Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

котельная установка.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

401.92 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1010

11. Консервация и защита котлов от стояночной коррозии

Защита котлов от стояночной коррозии с помощью обработки специальными реагентами. Повышает надежность и экономичность работы котлов.

В период остановов (резерва) по сравнению с периодом эксплуатации сильно возрастает скорость стояночной коррозии. На ее долю приходится основная масса потери металла, что приводит в уменьшению срока службы котельных труб. Также неизбежно увеличиваются денежные и трудовые затраты на ежегодные ремонты.

В соответствии с Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ тепломеханическое оборудование, выводимое в ремонт или резерв или после проведения химических очисток, должно быть законсервировано для защиты пароводяных трактов от атмосферной коррозии. Также, согласно РД 34.20.591-97 «Методические указания по консервации теплоэнерге-тического оборудования», в котельной должно быть принято техническое решение, описывающее применение методов консервации как создающих защитную пленку на поверхностях нагрева, так и сохраняющих ее.

Обычно используемый метод заполнения котлов питательной или сетевой водой не способствует образованию на поверхности металла защитной пленки, и РД 34.20.591-97 разрешает его применение на срок до 10 дней при сварных барабанах и приваренных к ним экранных и опускных трубах и на срок до 20 дней при завальцованных трубах (п.2.2.4). Ограничение срока такой консервации связано с тем, что скорость электрохимической коррозии при данных условиях резко возрас-тает. Имеющийся в воде кислород, проникая через неплотности арматуры и с исходной водой, разрушает незащищенный металл.

Во время отопительного периода на поверхностях нагрева котлов происходит образование отложений. Скорость этого процесса зависит от многих факторов: от качества используемой исходной воды, от режима ее нагрева, от полноты мер, принимаемых для предотвращения накипеобразования.

Под слоем отложений коррозионные процессы интенсифицируются как во время работы (упаривание котловой воды в порах), так и при простоях (подшламовая и ракушечная коррозия). Металл экранных труб котла начинает испытывать перегрев, так как коэффициент теплопроводно-сти отложений в десятки и сотни раз меньше коэффициента теплопроводности стали. В результате в этих местах возникают свищи, что приводит к аварийному останову.

Необходимо принимать меры по предотвращению процесса образования отложений, своевременному удалению их с поверхностей нагрева и предупреждению стояночной коррозии. Грамотное применение таких мер позволит снизить затраты на топливо, ремонт и повысить надежность и экономичность работы предприятия в целом.

Консервация теплоэнергетического оборудования пленкообразующими аминами (ОДА) довольно широко распространена на объектах энергетики как метод, способствующий образованию надежной защитной пленки на внутренних поверхностях оборудования, защищающей его не толь-ко во время простоя, но и в течение 800-1000 часов работы. Этот метод рекомендован к применению в Дополнении к РД 34.20.591-97 «Методических указаниях по консервации теплоэнергетиче-ского оборудования с применением пленкообразующих аминов».

Одним из разработчиков этой технологии является ВНИИАМ ООО «Континент-наука». Его представителем в части проведения работ по консервации тепломеханического оборудования в Удмуртской Республике является ООО «ПРОМиКОН».

Лабораторные исследования и опыт промышленного внедрения подтверждают высокие коррозионно-защитные свойства данного метода и эффективность его применения также с целью частичной отмывки поверхностей нагрева от железоокисных отложений и коррозионно-активных веществ (хлоридов исульфатов, присутствующих как в питательной воде, так и в отложениях). Такое комплексное воздействие приводит к повышению надежности эксплуатации оборудования и увеличению его срока службы.

В пользу выбора именно этого метода защиты оборудования от коррозии при консервации говорят следующие факторы:

В процессе консервации на внутренних поверхностях формируется гидрофобная, устойчивая к воздействию влаги пленка ОДА. В этом заключается его преимущество перед такими известными ингибиторами коррозии, как М-1, Д-1-Ц, МСДА и др., которые смываются при проведении водной опрессовки в процессе ремонта котла. Обработанный с помощью ОДА-технологии котел можно дренировать для проведения на нем ремонтных работ и снова заполнять водой.

Большое количество запорной арматуры, особенно на объектах с поперечными связями, создает дополнительные трудности при выводе оборудования в ремонт или резерв, поскольку из-за возникающей в ходе эксплуатации неисправности задвижек и вентилей в обработанное консервирующим раствором (силикатом натрия, М-1, Д-1-Ц) оборудование возможно попадание воды и водяного пара.

Химводоподготовка для подпитки котлов осуществляется водой из водоканала. При этом, имеющиеся в ней коррозионно-активные примеси (хлориды, сульфаты, а также гидрокарбонаты, подкисляющие при термическом разложении пар, что приводит к коррозии паро-конденсатного тракта) не удаляются. Они входят в состав образующихся отложений, способствуя интенсификации процессов коррозии во время эксплуатации, при простое с заполнением питательной или сетевой водой, а также при дренировании оборудования. Метод ОДА-технологии способствует пере-распределению коррозионно-активных примесей в отложениях, переводя их в поверхностный слой, наиболее удаленный от металла.

Использование метода позволяет отказаться от необходимости проводить кислотные промывки котлов и подогревателей. При кислотной промывке не только удаляются имеющиеся отложения, разрушается образованная защитная пленка окислов, но и корродирует металл оголенных участков труб, вследствие чего возникают свищи. Такое воздействие особенно неблагоприятно для котлов, чьи трубы были частично заменены на новые, а также при имеющихся трещинах в барабанах. Кроме того, при кислотной промывке образуется большое количество кислото— и щело-че-содержащих стоков, требующих специальной нейтрализации перед утилизацией.

Одной из составляющих экономического эффекта от применения ОДА-технологии является повышение КПД котельной установки за счет снижения температуры уходящих газов при-мерно на 20 0С, что достигается отмывкой и удалением с внутренних поверхностей нагрева отло-жений и замедление скорости их роста. Например, это приводит в увеличению КПД брутто котла ПТВМ-100 при нагрузке 70% номинальной на 1%. Так, по данным компании «AS Tallina Soojus», затраты на консервацию с применением ОДА окупаются в течение двух месяцев работы водогрейных котлов.

При использовании ОДА-технологии существенно возрастает надежность работы оборудования. Так на Владимирской ТЭЦ ежегодное применение такой обработки способствовало прекращению вынужденных остановов из-за повреждений поверхностей нагрева.

Систематическое накопление информации о наработке и загрязненности поверхностей нагрева паровых котлов также позволила проанализировать зависимость скорости роста отложений от количества проведенных консерваций. Регулярное их проведение приводит к снижению скорости роста отложений и минимизации скорости коррозии.

Вывод: таким образом, проведение ежегодных консерваций выводимого в резерв тепломе-ханического оборудования позволит существенно повысить технико-экономическую эффективность его работы, что подтверждается опытом использования данной технологии на объектах электро— и теплоэнергетики РФ за последние 10 лет.

12. Автоматика, сигнализация, блокировка и защита паровых и водогрейных котлов

АВТОМАТИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ КОТЛОВ

Система автоматического регулирования котлов КПА-500. В системе автоматики котла (см. I) имеются два автомата контроля давления пара ЛКД-1 и АКД-2, которые непосредственно управляют его работой в зависимости от давления пара.

Автоматы контроля давления пара АКД-1 и АКД-2 регулируются на месте эксплуатации котла в зависимости от верхнего и нижнего пределов давления пара, необходимых для нормальной работы потребителей, а также в зависимости ог расхода пара, причем автомат АКД-2 регулируется на несколько меньшее давление пара, чем автомат АКД-1, выключающий котел при достижении верхнего давления пара.

Если давление пара на выходе из котла увеличится выше давления, установленного на автомате контроля давления АКД-2, то автомат АКД-2 выключит вторую топливную форсунку, передвинет воздушную дроссельную заслонку и переключит электродвигатель питательного насоса для работы котла на половинную производительность.

При этой производительности котел будет работать до тех пор, пока из-за увеличения расхода пара давление его не уменьшится ниже давления, установленного на автомате АКД-2 для включения в работу второй форсунки и соответствующих агрегатов для работы котла на максимальную производительность.

Регулирование производительности питательною насоса обеспечивается применением двухскоростного электродвигателя для его привода.

Если при работе котла на половинной производительности давление пара увеличится выше давления, установленного на автомате АКД-1, то автомат АКД-1 выключит и первую форсунку, и котел будет оставаться выключенным до тех пор, пока давление пара не упадет ниже давления, установленного на автомате АКД-2 для включения, после чего произойдет повторный автоматический запуск котла по первоначальному циклу.

В случае превышения температуры уходящих газов 210 °С предусмотрено автоматическое отключение котла. Импульс на отключение подается от термостата, установленного в трубе отвода продуктов сгорания из котла.

В котлах КПА-500 предусмотрен автоматический останов работы котла в случаях: повышения температуры пара сверх установленной (190°С); превышения рабочего давления пара более 0,02 МПа (0,2 кгс/см2); прекращения горения топлива; повышения температуры уходящих газов сверх 210 °С; обрыва одного (контролируемого) или двух ремней привода питательного насоса. Предохранительный клапан парового котла отрегулирован на 0,93 МПа (9,3 кгс/см2).

В котлах, работающих на газообразном топливе, кроме перечисленных случаев предусматривается автоматический останов при снижении давления газа на 300 Па (30 мм вод. ст.) ниже допускаемого значения и при снижении давления воздуха перед горелкой на 100 Па (10 мм вод. ст.) ниже установленного.

Система автоматического регулирования котла малой мощности АМК-У

Комплексная автоматизация работы паровых котлов паропроизводительностью до 1,6 т/ч и водогрейных котлов, работающих на жидком и газообразном топливе, осуществляется системой АМК-У, рассчитанной на работу в закрытых отапливаемых помещениях в диапазоне температур от +5 до +50 С при относительной влажности до 80%. В зависимости от области применения, типа и вида сжигаемого топлива предусматривается восемь модификаций системы.

Модификации системы АМК обеспечивают двухпозиционное автоматическое в заданных пределах регулирование давления пара и уровня воды в барабане котла, пропорциональную подачу воздуха и поддержание разрежения в топке в соответствии с расходом топлива, а также защиту котла при упуске воды, превышении давления пара сверх допустимого, при прекращении подачи воздуха и электроэнергии, погасании пламени горелки или форсунки, прекращении тяги. При срабатывании защиты по любому параметру происходит отключение топлива и включается звуковая сигнализация. В случае упуска воды кроме звуковой сигнализации включается световое табло "Воды нет". Автоматические защиты построены таким образом, что после их срабатывания по любому аварийному параметру (кроме погасания пламени) и его восстановлении до нормы самозапуск котла исключается: необходимо вмешательство оператора.

Источником питания системы автоматики служит сеть переменного тока напряжением 220/380 В.

Подача газа в котел осуществляется через газовые клапаны "большого" (К-70) и "малого" (К-40) горения. Жидкое топливо в котел подается аналогично, через два соленоидных клапана. Управление клапанами осуществляется блоком соленоидов (соленоид "большого" горения и соленоид "малого" горения).

Регулирование давления пара производится двухпозиционным регулятором. Импульс по давлению пара поступает от датчика — реле давления. При нормальной работе котла, когда давление пара находится в заданных пределах, контакт датчика В4 ( 39) замкнут, обмотка реле Р10 находится под током и своим контактом Р10/1 замыкает цепь питания соленоида клапана "большого" горения Эм4 (Эм8). Превышение давления н котле сверх уставки срабатывания зашиты вызывает размыкание контакта В4, обесточивание реле Р10 и отключение контактом Р10/\ питания соленоида клапана "большого" горения Эм4 (Эм8). Работа котла продолжается при открытых клапанах запальника Эм5 (ЭмТ) и "малого" горения Эмб. Отключение клапана "большого" горения влечет уменьшение расхода газа до 40% (на жидком топливе до 50%) и, как следствие, снижение давления пара в котле. При падении давления пара в котле до величины, определяемой настройкой датчика, контакт В4 замыкается, и вновь включается клапан "большого" горения Эм4 (Эм8). Этим обеспечивается работа котла в диапазоне нагрузок 40—100% (на жидком топливе 50—100%). Частота открытия и закрытия клапана "большого" горения определяется характером изменения нагрузки котла и зоной возврата контактного устройства датчика давления.

Регулирование питания котла водой осуществляется двухпозицион-ным регулятором уровня, датчиками уровня которого являются два электрода (Э1 и Э2) в уровнемерной колонке. Один датчик устанавливается на нижнем регулируемом уровне (НРУ), другой — на верхнем регулируемом уровне (ВРУ).

В случае питания котла от индивидуального питательного насоса с электроприводом М2 функцию исполнительного органа регулятора питания выполняет магнитный пускатель РЗ, управляющий работой электродвигателя М2 питательного насоса. При пониженном уровне воды в котле реле уровня Р11 обесточено, включен контактами Р11/2 магнитный пускатель РЗ, и питательный насос работает с номинальной производительностью. Как только уровень воды достигнет верхнего регулируемого уровня ВРУ, включается реле уровня Р11 и контактом Р11/2 разрывает цепь питания магнитного пускателя РЗ, отключая привод питательного насоса. Питание котла водой прекращается. Реле Р11 контактом Р11/1 блокируется. Уровень воды в барабане котла при его работе постепенно понижается, и при снижении его ниже НРУ происходит обесточивание реле РП и включение питательного насоса. Регулирование подачи насоса автоматической системой АМК не предусматривается, уровень воды в барабане регулируется от нижнего до верхнего регулируемых уровней включением насоса на номинальную производительность и отключением его.

Система автоматики АМК предусматривает пропорциональное изменение подачи воздуха при изменении расхода топлива. Это достигается электрической блокировкой управления клапанами "большого" горения Эм4 (Эм8) и электромагнитного исполнительного механизма Эм1, осуществляющего открытие воздушной заслонки вентилятора. Максимальному расходу топлива соответствует максимальная подача воздуха. Исполнительный механизм Эм1 привода воздушной заслонки и соленоиды клапана "большого" горения Эм4 (Эм8) управляются контактами реле Р10.

В котлах, работающих на жидком топливе, для обеспечения тонкого распыла и стабильного горения применяется подогрев топлива до температуры 80—105 °С. Подогрев осуществляется электрическим нагревателем. Регулирование температуры топлива обеспечивается автоматическим включением и отключением нагревателя. В качестве датчика температуры используется комбинированное реле КРД-1 (КРД-2), управляющее своим контактом ВЗ цепью питания реле температуры жидкого топлива Р8. Если температура жидкого топлива недостаточна, контакт ВЗ датчика температуры замыкается, срабатывает реле Р8 и включается электронагреватель. Как только температура топлива достигнет верхней регулируемой величины, контакт ВЗ размыкается, релеР8 обесточивается и электронагреватель отключается.

Пуск котла в работу осуществляется дистанционно, нажатием кнопки "Пуск", сопровождающимся срабатыванием магнитного пускателя Р1, подачей напряжения на цепи автоматики, включением блокировочного реле Р7. Магнитные пускатели РЗ и Р4 включают в работу электродвигатели вентилятора М4, дымососа Ml (при его наличии), питательного насоса М2. Загораются сигнальные лампы "Напряжение" и "Воды нет" (если уровень ее в барабане котла ниже нижнего аварийного уровня), вентилируется топка, и подготавливается схема к подаче топлива и его зажиганию. После заполнения котла водой гаснет табло "Воды нет", и срабатывает реле Р12. После замыкания контактов датчика предельного давления пара В5, датчика давления воздуха В8, датчика разрежения в топке В9, датчика аварийного понижения давления газа В10, датчика превышения давления газа ВН и через 10—15 с после первого нажатия кнопки "Пуск" срабатывает реле Р5, котел готов к розжигу. При повторном нажатии кнопки "Пуск" после тщательной вентиляции топки и газоходов происходит автоматический розжиг котла. Срабатывает реле Р9, а у котлов, работающих на жидком топливе, срабатывает при этом магнитный пускатель Р2 электродвигателя топливного насоса, и замыкается контакт датчика давления жидкого топлива ВТ. Когда кнопка "Пуск" будет выключена (при всех нормальных параметрах), реле Р9, блокируясь своими контактами, включает схему блокировочных реле и защиты Р14, Р15.

Зажигание топлива происходит при устойчивом пробое зазора 6—10 мм на электродах напряжением 10 кВ, создаваемым на вторичной обмотке трансформатора Тр2. В схеме автоматики котлов, работающих на газе, предусматривается один трансформатор зажигания, а у котлов, работающих на жидком топливе, — два параллельно включаемых трансформатора. Управление схемой зажигания осуществляет реле контроля пламени Р5. Если пламя в топке погаснет, срабатывает реле Р5 и включает схему зажигания. Вместе с этим включается в работу тепловое реле времени РТ1, и в течение 25—40 с производится попытка автоматического розжига.

В котлах, работающих на газообразном топливе, искра от трансформатора зажигания подается на зажигание газа, выходящего из запальника при открытом клапане Эм5, а на жидком топливе — непосредственно на зажигание топлива при открытом клапане малого горения Эм7. Появление факела сопровождается включением исполнительного механизма Эм8, полностью открывающего воздушную заслонку. На газовом топливе открываются клапаны большого и малого горения, а на жидком топливе — клапан большого горения. При успешном запуске загорается сигнальная лампа "Нормальная работа". Останавливают котел нажатием кнопки "Стоп".

Защита котла при превышении давления пара выше заданного настройкой датчика (реле ДЦ-10-20К) происходит при размыкании контакта В5 и срабатывании схемы защиты, реле Р14 и Р9 обесточиваются, и подача топлива прекращается.

Для защиты котла от упуска воды в уровнемерной колонке устанавливается датчик нижнего аварийного уровня Э4, который включается в цепь питания реле Р12. Аварийное понижение уровня воды сопровождается разрывом цепи питания реле Р12, катушка реле обесточивается, срабатывает схема защиты, реле Р9, Р14 обесточиваются, прекращается подача топлива, и отключается питательный насос.

Защита котла от перепитки водой не предусматривается. Для исключения аварий, связанных с перепиткой котла, в схеме автоматики предусмотрена сигнализация верхнего аварийного уровня, датчиком которой служит электрод ЭЗ в уровнемерной колонке.

В защите котла от аварийного понижения разрежения применяется датчик (реле напора и тяги ДНТ-100), настраиваемый на определенную тягу. При уменьшении тяги срабатывает датчик, его контакт В9 разрывается, срабатывает схема защиты, и реле Р9, Р14 обесточиваются.

Схема защиты котла при аварийном понижении давления жидкого топлива построена с использованием в качестве датчика реле давления РД-12 с пределами настройки от 0,5 до 2,0 МПа (от 5 до 20 кгс/см2). Снижение давления топлива ниже уставки срабатывания защиты связано с размыканием контакта реле В7, что вызывает срабатывание схемы защиты и обесточивание реле Р9, Р14.

Устройство контроля пламени в автоматической системе АМК представляет двухкаскадный усилитель постоянного напряжения на двойном триоде 6Н6П. На вход схемы к зажимам /, 2 подключается чувствительный элемент. Выходом схемы служит нагрузка реле контроля пламени Р5, контакты которого управляют включением и отключением газовых и мазутных клапанов и системы зажигания. В котлах, работающих на газе, чувствительным элементом является контрольный электрод Э5, устанавливаемый в топке изолированно от корпуса горелки и котла таким образом, чтобы конец его омывался пламенем горелки (запальника)

При работе котлов на жидком топливе в качестве чувствительного элемента применяется фотоэлемент Эб и фотоэлектрический датчик (ФД). Устройство контроля пламени обеспечивает защиту котла при аварийном погасании пламени.

Система автоматики КСУ-2П

Комплект средств управления (КСУ) ( 40) для паровых котлов паропроизводителыюстью до 2,5 т/ч, работающих на газообразном и жидком топливе, разработан взамен системы автоматики АМК-У. Комплект средств управления при различном сочетании приборов и устройств позволяет автоматизировать работу котлов независимо от тепловой схемы и вида сжигаемого топлива.

Котлы с естественной циркуляцией, принудительной подачей воздуха и принудительной тягой комплектуются средствами управления КСУ-2П-1, такие же котлы с топками под наддувом — средствами управления КСУ-2П-2. Для оснащения прямоточных котлов с топкой под наддувом предназначен комплект КСУ-2П-3. Электрическое питание комплекта осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 220/380 В или 127/220 В.

Комплект средств управления рассчитан на работу при температуре окружающего воздуха от +5 до +50 °С и относительной влажности от 30 до 80% во всем диапазоне рабочих температур, обеспечивает регулирование:

уровня воды в барабане котла в пределах от нижнего регулируемого уровня (НРУ) до верхнего регулируемого уровня (ВРУ) по сигналам датчика уровнемерной колонки;

подачи топлива и воздуха в диапазоне 50—100% по сигналу датчика давления пара;

температуры мазута в интервале 80—95 °С по сигналам датчика регулирования температуры топлива.

Автоматические защиты и блокировки обеспечивают останов котла и блокировку его пуска при понижении уровня воды в барабане котла ниже нижнего аварийного уровня (НАУ); повышении давления пара в котле сверх допустимого; понижении давления воздуха за заслонкой; понижении давления газа перед блоками клапанов или его аварийном повышении; понижении температуры мазута или ее аварийном повышении; понижении давления мазута перед клапаном-отсека-телем; погасании пламени основного факела или пламени запальника.

Световая сигнализация предусмотрена зеленым светом: "Сеть", "Котел включен", "Регулирование"; красным светом: "Котел отключен" с расшифровкой причины отключения; "Давление воздуха низкое", "Давление пара высокое", "Уровень воды низкий", "Уровень воды высокий", "Давление топлива низкое", "Давление газа высокое", "Температура мазута низкая", "Температура мазута высокая", "Нет пламени".

Автоматика формирует информационный сигнал на диспетчерский пульт об окончании розжига и о нарушении нормальной работы котла или комплекта.

Конструктивно комплект КСУ-2П выполнен в виде двух отдельных блоков: блока управления и сигнализации (БУС) и блока коммутационных элементов (БКЭ).

В блоке БУС размещены все элементы, обеспечивающие управление пуском и остановом, регулирование, защиту, сигнализацию. На передней панели располагаются сигнальные лампы, органы управления и контроля.

В блоке БКЭ размещены: реле и пускатели, автоматический выключатель сети, блок запального устройства схемы зажигания.

Электрическое соединение блоков БУС и БКЭ между собой осуществляется с помощью соединительного кабеля, оканчивающегося вилками разъемов типа РША, а соединение блоков с внешними устройствами — через клеммные колодки, расположенные на задней стенке блока БУС и в нижней части блока БКЭ.

Комплект содержит следующие основные функциональные устройства: устройство программного управления и регулирования; устройство защиты блокировок и сигнализации; усилителей мощности; устройство питания.

Схемы устройств программного управления и регулирования, защиты и сигнализации построены на элементах двоичной логики.

Устройство программного управления и регулирования формируег последовательность команд ,управления исполнительными органами и приводами в процессе работы котла. При Вютолнснии программы пуска устройство автоматически вырабатывает необходимую последовательность команд на включение устройств зашиты по отдельным параметрам и состояниям.

Устройство зашиты и блокировки воспринимает сигналы датчиков защиты и при аварийном значении любого из этих сигналов обеспечивает останов котельной установки и блокировку ее пуска (путем воздействия на управляющие блоки), а также подачу команд на включение соответствующих устройств аварийной сигнализации. Включение в работу устройств защиты и блокировки производится в процессе пуска котельной установки по сигналам, поступагащим от управляющих устройств.

Устройство аварийной сигнализации вырабатывает команды на включение световых и звуковых сигналов по импульсам команд устройств защиты и блокировки. На передней панели блока БУС имеются кнопки проверки исправности и отключенчя световой и звукоЕой сигнализации. Рабочая сигнализация управляется сигналами с устройства программного управления и регулирования.

Усилители мощности служат для усиления мощности управляющих сигналов, вырабатываемых управляющими устройствами и подаваемых на исполнительные устройства котельной установки.

Преимущества системы автоматики КСУ-2П по сравнению с системой АМК-У:

система КСУ-2П предусматривает полную автоматизацию котла с возможностью контроля и управления с диспетчерского пункта;

система КСУ-2П обеспечивает защиту, аварийную и рабочую сигнализацию с запоминанием первопричины останова котла;

система КСУ-2П повышает надежность работы оборудования за счет более совершенной схемы с использованием высоконадежных бесконтактных дискретных элементов.

Автоматическое регулирование параметров работы котла осуществляется двухпозиционными регуляторами, принцип работы которых аналогичен работе регуляторов системы АМК-У.

Управляющее устройство КУРС-101

В схемах автоматизации пароводогрейных котлов, работающих на газообразном или жидком топливе, применяются управляющие устройства КУРС-101 ( 41). Устройства предназначены для работы в интервале температур от +5 до +50 °С при относительной влажности во всем диапазоне рабочих температур 30—80%. Питание устройства осуществляется от сети трехфазного переменного тока напряжением 220 В, потребляемая мощность не превышает 220 В • А.

Управляющее устройство КУРС-101 обеспечивает: автоматический пуск и останов котла; предварительную вентиляцию топки; автоматический розжиг горелочного устройства; необходимые в пусковой период блокировки; позиционное автоматическое регулирование тепловой мощности котла; автоматическую защиту при аварийных ситуациях; рабочую и аварийную сигнализацию; формирование сигнала аварии на диспетчерский пункт.

Управляющее устройство конструктивно выполнено по блочно-мо-дульяому принципу и включает панель управления и сигнализации (ПСУ), шкаф с поворотной рамой и шкаф магнитных пускателей.

Панель управления и сигнализации (ПСУ) объединяет модуль сигнализации С-02 с индикаторными лампами; предварительная вентиляция; зажигание; клапан запальника; факел; температура воды (предельная); давление пара (предельное); послеостановочная вентиляция.

Индикаторная лампа "Работа" сигнализирует о нормальной работе устройства, индикаторные лампы "Газ" и "Мазут" о виде топлива, на которое включено устройство.

В панель включены также индикаторные лампы "В о до г р" и "Паровой", сигнализирующие о режиме работы котла, на который включено устройство; индикаторная лампа "Напряжение", сигнализирующая о наличии напряжения электрического источника питания на входе в устройство; индикаторная лампа "АВР пит. насоса", сигнализирующая об автоматическом включении резервного питательного насос"а (при работе котла в паровом режиме); индикаторная лампа "Ав ария"-о наступлении аварийного режима по любому параметру.

Модуль сигнализации С-01 с индикаторными лампами сигнализирует первопричину аварийного отключения котла: уровень низкий; уровень высокий; давление газа перед регулирующим органом высокое; температура мазута низкая; давление топлива перед клапаном-отсекателем низкое; давление вторичного воздуха низкое; давление газа перед горелкой низкое; давление первичного воздуха низкое; факела нет; кла-пан-отсекатепь не закрыт; пламени запальника нет.

Блок кнопок управления имеет кнопку "Пуск" включения логической схемы управляющего устройства и пуска котла; кнопку включения "регулирование ВКЛ" и отключения "ре гул и ров ание ОТКЛ" регулирования с модулем К-01, кнопку "Стоп" для отключения устройства и приведения схемы в исходное предпусковое состояние.

В систему управления и сигнализации включен указатель типа ИПУ положения регулирующего органа.

В шкафу с поворотной рамой размещены: блок П-11А для обеспечения электрического питания элементов схемы; блок У-04 для управления двигателем исполнительного механизма МЭО-4/100; блок Ф-03 для подачи напряжения на бобину катушки зажигания (Б-1), установленную на горелке котла.

Перечисленные устройства объединены в блок управления БУ-01. Здесь же размещены: блок переключателей БП-01 рода топлива (газ, мазут), режима работы (водогрейный, опробование питательного насоса, паровой), питательных насосов (№ 1, № 2), опробования и нормальной работы вентиляторов, включения и отключения напряжения на входе устройства; блок Р-jDl реле, управляющих электромагнитными исполнительными устройствами; блок Б-1 для размещения и межмодульного монтажа с помощью штепсельных разъемов и жгутов.

Электропусковая аппаратура размещается в шкафу магнитных пускателей.

Пуск котла (при включенном электрическом питании и отсутствии сигналов, фиксирдеоших аварийное состояние какого-либо параметра или предельное состояние основного параметра - температуры воды или давления пара) осуществляют нажатием кнопки "Пуск". После этого исполнительным механизмом осуществляется полное открытие регулирующих органов топлива и воздуха (об этом судят по показаниям указателя положения), включаются магнитные пускатели первичного воздуха (только при работе котла на мазуте) и вторичного воздуха, включается отсчет времени предварительной вентиляции. По истечении времени предварительной вентиляции (120±24 с) автоматика выдает сигнал на исполнительный механизм, прикрывающий воздушную заслонку и регулирующий заслонку на подаче топлива до 20% открытия, подается напряжение на катушку зажигания Б-1 и на клапаны запальника.

Если в течение времени 10 ± 2 с не произойдет розжиг запальника, появляется сигнал "Авария", включается послеостановочная вентиляция, обесточиваются клапаны запальника и катушка зажигания. Продолжительность послеостановочной вентиляции 60± 12 с, после чего обесточиваются цепи магнитных пускателей вентиляторов.

В случае розжига запальника обеспечивается подача напряжения на клапаны отсекателя (на газовой и мазутной линиях) и обесточиваются катушки зажигания Б-1. Розжиг горелочного устройства происходит в течение 7 ± 1,4 с (на газе) и 11 ± 2,2 с (на мазуте). Если за это время розжиг горелочного устройства не произойдет, включаются сигнал "Авария" и послеостановочная вентиляция, обесточиваются клапаны запальника и клапаны-отсекатели на линии подачи топлива. По истечении времени послеостановочной вентиляции обесточиваются магнитные пускатели вентиляторов.

При розжиге горелочного устройства по истечении времени окончания пуска (35 ± 7 с) регулирующие органы топлива и воздуха переводятся в положение 40% открытия. Катушки клапанов запальника обесточиваются через 60± 12 с времени совместной работы запальника и горелочного устройства.

Работа котла в режиме 40%-ной нагрузки продолжается в течение времени, оговоренного инструкцией по эксплуатации котла, необходимого для прогрева всех элементов, после чего может быть включено кнопкой "Регулирование ВКЛ" автоматическое регулирование основного параметра котла - температуры горячей воды или давления пара. Автоматическое регулирование осуществляется перемещением исполнительного механизма, регулирующего подачу топлива и воздуха, в положении 40 и 100%.

В случае достижения предельного состояния регулируемого параметра схемой обесточиваются цепи питания клапанов-отсекателей на линии подачи топлива, происходит перемещение регулирующих органов топлива и воздуха в положение 20%-ного открытия, включается послеостановочная вентиляция, по истечении времени работы котла обесточиваются цепи питания магнитных пускателей вети норов. При снятии сигнала предельного состояния параметра и поступлении в управляющее устройство сигнала низкого состояния параметра схемой обеспечивается автоматический пуск котла в указанной выше последовательности.

Автоматическое регулирование отключается нажатием кнопки "Регулирование ОТ К Л", сопровождающимся переключением исполнительного механизма в положение до 40%-ного открытия регулирующих органов топлива и воздуха.

Отключение котла осуществляется нажатием кнопки "Стоп", сопровождающимся обесточиванием цепей клапановчзтсекателей топлива, автоматическим перемещением регулирующих органов топлива и воздуха в положение 20%-ного открытия, включением послеостановочной вентиляции, обесточиванием цепей управления магнитными пускателями вентиляторов.

Если в процессе нормальной работы или в пусковом периоде в управляющее устройство поступит сигнал об аварийном состоянии какого-либо параметра, загорается сигнал "Авария" и индикаторная лампочка, соответствующая первопричине аварии, а также индикаторная лампочка "послеостановочная вентиляция" (за исключением аварии по понижению давления первичного или вторичного воздуха, поскольку в этом случае цепи магнитных пускателей вентиляторов обесточиваются). Одновременно обесточиваются цепи управления клапанами-отсекателями топлива, что сопровождается погасанием ламп "Работа" и "Факел"; регулирующие органы топлива и воздуха перемещаются в положение 20%-ного открытия (за исключением аварии по понижению давления первичного и вторичного воздуха). Как только истечет время послеостановочной вентиляции, обесточиваются цепи управления магнитными пускателями вентиляторов, о чем свидетельствует погасание индикаторной лампочки "Послеостановочная вентиляция". Снятие сигнала "Авария" осуществляется нажатием кнопки "Стоп".

Система аварийной сигнализации управляющего устройства предусматривает фиксацию: понижения уровня воды в котле или в деаэраторе (водогрейный режим); повышения уровня воды в котле; повышения давления газа перед регулирующим органом; понижения температуры мазута; понижения давления топлива перед клапаном-отсека-телем; понижения давления вторичного воздуха; понижения давления газа перед горелкой; понижения давления первичного воздуха; погасания факела горелочного устройства; отсутствия закрытия клапанов-отсекателей; погасания пламени запальника.

Схемы автоматического регулирования паровых барабанных котлов.

Для котлов типа ДКВР, ДЕ, КЕ схемы автоматического регулирования определяются техническими условиями завода-изготовителя и предусматривают автоматическое регулирование процессов горения и питания котла водой. Автоматическое регулирование процесса горения обеспечивает подачу топлива в топку в зависимости от нагрузки котла, поддержание оптимального соотношения топливо — воздух и устойчивого разрежения в топке.

Общность динамических свойств участков регулирования котла позволяет применять типовые схемы автоматического регулирования. Наиболее распространенная схема автоматического регулирования построена на базе регуляторов системы "Кристалл" ( 42).

Регулирование подачи топлива в топку обеспечивает соответствие паропроизводительности котла паровой нагрузке. В котлах типов ДКВР, ДЕ, КЕ роль регулятора нагрузки выполняет регулятор давления пара в барабане котла, воздействующий на изменение подачи топлива и имеющий жесткую или гибкую обратную связь ( 42, 43, а). Применение регуляторов с жесткой обратной связью позволяет поддерживать значение регулируемой величины с отклонением от заданного до 4-6%. При более высоких требованиях к точности регулирования применяется регулятор с гибкой обратной связью.

Изменение давления в барабане котла во время работы воспринимается датчиком давления - электрическим манометром МЭД, выдающим сигнал рассогласования в виде напряжения переменного тока, который поступает в усилитель 2УТ. Усилитель 2УТ включает, в зависимости от знака отклонения давления, соответствующее реле исполнительного механизма 2ГИМ (ГИМ-2Д, ГИМ-2ДИ), который перемещает регулирующий орган подачи топлива - мазутный клапан или газовую заслонку. Одновременно с работой исполнительного механизма формируется сигнал обратной связи, который снимается с устройства (датчика) обратной связи УОС исполнительного механизма ГИМ-2Д (ГИМ-2ДИ) и вводится в усилитель 2УТ, где суммируется с основным сигналом рассогласования. Введение обратной связи прекращает действие регулятора несколько раньше стабилизации давления с учетом инерционности завершения процесса регулирования.

Регулирование подачи воздуха обеспечивает оптимальное соотношение между подаваемыми в топку топливом и воздухом (оптимальный избыток воздуха), чем достигается максимальная экономичность сжигания топлива на всех режимах работы котла.

При работе на газе регулятор по схеме "топливо - воздух" ( 43, б) получает импульс по расходу газа к котлу, который непосредственно измеряется расходомером, и импульс по перепаду давления воздуха, который пропорционален расходу воздуха. Регулятор воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора. В котлах типов ДКВР и ДЕ используется более простая схема ( 43,в), где импульс по расходу газа (мазута) заменяется импульсом по давлению газа (мазута) перед горелками, косвенно характеризующим расход топлива. Такая замена допустима для котлов, работающих с устойчивым разрежением в топке. В этом случае вторым импульсом, поступающим на регулятор, будет импульс по давлению воздуха перед горелками. Для котлов, работающих на жидком топливе, при измерении его расхода сужающим устройством схема "топливо - воздух" не отличается от аналогичной схемы, применяемой на котлах, работающих на газообразном топливе.

Иногда в схемах регулирования подачи воздуха вместо импульса от датчика расхода топлива используется импульс от датчика перемещения исполнительного механизма регулятора топлива (при работе на жидком и твердом топливе). Здесь следует иметь в виду, что расход топлива не всегда соответствует положению выходного звена исполнительного органа, на котором устанавливается датчик перемещения. В результате не обеспечивается требуемая точность поддержания соотношения "топливо - воздух".

Структурная схема такого регулирования приведена на 43, г. Эта схема удобна для котлов, работающих с частой сменой топлива (газ или мазут), так как исключается необходимость настройки регулятора воздуха каждый раз при переходе с одного вида топлива на другой. Импульс по расходу пара от дифманометра 2ДМ-6 поступает на усилитель ЗУТ. Сюда же поступает импульс по расходу воздуха от дифференциального тягомера 2ДТ2. В регуляторе воздуха РВ (усилителе ЗУТ) электрические сигналы от дифманометров 2ДМ-6 и 2ДТ2 суммируются: при оптимальном соотношении параметров алгебраическая сумма сигналов равна нулю.

В случае рассогласования результирующий сигнал усиливается и различается по направлению, что приводит к срабатыванию соответствующего реле исполнительного механизма ИМ, который приводит в действие регулирующий орган РО расхода воздуха - дроссельную заслонку или направляющий аппарат дутьевого вентилятора, что влечет увеличение или уменьшение количества воздуха, подаваемого в топку. Регулирование заканчивается установлением оптимального соотношения расхода воздуха с расходом пара. В устройстве обратной связи используется импульс от датчика перемещения исполнительного механизма регулятора топлива (ДП).

Регулирование тяги обеспечивает автоматическое поддержание устойчивого разрежения в топке котла в пределах от —20 до -30 Па (от -2 до -3 кгс/м2)*. Регулятор разрежения получает импульс по разрежению в верхней части топочной камеры от дифференциального тягомера ЗДТ2. Усилитель 4УТ регулятора осуществляет управление исполнительным механизмом тяги 4ГИМ, воздействующим на направляющий аппарат дымососа ( 43, д).

Регулирование питания осуществляется автоматическим поддержанием уровня воды в заданных пределах. В котлах типов ДКВР, ДЕ, КЕ относительно большой объем барабана позволяет, при отсутствии значительных колебаний нагрузок, применять одноимпульсный (по уровню) регулятор питания. Датчиком уровня является дифманометр 1ДМ-6, используемый в качестве гидростатического уровнемера ( 42). Регулирующим органом является регулирующий клапан на питательном трубопроводе, который управляется исполнительным механизмом 1ГИМ. Перемещение регулирующего органа определяется суммой воздействий-отклонения регулируемой величины (импульс от дифманометра 1ДМ-6) и интеграла по времени от этого отклонения (импульс от устройства обратной связи УОС). Время действия обратной связи определяется расчетным путем.

Помимо устройств автоматического регулирования схемами автоматизации предусматриваются автоматические защиты котлов, обеспечивающие заданную последовательность операций при растопке котла, и автоматическое прекращение подачи топлива при возникновении аварийных режимов.

Паровые котлы независимо от давления и паропроизводительности, работающие на газе или жидком топливе, оборудуются устройствами, прекращающими автоматически подачу топлива к горелкам в случае: повышения или понижения давления газообразного топлива перед горелками; понижения давления жидкого топлива перед горелками (за исключением котлов с ротационными форсунками); уменьшения разрежения в топке; понижения или повышения уровня воды в барабане;

понижения давления воздуха перед горелками (для котлов, оборудованных горелками с принудительной подачей воздуха); погасания факела горелок, отключение которых при работе котла не допускается.

Для котлов, работающих на твердом топливе, предусматриваются устройства, прекращающие автоматически подачу топлива в случае: понижения давления воздуха к горелкам; уменьшения разрежения в топке; повышения или понижения уровня воды в барабане котла; погасания факела.

На котлах с механическими слоевыми топками для сжигания твердого топлива кроме прекращения подачи топлива необходимо отключить тягодутьевые установки.

Система автоматизации газомазутных водогрейных котлов

Система автоматизации газомазутных водогрейных котлов типа КВ-ГМ теплопроизводительностью 11,63; 23,3 и 34,9 МВт (10, 20 и 30 Гкал/ч) построена на базе комплекта КСУ-30-ГМ и обеспечивает:

автоматический пуск (останов) котла с выводом его на заданный режим и автомагическим включением регуляторов разрежения, соотношения топливо — воздух, а также температуры воды за котлом или до котла;

автоматическое поддержание и контроль основных параметров в рабочих и пусковых режимах;

сигнализацию выполнения операций при пуске и аварийном отклонении параметров при рабочих режимах;

защиту котла при возникновении предаварийной ситуации;

работу котла без постоянного дежурного персонала.

Комплект автоматики КСУ-30-ГМ функционально включает регулирующую часть, предназначенную для автоматической стабилизации рабочих параметров, и логическую, осуществляющую автоматическое выполнение операций пуска, останова, защиты, сигнализации, блокировки. Питание комплекта производится переменным током 380/ /220 В, 50 Гц.

Данная система автоматики применяется и в котельных, где работа без дежурного персонала не может быть обеспечена, для чего предусмотрены показывающие приборы и сигнализация (пусковая, рабочая и аварийная) .

Температура воды за котлом (или до него) в заданных пределах поддерживается регулятором РТК, изменяющим подачу топлива в топку. В качестве датчика температуры воды используется термометр сопротивления, устанавливаемый на трубопроводе при выходе воды из котла (на входе воды в котел).

Оптимальное соотношение топлива и воздуха при работе котла обеспечивается регулятором PC, входными сигналами для которого служат расходы топлива и воздуха (давление воздуха) перед горелкой. Регулятор изменяет расход вторичного воздуха, воздействуя на направляющий аппарат вентилятора, и поддерживает избыток воздуха в топке в соответствии с заданным режимной картой по расходу топлива в различных режимах. В регуляторе предусмотрена возможность введения дополнительного корректирующего сигнала по содержанию кислорода в дымовых газах.

Заданное разрежение в топке котла поддерживается регулятором разрежения РР, воздействующим на изменение положения направляющего аппарата дымососа.

Регулирование расхода воды через котел производится регулятором РРВ, управляющим регулирующим клапаном за насосом рециркуляции, установленным на линии прямая - обратная вода.

Необходимая температура воды на входе в тепловую сеть поддерживается регулятором РТС, изменяющим расход холодной воды с помощью перепускного регулирующего клапана, установленного на перемычке. Входным сигналом регулятора служит сигнал от термометра сопротивления, установленного на трубопроводе прямой воды.

В системе автоматизации используются электрические исполнительные механизмы типа МЭО. Регуляторы основных параметров обеспечивают пропорционально-интегральное регулирование, позволяющее с высокой точностью поддерживать заданные величины регулируемых параметров во всех установившихся режимах работы котла.

Давление газа перед горелкой регулируется регулятором РДУК. Перед регулирующим органом основной горелки (поворотной заслонкой) и запальником установлены по два быстродействующих клапана-отсе-кателя, между которыми на свече безопасности имеются электромагнитные продувочные клапаны. Открытие клапанов-отсекателеи перед основной горелкой производится автоматически за 45 с, а закрытие -практически мгновенно.

При работе на жидком топливе производится его предварительный подогрев до 85-95 °С. Давление топлива перед регулирующим поворотным золотниковым краном поддерживается регулятором прямого действия "до себя". Перед регулирующим поворотным краном установлен электромагнитный быстрозапорный клапан. Сигналы от датчиков давления и температуры жидкого топлива поступают в пусковую блокировку и систему защиты котла.

Контроль за наличием <j келов запальника и основной горелки осуществляется запально-запшшым устройством ЗЗУ-4 (ионизационным датчиком для факела запальника и фотодатчиком для основного факела).

При аварийных отклонениях параметров в процессе работы котла обеспечивается автоматическая защита его в случаях:

отсутствия факела запальника (в пусковой период);

погасания факела основной горелки;

падения давления первичного и вторичного воздуха перед горелкой;

повышения давления газа перед регулирующим органом и понижения давления его перед отсечным клапаном основной горелки;

снижения давления и температуры жидкого топлива перед регулирующим краном;

повышения температуры жидкого топлива;

уменьшения и увеличения давления в топке котла;

снижения расхода воды через котел и ее давления за котлом;

повышения давления и температуры воды за котлом;

падения напряжения в цепях защиты и сигнализации;

открытия форсунки и повышения тока ее электропривода (при работе на жидком топливе).

При работе котла на газе аварийная защита по мазуту отключается.

Срабатывание защиты сопровождается световым (красным) и звуковым сигналами с фиксацией первопричины (при этом имеется возможность дистанционной подачи на диспетчерский пункт аварийного сигнала без расшифровки причины аварии).

Пусковая и рабочая сигнализация в системе управления (зеленый световой сигнал) дает информацию о наличии электропитания элементов комплекта; включении котла в работу; нормальной работе вентилятора первичного и вторичного воздуха, дымососа, двигателя ротационной горелки, электрозадвижек на входе и выходе из котла и на линии рециркуляционного насоса; наличии факела основной и запальной горелок; достижении номинального значения давления воды в напорном патрубке рециркуляционного насоса и заданного значения температуры воды на выходе из котла; исходном (закрытом) состоянии клапанов -отсекателей подачи топлива, шибера первичного воздуха и мазутной форсунки.

Автоматический розжиг котла происходит, если выполнены следующие условия: давление газа перед отсечными клапанами не менее 10 кПа (1000 кгс/м2)*; температура мазута перед отсечным клапаном не ниже 85 °С; давление мазута перед регулирующим клапаном не менее 0,2 МПа (2 кгс/см2); расход воды через котел отличается не более чем на 7% от номинального значения; давление воды после котла не менее 1,0 МПа (10 кгс/см2); получена информация о закрытии клапанов-отсекате-лей, регулирующего органа подачи топлива, направляющих аппаратов дымососа и вентилятора вторичного воздуха и форсунки (от концевых выключателей); поступил сигнал об открытии задвижки на линии нагнетания рециркуляционного насоса.

Автоматический пуск котла предусматривает выполнение ряда операций в следующей последовательности. После нажатия кнопки "Автоматический пуск" через 30 с включается дымосос, а через 60 с пускается вентилятор вторичного воздуха (при работе на мазуте дополнительно включаются вентилятор первичного воздуха и электродвигатель мазутной форсунки) и одновременно включается регулятор разрежения. Как только открытие направляющего аппарата вентилятора вторичного воздуха достигнет 60%, включается защита по минимально допустимому давлению вторичного воздуха и минимально допустимому разрежению (при работе на мазуте дополнительно" включается защита по минимально допустимому давлению первичного воздуха и по максимальному току электродвигателя форсунки).

Открывание направляющего аппарата начинается через 30 с после включения вентиляторов. В течение 10 мин осуществляется предварительная вентиляция топки и газоходов котла, затем она отключается, и через 5 с после закрытия направляющего аппарата вторичного воздуха подается команда на автоматическое включение трансформатора зажигания. Спустя 5 с подается сигнал на открытие двух клапанов -отсекателей запальника и на закрытие свечи безопасности. Если через 5 с после этой команды не поступит сигнал от ионизационного датчика ЗЗУ-4 о наличии пламени на запальнике, то автоматически закрываются клапаны, открывается свеча безопасности, выключается трансформатор зажигания и повторяется команда на повторение предыдущей операции. После розжига запальника через 5 с включается защита по факелу на нем, а по истечении еще 10 с регулирующий орган на топливной магистрали и направляющий аппарат вторичного воздуха автоматически переводятся в положение, соответствующее пусковой нагрузке котла. Затем, при работе на газе, автоматически открывается два главных клапанаютсекателя и закрывается свеча безопасности на газопроводе, а при работе на мазуте - открывается клапан-отсекатель на мазуто-проводе. Вместе с этим переводится в дистанционный режим регулятор разрежения и блокируется датчик по минимальному разрежению в топке, имеющий наименьшую уставку.

Включение защит по основному пламени, давлениям газа перед основной горелкой и регулирующим органом происходит через 5 с после начала открытия запорного органа основного клапанаютсекателя подачи топлива. Спустя 30 с после включения этих защит начинается открытие регулирующего органа подачи топлива и направляющего аппарата вентилятора вторичного воздуха до положения, соответствующего 30%-ной нагрузке котла, одновременно с этим включается в автоматический режим регулятор разрежения.

При достижении регулирующим органом подачи топлива указанного положения включается регулятор соотношения "топливо — воздух" (через 30 с в автоматический режим), защита по максимальному и минимальному разрежениям в топке котла и автоматически отключается запальник (закрываются его клапаны-отсекатели и открывается свеча безопасности). Регулятор температуры воды на выходе из котла включается после достижения ею заданных значений. После завершения перечисленных выше операций оператором дистанционно включается регулятор температуры воды, поступающей в тепловую сеть.

Отключение котла производится кнопкой "Стоп" и автоматически в аварийных ситуациях. Одновременно автоматически переводятся в положение "Дистанционно" регуляторы температуры воды на выходе из котла и поступающей в сеть, а также регулятор соотношения "топливо—воздух"; открывается свеча безопасности (при работе на газе); регулирующий орган подачи топлива переводится в положение полного закрытия; направляющий аппарат вентилятора вторичного воздуха — в положение 20%-ного открытия.

Останов котла завершается 10-минутной послеостановочной вентиляцией топки, переводом регулятора разрежения в положение "Дистанционно", закрытием направляющих аппаратов дымососа и вентилятора и отключением их электродвигателей. На котлах, работающих на жидком топливе, кроме того, отключаются электродвигатель форсунки и программа автоматического розжига. Регуляторы расхода воды через котел и температуры поступающей в теплосеть воды переводятся оператором в дистанционный режим.

13.Защита окружающей среды(выбросы в атмосферу и борьба с ними)

Предприятия угольной промышленности оказывают существенное отрицательное влияние на водные и земельные ресурсы. Основные источники выброса вредных веществ в атмосферу – промышленные, вентиляционные и аспирационные системы шахт и обогатительных фабрик и др.

Загрязнение воздушного бассейна в процессе открытой и подземной добычи угля, транспортировки и обогащения каменного угля вызвано буровзрывными работами, работой двигателей внутреннего сгорания и котельных, пылением угольных складов и породных отвалов и другими источниками.

В 2002 году объём выбросов вредных веществ в атмосферу от предприятий отрасли возрос относительно 1995 года на 30 процентов, главным образом, из-за вновь учитываемых выбросов метана от вентиляционных и дегазационных установок на шахтах.

По объёму выбросов вредных веществ угольная отрасль занимает шестое место в промышленности Российской Федерации (вклад на уровне 5%). Степень улавливания и обезвреживания загрязняющих веществ крайне низка (9,1%), при этом не улавливаются углеводороды и ЛОС.

В 2002 году выросли выбросы углеводородов (на 45,5 тыс. т), метана (на 40,6 тыс. т.), сажи (на 1,7 тыс. т), ряда других веществ; отмечено снижение выбросов ЛОС (на 5,2 тыс. т), диоксида серы (на 2,8 тыс. т), твёрдых веществ (на 2,2 тыс. т).

Зональность угля, поступающего от отдельных поставщиков на ТЭС, превышает 79% (в Великобритании она в соответствии с законодательством – 22%, в США – 9%). И увеличение выброса летучей золы в атмосферу продолжается. Между тем электрофильтры для золоулавливания производит лишь один Семибратовский завод, удовлетворяя ежегодные потребности в них не более чем на 5%.

ТЭС, работающие на твёрдом топливе, интенсивно выбрасывают в атмосферу продукты угля и сланцев, содержащих до 50% негорючей массы и вредных примесей. Удельный вес ТЭС в электробалансе страны составляет 79%. Они потребляют до 25% добываемого твёрдого топлива и сбрасывают в среду обитания человека более 15 млн т золы, шлаков и газообразных веществ [4, c. 125-126].

В США каменный уголь продолжает оставаться основным видом топлива для электростанций. К концу столетия все электростанции там должны стать экологически чистыми, предстоит повысить КПД до 50% и более (сейчас 35%). Чтобы ускорить внедрение технологий очистки угля, ряд угольных, энергетических и машиностроительных компаний при поддержке федерального правительства разработал программу, на реализацию которой потребуется 3,2 млрд долларов. В течение 20 лет только в США новые технологии будут внедрены на существующих электростанциях общей мощностью 140 тыс. МВт и на новых переоборудуемых электростанциях общей мощностью 170 тыс. кВт.

Экологические технологии сжигания топлива. Традиционный диффузионный способ сжигания даже высококачественных углеводородных топлив приводит к загрязнению окружающей атмосферы главным образом оксидами азота и канцерогенными веществами. В связи с этим необходимы экологически чистые технологии сжигания этих видов топлива: с высоким качеством распыления и смешения с воздухом до зоны горения и интенсивным сжиганием обедненной, предварительно перемешанной, топливно-воздушной смеси, оптимальная с термохимической точки зрения камера сжигания (КС) должна обеспечивать предварительное испарение топлива, полное и равномерное перемешивание его паров с воздухом и устойчивое сжигание обедненной горючей смеси при минимальном времени её пребывания в зоне горения.

В этом плане гораздо эффективнее традиционного диффузного гибридный способ сжигания, представляющий комбинацию диффузной зоны с каналом для предварительного испарения и перемешивания топлива с воздухом.

Разработаны технологии сжигания угля в котлах с циркулирующим кипящим слоем, где достигается эффект связывания экологически опасных примесей серы. Эта технология внедрена при реконструкции Шатурской, Черепетской и Интинской ГРЭС. В Улан-Удэ строится ТЭЦ с современными котлами. Институтом «Теплоэлектропроект» разработана технология газификации угля: сжигается не сам уголь, а выделенный из него газ. Это экологически чистый процесс, но пока он, как и любая новая технология, дорог. В будущем будут внедрены технологии газификации даже нефтяного кокса.

При сжигании угля в псевдосжиженном слое выброс в атмосферу соединений серы уменьшается на 95%, а окислов азота – на 70%.

Очистка дымовых газов. Для очистки дымовых газов применяется известково-каталитический двухступенчатый метод с получением гипса, основанный на поглощении диоксида серы известняковой суспензией в две ступени контакта. Подобная технология, как свидетельствует мировой опыт, наиболее распространена на тепловых электростанциях, сжигающих жидкое и твёрдое топливо с различным содержанием серы в нём, и обеспечивает степень очистки газов от окислов серы не ниже 90-95%. Большое количество отечественных электростанций работают на топливе со средним и высоким содержанием серы в нем, поэтому этот метод должен получить широкое распространение в отечественной энергетике. У нас в стране практически отсутствовал опыт очистки дымовых газов от сернистого ангидрида мокрым известняковым способом.

На долю ТЭС приходится около 70% выбросов оксидов азота в атмосферу. В США и Японии методы очистки дымовых газов от оксидов азота нашли широкое применение, в этих странах работает более 100 установок, в которых используется метод селективного каталитического восстановления оксидов азота аммиаком на платино-ванадиевом катализаторе, правда, стоимость этих установок очень высока, а срок службы катализатора – незначителен.

В последние годы в США фирмой «Genesis Research of Arizona» разработана технология получения так называемого самоочищающегося угля. Такой уголь лучше горит, и при его использовании в дымовых газах оказывается на 80% меньше диоксида серы, дополнительны же расходы составляют лишь часть затрат на установку скрубберов. Технология получения самоочищающегося угля включает две стадии. Первоначально от угля посредством флотации отделяются примеси, затем уголь размалывается в порошок и добавляется в шлам, при этом уголь всплывает и примеси тонут. На первой стадии удаляется почти вся неорганическая сера, а органическая остается. На второй стадии порошкообразный уголь соединяется с химическими веществами, название которых является коммерческой тайной, а затем уплотняется в комки величиной с виноградину. При сгорании эти химические вещества вступают в реакцию с органической серой, причем сера надежно изолирована, что исключает ее попадание в атмосферу. Комки такого модифицированного угля можно транспортировать, хранить и применять как обычный уголь.

Парогазовые системы. Эффективная комплексная система, обеспечивающая не только улавливание вредных примесей из дымовых газов ТЭС, но и одновременно снижающих примерно на 20% удельный расход топлива на производство электроэнергии, разработана в Энергетическом институте Г.Н. Кржижановского. Суть ее в том, что перед сжиганием в топке паровых котлов ТЭС уголь газифицируют, очищают от твердых (содержащих вредные вещества) примесей и направляют в газовые турбины, где продукты сгорания с температурой 400-500 градусов Цельсия сбрасываются в обычные паровые котлы. Подобные парогазовые системы широко используют энергетики ряда стран для уменьшения выброса в атмосферу.

Глубокая комплексная переработка угля. За рубежом интенсивно ведутся работы по отработке технологий и оборудования газификации угля для полного обеспечения промышленности в горючих газах, синтез-газе и водороде. В Нидерландах введена в действие демонстрационная установка кислородной газификации угля для энергоблока мощностью 250 МВт. Намечен ввод четырех подобных установок от 175 до 330 МВт в Европе, десяти установок от 100 до 500 МВт в США и одной установки мощностью 400 МВт в Японии. Процессы газификации при высоких температурах и давлениях дают возможность перерабатывать угли широкого ассортимента. Известны исследования по высокоскоростному пиролизу и каталитической газификации, реализация которых сулит огромные выгоды [3, c. 479].

Необходимость углубления переработки угля продиктована предшествующим ходом развития тепло- и электроэнергетики: наилучшие результаты достигаются при комбинированной переработке угля в электричество и тепло. Качественный скачок в использовании угля связан с его комплексной переработкой в рамках гибких технологий. Решение этой сложной проблемы потребует новых технологических установок для энергохимических комплексов, которые обеспечат повышение экономичности ТЭС, снижение капитальных удельных затрат и кардинальное решение вопросов экологии.

3. Влияние на атмосферу при использовании жидкого топлива.

В своё время нефть потеснила уголь и вышла на первое место в мировом энергетическом балансе. Однако это чревато определёнными экологическими проблемами.

Так, в 2002 году российские предприятия отрасли выбросили в атмосферу 621 тыс. т загрязняющих веществ (твёрдые вещества, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота и др.). Сточные воды в объёме до 1302.6 млн м³ сбрасываются в поверхностные водные объекты и на рельеф.

При сжигании жидких топлив (мазута) с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, газообразные и твёрдые продукты неполного сгорания топлива, соединения ванадия, солей натрия, а также вещества, удаляемые с поверхности котлов при чистке. С экологических позиций жидкое топливо обладает более «гигиеническими» свойствами: отпадает проблема золоотвалов, которые занимает значительные территории, исключают их полезное использование и являются источником постоянных загрязнений атмосферы и районе станции из-за уноса золы с ветрами. В продуктах сгорания жидких видов топлива отсутствует летучая зола. Применение двухтопливных гибридных камер сгорания вместо традиционных однозонных диффузионных КС с использованием частичного замещения части углеводородного топлива водородом (6% от массы углеводородного топлива) снижает расход нефтяного топлива на 17-20%, уровни выброса частиц сажи – на порядок, бензопирена – в 10-15 раз, оксидов азота – в 5 раз) [2, c. 351].

В большинстве стран запрещено сжигание нефтяного топлива с сернистостью выше 0,5%, в России же половина солярки не укладывается в этот норматив, а сернистость котельного топлива достигает 3%.

Сжигать нефть, говоря словами Д.И. Менделеева, все равно, что топить печь ассигнациями. Поэтому доля использования жидкого топлива в энергетике за последние годы существенно снижается. Зарождающаяся тенденция будет в дальнейшем усиливаться в связи с существенным расширением использования жидкого топлива в других областях народного хозяйства: на транспорте, в химической промышленности, в том числе в производстве пластмасс, смазочных материалов, предметов бытовой химии и т.д. К сожалению, используется нефть не лучшим образом. В 1984 году при мировом производстве нефтепродуктов 2750 млн т бензина получено 600 млн т керосина и реактивного топлива – 210, дизельного топлива – 600, мазута – 600 млн т. Хороший пример ресурсосбережения показала Япония, которая стремится максимально снизить зависимость страны от импорта нефти. Для решения этой важной экономической задачи на протяжении последних 20 лет прилагались просто гигантские усилия. Приоритетное внимание получила энергосберегающая технология. И как итог проделанной работы – для производства того же объёма валового национального продукта Японии сегодня требуется в два раза меньше нефти, чем в 1974 году. Несомненно, нововведения благоприятно сказались на улучшении экологической обстановки.

4. Влияние на атмосферу при использовании природного газа.

По экологическим критериям природный газ – наиболее оптимальное топливо. В продуктах сгорания отсутствуют зола, копоть и такие канцерогены, как бензопирен.

При сжигании газа единственным существенным загрязнителем атмосферы остаются окислы азота. Однако выброс окислов азота при сжигании на ТЭС природного газа в среднем на 20 процентов ниже, чем при сжигании угля. Это объясняется не свойствам самого топлива, а особенностями процессов их сжигания. Коэффициент избытка воздуха при сжигании угля ниже, чем при сжигании природного газа. Таким образом, природный газ – наиболее экологически чистый вид энергетического топлива и по выделению оксидов азота в процессе горения.

Изменения в окружающей среде при транспортировке газа. Современный магистральный трубопровод представляет собой сложное инженерное оборудование, которое помимо линейной части (собственно трубопровода) включает в себя установки для подготовки нефти или газа к перекачке, насосные и компрессорные станции, резервуарные парки, линии связи, систему электрохимической защиты, дороги, идущие вдоль трассы, и подъезды к ним, а также временные жилые посёлки эксплуатационников.

Например, общая протяженность газопроводов в России составляет примерно 140 тыс. км. Например, на территории Удмуртской Республики проходят 13 магистральных трубопроводов, доля выбросов которых составляет более 30% от соответствующего объёма по республике. Выбросы, главным образом метана, распределены по длине газопроводов, в основном вне пределов населённых пунктов [3, c. 487.

Существенному загрязнению подвергается атмосферный воздух вследствие потерь от больших и малых «дыханий» резервуаров, утечек газа и т.д.

Загрязнение атмосферы в результате аварийного выброса газа или сжигания нефти и нефтепродуктов, различных на поверхности при аварии, характеризуется значительно меньшим периодом воздействия, и его можно отнести к кратковременному.

Атмосферный воздух загрязняется также в результате утечки газа через негерметичные соединения трубопровода, утечки и испарения в процессе хранения и выполнения сливно-наливных операций, потерь на газонефте- и нефтепродуктопроводах и т.д. В результате может подавляться рост растительности и повышаться предельно допустимые концентрации в воздухе.

5. Охрана атмосферы от тепловых выбросов.

Решение проблемы охраны окружающей среды от вредного воздействия предприятий тепловой энергетики требует комплексного подхода.

Размещение ТЭС. Ряд ограничений и технических требований при выборе площадке под строительство диктуется экологическими соображениями.

Во-первых, так называемый фон загрязнений, который возникает в связи с работой в этой зоне ряда промышленных предприятий, а иногда и уже существующих электростанций. Если величина загрязнений в месте предполагаемого строительства уже достигла предельных значений или близка к ним, размещение, например, тепловой станции не должно разрешаться.

Во-вторых, при наличии определённого, но недостаточно высокого фона загрязнений должны быть проведены подробные оценки, позволяющие сопоставить значения возможных выбросов от проектируемой тепловой станции с уже существующими в данном районе. При этом нужно учитывать различные по характеру и содержанию факторы: направленность, силу и периодичность ветров в этой местности, вероятность осадков, абсолютные выбросы станции при работе на предполагаемом виде топлива, инструкции топочных устройство, показатели систем очистки и улавливания выбросов и т.д. После сопоставления полученной суммарной (с учётом воздействия от проектируемой тепловой станции) величины выбросов с предельно допустимой и должен быть сделан окончательный вывод о целесообразности строительства ТЭС.

При сооружении электростанций, прежде всего ТЭЦ, в городах или пригородах предусматривается создание лесных полос между станцией и жилыми массивами. Они уменьшают воздействие шума на близлежащие районы, способствуют задержанию пыли при ветрах в направлении жилых массивов.

При проектировании и строительстве ТЭС необходимо планировать их оснащение высокоэффективными средствами очистки и утилизации отходов, сбросов и выбросов загрязняющих веществ, использование экологически безопасных видов топлива.

Защита воздушного бассейна. Защита атмосферы от основного источника загрязнений ТЭС – диоксида серы – происходит прежде всего путём его рассеивания в более высоких слоях воздушного бассейна. Для этого сооружаются дымовые трубы высотой 180, 250 и даже 420 м. Более радикальное средство сокращения выбросов диоксида серы – выделение серы из топлива до его сжигания на ТЭС.

Наиболее эффективный способ снижения выбросов сернистого газа – сооружение на ТЭС известняковых сероулавливающих установок и внедрение на обогатительных фабриках установок по извлечению из угля пиритной серы.

Одним из важных документом в охране атмосферы от тепловых выбросов на территории Республики Беларусь является Закон Республики Беларусь «Об охране атмосферного воздуха». В Законе подчёркивается, что атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды, благоприятное состояние которого составляет естественную основу устойчивого социально-экономического развития республики. Закон направлен на сохранение и улучшение качества атмосферного воздуха, его восстановление для обеспечения экологической безопасности жизнедеятельности человека, а также предотвращение вредного воздействия на окружающую среду. Закон устанавливает правовые и организационные основы норм хозяйственной и иной деятельности в области использования и охраны атмосферного воздуха [1].

14. Охрана труда и пожарная безопасность при эксплуатации котлов

Общие требования безопасности по охране труда.

1.1. К работе в котельной допускаются рабочие прошедшие обучение и инструктаж по технике безопасности, овладевшие практическими навыками безопасного выполнения работ.

1.2. Рабочий должен выполнять только те обязанности и ту работу, которая поручена администрацией и способы которой им хорошо усвоены.

1.3. Обязан выполнять все положения настоящей инструкции по охране труда в котельной.

1.4. Работать в спец. одежде.

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ

2.1. Привести рабочую спецодежду в порядок: застегнуть обшлага рукавов, поправить одежду.

2.2. Принять смену от предыдущего кочегара.

2.3. Проверить исправность кранов, задвижек, манометра, градусника, котлов, электронасосы, электрооборудование.

2.4. Проверить положение вентилей и задвижек на заданный режим работ.

2.5. Проверить заполнение отопительной системы водой, а если не полностью заполнена, заполнить покуда потечет из контрольной трубы.

3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ

По инструкция по охране труда запрещено:

3.1. употреблять спиртные напитки или наркотические средства;

3.2. спать во время смены;

3.3. покидать рабочее место во время работы.

3.4. Не прикасаться к предметам находяшимся под электротоком.

3.5. Набивку и подтяжку сальников, смену подшипников производить при выключенном насосе.

3.6. Не допускать в ход насосов, вентиляторов без ограждения и решетки на всасывающем отверстии вентилятора.

Для обеспечения нормальной работы необходимо:

следить за равномерностью схода топлива, своевременно ликвидируя возможные зависания;

каждую смену чистить предтопок и топку, удаляя шлак и золу через боковые дверки. При чистке следует повысить разряжение в топке.

3.7. Во время работы котла персонал котельной должен следить за исправностью котла и всего оборудования котельной и строго соблюдать установленный режим. Выявленные в процессе работы оборудования неисправности должны записываться в сменный журнал.

3.8. Персонал должен принимать немедленные меры к устранению неисправностей, угрожающих безопасной и безаварийной работе оборудования. Если неисправность устранить собственными силами невозможно то необходимо об этом сообщить начальнику цеха или гл. механику гослесхоза.

Особое внимание следует обратить на:

3.9. поддержание нормального уровня воды в котле и равномерное питание водой. При этом нельзя допускать, чтобы уровень воды опускался ниже допустимого уровня /стрелка уходит за красную отметку/.

3.10. Поддержание нормального уровня опилок в бункере.

3.11. Проталкивать опилки в топку с помощью шуровки /кочерги/ рукоятка которой должна быть длинее топки на 1,5 м.

3.12. Ремонт электрической аппаратуры, силовых щитов, измерительных приборов производится только специально обученными электротехническим персоналом с квалификационной группой по ТБ не ниже 3.

При остановке котла необходимо: Поддерживать уровень воды в котле.

Прекратить подачу топлива в топку, дожечь топливо, при уменьшенной тяге. Остановить дымосос.

Очистить топку.

4. Требование безопасности в аварийных ситуациях по инструкции охраны труда в котельной.

4.1. Аварийная остановка котла производится в следующих случаях:

Пожар в котельной.

Выход из строя топки или самого котла.

Выход из строя предохранительных клапанов.

Прекращение действия всех питательных устройств.

Спуск воды из котла.

4.2. Обслуживающий персонал в аварийных случаях должен немедленно остановить котел и сообщить об этом нач. цеха или гл. механику гослесхоза, руководителю подразделения.

4.3. При аварийной остановке котла необходимо:

Прекратить подачу топлива, воздуха, уменьшить тягу.

Как можно быстрее удалить горючее топливо из топки. В исключительном случае залить топку водой,при заливке огня следить чтобы вода не попадала на стенки котла.

4.4. В случае возникновения пожара персонал должен немедленно вызвать пожарную охрану и принять все меры к тушению его, не прекращая наблюдения за котлом.

4.5. Котлом работающим на дровяных отходах и дровах предъявляются аналогичные требования.

5. Требования безопасности по окончанию работы.

5.1. По инструкции кочегар обязан:

- очистить рабочее место от грязи, мусора, остатков сжигаемого продукта;

- заполнить журнал приема передачи смены;

- -сдать смену другому кочегару;

- о всех недостатках, которые имели место во время работы и о принятых мерах по их устранению доложить своему непосредственному начальнику.

15. Режимные карты котлов

Каждый котел должен иметь свою режимную карту.

Экплуатация парового или водогрейного газового котла должна производиться согласно его режимной карте.

Цель режимной карты - показать нужное давление газа и воздуха при определенной нагрузке котла. Процесс горения при этом должен быть наиболее полным и стабильным, экплуатация котла эфективной и безопасной.

Режимная карта составляется по результатам теплотехнических испытаний организацией осуществляющей пусконаладочные работы. Испытания производятся 1 раз в три года.

Режимная карта может быть выполнена в виде таблицы или графика. В случае таблицы в ней задаются несколько рабочих режимов: 30%, 50%, 70%, 100% от производительности котла.

Пример режимной карты парового котла.

Измеряемый параметр	30%	50%	70%	100%
Паропроизводительность т/час	2,1	5,6	13,2	18,5
Давление газа на гарелках кПа	1,5	2	3	4
Давление воздуха на гарелках кПа	0,1	0,7	1,2	1,5
Содержание газов за котлом %
СО₂	6,5%	4,3%	2,4%	1,9%
О₂	1,2%	0,5%	0%	0%
СО	0%	0%	0%	0%
Температура выходящих газов	103	112	119	129
Потери тепла с уходящими газами %	5,3	5,6	6,1	6,7
Потери тепла от химического недожега %	0	0	0	0
Потери тепла в окружающую среду %	2,2	1,4	0,5	0,3
КПД брутто %	86,6	87,5	92,1	86,3
КПД нетто %	83,2	85,1	88,3	87,2

Возле каждого котла должен находиться дубликат режимной карты. На нем должна стоять подпись от организации проводившей пуско-наладочные работы.

16. Определение КПД паровых котлов

Полнота передачи располагаемой теплоты топлива в котле к рабочей среде определяется коэффициентом полезного действия (КПД) котла брутто. Последний выражается как отношение количества теплоты, воспринятого рабочей средой Qi к располагаемому теплу поступающей на горение рабочей массы топлива Qp:

IQOQi ,, ^

Vk = —Гр-. (6.8)

Ц/р

Такой метод определения КПД, когда при испытаниях котла непосредственно устанавливают значения Qi и Qp, называют методом прямого баланса.

Прямое определение КПД котла по формуле (6.8) может оказаться недостаточно точным. Оно связано с большими трудностями при производстве точных измерений многих параметров, массовых расходов пара и топлива, определении теплоты сгорания топлива и дополнительных составляющих располагаемой теплоты. Среднеквадратичная ошибка прямого определения КПД котла зависит, главным образом, от точности нахождения средней теплоты сгорания сжигаемой массы топлива и расхода топлива на котел и составляет a-q — (3 ~г 4)10 или 3-4%, отсюда истинное значение КПД 77" может отличаться от полученного в испытаниях (опытного) г}°п на значение Ат] = <7^77", т. е.

Г,'; = г,™ ± Ат,. (6.9)

Если, например, значение 77" = 0,9 (90%), то возможное отклонение опытного КПД составит Д77 = (2, 7 - f 3,6)10~2 или 2, 7 - г 3,6%.

Коэффициент полезного действия котла брутто в процентах можно определить, установив сумму тепловых потерь при его работе:

Г}к = 100 - (<72 + <7з + <74 + Чъ + <7б). (6.10)

Такой метод определения называют методом обратного баланса. Погрешность определения КПД методом обратного баланса зависит от точности измерения тепловых потерь котлом. Каждая из них определяется с заметной погрешностью <jq — (4 - f 5) • 10~2, но относительная доля тепловых потерь составляет менее 1/10 общего теплового баланса. В итоге

- 100 - V™ ± А? пот) > (6.10

Где абсолютная ошибка определения AqU0T = crq(l — 77") и для выше приведенного примера при 77" = 0,9 значение Aqnот = 0,4 - т - 0,5%.

Таким образом, определение КПД котла с большей точностью может быть сделано методом обратного баланса, т. е. через установление суммы величин его тепловых потерь. Этот метод является единственным при оценке тепловой экономичности проектируемого котла. Зная КПД котла, воспринятое тепло рабочей средой в котле можно определить следующим образом:

Qi = QppVk - (6.12)

Отсюда, используя это выражение Qi в (6.3), получим расход топлива на котел, Вк, кг/с. На этот расход топлива рассчитывают топливоприготови - тельное оборудование. В самом котле в большинстве случаев сгорает не все топливо, поскольку имеются потери с механическим недожогом <74. Для определения действительных объемов образующихся продуктов сгорания вводят понятие расчетного расхода топлива, т. е. топлива, сгоревшего в топочной камере:

Вр = В(1 — 0,01 <74). (6.13)

Разность АВ = Вк — Вр представляет собой количество несгоревшего топлива. При сжигании газового топлива и мазута полный и расчетный расходы топлив совпадают, т. к. потеря <74 ничтожна. С учетом точности определения расхода топлива и незначительного влияния малых отклонений расхода на тепловые характеристики котла для твердых топлив принимается, что при значениях (74 < 2% можно не вводить поправки и считать Вк = Вр.

Коэффициент полезного действия котла брутто характеризует совершенство работы собственно парового котла. Однако его нормальная работа обеспечивается большим количеством вспомогательных машин и механизмов, потребляющих часть вырабатываемой блоком (электростанцией) электроэнергии. Затрату энергии на них называют расходом на собственные нужды котельной установки. К ним относят затраты энергии на дутьевые вентиляторы Эд. в, дымососы Эдс, питательные электронасосы Эпэн, механизмы пыле системы Эпс и большое число электродвигателей дистанционного и автоматического управления Эупр. Расход энергии на собственные нужды парового котла, Эс. н, можно записать в виде

ЭС. Н — Эд в + Эдс + ЭПС Эпэн + Эупр. (6.14)

Доля затрат энергии на собственные нужды от общей выработки электроэнергии, приходящейся на котел при его работе в блоке с турбиной,

[В QP 77э. с7раб)

Где 7?э. с — КПД выработки электроэнергии на электростанции; граб — время работы котла, ч.

Величина Дг/с. н для мощного парового котла составляет 0,04-0,05 или 4-5%. Если вычесть из КПД котла брутто затраты энергии на собственный расход, то получим КПД котла нетто, характеризующий эффективность работы котельной установки:

17. Определение КПД ДС, ДВ(по учебнику)

Коэффициент полезного действия котельного агрегата или КПД котельного агрегата представляет собой отношение величины использования тепла в котельном агрегате К величине затраченного тепла топлива. Часть пара, произведенного в котельном агрегате, непосредственно расходуется на его собственные нужды, например на питательные насосы, дутьевые вентиляторы, дымососы, обдувку поверхностей нагрева. Учитывая эти расходы, вводят понятие КПД котельного агрегата нетто.

Тепло, использованное в котельном агрегате на получение пара или горячей воды,

где В — часовой расход топлива, кг/ч (м3/ч); D — часовая производительность котельного агрегата, кг/ч; q _к.а — количество тепла, переданное в котельном агрегате воде для превращения ее в пар или для получения горячей воды и отнесенное к 1 кг пара или воды, кДж/кг (ккал/кг); ŋ_к.а — кпд котельного агрегата.

Для котельного агрегата, в котором производится насыщенный пар

где i " — энтальпия насыщенного пара; i _п.в — энтальпия питательной воды; q _пр — количество тепла, удаляемого из котельного агрегата с продувочной водой, кДж/кг (ккал/кг); обычно q _пр = (0,01— 0,02) · i ', где i ' — теплосодержание воды при температуре t_н.

Для водогрейного котельного агрегата, в котором получают горячую воду

где i ₁ — энтальпия воды, поступающей в котел; i ₂ — энтальпия воды, выходящей из котла.

Если известны количество полученного пара и его энтальпия, а также часовой расход топлива и теплота сгорания топлива, то можно определить кпд котельного агрегата, %:

Для современных котельных агрегатов величина q ₁ в зависимости от паропроизводительности котельного агрегата, температуры уходящих газов, рода сжигаемого топлива и способа его сжигания может изменяться в очень широких пределах от 75 до 80% для котельных агрегатов небольшой производительности, в которых твердое топливо сжигается в слоевых топках, и до 91—95% для больших котельных агрегатов с факельным сжиганием топлива. Наиболее высокие КПД получаются для котельных агрегатов, работающих на жидком и газообразном топливе.

Для котельных агрегатов небольшой производительности потери тепла составляют от 20 до 25%, а для крупных от 5 до 9%. Основными потерями тепла являются потери с уходящими газами q _2.

Пример. Определить КПД котельного агрегата и оценить тепловые потери котельного агрегата паропроизводительностью Q = 10 т/ч при параметрах пара P = 1,4 МПа (14 кгс/см2) и t = 197,3°С. Часовой расход топлива 1500 кг, температура питательной воды 100°С, теплота сгорания топлива Q ^р_н = 20647 кДж/кг (4916 ккал/кг). Оценку тепловых потерь провести по средним значениям, данным в соответствующих разделах. Величину q _пр (количество тепла, удаляемого из котельного агрегата с продувочной водой) принять равной 0.

По таблице и заданным параметрам пара р и t находим его энтальпию ~ 2790 кДж/кг (666 ккал/кг). При 100°С теплосодержание питательной воды составит примерно 419 кДж/кг (100 ккал/кг). Следовательно, тепло, полученное 1 кг пара согласно формуле , q _к.а = 2790 — 419 = 2371 кДж/кг ( q _к.а = 666 — 100 = 566 крал/кг ).

Коэффициент полезного действия котельного агрегата по формуле

Величина тепловых потерь Σ q _i = 100 — ŋ_к.а = 100 — 76,8 = 23,2%. По средним значениям q ₂ , q ₃ , q ₄ приведенным в § Тепловой баланс котельного агрегата, находим q ₂ = 12,5%, q ₃ = 1%, q ₄ = 6,25%. Следовательно, величина потерь в окружающую среду q ₅ = Σ q _i — q ₂— q ₃ — q ₄= 23,2 — 12,5 — 1 — 6,25 = 3,45%. ,

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1010

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
25.04.2019843.78 Кб20Копия уч. пособ. ДКБ.doc
#
22.09.2019777.73 Кб2Копия электрики metodzaoch.doc
#
21.11.2019203.26 Кб12корабли древних греков.doc
#
20.09.2019183.16 Кб6корп.финансы.docx
#
21.11.2018275.46 Кб10Корпоративное управление.doc
#
01.07.2025401.92 Кб0котельная установка.docx
#
19.08.2019723.76 Кб128котенко.docx
#
16.04.20191.32 Mб17Котлы шпоры.doc
#
18.03.2015184.28 Кб129КОЭ.docx
#
01.09.201944.71 Кб2кп 3.docx
#
06.03.2016777.28 Кб64КП по ЭА.docx