книги из ГПНТБ / Волковыский Е.Г. Экономия топлива в котельных установках

проверка плотности холодного котла созданием давления воздуха в газоходах около 10 мм вод. ст. Пыление и шум выходящего воздуха указывают на места неплот­ ностей.

На рис. 4-4—4-8 приведены некоторые рекомендуемые конструкции узлов уплотнения гарнитуры и газоходов.

АЬбвстодый шнур

Для уплотнения применяют шнуровой и листовой асбест, распушенный асбест, песок (в затворах) « спе­ циальную газоуплотнительную обмазку. Состав обмаз­ ки — шамота молотого (с размером зерен, проходящих через сито с 900 отв/см2 , — 84%), кремнефтористого на­ трия— 1%, жидкого стекла (из расчета на сухое веще­ ство) — 5%.

4-4. П О Д Д Е Р Ж А Н И Е Н О М И Н А Л Ь Н О Г О Д А В Л Е Н И Я В К О Т Л Е

На практике большое число котельных агрега-

онной Нагрузки и отсутствием потребителей пара более высокого давления на технологические нужды.

Работа котла в режиме пониженного давления при­ водит к снижению к. п. д. из-за ограничения подогрева питательной воды в экономайзере и меньшей возмож­ ности использования тепла уходящих газов. Предельная температура воды после чугунных отключаемых эконо­ майзеров должна быть [Л. 1] не менее чем на 40°С ниже температуры насыщенного пара в котле, а при наличии, автоматических устройств, регулирующих температуру подогрева воды, не менее чем на 20 °С.

Это ограничение вызвано недопустимостью парообра­ зования в чугунном экономайзере: при соприкосновении пузырьков пара с холодной водой может возникнуть их конденсация с гидравлическими ударами (на стальные

в экономайзере может быть подогрета при отсутствии автоматического регулирования температуры воды толь­ ко до температуры

4=158,1—40= 118,1 °С

вместо оптимальной

£2 = 194,1—40 =154,1 °С.

Следовательно, при работе котла в режиме понижен­ ного давления на экономайзер будет приходиться тепловосприятие меньше расчетного, в результате чего воз­ растает температура уходящих газов; перегрузка котла из-за недоиспользования поверхности нагрева водяного экономайзера еще больше увеличит потерю тепла с ухо­ дящими газами.

Чтобы обеспечить работу котлоагрегата в режиме номинального давления, является целесообразным вклю­ чение в тепловую схему котельной редукционной уста­ новки, в которой пар дросселируется до требуемого по­

91

й Хі = 0,97 до Р2 = 5 кгс/см2 сухость пара увеличится до х2 =0,99. При более глубоком дросселировании пар мо­ жет стать сухим насыщенным и даже слегка перегре­ тым, но температура его все же будет снижаться, а эн­ тальпия пара перед дросселированием будет равна эн­ тальпии после дросселирования.

Редукционные установки выпускаются БК.З произво­ дительностью на 2,5; 5; 10; 20; 30; 40; 60 и более т/ч;

В тепловых схемах котельных установок, сооружае­ мых по типовым проектам, предусматривается примене­ ние редукционных установок. Однако большое число ко­

(эксплуатации котлоагрегата. Из формулы (2-13) следу-

92

Питание котла излишне нагретой водой вызывает уменьшение теплового потока, приходящегося на водя­ ной экономайзер, и приводит к увеличению температуры уходящих газов.

водой. Если питательная вода, входящая в экономайзер, будет иметь слишком низкую температуру (следует иметь в виду, что температура наружной поверхности металла труб экономайзера мало отличается от температуры во­

лодные участки труб, оказавшиеся в контакте с раство­ ром серной кислоты, — подвергаться коррозии. Появле­ ние на наружной поверхности труб росы водяных паров может вызвать образование плотных золовых отложений с нарушением тяги и снижением теплопроизводительности котлоагрегата.

Применение холодной питательной воды для котлов, не имеющих водяных экономайзеров, может вызвать вредные термические напряжения в барабанах и при­ вести к нарушению плотности вальцовочных соединений.

Учитывая все 'вышеизложенное, нижним пределом температуры питательной воды следует считать темпера­ туру точки росы tp продуктов сгорания, т. е. температу-

93

ру, при которой начинаются конденсация водяных пароЁ и образование раствора серной кислоты. Исходя из это­

аэратора, принцип действия которого, равно как и атмо­ сферного деаэратора, заключается в следующем: при подогреве воды парциальное давление водяных паров над поверхностью испарения увеличивается, а парциаль­ ное давление растворимых в воде кислорода (О2) и угле­

печивается это пароструйным или водоструйным эжекто­ ром), а для атмосферного—104°С (абсолютное давле­ ние 1,2 кгс/см2), парциальное давление О2 и С О 2 и их растворимость падают почти до нуля. Вследствие полу­ чения в вакуумном деаэраторе более низкой температу­ ры питательной воды экономия топлива от дополнитель­

топлив эффективность применения вакуумного деаэрато­ ра должна определяться с учетом состава топлива и тем­

Температура точки росы чистых водяных паров {tB) равна тем­ пературе насыщения пара при парциальном давлении его в продук­ тах сгорания; эта температура определяется по величине парциаль­ ного давления водяных паров

94

Для природного газа из-за отсутствия в нем серы температура точки росы будет равна температуре кон­ денсации чистых водяных паров, т. е. tv = tn, и составляет при а = 1,3—1,5 соответственно 55—53°С.

Таким образом, для повышения к. п. д. котлоагрега­ та целесообразно применять температуру питательной воды перед водяным экономайзером исходя из темпера­ туры точки росы дымовых газов. При термических де­ аэраторах атмосферного типа, в которых питательная вода подогревается до 104°С, целесообразно осуществ­ лять снижение ее в водоводяных теплообменниках для нагрева сырой и химически очищенной воды.

4-6. Б Е З Н А К И П Н Ы Й Р Е Ж И М Э К С П Л У А Т А Ц И И К О Т Л О А Г Р Е Г А Т А

Высокое качество питательной воды является одним из главных факторов, определяющих надежность и экономичность котлоагрегата.

Некоторые вещества, которые могут в ней содержать­ ся, образуют накипь на поверхностях нагрева, ухуд­ шают отвод от них тепла и приводят к повышению тем­ пературы стенок. При значительном отложении накипи температура стенок резко повышается.

Так, при толщине накипи 1 мм и коэффициенте ее теплопро­ водности Я=0,2 ккал/(м- ч • °С) температура стенки топочных по­ верхностей нагрева составляет 600 °С, а при слое накипи 2,5 мм эта температура повышается до 800 °С.

Недопустимо высокое локальное повышение темпера­ туры металла приводит к пережогу его и может стать причиной аварии котла. По материалам котлонадзора аварии из-за неудовлетворительного качества питатель­ ной воды составляют до 30% всех зарегистрированных аварий паровых котлов.

Отложения накипи на стенках поверхностей нагрева сильно влияют и на экономичность котла. Так, при тол-

95

щине накипи 2 мм перерасход топлива составляет 4% (рис. 4-10).

Исследования показали, что на скорость образования накипи существенно влияет тепловое напряжение по­ верхности нагрева. Практика подтвердила, что при пере­ воде котлов с твердого топлива на природный газ или

ла должны быть разработаны режимные карты с указа­ нием порядка производства анализов котловой и пита­ тельной воды, норм качества питательной и котловой воды, режима непрерывной и периодической продувок, порядка обслуживания оборудования водоподготовки, сроков остановки котла на чистку и промывку.

Общая жесткость питательной воды (т. е. смеси кон­ денсата и добавочной химически очищенной воды) для котлов с естественной циркуляцией паролроизводитель-

котлов производительностью 2 т/ч и более не должно превышать норм, приведенных в табл. 4-4.

9<з

золовыми отложениями резко снижает их тепловосприятие и повышает температуру газов в последующих газо­ ходах, увеличивает сопротивление газовых трактов, огра­ ничивает нагрузку котла и сокращает его кампанию, ;т. е. расстраивает тепловой режим котлоагрегата. Не­ редки случаи, когда образующиеся на трубах отложения до такой степени уменьшают живое сечение для прохода газов-, что дальнейшая работа котла становится невоз­ можной. Особо тяжелые последствия золовых отложений возникают в .небольших котлах с естественной тягой; при нерегулярной обдувке поверхностей нагрева кампания таких котлов сокращается в несколько раз.

Проведенными опытами1 установлено, что золовые отложения уменьшают тепловосприятие экранных труб на 15—20% при слое толщиной примерно 0,1 мм и на 40% при слое около 0,4 мм. Причиной столь значитель­ ного влияния золовых отложений на тепловосприятие является очень низкая теплопроводность этих отложе­ ний. Так, слой толщиной от 0,1 до 0,15 мм, непо­

являются важнейшим фактором, определяющим условия теплопередачи.

На рис. 4-11 показано влияние загрязнений поверх­ ностей нагрева на экономичность крупного котлоагрега­ та, сжигающего мазут. Регулярная обдувка поверхно­ стей нагрева обеспечивает повышение экономичности от 2 до 4%. Для небольших котлоагрегатов влияние загряз­ нений будет еще более значительным.

Золовые отложения твердого топлива и их преду­ преждение. Зола твердого топлива представляет собой смесь компонентов минеральных веществ, в том или ином количестве входящих в состав любого сорта топлива. Вещества эти негорючи и после выгорания горючей мас-

1 Гурвич А. М., Прасолов Р. С. Некоторые свойства золовых отложений на экранных трубах топок паровых котлов. — «Тепло­ энергетика», 1970, № 7.

98

сы остаются в твердом виде. Содержание золы в твер­

Рис. 4-11. Влияние загрязнений на потерю тепла с ухо­ дящими газами.

Распространенное мнение, что малозольные топлива приводят к меньшему загрязнению поверхностей нагре­ ва, чем м-ногозольные, опытами не подтверждено. При сжигании малозольного топлива толщина слоя загряз­ нений поверхности нагрева сыпучими отложениями не снижается и обдувка их так же необходима, как и при сжигании многозольного топлива. Лишь интервал между очистками этих поверхностей для малозольного топлива может быть увеличен.

Отложение золы на трубах протекает следующим образом. В первую очередь оседают мелкие частицы сыпучей золы, форми­