книги из ГПНТБ / Шур И.А. Перевод отопительных котлов на газовое топливо

на котлах газового топлива дополнительных требований к вентиляции помещений не вызывает.

Согласно «Правилам безопасности в газовом хозяйстве»

впомещениях отопительных котельных, расположенных

вжилых, общественных и других зданиях, должно быть обеспечено не менее трехкратного воздухообмена в 1 ч без учета воздуха, засасываемого в топки котлов для сжигания газа. Приток воздуха должен осуществляться, как правило, за котлами, а удаление — из верхней зоны. При использовании сжиженных газов 2/3 воздуха должно удаляться нз нижней зоны котельной.

Покрытие котельной может быть сплошным, если на­ грузка от него не превышает 120 кгс/м2. Если масса покрытия больше, то над котлами должны быть устроены световые или вентиляционные фонари площадью не менее 10% площади пола котельной. Если для создания необ­ ходимого освещения пли вентиляции не требуется уста­ новка фонарей, то разрешается устройство выше обму­

ровки котлов застекленных проемов общей площадью не менее 10% площади пола котельной.

При установке на котлах горелок с принудительной подачей воздуха должно предусматриваться автоматиче­ ское прекращение поступления газа к горелкам при умень­ шении его давлеиия ниже установленного предела. Та­ кая же блокировка должна предусматриваться на случай остановкп дымососа. Прекращение подачн газа к горел­ кам должно обеспечиваться также при изменении да­ вления газа перед ними сверх заданных пределов, при

В шибере котла, работающего на газовом топливе, должно быть отверстие, обеспечивающее постоянную вен­ тиляцию дымоходов и топок неработающих котлов. У вер­ тикально расположенных шиберов отверстие предусмат­ ривается в верхней его части*, у горизонтальных шибе­ ров — в любом месте. Диаметр отверстий в шиберах устанавливается проектной организацией в зависимости от размеров котлов, объема дымоходов и разрежения, со­ здаваемого дымовой трубой, и должен быть не менее 50 мм. Управление шиберами должно'быть выведено на фронт котлов и иметь фиксатор положения «открыто» и «за­ крыто».

* В подавляющем большинстве случаев в отопительных котлах используют газ с плотностью менее 1 кг/м3.

44

Г Л А В А I I

ЧУГУННЫЕ СЕКЦИОННЫЕ КОТЛЫ

Вкотельных, предназначенных для отопления жилых

иобщественных зданий, используют чугунные секционные котлы различных конструкций. К достоинствам чугунных секционных котлов относятся транспортабельность и взаимозаменяемость секций, простота сборки и легкость ремонта. Сравнительно небольшое аэродинамическое со­ противление этих котлов позволяет обходиться в обору­ дованных ими котельных без дымососов, что упрощает эксплуатацию и удешевляет строительство. Чугунные секционные котлы имеют небольшие габариты и исполь­ зуются чаще всего как водогрейные, а при наличии сухо­ парника — как паровые с давлением насыщенного пара до 0,7 кгс/см2.

Внастоящее время в Советском Союзе эксплуатиру­ ются десятки тысяч чугунных секционных котлов раз­ личных типов, предназначенных, главным образом, для использованиятвердого топлива при ручном обслуживании. Котлы имеют колосниковую решетку, на которой можно сжигать различные сорта углей. При сжигании каменных углей расчетный теплосъем с 1 м2 поверхности нагрева котла в зависимости от его конструкции и сорта углей принимается в пределах 7—12 тыс. ккал/ч. Расчетный

к.п. д. котлов при сжигании в их топках антрацита принимается равным 70—75%; действительный эксплуа­ тационный к. п. д. — значительно ниже, так как ото­ пительные котельные, как правило, не получают сорти­ рованного угля требуемых марок, а квалификация обслу­ живающего персонала недостаточно высока.

При переоборудовании чугунных секционных котлов для сжигания газового топлива особое внимание долж­ но быть уделено равномерному распределению тепла по топочному объему и равномерной нагрузке секций. Неравномерное распределение тепла вызывает снижение теплопроизводителыгости и преждевременный выход из

46

строя наиболее нагруженных секций котла. Проведен­ ные в 1963 г. НИИСТ, Мосгазпроектом и Укргнпроинжпроектом исследования работы котлов типа «Универ­ сал-6» показали, что при принятой системе подачи циркуляционной воды в задние секции и отборе горя­ чей из передних имеет место неравномерное распреде­ ление воды по секциям, в результате чего температура горячей воды па выходе из некоторых средних секций превышает среднюю температуру в сборном коллекторе котла на 40° С, достигая в них 135° С. Разница темпе­ ратур воды в различных секциях вызывает в них зна­ чительные напряжения растяжения или сжатия. Сни­ жение при этом абсолютного давления воды на входе в котел ниже 2,5—3,0 ат приводит к интенсивному вскипанию воды и ускоренному отложению накипи. Утолщение слоя накипи вызывает повышение темпе­ ратуры стенок секций и изменение структуры металла. Вскипание воды может вызвать гидравлические удары. Результат того и другого — образование трещин, раз­ рыв секций. Поэтому вопрос о докотловой обработке воды для чугунных секционных котлов, особенно паро­ вых, не менее актуален, чем для котлов водотрубных. Так как соли жесткости начинают выпадать уже при 40—50° С, а после 60—70° С идет их интенсивное от­ ложение, то практически любая котельная с чугунными водогрейными или паровыми котлами должна иметь химическую водоочистку.

Использование газового топлива дает возможность обслуживающему персоналу выводить котел на расчет­ ный режим в значительно более короткие сроки, чем при сжигании твердого топлива, а также эксплуатиро­ вать котел па более высоких форсировках. Оба эти обстоятельства вызывают дополнительные напряжения в металле секций. Перевод чугунных секционных котлов на газ может вызвать и другие явления, приводящие к преждевременному выходу из строя секций. Среди них следует особо отметить повышенную неравномер­ ность распределения тепловых потоков по длине и вы­ соте топки, особенно при фронтальной установке га­ зовых горелок. Неправильное расположение в топке вторичных излучателей, например керамических горок, может привести к выходу из строя передних или задних секций в зависимости от компоновки горелок и горок.

В эксплуатационных условиях наблюдаются также случаи соприкасания пламени с поверхностями нагрева,

47

что еще более усиливает местный перегрев секций. Стремление избежать этого при фронтальном располо­ жении горелок приводит к установке их на уровне или ниже колосниковой решетки, которая в этом случае демонтируется. Установка фронтальных горелок в под­ дувальной части топки снижает опасность образования местных перегревов поверхностей нагрева, по пе решает полностью проблемы выравнивания распределения те­ пла по топочному объему. Поэтому в последнее время широкое распространение приобрела горизонтальная установка газовых горелок различных конструкций на поду котла.

Таким образом, правильный выбор газогорелочных устройств и метода переоборудования топки, правиль­ ная эксплуатация вспомогательного оборудования ко­ тельной, обязательная периодическая очистка внутрен­ них поверхностей секций от пакппи, соблюдение правил растопки и выключения котла, поддержание необхо­ димых режимов давления воды, использование авто­ матики безопасности и регулирования позволят не только более эффективно нспользовать газовое топливо, но и продлить жизнь котлов, уменьшить расходы на ремонт, сократить производство запасных секций.

Теплопроизводительность котла определяется как произведение величины его поверхности нагрева па расчетный теплосъем с 1 м2 поверхности нагрева. В по­ следние годы введено понятие условных квадратных метров (у. к. м.) *. К. п. д. чугунных секционных котлов при сжигании газового топлива практически может достигать при тщательной наладке 80% и выше.

Габаритные размеры наиболее распространенных в на­ стоящее время чугуппых секционных котлов, а также поверхности нагрева этих котлов и отдельных секций приведены в табл. 5. В пей же приведены данные по стальным секционным котлам, переоборудование кото­ рых для сжигания газового топлива производится аналогично переоборудованию чугунных секционных котлов.

При переводе существующих чугунных секционных котлов на газ проектными и эксплуатационными орга-

* Условным квадратным метром называют величину такой по­ верхности нагрева чугунного секционного котла, которая при работе с ручными топками па грохоченном антраците I группы (ГОСТ 8183—70) II тепловом напряжении зеркала горения 500 Мкал/(ч• м2) дает 10 Мкал/ч тепла при к. п. д. но ниже 70%.

56

низациямн применяются различные решения, связан­ ные зачастую с местными традициями и возможностями приобретения или изготовления газогорелочных уст­ ройств и средств автоматики. Ниже приводится описа­ ние только наиболее распространенных методов пере­ оборудования секционных котлов, принятых ведущими проектными организациями. Котлы типа ВНИИСТО-Мч, предназначенные в основном для отопления отдельных квартир или небольших домиков, в настоящей книге не рассматриваются.

ПЕРЕОБОРУДОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИИЖЕКЦИОННЫХ МНОГОФАКЕЛЬНЫХ ГОРЕЛОК НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Газовые многофакельные горелки низкого давления имеют ограниченное применение при переводе котлов па газ, так как по конструктивным соображениям они изготовляются относительно небольшой тепловой на­ грузки: расход природного газа через горелку не пре­ вышает 10—12 м3/ч. Увеличение тепловой нагрузки вызывает такой рост размеров горелки, что ее размеще­ ние в топке становится невозможным. Поэтому много­ факельные горелки не используют в котлах, поверх­ ность нагрева которых превышает 25 м2. Практически они нашли применение при переоборудовании котлов типов Стреля и Стребеля большой и малой моделей

идругих котлов соответствующей тепловой нагрузки. При установке в топку котла газовый распределитель­ ный коллектор горелки располагается непосредственно иа колосниковой решетке, и поэтому ширина решетки

итопочной дверки котла определяет количество и га­ бариты горелок, которые могут быть размещены.

Многофакельные горелки надежно и устойчиво ра­ ботают без отрыва и проскока пламени в достаточно широком диапазоне регулирования расхода газа, не создают шума в котельной, просты по устройству и об­ служиванию. Однако их недостатком, как и других инжбкциопных горелок низкого давления, является то, что они инжектируют только часть воздуха, необхо­ димого для сжигания газа (от 40 до 60%), который на­ зывают первичным воздухом. Остальная часть (вторич­ ный воздух) поступает в топку через колосниковую решетку за счет разрежения, создаваемого дымовой трубой или дымососом. Поэтому полнота сгорания газа

57