородных топлив с различной теплотворной способностью.СНиПы предписывают котельным установкам иметь не менее двух топливных систем, одна из которых – основная, а вторая – резервная. Однако в настоящее время это требование руководящих документов во многих случаях не выполняется, поскольку даже поддержание в состоянии немедленного пуска, а тем более в горячем резерве второй топливной системы экономически невыгодно, особенно для собственников частных котельных по причине снижения количества продаваемого товара (горячей воды или пара), поскольку его часть идет на обеспечение горячего резерва или пускового режима второй топливной системы котла.
При этом в настоящее время за рубежом (например, в Великобритании) эксплуатируются многотопливные паровые котлы, которые могут отапливаться пятью видами горючего: углем, тяжелым топливом, биотопливом, природным газом и нефтяными отходами.
Каждый вид топлива, как известно, обладает своей теплотворной способностью, поэтому теплонапряженность топочного объема котла, а следовательно, и теплопередача при его отоплении горючими с разной калорийностью неодинакова, что неизменно приводит к выработке пара (воды) с различными параметрами. Так, например, при работе котла на дизтопливе температура вырабатываемого пара (воды) будет выше, чем при отоплении того же котла мазутом. При отоплении котла топливом с низкой теплотой сгорания в действие вводятся дополнительные поверхности нагрева – хвостовые трубные системы котла, которые отключены при сжигании в котле топлива с высокой калорийностью; в то же время при переходе к работе котла на более калорийном топливе дополнительные трубные системы отключаются.
Основной же недостаток всех без исключения эксплуатируемых сегодня многотопливных котлов – это наличие у них нескольких (например, в России, соответственно, двух, а в Великобритании – пяти) отдельных для подготовки и подачи каждого вида горючего топливных систем, которые нуждаются в техническом обслуживании и поддержание в работоспособном состоянии независимо от их практического использования.
О топливновоздушной смеси
Не секрет, что вот уже более 170 лет в котлах сжигается топливовоздушная горючая смесь, которая практически без изменений прошла за указанное время путь от угольно-воздушной через мазутно-воздушную и дизтопливно-воздушную до газо-воздушной.Основные недостатки топливовоздушной горючей смеси – первичность топлива и вторичность воздуха при ее приготовлении, а также невозможность получить оптимальное соотношение горючего и окислителя в ней. Это значит, что основой топливовоздушной горючей смеси является топливо, давлением (расходом) которого изменяют (увеличивают или уменьшают) режимы работы котла, а воздух при этом выполняет вторичную роль. Горючая (топливовоздушная) смесь в настоящее время готовится непосредственно в топке котла перед зоной горения, что неизменно приводит к приготовлению обедненной и обогащенной смеси со всеми вытекающими последствиями. В начале зоны горения, как известно, приготавливается обедненная (с преобладанием воздуха) горючая смесь, а в конце зоны горения – обогащенная (с преобладанием топлива) горючая смесь, и, как следствие, в атмосферу в составе дымовых уходящих газов выбрасываются продукты пиролиза (бескислородного горения топлива), что приводит к загрязнению окружающей среды.
В любом случае работа котла на топливовоздушной горючей смеси всегда приводит к перерасходу топлива, а значит, к снижению экологической чистоты (безопасности) установки в целом.
Так, при сжигании обедненной топливно-воздушной горючей смеси атмосферный воздух, доставленный в топку сверх нормы, мгновенно нагревается и перегревается, на что затрачивается дополнительное топливо, являющееся в данном случае «лишним», количество которого может достигать до 15 % от расхода топлива на котел. Очевидно, что избытки воздуха и «лишнее» топливо – это взаимосвязанный между собой прямой перерасход потребляемых ресурсов: большему коэффициенту расхода воздуха соответствует больший перерасход топлива, и наоборот.
Сжигание обогащенной топливно-воздушной горючей смеси сопровождается нехваткой атмосферного воздуха, необходимого для полного окисления топлива, что приводит к разложению углеводородов топлива без кислорода при высокой температуре и, как следствие, к выбросу продуктов пиролиза (термически преобразованных углеводородов) в атмосферу. Очевидно, что наличие в дымовых уходящих газах пусть термически преобразованных, но все же углеводородов также можно смело отнести к перерасходу исходного топлива.
Как устранить недостаток существующих котлов
Очевидно, что оснащение котлов несколькими отдельными топливоподающими системами со своими механизмами и устройствами значительно усложняет не только конструкцию всей котельной установки, но и затрудняет процесс эксплуатации и технического обслуживания котельного комплекса в целом.Известно, что в процессе приготовления используемой в настоящее время горючей смеси участвуют две системы котла: топливоподающая и воздухоподающая, конструкции которых способны приготавливать сегодня только топливно-воздушную горючую смесь.
Авторы, основываясь на результатах своих многочисленных работ, убеждены, что для улучшения экологической чистоты, повышения экономичности и обеспечения многотопливности котельной установки необходимо приготавливать на основе всех углеводородных топлив и сжигать воздушно-топливную горючую смесь оптимального состава (11 кг воздуха на 1 кг топлива), но, к сожалению, традиционные топливоподающая и воздухоподающая системы, используемые в настоящее время на котлах, нес пособны ее приготавливать. Это значит, что на существующих энергетических установках невозможно достичь наибольшей экономичности, высокой экологической чистоты и многотопливности. Что же делать? Авторы нашли решение этой проблемы – это замена топливной и воздухоподающей (двух) систем котла на единую (объединенную) воздушно-топливную систему, которая функционирует на других физических принципах. Работа объединенной воздушно-топливной системы принципиально отличается от работы существующих сегодня топливоподающей и воздухоподающей систем.
Очевидно, что замена двух систем котла (топливной и воздухоподающей) на одну (объединенную воздушно-топливную) систему упрощает конструкцию котельного комплекса, а значит, процесс его эксплуатации и технического обслуживания в целом.
Об объединенной системе
Объединенная топливно-воздушная система котла включает вентилятор (при газовом отоплении) или компрессор (при отоплении жидким топливом и угольной пылью), трубопровод подачи воздуха, самовсасывающий воздушно-топливный насос-распылитель, топливный расходный бак, всасывающий трубопровод с приемным фильтром.Из традиционной топливной системы котла в новую систему перешли только всасывающий трубопровод с приемным фильтром и расходный бак, остальные элементы новые.
Функции топливного насоса в объединенной воздушно-топливной системе выполняет самовсасывающий воздушно-топливный насос-распылитель, который работает на перепаде давления воздуха, подаваемого от вентилятора или компрессора, и приготавливает воздушно-топливную смесь. Для повышения экологической безопасности / чистоты котельного агрегата приготовление горючей смеси происходит до топки котла. Приготовленная горючая смесь через выходной патрубок (насоса-распылителя), вставленного в топку котла, в виде распыленной мелкодисперсной струи распыляется в зону горения (во внутренний объем топки), где и сгорает.
Самовсасывающий воздушно-топливный насос-распылитель не имеет ни механического привода от двигателя, ни вращающихся и движущихся частей, поэтому не требует смазки и охлаждения, связан с компрессором (вентилятором) только по воздуху, а с двигателем – по приготавливаемой воздушно-топливной смеси.
Компрессор (или вентилятор) приводится во вращение от автономного привода и всасывает из атмосферы воздух, который сжимается и по трубопроводу нагнетается во внутреннюю полость насоса-распылителя. Сжатый воздух с требуемыми рабочими параметрами (расходом и давлением) проходит через насос-распылитель, в приемной полости которого создается разрежение, достаточное для самовсасывания из расходного бака необходимого количества топлива для приготовления горючей смеси. Далее готовая воздушно-топливная смесь распыляется во внутренний объем топки (в зону горения), где и сгорает.
Котел, в котором используется единая система, вводится в работу следующим образом. Включается компрессор (вентилятор – при газовом отоплении) и воздух из него подается во самовсасывающий воздушно-топливный насос-распылитель, из которого поступает в топку котла на ее вентиляцию. При увеличении оборотов компрессора (вентилятора) повышаются расход и давление воздуха, поступающего в воздушно-топливный насос-распылитель. По достижении рабочих характеристик (давления и расхода воздуха) перед самовсасывающим воздушно-топливным насосом-распылителем начинается всасывание топлива (газа) из расходной емкости (газопровода) и приготовление воздушно-топливной горючей смеси, которая поступает в топку котла, где ее зажигают.
Во время работы котла количество всасываемого из расходного бака (газопровода) топлива регулируется изменением давления воздуха на насос-распылитель. Переход работы котла с одного режима работы на другой производится изменением (повышением или снижением) параметров рабочего воздуха перед насосом-распылителем.
Вывод котла из действия осуществляется путем стравливания воздуха перед насосом-распылителем. В этом случае количество подаваемого в котел топлива сначала снижается, а затем, при падении параметров воздуха перед насосом-распылителем ниже рабочих значений, вообще прекращается. В процессе снижения давления воздуха перед насосом-распылителем с рабочего значения до нуля происходит вентиляция топочного объема.
Объединенная воздушно-топливная система способна приготавливать горючую смесь на основе всех жидких углеводородных топлив без замены насоса-распылителя. Замена насоса-распылителя потребуется при отоплении котла газом и пылеобразным угольным топливом. Это значит, что одна объединенная воздушно-топливная система в состоянии заменить несколько топливных систем, предназначенных для подачи и подготовки разных видов горючих.
Что сделано
Авторами разработана схема, выбран состав элементов и рассчитаны технические показатели объединенной системы с самовсасывающим воздушно-топливным насосом – распылителем для котла, определены оптимальные соотношения воздуха и топлива на различных режимах работы котла, выявлено необходимое давление воздуха для приготовления воздушно-топливной горючей смеси оптимального состава.После расчета системы и ее элементов проведены натурная проверка предлагаемой технологии, в которой в качестве рабочей среды использовался сжатый воздух, а подсасываемой средой служила вода. Ее результаты подтвердили практическую реализуемость, работоспособность предлагаемой технологии и правильность расчетов единой воздушно-топливной системы.
В 2007 г. объединенная система прошла испытания на стенде и показала снижение расхода жидкого топлива на 15 %, затем в течение года прошла опытную эксплуатацию на топливосжигающей установке одного из предприятий Якутии, и с 2008 г. по настоящее время находится в эксплуатации.
Необходимо отметить, что объединенная воздушно-топливная система после доработки некоторых элементов может быть использована практически на всех существующих сегодня топливосжигающих установках.
Сравнение рабочих показателей традиционных топливной и воздушной систем и объединенной воздушно-топливной системы котельных установок представлено в таблице.
Выводы
Перерасход топлива приводит к увеличению объема сбрасываемых из работающих котельных энергетических установок в воздушный бассейн газообразных продуктов сгорания – экологически вредных газов, что является признаком неудовлетворительной организации процесса сжигания углеводородного топлива в них. Именно поэтому в настоящее время приоритетной задачей специалистов должно стать одновременное повышение экологической чистоты, улучшение экономичности работы и обеспечение максимально возможной многотопливности котельных энергетических установок. Одним из направлений решения в данной области может стать, например, перевод работы котельных установок на технологию сжигания воздушно-топливной горючей смеси оптимального состава, что, по сравнению с сегодняшним использованием воздушно-топливной смеси, позволит снизить загрязнение атмосферы более чем на 6,0‑15 % и на столько же повысить экономичность работы котлов.Безусловно, разработка и внедрение новых технологий повышения экологической чистоты и экономичности работы энергетических установок довольно затратное и трудоемкое дело, однако научно-техническое развитие современной теплоэнергетики не должно стоять на месте.
Котельные установки
Котельные установки
Котельные установки — это устройства, предназначенные для получения водяного пара или нагревания воды. В зависимости от вида вырабатываемого рабочего тела котельные установки подразделяют на паровые и водогрейные. Паровая котельная установка служит для получения водяного пара заданных параметров, водогрейная — для нагревания воды до определенной температуры.
По назначению котельные установки делят на энергетические, производственные (промышленные) отопительно — производственные. В энергетических котельных установках вырабатывается пар высокого (р ≥ 9 МПа) и среднего (р ≥ 3,5 МПа) давлений, который в основном используют для привода паровых турбин. Производственные котельные установки предназначены для получения водяного пара или горячей воды, которые используют для различных технологических нужд. В отопительных котельных установках вырабатывают водяной пар низкого давления или нагревают воду только для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и производственных зданий и сооружений.
Все крупные современные заводы и фабрики, в том числе и предприятия, изготовляющие строительные материалы и изделия, оборудуют, как правило, отопительно — производственными котельными установками для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, осуществления технологических процессов производства. В частности, в промышленности строительных материалов водяной пар необходим для тепло влажностной обработки бетонных, железобетонных, тепло — изоляционных и других изделий в автоклавах и пропарочных камерах, для подогрева заполнителей бетона в пароувлажнительных установках и т. п. (см. гл. 20).
Котельные установки состоят из котельного агрегата и вспомогательного оборудования. Котельный агрегат является основным элементом котельной установки и включает комплекс элементов, предназначенных для сжигания топлива и передачи теплоты от продуктов сгорания к рабочему телу (воде и пару). Котельный агрегат состоит из собственно котла (испарителя), пароперегревателя, водяного экономайзера, воздухоподогревателя, топочного устройства, газоходов и воздуховодов, каркаса, обмуровки, регулирующих устройств (арматуры), устройств для осмотра и очистки труб (гарнитуры).
В водогрейном котельном агрегате испарительной части, пароперегревателя и экономайзера нет. В настоящее время широко используется термин «водогрейный котел», хотя более правильно применять термин «водогрейный котлоагрегат». Вспомогательное оборудование предназначено для подготовки и подачи топлива и воды в котельный агрегат, удаления золы, шлака и дымовых газов и подачи воздуха для горения топлива (тягодутьевая установка), а также для контроля и автоматического регулирования режима работы агрегата. Источником тепловой энергии в котлоагрегате служит органическое топливо.
Рабочим телом котельных агрегатов является вода, иногда используются высококипящие органические жидкости: даутерм, дифенил, дифенилоксид и др. Применение высококипящих органических жидкостей обусловлено их теплофизическими свойствами, и в первую очередь высокой температурой кипения и конденсации при низких давлениях (по сравнению с водой). Это позволяет повысить КПД бинарного цикла, в котором водяной пар обеспечивает возможность использования нижнего температурного предела, а органические жидкости — верхнего.
Рабочий процесс в паровом котельном агрегате состоит из следующих основных стадий: 1) горение топлива; 2) теплопередача от горячих дымовых газов к воде или к пару; 3) парообразование (нагрев воды до кипения и ее испарение) и перегрев насыщенного пара.
В водогрейном котельном агрегате рабочий процесс включает лишь две первые стадии. Принципиальная схема паровой котельной установки показана на рис. 18.1. Топливо подается в топку 17 через, горелки 13. Из топки горячие продукты сгорания направляются в газоход, где расположен пароперегреватель 4, и далее поступают в конвективную шахту, в которой помещены экономайзер 5 и воздухоподогреватель 11. Дымососом 7 дымовые газы отсасываются из котельного агрегата и через дымовую трубу 6 выбрасываются в атмосферу.
Воздух на горение подается вентилятором 10. Предварительный подогрев воздуха (до топки) осуществляется в рекуперативном воздухоподогревателе и за счет теплоты дымовых газов.
Вода, прошедшая предварительно химическую и термическую обработку (она называется питательной), питательным насосом 8 нагнетается через экономайзер 5, где происходит ее подогрев, в барабан котла 18. В барабане питательная вода смешивается с водой, находящейся в контуре котла (котловая вода). По опускным трубам 14 котловая вода поступает в нижние камеры (коллекторы 12) и направляется в экранные испарительные трубы 15, где за счет теплоты горения топлива подогревается до температуры кипения и превращается в пар. Образующийся пар вместе с кипящей водой (пароводяная смесь) направляется в барабан котла 18, где происходит сепарация (отделение воды от пара).
Движение воды в опускных и экранных трубах происходит вследствие разности плотностей воды (в необогреваемых трубах 14) и пароводяной смеси (в обогреваемых трубах 15). Пар по пароотводящим трубам 2 направляется в пароперегреватель 4 и из коллектора 3 поступает к потребителю. Для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду, герметизации конструкций и создания безопасных условий работы и обслуживания топку и газоходы котельного агрегата изолируют огнеупорными и теплоизоляционными материалами, которые называются обмуровкой.
Рис. 18.1. Схема паровой котельной установки
1 — паровой котел; 2 — пароотводящие трубы; 3 — коллекторы пароперегревателя; 4 — пароперегреватель; 5 — экономайзер; 6 — дымовая труба; 7 — дымосос; 8 — питательный насос; 9 — канал для продуктов сгорания; 10 — вентилятор; 11 — воздухоподогреватель; 12 — коллекторы экранов; 13 — горелки; 14 — опускные трубы; 15 — экраны; 16 — обмуровка; 17 — топка; 18 — барабан.
На рис. 18.1 не показаны установки для химической очистки воды от содержащихся в ней солей и термической очистки от растворенных газов (С02, N2, 02), здание, в котором располагается котельная установка, и т. д.
При сжигании твердого топлива перед дымососом устанавливают золоотделители для очистки дымовых газов от золовой пыли, а перед горелками — систему приготовления топлива. К числу общих требований, предъявляемых к котельным установкам, относятся надежность и долговечность работы при заданных параметрах, безопасность, легкость регулирования, низкая стоимость вырабатываемого пара (или теплоты).
В настоящее время при тепловой обработке строительных материалов и изделий основное количество расходуемой теплоты (более 90 %) получают от сжигания различных видов топлива непосредственно в топках печей, сушилок и других технологических установок, при этом некоторые из них в отличие от топочных устройств котельных установок работают с переменной тепловой нагрузкой в различные периоды обжига строительных изделий.
Котельный завод Энергия-СПБ производит широкий модельный ряд котельных установок различной мощности. Транспортирование модульных котельных и другого котельно-вспомогательного оборудования осуществляется автотранспортом, ж/д полувагонами и речным транспортом. Котельный завод поставляет продукцию во все регионы России и Казахстана.
Котлы «Техно Энергико». Производство блочно-модульных котельных установок / Наша продукция / Котельные установки Техно Энергико
Котельные установки — это устройства, предназначенные для получения водяного пара или нагревания воды. В зависимости от вида вырабатываемого рабочего тела котельные установки подразделяют на паровые и водогрейные. Паровая котельная установка служит для получения водяного пара заданных параметров, водогрейная — для нагревания воды до определенной температуры.
По назначению котельные установки делят на энергетические, производственные (промышленные) отопительно — производственные. В энергетических котельных установках вырабатывается пар высокого (р ≥ 9 МПа) и среднего (р ≥ 3,5 МПа) давлений, который в основном используют для привода паровых турбин. Производственные котельные установки предназначены для получения водяного пара или горячей воды, которые используют для различных технологических нужд. В отопительных котельных установках вырабатывают водяной пар низкого давления или нагревают воду только для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и производственных зданий и сооружений.
Все крупные современные заводы и фабрики, в том числе и предприятия, изготовляющие строительные материалы и изделия, оборудуют, как правило, отопительно — производственными котельными установками для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, осуществления технологических процессов производства. В частности, в промышленности строительных материалов водяной пар необходим для тепло влажностной обработки бетонных, железобетонных, тепло — изоляционных и других изделий в автоклавах и пропарочных камерах, для подогрева заполнителей бетона в пароувлажнительных установках и т. п. (см. гл. 20).
Котельные установки состоят из котельного агрегата и вспомогательного оборудования. Котельный агрегат является основным элементом котельной установки и включает комплекс элементов, предназначенных для сжигания топлива и передачи теплоты от продуктов сгорания к рабочему телу (воде и пару). Котельный агрегат состоит из собственно котла (испарителя), пароперегревателя, водяного экономайзера, воздухоподогревателя, топочного устройства, газоходов и воздуховодов, каркаса, обмуровки, регулирующих устройств (арматуры), устройств для осмотра и очистки труб (гарнитуры).
В водогрейном котельном агрегате испарительной части, пароперегревателя и экономайзера нет. В настоящее время широко используется термин «водогрейный котел», хотя более правильно применять термин «водогрейный котлоагрегат». Вспомогательное оборудование предназначено для подготовки и подачи топлива и воды в котельный агрегат, удаления золы, шлака и дымовых газов и подачи воздуха для горения топлива (тягодутьевая установка), а также для контроля и автоматического регулирования режима работы агрегата. Источником тепловой энергии в котлоагрегате служит органическое топливо.
Рабочим телом котельных агрегатов является вода, иногда используются высококипящие органические жидкости: даутерм, дифенил, дифенилоксид и др. Применение высококипящих органических жидкостей обусловлено их теплофизическими свойствами, и в первую очередь высокой температурой кипения и конденсации при низких давлениях (по сравнению с водой). Это позволяет повысить КПД бинарного цикла, в котором водяной пар обеспечивает возможность использования нижнего температурного предела, а органические жидкости — верхнего.
Рабочий процесс в паровом котельном агрегате состоит из следующих основных стадий: 1) горение топлива; 2) теплопередача от горячих дымовых газов к воде или к пару; 3) парообразование (нагрев воды до кипения и ее испарение) и перегрев насыщенного пара.
При сжигании твердого топлива перед дымососом устанавливают золоотделители для очистки дымовых газов от золовой пыли, а перед горелками — систему приготовления топлива. К числу общих требований, предъявляемых к котельным установкам, относятся надежность и долговечность работы при заданных параметрах, безопасность, легкость регулирования, низкая стоимость вырабатываемого пара (или теплоты).
В настоящее время при тепловой обработке строительных материалов и изделий основное количество расходуемой теплоты (более 90 %) получают от сжигания различных видов топлива непосредственно в топках печей, сушилок и других технологических установок, при этом некоторые из них в отличие от топочных устройств котельных установок работают с переменной тепловой нагрузкой в различные периоды обжига строительных изделий.
Котельные установки Техно Энергико – надежное и системное решение при строительстве Вашей котельной.
Котельные установки и вспомогательное оборудование
Котельные установки
Современная котельная установка представляет собой сложное техническое сооружение и состоит из котла и вспомогательного котельного оборудования, размещенного в помещении котельной или вне ее границ и предназначенного для производства пара с необходимыми параметрами или для подогрева горячей воды, или того и другого одновременно.
В состав котла входят: топка, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, обмуровка и каркас с лестницами и площадками, а также арматура и гарнитура.
К вспомогательному оборудованию для отопительного котла относятся: тягодутьевые и питательные устройства, оборудование водоподготовки, топливодоподачи, а также контрольно-измерительные приборы и системы автоматизации.
Технологический процесс получения пара в отопительном котле осуществляется в следующей последовательности. Топливо в котле при помощи горелочных устройств вводится в топку котла, где и сгорает. Воздух, необходимый для сгорания топлива, подается в топку дутьевым вентилятором или подсасывается через колосниковую решетку — при естественной тяге.
Для улучшения процесса сгорания топлива в отопительном котле и повышения экономичности работы котла воздух перед подачей в топку может предварительно подогреваться дымовыми газами в воздухоподогревателе.
Дымовые газы в отопительном котле, отдав часть своего тепла радиационным поверхностям нагрева, размещенным в топочной камере, поступают в конвективную поверхность нагрева, охлаждаются и дымососом удаляются через дымовую трубу в атмосферу.
Сырая водопроводная вода отопительного котла проходит через катионитовые фильтры, умягчается и далее поступает в деаэратор, где из нее удаляются коррозионно-активные газы (02 и С02) и стекает в бак деаэрованной воды. Из бака питательная вода забирается питательным насосом и подается в паровой котел.
Пройдя по поверхностям нагрева, вода нагревается, испаряется и собирается в верхнем барабане. Из котла пар направляется в общекотельный паровой коллектор и затем подается потребителям.
По назначению котельные установки разделяются на отопительные, производственно-отопительные и энергетические.
Котел — тепловой баланс
При сжигании топлива в котле не все количество тепла, которое выделилось в топке, полезно используется для нагрева воды или получения пара. Часть тепла теряется с уходящими из котла газами, с химическим и механическим недожогом и пр. Основная задача при эксплуатации котла заключается в снижении этих потерь до минимума.
Тепловым балансом котла называется равенство введенного в котел тепла и использованного, которое складывается из полезно использованного тепла, пошедшего на выработку пара (горячей воды), и тепловых потерь, возникающих в процессе работы котельной установки. Тепловой баланс составляется на 1 кг твердого (жидкого) топлива или 1 м3 газообразного топлива.
Упрощенный тепловой баланс котла записывается в виде уравнения;
при сжигании твердого топлива, кДж/кгт
Qph = Q1 + Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6,
при сжигании жидкого и газообразного топлива, кДж/кг(м3)т
Qph = Q1 + Q2 +Q3 +Q4 +Q5
Если обе части уравнений разделить на Qph и умножить на 100, то получим уравнения баланса, выраженные в процентах:
100 = д1 + д2 + д3 + д4 + д5 + д6,
100 = д1 + д2 + д3 + д4
В формулах Q1 ;q1 полезно использованное тепло.
Потери тепла:
Q1; д2 — с уходящими дымовыми газами;
Q2; д3 — от химической неполноты сгорания;
Q3; д4 — от механической неполноты сгорания;
Q4; д5 — через наружные ограждения обмуровки в окружающую среду:
Q5; д6 — с физическим теплом шлака.
Коэффициент полезного действия — полезно использованное в котле тепло:
Л = д1 = 100 — д2 — д3 — д4 — д5 – д6;
Л = д1 = 100 — д2 — д3 — д4
КПД котла зависит от величины тепловых потерь: чем потери меньше, тем КПД выше. Значение КПД может находиться в пределах Л = 0,93 — 0,7 (93-70 %),. а величина тепловых потерь для котлов малой мощности составляет: д2 = 12-15 %; д3 = 2-7 %; д4 = 1-6 %; д5 = 0,4-3,5 %; д6 = 0,5-1,5 %.
Автономные котельные установки – стоимость проектирования и строительства автономных котельных, автономных газовых котельных
Опросный лист для заказа котельной
Автономная котельная – здание или помещение (в некоторых случаях комплекс зданий) с основным элементом – котлом и дополнительным оборудованием, главное предназначение которого выработка тепла в целях теплоснабжения.
Автономные котельные применяются для теплоснабжения жилых, промышленных или гражданских зданий в случаях, когда отсутствует техническая возможность подключения к сетям централизованного теплоснабжения.
Компания ООО БМК «Стройтехкомплект» предлагает автономные блочно-модульные котельные установки для эффективного отопления и горячего водоснабжение отдельных объектов. Автономные котельные установки имеют ряд преимуществ по сравнению с централизованными системами. Особенности конструкции автономных установок обеспечивают отсутствие потерь теплоносителя и теплоты, что способствует экономии средств. Снижение потерь тепловой энергии обеспечивается за счёт расположения котельной установки непосредственно у объекта.
* Более подробно ознакомиться с комплектациями автономных котельных и их ценами вы можете на странице «Типовые проекты котельных»
Автономная блочно-модульная котельная 0,7 МВт | Водогрейные котлы Термотехник |
Организации и промышленные предприятия всё чаще используют автономные котельные как альтернативу системе централизованного теплоснабжения. Это обусловлено, прежде всего, тем, что в отличие от центральных тепловых сетей наличие собственного теплоисточника позволяет организовать бесперебойное теплоснабжение в любое время в необходимом количестве. При этом, как показывает Российский и мировой опыт экономическая эффективность применения автономных котельных зачастую значительно выше, чем у системы централизованного теплоснабжения, а затраты на их строительство окупаются в течении короткого периода 1 – 3 года.
Автономные котельные производства ООО БМК «Стройтехкомплект» — это котельная полной заводской готовности, состоящая из одного или нескольких блоков внутри которых расположено технологическое оборудование необходимое для полноценной работы котельной.
Как правило, проектирование автономных котельных позволяет выбрать любой вид топлива и теплоносителя: такая установка может быть как водогрейной, паровой и пароводогрейной и может работать на любом виде топлива – газ, жидкое топливо, твердое топливо и комбинированное топливо.
ГРУ | Котельный зал | Система водоподготовки |
Автономные установки просты в монтаже и эксплуатации и не требуют постоянного контроля, таким образом, сокращая Ваши расходы на обслуживающий персонал. Специальная автоматизированная система управления будет контролировать, и регулировать работу котла, давление в сети горячего водоснабжения и отопления, поддерживая его стабильный уровень, и других важных для эффективной и безопасной эксплуатации параметров. В случае неполадок в функционировании приборов либо аварийной ситуации на щит подаётся сигнал.
Преимущества автономных котельных установок
- бесперебойная подача тепла и горячей воды потребителям;
- экономичность и простота в обслуживании;
- высокий КПД – до 92%;
- полная автоматизация;
- отсутствие обслуживающего персонала;
- возможность транспортировки на любой другой объект;
- возможность регулирование температурного режима в любой сезон.
Опросный лист для заказа котельной
Котельные установки: виды и назначение
О котельных установках.Для начала разберемся с понятием «котельная установка». Котельная установка – это такое сооружение, расположенное в одном помещении, где вырабатывается горячая вода или пар для нужд горячего водоснабжения, систем отопления, вентиляции, теплого пола и других технологических нужд. Используются котельные установки во всех областях человеческой жизнедеятельности. После нагрева продукта он поступает к потребителям по трубам, тепловым/паровым сетям. Основным элементом котельной установки является котел, где происходит превращение воды в пар (в паровых котлах) или нагрев воды до нужной температуры (в водогрейных котлах). В котельных установках используют твердое (уголь, торф, древесина), жидкое (котельный мазут, дизельное топливо) и газообразное (природный газ) топливо. Экономически более выгодно использование газа в качестве топлива. В связи с этим многие старые котельные были переведены на газ.
Котельные установки подразделяются на множество типов. Существует целый ряд критериев классификации котельных. Так, по типу потребителя они делятся на энергетические, отопительные и производственно-отопительные. Первые обеспечивают паром тепловые электрические станции. Вторые производят горячую воду в основном для отопления, снабжения горячей водой и вентиляции жилых и некоторых производственных зданий и сооружений. Третьи вырабатывают пар для производства, но иногда и для отопления домов, горячего водоснабжения. В зависимости от целевого назначения котельной они оборудуются котлоагрегатами требуемой мощности. К примеру, в энергетических котельных устанавливаются агрегаты большой и средней мощности, так как там вырабатывается пар высоких параметров, а отопительные – котлоагрегатами с малой мощностью. По масштабу теплоснабжения котельные (отопительные) можно поделить на районные, групповые, местные. Например, индивидуальные котельные установки служат для снабжения теплом одного или нескольких зданий. По технике исполнения бывают крышные, модульные, блочные, отдельно стоящие и встроенные котельные установки. Здесь вы можете сделать заказ необходимой для удовлетворения ваших потребностей котельной, при этом специалисты нашей компании проконсультируют вас и помогут сделать грамотный выбор.
По вырабатываемому продукту котельные делятся на паровые и водогрейные. Парогенераторы широко используются в легкой и тяжелой промышленности (пищевой, целлюлозно-бумажной, в химчистках и проч.). Так, например, пар необходим для производства пива. Водогрейные котельные снабжают горячей водой жилые дома, производственные помещения, общественные здания и сооружения.
Промышленные котельные установки — Paroc.ru
Конструкции котлов и изоляции должны проектироваться с учетом теплового расширения. Ввиду теплового расширения и вибрации обшивка и трубная обвязка котлов находятся в постоянном движении. Работа оборудования, такого как горелки и вентиляторы, вызывает возникновение вибрации. Помимо очень высокого общего уровня рабочих температур котла, могут также иметь место значительные отличия в значениях температур отдельных элементов его конструкции.
Выбор подходящего решения по обустройству теплоизоляции позволяет снизить потери тепла в котле и предотвращает превышение установленной температуры в помещении котельной, что в совокупности обеспечивает повышение эффективности котельной установки. Разработка решений по обустройству изоляции должна осуществляться с учетом типа котла и с соблюдением технических условий, установленных изготовителем котла. Согласно действующим стандартам, котельные установки должны оборудоваться изоляцией с укладкой два-три слоя при общей толщине изоляции 200–300 мм.
Стенки котельных труб
Ввиду высоких рабочих температур требуется укладка изоляции два-три слоя для обеспечения достаточной толщины и прочности изоляционной конструкции. При монтаже котельной установки особое внимание также должно уделяться стойкости к воздействию вибрации.
Изоляционный материал должен обладать достаточной пластичностью для заполнения всех зазоров и обеспечивать возможность теплового расширения конструкции. Между слоями изоляции следует проложить алюминиевую фольгу для отражения теплового излучения. Продукция PAROC на основе базальтовой ваты обладает хорошими теплоизоляционными характеристиками, выдерживает очень высокие температуры, а также значительные перепады температур между элементами конструкции котла.
Компания Paroc рекомендует следующее решение для изоляции стенок котельных труб:
|
Надстройка котла
В верхней части котельных агрегатов размещаются различные трубные соединения. Для изоляции трубных соединений в надстройке котла рекомендуется использовать специальные теплоизоляционные конструкции.
Основная конструкция изготавливается из плоских металлических стержней и сетки из высокопрочной стали, а для ее теплоизоляции обычно используются либо изоляционные маты, армированные проволочной сеткой, либо изоляционные плиты совместно с указанными матами. Вся конструкция покрывается гофрированными плитами из высокопрочной стали. Покрытие стальными плитами необходимо для выдерживания нагрузок от веса рабочих при выполнении эксплуатационного обслуживания.
Компания Paroc рекомендует следующее решение для изоляции надстроек котлов:
|
Котельных | Машиностроительные услуги
Котельные
Бойлеры играют важную роль в зимние месяцы, обеспечивая тепловую мощность, необходимую для поддержания подходящей температуры внутри здания. Как и следовало ожидать, котельные потребляют большое количество топлива, и на них приходится значительная часть выбросов в атмосферу.
Благодаря конструкторским и консультационным услугам профессиональных инженеров MEP вы можете снизить затраты на отопление и снизить воздействие котельных на окружающую среду.Профессиональные инженеры также создают проекты, соответствующие всем применимым стандартам и строительным нормам.
Хотя их название говорит об обратном, многие бойлеры подают горячую воду ниже точки кипения, которая затем используется для распределения тепла внутри зданий с помощью гидравлических трубопроводов. Системы отопления помещений также могут быть спроектированы с распределением тепла на основе пара, хотя они чаще встречаются в старых зданиях. Пар также используется в некоторых производственных процессах и специальных приложениях, таких как здравоохранение и общественное питание.
Поскольку котел предполагает высокую температуру и сжигание ископаемого топлива, безопасность является очень важным фактором для инженеров-проектировщиков. Котельная должна быть спроектирована так, чтобы люди, находящиеся в здании, не подвергались воздействию компонентов при высокой температуре, и она должна иметь надлежащую вентиляцию, чтобы предотвратить скопление дымовых газов.
Типы котельных
Котельныеможно классифицировать по их потребляемой энергии, а также по системе распределения, используемой для обеспечения теплового эффекта во внутренних помещениях.Обычно котельные предназначены для работы на сжигании топлива, поскольку это наиболее экономичный вариант.
- Природный газ является наиболее распространенным топливом для котлов, так как он предоставляется в качестве коммунальных услуг и нет необходимости планировать поставки топлива. Кроме того, поскольку газораспределительные системы очень устойчивы, газовые котлы имеют преимущество в надежности — они могут продолжать работать, когда такие условия, как суровые погодные условия, препятствуют подаче других видов топлива.
- Многие котлы предназначены для использования других видов топлива, таких как пропан и топочный мазут, , которые при некоторых обстоятельствах являются рентабельными. Однако для топлива, отличного от природного газа, требуются плановые поставки для поддержания работы котельной.
- Для клиентов, имеющих доступ к большому количеству органических веществ, биомасса также может быть жизнеспособным топливом для котельных.
Электрокотлы также существуют, и они полностью независимы от ископаемого топлива.Однако эти котлы имеют гораздо более высокие эксплуатационные расходы, чем котлы, работающие на сжигании, что ограничивает их полезность в зданиях.
Большинство современных котельных спроектированы так, чтобы тепловая мощность распределялась по трубопроводам горячей воды. Однако в более старых системах часто используется пар и радиаторы для отвода тепла. Водогрейные котлы являются рекомендуемым вариантом в новостройках, если в проекте не предусмотрены специальные приложения, требующие пара. Существующие паровые системы отопления могут быть переконфигурированы для использования горячей воды.
Решения— Модульные котельные
Модульные котельные
Envirosep разрабатывает и производит интегрированные решения для обработки жидкостей, передачи тепла и рекуперации энергии на протяжении более 20 лет, чтобы предоставить вам:
▪ Самые экономичные и энергоэффективные модульные котельные установки и системы
▪ Как высокоэффективные предварительно спроектированные, так и специально разработанные конструкции, отвечающие конкретным системным требованиям.
▪ Заводские гидростатические и эксплуатационные испытания перед отгрузкой
Наша модульная котельная представляет собой законченную, интегрированную, спроектированную и изготовленную на заводе систему, внесенную в список UL, которая используется в обычных системах отопления зданий.Мы проектируем и строим наши модульные холодильные установки, чтобы создать комфортную и устойчивую среду для строительства для владельцев объектов. Индивидуальная разработка Envirosep позволяет владельцу определять ключевые компоненты от ряда производителей, которые отвечают требованиям производительности.
Envirosep фокусируется на том, что вам нужно, а не на том, что мы делаем.
Некоторые поставщики предлагают комплексные системы, а некоторые системные интеграторы предлагают индивидуальные решения, но гибкость Envirosep и навыки решения проблем дают вам лучшее решение для любых проблем, связанных с нагревом воды.
Envirosep может предложить высококонкурентные предварительно спроектированные системы, а также консультативный подход к сложным приложениям. Наш компетентный инженерный персонал готов помочь владельцам объектов или инженерам в разработке и планировании концептуального дизайна.
Преимущества модульных котельных или систем:
▪ Сочетает дизайн и строительство, увеличивая ценность и качество
▪ Интеграция элементов управления, оптимизация как единое целое
▪ Снижение инженерной сложности, задач и затрат по сравнению с
полевые механические помещения
▪ Обеспечивает сжатые графики строительства, упрощает стройплощадку
согласование и установка
▪ Наша модульная котельная освобождает дорогое внутреннее пространство и
снижает шум оборудования
▪ Своевременная и предсказуемая установка и запуск позволяет получить
оборудование, когда оно вам нужно
▪ Налоговые льготы по амортизации ОДНОЙ единицы оборудования невозможны в
Как промышленные котлы содержат установки | Allen’s Tri-State Mechanical
Четверг, 22 июня 2017 г.Котлы необходимы для правильной работы предприятия.Поскольку завод, как правило, уделяет внимание количеству и качеству производимой продукции, важность котлов часто не обсуждается. Читайте дальше, чтобы узнать, что такое бойлер и как с его помощью работают промышленные предприятия.
Что такое промышленный котел?
Котел — это закрытый сосуд, в котором вода или другая жидкость нагревается для образования пара. Это достигается за счет использования источника топлива, такого как нефть или газ, который преобразуется в тепло в результате сгорания. Тепло передается воде, повышая давление, так что жидкость превращается в пар.Затем испаренная жидкость выходит из котла для использования в различных процессах, включая нагрев, санитарную обработку, приготовление пищи и выработку электроэнергии. Эффективность процесса теплопередачи нельзя недооценивать. Котел должен быть спроектирован так, чтобы передавать максимальное количество тепла, чтобы получить наиболее рентабельные результаты.
Какие функции выполняют промышленные котлы?
Каким целям на самом деле служат эти котлы на промышленном предприятии? Хотя их использование различается, обычно котлы используются одним из трех способов.Первый заключается в создании пара, который действует как топливо, которое можно использовать для питания турбин для электрогенерирующего оборудования, воздуходувок и насосов. Бойлеры также могут помочь в производственных процессах, создавая пар, который используется для стерилизации или нагрева продукта. Третий наиболее распространенный способ использования пара в котле — поддержание микроклимата в окружающей среде с помощью блоков HVAC. Пар может использоваться для питания нагревательных и охлаждающих устройств установки, либо для комфорта рабочего, либо для поддержания надлежащих рабочих температур оборудования.
Какие бывают типы промышленных котлов?
Есть две основные категории типов котлов, хотя в рамках этих типов существует ряд конкретных конструкций и мощностей. Есть несколько факторов, которые влияют на принятие решения о том, какой котел лучше всего подойдет для конкретной установки, включая вопросы бюджета, обслуживания и эффективности. Две основные категории котлов, используемых на предприятиях, — это жаротрубные котлы и водотрубные котлы.
В жаротрубных котлахиспользуется система труб, через которые проходит источник тепла.Трубки окружены водой, которая нагревается по мере повышения температуры трубок.
Водотрубные котлы, напротив, используют воду внутри соединенных между собой труб, а не тепло. Тепло движется по трубкам, в конечном итоге превращая воду в пар.
Дополнительные соображения
Чтобы ваш котел продолжал работать безопасно и эффективно, необходимо принять во внимание еще несколько вещей. Двумя наиболее опасными этапами работы котла являются запуск и остановка.Случаи взрыва топки чаще всего возникают на этапе запуска. Операторы должны тщательно соблюдать все инструкции производителя как при запуске, так и при выключении. Также важно убедиться, что нормальный рабочий уровень воды в котле (NOWL) тщательно поддерживается. Если этот уровень упадет слишком низко, котел может выйти из строя. Наконец, все котлы потребуют обслуживания. По мере старения котлов они могут начать работать менее эффективно, поэтому необходимы регулярные осмотры, которые улучшат эффективность вашей установки.
Полная оценка промышленной котельной системы, наряду с любыми необходимыми обновлениями, может сэкономить ваши деньги за счет повышения эффективности и сокращения частоты ремонтов. Если вы ищете лучшую местную сантехническую компанию для удовлетворения ваших промышленных, коммерческих или жилых потребностей, обратитесь к профессионалам в Allen’s Tri-State Mechanical, Inc. в Амарилло, штат Техас. Мы предоставляем услуги на всей территории штата Техас Панхандл и трех штатов. Вы можете позвонить нам по телефону (806) 376-8345 или связаться с нами по электронной почте, чтобы узнать больше.Вы также можете лично посетить нас по адресу 404 S. Hayden St. в Амарилло, чтобы узнать, чем мы можем вам помочь.
Многоконденсационные котельные достигли возраста
Инновационные функции, а также новые стратегии проектирования и методы установки
устраняет предыдущие проблемы.
Многоканальные конденсационные котельные обеспечивают эффективные, надежные и интегрированные системы отопления в большом количестве зданий по всей Канаде.Фото любезно предоставлено Viessmann
.Многоканальные конденсационные котельные теперь обеспечивают бесчисленное количество зданий надежными, эффективными, интегрированными и эффективными системами водяного отопления. Так было не всегда.
Конденсационным котлам потребовалось почти 20 лет, чтобы завоевать долю рынка и признание, которое они имеют сегодня. Безусловно, необходимо было преодолеть множество проблем, в том числе проблемы с надежностью продукта, проблемы с интерфейсом управления, а также проблемы с трубопроводами, вентиляцией и конденсатом.Также потребовалась значительная кривая обучения для определения инженеров и подрядчиков по установке.
Рынок ответил огромным количеством новых продуктов с множеством инновационных функций для решения предыдущих проблем. Для упрощения проектов обычно используются новые стратегии проектирования и методы установки. Не то чтобы все проблемы исчезли, но в целом рынок конденсационных котельных, безусловно, достиг уровня зрелости.
В этой статье рассматриваются некоторые из последних тенденций, которые проявились в установках с несколькими конденсационными котельными.Несколько ветеранов котельной промышленности, которые работают с момента появления конденсационных котлов, делятся своим мнением о том, что в настоящее время происходит на канадском рынке. Они дают ценную информацию о тенденциях в отрасли.
ЧТО ИЗМЕНИЛОСЬ
Чтобы понять популярность этих новых продуктов, важно взглянуть на старые котельные и на то, как они работали. Многие старые котельные состоят из одного или двух крупных энергетических котлов или котлов, работающих на атмосферном воздухе.Обычно они имеют большой объем воды, работают с постоянным расходом и постоянными высокими температурами (обычно от 180 до 200 F) и работают с простым контролем заданного значения.
Новая современная котельная с несколькими конденсационными котлами будет построена и работать совершенно иначе, что даст множество преимуществ.
Повышенная эффективность эксплуатации: Расчетные условия в большинстве районов существуют менее чем на пять процентов отопительного сезона. Несколько небольших котлов могут более точно удовлетворить меньшую тепловую нагрузку в межсезонье.Меньшие котлы с модуляционными горелками будут работать в течение длительных циклов, что устраняет многие бесполезные циклы включения-выключения горелки. Преимущество современного конденсационного котла состоит в том, что он более эффективен благодаря усиленному эффекту конденсации при работе с частичной нагрузкой.
Отклонение нагрузки в здании: КПД котла резко падает в больших котлах без конденсации, когда рабочий цикл падает ниже 35%. Большинство конденсационных котлов имеют динамический диапазон не менее 5: 1 и работают очень эффективно при низкой мощности горения.При многократной установке котельная имеет возможность точно согласовывать нагрузку при любых условиях. Например, если котел может регулировать мощность от 150 000 до 30 000 британских тепловых единиц, четыре таких котла вместе могут работать с максимальной мощностью от 600 000 до минимальных 30 000 британских тепловых единиц, т.е. коэффициент диапазона изменения для установки составляет 20: 1.
Избыточность: Многоконденсационные котельные установки обычно состоят из двух-четырех настенных или напольных котлов. Если один из нескольких котлов выйдет из строя, оставшиеся котлы почти всегда будут иметь достаточную мощность, чтобы удовлетворить тепловую нагрузку здания.
Более легкий доступ к механическому помещению: При большом количестве модификаций невозможно установить большой котел в существующую котельную из-за ограничений существующего здания. Дверные проемы часто не достаточно велики, чтобы пройти через большой новый котел. В механические помещения пентхауса новый котел, возможно, придется перенести на лифте. Оба этих строительных ограничения означают, что необходимы модульные котельные меньшего размера. Конденсационные котлы меньшего размера можно использовать в коммерческих зданиях вместо того, чтобы устанавливать чугунные секции и устанавливать котел на месте.
Уменьшение площади: Конденсационные котлы меньше по размеру из-за компактных теплообменников и меньшего объема воды. Это означает, что в механическом помещении часто можно освободить место на полу, особенно при использовании настенных котлов.
Сейчас, когда многие владельцы зданий и инженеры осознают преимущества, которые обеспечивают несколько конденсационных котельных, на этом рынке обозначилось несколько тенденций. Одним из наиболее обнадеживающих является то, что стоимость конденсационных котлов больше не является большим препятствием для их использования.
В начале 2000-х конденсационные котлы часто были вдвое дороже, чем неконденсирующие котлы. Теперь разница в стоимости значительно уменьшилась, так что зачастую разница в стоимости только возрастает. Это значительно увеличило популярность и долю рынка конденсационных продуктов. Один производитель сообщил, что «сейчас все хотят конденсации, даже если это не низкотемпературная конденсация».
Котельная с тремя настенными конденсационными котлами, плюс бак ГВС.Фото любезно предоставлено NTI Boilers
Котельная с четырьмя настенными конденсационными котлами с гидравлическим разделителем. Предоставлено Viessmann
.СКОЛЬКО КОТЛОВ
Конденсаторные установки с несколькими котлами обычно имеют от двух до четырех котлов. Размер нагрузки Btuh обычно определяет количество используемых котлов, а также часто определяет, используются ли котлы для настенного или напольного монтажа.
Для небольших нагрузок чаще всего используются от двух до четырех настенных котлов.Когда нагрузка требует более четырех настенных котлов, обычно используются два или три напольных котла.
При модернизации один большой котел обычно заменяется двумя котлами. Каждый котел должен быть рассчитан на мощность 66% от нагрузки, чтобы он мог обеспечить достаточную мощность для удовлетворения большей части нагрузки, если один котел не работает. На существующих установках с двумя котлами их обычно заменяют тремя котлами.
СБОРНЫЕ СИСТЕМЫ
В последние несколько лет производители котлов начали внедрять сборные стеллажи и системы трубопроводов для нескольких конденсационных котлов.Эти стеллажи и системы трубопроводов обеспечивают подрядчикам огромную экономию рабочей силы по сравнению со строительством всего на месте. Они также гарантируют, что все необходимые компоненты включены, и ничего не будет упущено.
Некоторые подрядчики не полностью осознают ценность своего времени, поэтому многие системы все еще строятся на месте. Один производитель сказал мне, что они используют эти сборные системы примерно в 50% своих проектов. Другой сказал, что, по их мнению, эти системы используются в основном там, где не хватает квалифицированных монтажников, например, в более отдаленных северных районах.
По мере того, как все больше подрядчиков обнаруживают преимущества экономии времени и безошибочной установки, я считаю, что сборные системы будут использоваться все чаще.
Котельная с общей вентиляцией и общей подачей воздуха для горения. Предоставлено Navien
.ВЕНТИЛЯЦИЯ
Еще одна растущая тенденция как в новых, так и в модернизированных установках с несколькими конденсационными котлами — это использование общих систем вентиляции. В новых инсталляциях архитектор часто хочет, чтобы в здании было как можно меньше дыр.При модернизации существующий старый дымоход часто используется как загон для новой вентиляции.
Обычная система вентиляции позволяет использовать только одну вентиляционную трубу в любой из этих ситуаций. Изготовители котлов обычно не поставляют вентиляционный материал, но у них есть особые требования к вентиляции, которые необходимо соблюдать. Поставщик вентиляции предоставит проект вентиляционной системы.
Общая вентиляция не является предпочтительным выбором для всех, поскольку один производитель указал, что «для каждого котла было бы лучше, если бы вентиляция была индивидуальной.«Это происходит из-за большого диапазона изменения мощности нескольких конденсационных котельных, которые могут создавать проблемы при использовании одного большого общего вентиляционного отверстия. Но с учетом требований архитекторов и проблем, связанных с поиском места вентиляции для модернизации, можно с уверенностью сказать, что общая вентиляция будет становиться все более популярной для нескольких конденсационных котельных.
Я уверен, что по мере того, как устанавливается все больше и больше этих систем, производители вентиляции со временем преодолеют трудности и проблемы.
ВСТРОЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Произошли огромные изменения в способах управления несколькими конденсационными котельными.В первые дни существования этих заводов контроль был сложным и часто требовал найма отдельного подрядчика по контролю. Поставщики систем управления зданием (BMS) правили всем, и они сказали всем, что могут контролировать все, включая котлы. Компании BMS просто хотели иметь тупой регулятор котла, а они сделают все остальное.
Поскольку не так просто эффективно управлять несколькими котлами с модуляционными горелками, эти ранние системы не всегда работали так гладко, как планировалось. Котлы часто включались и выключались, как выключатели света, что снижало эффективность котельной и создавало проблемы с обслуживанием.
Сегодня эта ситуация в значительной степени изменилась, и производители котлов теперь предоставляют свои собственные интегрированные средства управления котлами, которые просты и легки в использовании. Производители котлов в настоящее время обычно обеспечивают локальное управление котельной установкой с помощью своих бортовых средств управления и будут управлять модуляцией горелок, а также ступенями и вращением котлов.
Теперь котельная будет просто обеспечивать интерфейс с BMS через BACnet, Modbus или аналогичный протокол связи.Это обеспечивает лучшее из обоих миров, поскольку позволяет котельной работать с максимальной эффективностью, но при этом дает BMS информацию и влияние, в которых они нуждаются. BMS может получать такую информацию, как состояние котла и насоса, и управлять количеством поставляемого тепла, сообщая котельной, какая температура требуется на главном источнике подачи в здание.
Несмотря на то, что за последние 20 лет был достигнут огромный прогресс в создании нескольких конденсационных котельных, все еще существуют области, в которых возникают общие проблемы и проблемы.Проблемы с вентиляцией по-прежнему распространены, поскольку у каждого проекта есть свои уникальные требования.
УСТОЙЧИВЫЕ ЗАДАЧИ
Боковая вентиляция часто является первым выбором в проектах, но не всегда лучшим вариантом. При низких температурах дымовых газов конденсационных котлов шлейф дымовых газов, исходящий от большой конденсационной котельной, может нанести ущерб зданиям. Потерять вид из окна на шлейф дымовых газов не очень популярно среди жителей зданий.Накопление льда может быть проблемой во многих районах Канады с холодным климатом.
По мере того, как обычные вентиляционные системы становятся все более популярными, иногда бывает сложно получить все нужные детали от производителя. Как заявил один производитель котлов: «Вентиляция часто является той частью работы, которая не относится к чужим угодьям. Иногда об этом думают позже ».
Еще одна проблема, которая чаще всего возникает, связана с поставками природного газа. В настоящее время несколько конденсационных котельных работают с очень высоким коэффициентом динамического изменения, например 20: 1.Новая технология модулируемых горелок с механическим зажиганием более чувствительна к проблемам с подачей газа, чем старое атмосферное оборудование.
В установках с несколькими конденсационными котлами часто наблюдается нестабильная подача газа от местного счетчика и регулятора к котлу. Это вызывает проблемы с горелкой, потому что подача газа не реагирует должным образом на изменяющуюся и часто очень низкую потребность в газе модулирующих горелок. Эту проблему часто трудно диагностировать, поскольку виноват в первую очередь указывает на котел.
Многоконденсационные котельные обеспечивают эффективные, надежные и интегрированные системы отопления во многих зданиях по всей Канаде. Хотя они не идеально подходят для каждого здания, они будут продолжать доминировать на рынке коммерческих котлов, обеспечивая снижение энергопотребления, требуемого для «зеленых» зданий сегодня и в будущем. <>
Роберт Уотерс — президент компании Solar Water Services Inc., которая предоставляет услуги по обучению, обучению и поддержке для отрасли гидроники.Он имеет более чем 30-летний опыт работы в области водяного водяного отопления и солнечного отопления. С ним можно связаться по адресу [email protected].
ПОСМОТРЕТЬ ROB WATERS НА СОВРЕМЕННОМ САММИТЕ ГИДРОНИКИ 2019
Централизованное отопление — тепло от центральной котельной
Централизованное отопление
Централизованное теплоснабжение — это система, которая обеспечивает ряд зданий теплом от центральной котельной через предварительно изолированные трубы.
Предварительно изолированные трубы на самом деле представляют собой современный вид водопропускных труб или каналов централизованного теплоснабжения, но, поскольку в настоящее время эти системы предварительно изготовлены, они будут называться предварительно изолированными трубами.
Централизованное теплоснабжение — Тепло от центральной котельной (на фото: Блок теплоснабжения Газпрома реконструированной котельной)Самые маленькие системы охватывают 200-300 домов или квартал. Подключение к вторичной системе отопления может быть прямым или косвенным, то есть с теплообменником или без него.
Горячая вода для бытового потребления также производится с помощью централизованного теплоснабжения. В результате котельные работают и в ненагревательные сезоны. Есть разница между тепловыми установками, производителями чистого тепла и комбинированными теплоэлектростанциями.Основное предназначение последних — вырабатывать электроэнергию с помощью паровой турбины.
Подключенные здания используются для охлаждения конденсата до настолько низкой температуры, насколько это возможно, чтобы увеличить мощность паровой турбины. КПД угольных электростанций низкий, 30-40%. Комбинируя производство электроэнергии с доставкой тепла, КПД увеличился до 90%, что соответствует КПД хорошо обслуживаемых станций централизованного теплоснабжения.
Централизованное теплоснабжение (первичный контур) можно разделить на три части:
- Производство (центральная котельная)
- Распределение (предварительно изолированные трубы)
- Потребление (подстанция)
В производственном цеху температура воды повышается до необходимого уровня.Распределение подразумевает передачу тепла потребителям с минимально возможными потерями.
Под потреблением подразумевается передача тепла от воды первичной стороны к воде вторичной стороны и большой перепад температуры в первичной воде. Это может также подразумевать непосредственно подключенные системы, например, отдельно стоящие дома, с контролем перепада давления в качестве защиты от слишком высоких перепадов давления.
Системы централизованного теплоснабжения с большим производственным предприятием, эффективной распределительной сетью и подстанцией с теплообменником и автоматическим управлением могут быть очень эффективными в отношении потребления, а также загрязнения.
A Теплоэлектростанция или когенерационная электростанция — это электростанция, в которой используется тепловой двигатель для одновременной выработки как электроэнергии, так и полезного тепла. (фото Денниса Фишера)Выбор материала и условий эксплуатации, таких как статическое давление, температура и качество воды, являются важными факторами, влияющими на работу системы, ее техническое обслуживание и долговечность. Систему отопления в здании (вторичный контур) можно разделить на три части:
- Производство (передача тепла через теплообменник)
- Распределение (основная система трубопроводов здания, включая циркуляционный насос)
- Потребление (радиаторы, конвекторы или теплый пол для помещений)
На производственном предприятии температура вторичной воды повышается до необходимого уровня.Распределение подразумевает передачу тепла потребителям с минимально возможными потерями и небольшим перепадом температуры.
Расход подразумевает передачу тепла от воды к помещениям и большой перепад температуры воды.
Ссылка: Danfoss — The Heating Book
Выбор правильного размера вашей котельной позволит оптимизировать работу системы
By ANDREW MACALUSO and THERESA D’AMORE
При проектировании котельной необходимо учитывать ключевые факторы.Физическая планировка должна соответствовать отведенному пространству, но при этом обеспечивать место для работы техников по техническому обслуживанию. Сосредоточение внимания на трубопроводах, элементах управления и вспомогательном оборудовании может помочь снизить расходы на топливо и техническое обслуживание. Также очень важно правильно подобрать размер оборудования, чтобы предотвратить чрезмерную цикличность в течение длительного срока эксплуатации.
Выбор дизайнаПервое решение — это количество единиц, способных удовлетворить тепловую нагрузку. Хорошая цель — 3-5 теплообменников. Идеальная котельная будет иметь минимум два блока для тепловой нагрузки и третий для резервирования N + 1.Чтобы уменьшить размер «резервного» котла, можно также установить установку 3 + 1 или 4 + 1. В этих случаях резервный котел будет составлять 33% или 25% проектной нагрузки и может снизить начальные затраты на оборудование при сохранении мощности и резервирования станции (рисунок 1). Также может быть эффективным использование оборудования разного размера.
Возврат к увеличению количества блоков уменьшается из-за затрат на техническое обслуживание и увеличения занимаемой площади. Для установки 3 + 1 требуется «резервный» блок на 33% мощности предприятия, а для конструкции 6 + 1 потребуется только резервный блок на 17% мощности предприятия.Недостатком является то, что стоимость обслуживания семи единиц намного выше, чем стоимость обслуживания четырех единиц.
Другое решение — использовать «модульный» котел для увеличения резервирования установки. Эти котлы представляют собой полную котельную установку в едином корпусе с одним комплектом соединений для газа, воды и дымохода.
Привлекательность модульного котла заключается в том, что каждый агрегат имеет резервирование многокотловой установки. При проектировании этих заводов учитываются те же соображения, что и для более крупных заводов; цель — 3-5 теплообменников — считается идеальной.Модульные котлы лучше всего применять в легких коммерческих целях, в которых может быть место только для одного или двух агрегатов. При установке только одного модульного блока важно понимать, что блок необходимо будет отключить для обслуживания и других работ; На критических объектах всегда следует устанавливать резервный блок для обеспечения бесперебойной подачи тепла.
После выбора оборудования проектировщики должны проверить трубопроводы, вентиляцию и средства управления. Предварительный учет этих элементов предотвратит перерасход графика и дорогостоящие заказы на изменение.Распространенной ошибкой является игнорирование потребностей в вытяжном и приточном воздухе до тех пор, пока оборудование не прибудет для установки, и в этот момент может не быть способа безопасно направить выхлоп, что приведет к перерасходу средств и графика. Вентиляция заслуживает внимательного рассмотрения, так как требования могут сильно различаться.
Установка, учет занимаемой площадиПосле того, как котлы определены и определено количество агрегатов, их необходимо разместить в механическом помещении. При этом будьте осторожны, чтобы не получить доступ к занимаемой площади из-за ущерба для удобства обслуживания!
Хотя на чертеже может выглядеть хорошо, когда блоки находятся всего в нескольких дюймах друг от друга, их обслуживание становится проблемой.Обеспечьте как можно больше места между блоками. Когда помещение недоступно, некоторые производители допускают «зазор с нулевой стороны», когда котел размещается непосредственно рядом со стеной или соседним котлом. Хорошее практическое правило — использовать нулевой зазор только с одной стороны и оставлять другую сторону доступной для обслуживания (рис. 2).
После установки котлов необходимо проложить воздуховоды, трубы для газа и воды, электрические кабели и кабели связи. Другое оборудование в механическом помещении, такое как верхние обогреватели, также играет важную роль.Важно понимать, какой зазор над оборудованием и сколько открытого пространства должно быть предусмотрено.
Другая переменная — это то, как котлы будут перемещены на место. В новом строительстве есть возможности, так как котлы могут быть размещены до монтажа стен или потолка. Однако, если оборудование не будет доставлено вовремя, могут возникнуть задержки по проекту. Затраты могут быстро увеличиваться за каждый день, когда один аспект приостановлен, и его необходимо учитывать.
При модернизации возникают другие проблемы.Если оборудование не может пройти через существующие коридоры и двери, возможно, потребуется снести и восстановить стену или открыть потолок, а затем отремонтировать. Для установки в пентхаусе, если котел не помещается в лифте или слишком велик для установки по лестнице, может потребоваться строительный кран и связанные с ним расходы.
Дооснащение для конденсацииС изменением существующих систем существует возможность полностью отремонтировать систему. Но позволит ли это бюджет? Эти простые изменения трубопроводов, насосов или элементов управления могут дать экономию:
• Сброс температуры повысит эффективность оборудования и снизит затраты на топливо.Это относится к наружным или сезонным сбросам, а также к графикам сбоев в ночное время и в выходные дни;
• Регулировка температуры подачи системы очень эффективна для снижения затрат без ущерба для комфорта пассажиров;
• Замедление потока воды в сочетании с более низкой температурой подачи экономит энергию насоса и затраты на топливо. Поскольку скорость потока обратно пропорциональна ΔT, ее снижение приведет к снижению температуры возвратной воды и повышению эффективности;
• Если в существующей системе используются трубопроводы из первичного и вторичного контуров, а потребность в зданиях превышает 1 млн. Баррелей в час, переход на конфигурацию только из первичного контура снизит эксплуатационные расходы.Следует отметить, что водотрубные теплообменники должны устанавливаться только в первичной и вторичной системе, чтобы защитить теплообменник от ∆Ts, превышающих допустимые по конструкции.
Важность диапазона измененияЧрезмерная цикличность приведет к увеличению затрат на электроэнергию и внеплановое обслуживание, а также к сокращению срока службы механического оборудования. Самый простой способ предотвратить езду на велосипеде — это выбрать оборудование с достаточным запасом хода. При установке нескольких котлов, диапазон регулирования «добавляется» среди котлов, так как входная мощность может варьироваться от всех агрегатов при максимальном огне до одной модели при минимальном возгорании.
Переналадка очень важна, потому что котельные рассчитаны на самые холодные дни года. Эти «расчетные дни», однако, составляют 50%) котельная будет работать со значительно сниженной потребляемой мощностью в холодные месяцы. Поскольку конденсационные котлы более эффективны при более низкой мощности сжигания, наличие большого диапазона регулирования приведет непосредственно к экономии топлива.
Миф о массе котлаСуществует заблуждение, что цикличность можно предотвратить, используя конденсационный котел большой массы.Обычно котлы без конденсации с конструкцией Scotch-Marine или чугун считаются более массивными по сравнению с моделями с «маломассивными» теплообменниками из нержавеющей стали, меди или алюминия. Некоторые конструкции, такие как более крупные конденсационные котлы из нержавеющей стали или конденсационные чугунные котлы, можно охарактеризовать как «средние по массе».
Необходимость в буферном баке определяется наличием тепловой массы в системе отопления (включая котел), минимальной нагрузкой системы, минимальным временем цикла котла и отклонением котельной установки.Единственное влияние на массу котла будет заключаться в рекомендуемом минимальном времени цикла.
Секвенирование и свинцовые котлыПоследовательность работы котельной и регулирующая скорость горения могут повлиять на эксплуатационные расходы и долговечность системы. При вызове тепла загорится одиночный котел. Обычно это называют «ведущим» котлом, а последний блок — «запаздывающим». В установке с несколькими котлами ведущий котел должен вращаться, чтобы сбалансировать общее количество часов работы и количество циклов на каждом блоке.Это приводит к меньшему количеству незапланированных сервисных вызовов и менее частой замене компонентов. Это также упростит планирование замены по окончании срока службы.
Вообще говоря, котлы с большой массой более эффективны при полном огне, чем при неполной нагрузке. И наоборот, конденсационные котлы и котлы средней или малой массы нередко имеют очень низкие потери в рубашке, составляющие
Собираем все вместеИдеальная котельная будет иметь достаточно теплообменников для обеспечения надежной работы и достаточного резервирования системы без дополнительных затрат на техническое обслуживание.Котлы следует выбирать с учетом простоты установки и занимаемой площади, а также с достаточно большим диапазоном изменения, чтобы предотвратить циклическое переключение при низких нагрузках. Органы управления котлами должны чередовать ведущие котлы и упорядочивать несколько котлов для повышения эффективности эксплуатации и обслуживания. Уравновешивая все эти факторы, можно спроектировать эффективную установку, чтобы максимизировать эффективность нагрева при одновременном снижении затрат на техническое обслуживание и установку.
Оба автора — инженеры. Базируясь в Бостоне, Макалузо является менеджером по продуктам AERCO International.Д’Амор находится в Нью-Йорке и является менеджером по системному проектированию в компании Watts Water Technologies.
Как предотвратить повреждение котла на электростанциях
Кредит: Emerson Process Management |
Повреждение котла может быть очень дорогостоящим как с точки зрения денег, так и времени. Использование набора систем защиты может предотвратить ненужные простои, пишет Робин Хадсон
Если котел на электростанции будет работать всухую или лопатки турбины будут повреждены из-за подвода воды, результат будет драматичным и очень дорогим.
Ремонт такого повреждения электростанции может занять месяцы, если не годы, и может привести к простою электростанции, что приведет к потере продукции и доходов в миллионы долларов.
Современные котлы, используемые в производстве электроэнергии, предназначены для производства чистого сухого пара.
На вершине котла находится сосуд, известный как паровой барабан. Именно здесь контролируется уровень пара / воды. Если уровень слишком высок, может образоваться влажный пар, что, в свою очередь, может привести к эрозии лопаток турбины.
Если уровень слишком низкий, трубы котла могут перегреться, что создает реальную опасность взрыва установки.Это может показаться драматичным, но это подчеркивает необходимость устройств безопасности в этом типе приложений.
Все национальные законодательные органы требуют мониторинга и индикации уровней питательной воды на парогенераторных установках. Индикация уровня в барабане обычно отображается как локально для барабана, так и дистанционно в диспетчерской, где инженеры завода выполнят аварийный останов, если этого потребуют условия.
Необходимо проводить очень точный мониторинг этих точек, чтобы избежать ложных срабатываний, которые могут привести к остановке завода с потенциально значительной потерей дохода.
Традиционный подход
Традиционно на корпусе котла устанавливались смотровые стекла (водомеры). Однако они могут иметь проблемы с надежностью, требующие интенсивных программ обслуживания.
Барабан обычно находится далеко от диспетчерской, а это означает, что требуется дополнительное оборудование для наблюдения, чтобы сообщить об уровне инженерной группе. Чтобы эти устройства использовались эффективно, их необходимо контролировать 24 часа в сутки, 365 дней в году.
Механические / оптические методы регулярно используются для измерения уровней в сосудах, но недостатком таких устройств является то, что они подвержены износу и, следовательно, также нуждаются в регулярной проверке и обслуживании.
Это увеличивает затраты на техническое обслуживание, а при работе в режиме 24/365 простой для такого обслуживания не всегда возможен, что приводит к недостаточным проверкам и последующим проблемам с надежностью. Смотровые стекла все еще используются сегодня, но только в качестве окончательного метода проверки барабанного уровня, если все другие методы недоступны.
Таким образом, электроэнергетика потребовала надежной технологии с двойным резервированием, и при разработке под руководством заказчиков родились электронные системы измерения пара / воды.
Emerson была в авангарде этой технологии. Его система Hydrastep рассматривается многими как промышленный стандарт и широко используется для мониторинга и контроля уровня воды в котлах.
Эти системы состоят из ряда электродов, установленных в водяном столбе, прикрепленном к котлу. Электроды действуют как «видящий глаз» выше и ниже нормального уровня воды.
Электроды расположены на каждой стороне колонны и подключены к электронному блоку отдельными специальными кабелями.
Эта схема обеспечивает резервирование от сбоя в любой части системы. Принцип измерения довольно прост. Электроника постоянно ищет изменение сопротивления относительно земли. Ступенчатое изменение удельного сопротивления между двумя соседними электродами определяет уровень воды.
Важная вещь для конечного пользователя — это возможность устанавливать сигналы тревоги и отключения, чтобы помочь операционным группам.
Выходы реле аварийной сигнализации обеспечивают индикацию аварийного сигнала высокого и низкого уровня или срабатывания. Местные и удаленные дисплеи позволяют операторам хорошо видеть уровни котла.
Аварийный сигнал / отключение также возникает при возникновении неисправности в системе или в связанной с ней проводке или источнике питания. Эта отказоустойчивая работа устраняет необходимость в регулярном тестировании. Состояния неисправности также отображаются на дисплеях.
Надежность этих систем может зависеть от качества воды в системе.Хотя он обычно чистый, наличие грязной воды может привести к загрязнению электродов. Однако в более сложных системах это не вызовет неисправности или отключения.
Повреждение турбины
Попадание воды в паровые турбины может иметь катастрофические последствия, и очень важно иметь автоматические защитные устройства, чтобы предотвратить это. Даже небольшое количество воды может нанести серьезный ущерб лопаткам турбины, цилиндрам и корпусу. Очень мало шансов, что оператор достаточно быстро оценит ухудшение ситуации, чтобы определить, присутствуют ли вода, капли воды или пар мгновенного испарения в паропроводах с удаленным паром.Это осложняется тем фактом, что отключение турбины, инициированное вручную, может еще больше усугубить ситуацию, поскольку падение давления в ступенях турбины до вакуума может потенциально вызвать обратный поток.
Вода также может поступать в турбину из различных источников питательной воды и при различных условиях эксплуатации.
Например, если уровень воды слишком высок в подогревателе высокого или низкого давления, это может быть вызвано утечкой труб или отказом дренажной системы.
Другой потенциальный источник — высокий уровень воды в деаэраторе. Если есть несоответствие между притоком и оттоком, судно может затопить. В каждом из этих случаев вода может течь через отводимые паропроводы против потока пара к турбине.
Еще один источник — паропроводы без дренажа. Влажный пар может откладывать воду на стенках трубопроводов, а на изгибах трубопроводов и на клапанах может образовываться конденсат. Конденсация также является проблемой при запуске, когда паропроводы нагреваются.
Если происходит отключение агрегата или происходит внезапное снижение нагрузки, это может привести к реверсированию давления. Во время отключения давление в турбине высокого давления (HP) быстро падает, а промежуточное / низкое давление (IP / LP) почти сразу падает до вакуума в конденсаторе. Напротив, давление в системе подачи изменяется относительно медленно. Создается большой перепад давления, который будет стимулировать поток к турбине из системы питания.
Обратный поток пара в паропроводах с удаленным паром потенциально может переносить воду из нагревателей или недренированных нижних точек в турбину с последующим повреждением.Попадание воды является проблемой не только при работе турбины на рабочих оборотах; вода, попадающая на горячие цилиндры во время вращения турбины, может вызвать сильное охлаждение с деформацией или растрескиванием цилиндров.
Hydrastep контролирует и регулирует уровень воды Кредит: Emerson Process Management |
Защита отвода воды турбины
Различные резистивные свойства пара и воды могут также использоваться в системах предотвращения впуска воды в турбину (TWIP).
Установив электроды в паропроводы и измерив сопротивление, можно обнаружить нежелательное присутствие воды, что позволит принять соответствующие меры безопасности. Электронная система обнаружения воды, такая как Emerson Hydratect, обеспечивает высокий уровень надежности обнаружения воды или пара в трубопроводах.
Каждый электрод определен как обычно находящийся в паре или обычно в воде. Выходной сигнал тревоги / отключения выдается, если электрод обнаруживает «ненормальное» состояние.«Паровой нормальный» используется для определения высокого уровня воды в паровых барабанах, подогревателях и в системах предотвращения попадания воды в турбину на паропроводах. «Нормальный уровень воды» используется для определения низкого уровня воды. Реле уровня, установленное на сливном баке в линии перегретого пара, определяет уровень конденсированной воды и управляет сливным клапаном, защищая турбину.
Система Hydrastep Кредит: Emerson Process Management |
Надежность
Для приложений, требующих обнаружения пара или воды, измерение удельного сопротивления является проверенным методом.Использование электронного метода для индикации уровня воды или различения присутствия пара или воды обеспечивает очень высокий уровень самопроверки и целостности системы по сравнению с механическими методами, поскольку отсутствуют движущиеся части. Это значительно снижает потребность в текущем техническом обслуживании.
Защита имеет решающее значение для безопасности предприятия, но ложные срабатывания также являются серьезной проблемой, поэтому любая система должна быть не только полностью надежной, когда дело доходит до обнаружения и предотвращения попадания воды в турбины, она также должна предотвращать ложные отключения, которые снижают эффективность и производительность установки .Вероятность того, что Hydrastep Emerson пропустит реальную поездку, составляет менее 1 из 300 миллионов. Вероятность создать неприятную поездку составляет менее 1 из 10 миллионов.
Робин Хадсон — инженер по поддержке приложений в Emerson Process Management
Другие статьи в выпуске Power Engineering InternationalАрхивы Power Engineering International
Смотрите статьи о электроэнергетике на PennEnergy.