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

частицы разрушают слой мелких частиц. Эффект самоочистки воз­ растает с увеличением скорости газового потока, Однако увеличение скорости газов сверх допустимых величин связано с ростом аэро­ динамического сопротивления газового тракта и перерасходом электроэнергии на тягу.

Процентное содержание золы в топливе или количе­ ственное содержание летучей золы в продуктах сгора­ ния еще не определяют возможной степени загрязнения поверхности нагрева, так как большую роль в процессе

Рис. 4-12. Влияние конструктивных и эксплуатационных факто­ ров на s — коэффициент загрязнения труб.

образования отложений играют физико-химические свой­ ства неорганической части топлива. С увеличением туго­ плавкости и абразивности золы максимально возможная толщина слоя загрязнений уменьшается.

Степень загрязнения труб, характеризуемая коэффи­ циентом загрязнения е, зависит также от конструктивных особенностей и компоновки поверхностей нагрева. С уве­ личением диаметра труб загрязнения увеличиваются (рис. 4-12,6) из-за ухудшения аэродинамических условий для процесса самоочистки. Коридорные пучки труб за­ грязняются больше, чем шахматные (рис. 4-12,в), и тре­ буют более частой очистки. Это обстоятельство необхо­ димо учитывать обслуживающему персоналу при состав­ лении графиков обдувки.

Одной из эффективных мер ограничения золовых от­ ложений является правильная отладка температурного режима топки в зависимости от температурной характе­ ристики золы сжигаемого топлива. Зола твердого топли­ ва, кроме дров, характеризуется степенью ее тугоплав­ кости в зависимости от температуры. Различают золу тугоплавкую с температурой плавления выше 1 425°С, среднеплавкую с температурой плавления 1 200—1 425°С

100

и легкоплавкую с температурой плавлений ниже 1 200 °С.. При сжигании топлива с тугоплавкой золой на поверх­

с легкоплавкой золой. Если температура в топке выше температуры жидкоплавкого состояния золы, находящие­ ся в газовом потоке расплавленные частицы осаждают­ ся «а конвективных поверхностях нагрева, быстро ими охлаждаются и прилипают, образуй плотные отложения. Удалить их не удается не только увеличением старости газов (т. е. с увеличением нагрузки котла), но даже обдувочными средствами. Для предупреждения образо­ вания таких отложений необходимо, чтобы температур-; ный режим топки соответствовал температурным свой­ ствам золы сжигаемого топлива. Во всех случаях тем­ пература газов на выходе из топки должна быть ниже

струкции топочного устройства и марки сжигаемого то­ плива.

Надежным средством ограничения влияния золовых отложений является создание условий для самообдувки поверхностей нагрева потоком дымовых газов. ^Эффект самообдувки заключается в том, что при высокой скоро­ сти газов и при продольном обтекании поверхности на­ грева значительная часть летучей золы уносится с про­ дуктами сгорания. Чтобы обеспечить самообдувку, на­ пример, водяного экономайзера, скорость газов при

ся условиями золового износа металла). Для непрерыв­ ности осуществления процесса самообдувки котла ско­ рость газов должна быть не менее 3 м/сек. Исходя из условий самообдувки и для достижения общей эконо­ мичности невыгодно распределять поровну общую сни­ женную нагрузку котельной между работающими котла­ ми, а целесообразно выделить один котел для корректи­ ровки нагрузки.

Золовые отложения мазута и их предупреждение.

Зола мазута резко отличается от золы твердого топлива как по составу, так и по процентному содержанию в то-

101

пливе (содержание золы в мазуте колеблется в пределах 0,1—0,3% на рабочую массу).

При сжигании мазута значительная часть золы воз­ гоняется до газообразного состояния, входит в соедине­ ния с кислородом и образует различные окислы. При соприкосновении со сравнительно холодными поверхно­ стями нагрева пары этих окислов конденсируются и от­ лагаются в виде трудноудаляемых наростов.

Большое влияние на интенсивность образования за­ грязнений оказывает топочный процесс. При снижении температуры в топке выжиг горючих веществ ухудшает­ ся и образуется сажа, являющаяся продуктом распада тяжелых углеводородов. Возможность образования са­ жистых отложений зависит от налаженности топочного устройства (см. гл. 3).

Сернистые и вязкие мазуты должны сжигаться при добавлении к ним присадок. Применение присадок про­ длевает рабочую кампанию котлоагрегата по условию заноса золой, понижает температуру точки росы на холодном конце водяного экономайзера, а сами отложе­ ния делаются рыхлыми, сыпучими и легко удаляются с поверхности нагрева; скорость коррозии труб при этом также уменьшается. В качестве присадок находят широ­ кое применение жидкие присадки, разработанные ВНИИНП . Практика показала, что применение жидких

и значительно снижают склонность их к конденсации и к образо­ ванию плотных коксообразных отложений. . Одновременно значи­ тельно снижается вязкость мазута, улучшается процесс горения, снижается интенсивность коррозии.

Очистка наружных поверхностей нагрева. Регуляр^ ная очистка является надежным средством защиты на­ ружных поверхностей нагрева от загрязнений; она не только повышает экономичность котлоагрегата, но удли­ няет рабочую кампанию и уменьшает потребление элек­ троэнергии на дымососную установку, обеспечивает устойчивую .работу котлоагрегата при оптимальных его параметрах, снимает ограничения с теплопроизводительности в пределах гарантий завода-изготовителя.

102

Применяются следующие методы очистки наружных поверхностей нагрева.

стирование газоходов водяными парами, что отрицатель­ но влияет на температуру точки росы газа. При сжига­ нии влажных топлив и обдувке паром возникает допол­ нительная опасность образования плотных отложений на хвостовых поверхностях нагрева.

Эффективность обдувки во многом зависит от давле ­ ния обдувочного агента. Для воздуха давление должно быть не ниже 6 кгс/см2, для пара не ниже 7 кгс/см2. При низком давлении, например 2—3 кгс/см2, резко снижает­ ся дальнобойность струи и теряется эффективность об­ дувки.

Расход пара на обдувку котлоагрегата составляет примерно 0,4% при сжигании малозольного и 0,9% при высокозольном твердом топливе от паропроизводительности котла.

Число устанавливаемых на котел обдувочных устройств зависит от типа котла и вида сжигаемого то­ плива. Котлы с небольшим наклоном и густым располо-

103

жением труб могут заноситься отложениями быстро и сильно. В горизонтально-водотрубных котлах должна предусматриваться возможность обдувки стационарными или переносными обдувочными устройствами по всем газоходам кипятильной системы труб, отделенных друг от друга газовыми перегородками. В вертикально-водо­ трубных котлах, где слой отложений сравнительно не­ велик и легко удаляется, применяется ограниченное чи­ сло обдувочных устройств. Например, в котлах ДКВ и Д К В Р установлен только один обдувочный аппарат.

Конвективные поверхности нагрева должны иметь устройства для удаления осевшей после обдувки золы. Из мест сбора зола должна удаляться свободно и без перегрузок. Все места, где скапливается осевшая зола, должны быть достаточных размеров и доступны для чи­ стки. Глухие мешки, где может скапливаться зола, дол­ жны быть уменьшены до минимума.

рывной химической очистки с помощью порошка «Экотоп», вдуваемого в топку с острым дутьем или примеши­ ваемого к топливу перед загрузкой в топку.

и затем конденсируется в виде очень тонкого налета на трубах,

ний нагара, не поддающихся механической очистке, при­ меняют метод отпаривания горячей водой.

ностей нагрева производится водой с температурой 80—90°С при

лизации серной кислоты и кислых солей, содержащихся в отложе­

104

щелочность. Вскипание нагретой воды за счет .падения давления при истечении из обмывочных устройств увеличивает кинетическую энергию потока.

Рис. 4-13. Схема эжекционной дробеочистки.

дробеуловитель; 4 — дробе-

10 —• разбрасыватель.

Д р о б е в а я о ч и с т к а . При сжигании топлив, о б ­ разующих в хвостовой части котла наиболее плотные и прочные отложения, для удаления которых требуются более эффективные средства, чем обдувка или обмывка водой, эффективным методом является очистка металли­ ческой дробью. На рис. 4-13 приведена эжекционная схе­

105

ничейных по их компоновке для применения механиче­ ской очистки, используют различные ручные инструмен­ ты: шаберы, ножи, ерши. Для очистки от шлака при­ меняют пики, ломы, резаки. Ручная очистка должна проводиться с соблюдением соответствующих инструк­ ций.

Не следует чрезмерно затягивать кампанию 'котло­ агрегата даже при регулярной очистке. Некоторые виды золовых отложений после продолжительного времени превращаются в твердые наросты, которые потом трудно удалить даже механическим путем. Оптимальная дли­ тельность кампании может быть определена только экс­ плуатационным опытом в зависимости от характеристи­ ки сжигаемого топлива и режима работы котлоагрегата.

4-8, Х В О С Т О В Ы Е П О В Е Р Х Н О С Т И Н А Г Р Е В А К О Т Л О А Г Р Е Г А Т О В

Развитие и рациональное устройство водяных экономайзеров и воздухоподогревателей являются эф­ фективным способом снижения потерь тепла с уходящи­ ми газами. Дополнительные затраты, связанные с уве­ личением хвостовых поверхностей нагрева, окупаются в короткие сроки, поскольку экономия топлива при этом составляет не менее 4—7%-

Хвостовые поверхности нагрева следует устанавли­ вать за всеми котлами паропроизводительностью 2,5 т/ч и более при температуре газов за котлами 250°С и выше (см. гл. 2).

В табл. 4-5 приведены температуры газов перед хво­ стовыми поверхностями нагрева котлов Д К В Р . Верхний предел температур относится к котлам с пароперегрева­ телями.

и мазуте принято для котлов с паропроизводительностью от 2,5 до 10 т/ч на 50%,

для котлов с паропроизводительностью 20 и 35 т/ч на 40%.

106

На основании технико-экономических расчетов [Л. 4] получены оптимальные значения температурных напоров на холодной стороне водяного экономайзера Д/"х .к и на горячей стороне 'воздухоподогревателя Д/'г .к-

При противоточной схеме водяного экономайзера пи­ тательной воды оптимальные значения Аг"'х к составляют [Л. 4]:

Д^г.к = 70-г-140°С [Л. 4]. При указанных величинах А/"х .к и Д/'г.к окупаемость затрат на реконструкцию хвостовых поверхностей нагрева не превышает нормативного срока.

В общем случае температура уходящих газов являет­ ся функцией температуры питательной воды или темпе­ ратуры воздуха. Исходя из этого размеры поверхностей нагрева водяного экономайзера и воздухоподогревателя выбирают экономически наиболее выгодными в зависи­ мости от значения температуры питательной воды и воз­ духа.

Оптимальная температура уходящих газов за водя­

минимально допустимый температурный напор на хо­ лодном конце водяного экономайзера, т. е. разность меж­

107

величина нагрузки котла в процентах от номинальной. Оптимальная температура уходящих тазов за возду­

В небольших котельных применяются, как правило, водяные экономайзеры из чугунных ребристых труб кон­ струкции іВТИ. Стальные экономайзеры применяют при сжигании топлива, не вызывающего опасность коррозии. Наиболее целесообразно применение блочных водяных экономайзеров с изоляцией и обшивкой, которые ком-

. пактны, малогабаритны и обеспечивают хорошую плот-

его теплоцроизводительности. Опыт эксплуатации под­ твердил нецелесообразность применения обводных газо­ ходов, еще нередко встречающихся в старых котельных и являющихся источниками больших протечек газа и потерь тепла.

В современных типовых проектах котельных устано­ вок обводные газоходы, позволяющие выключить чугун­ ные водяные экономайзеры из тока газов, не применяют. Это продиктовано требованиями повышения экономично­ сти установок.

Как показало обследование, в некоторых котельных обслужи­ вающий персонал «исправляет ошибки» проекта, устраивая обвод­ ные газоходы у индивидуальных чугунных водяных экономайзеров. По данным ЦКТИ .величина постоянной протечки газов из-за не­ плотности отключающих заслонок составляет 20—40% и выше от общего расхода газов, что приводит к увеличению потерь тепла

суходящими газами на 2,2—4,4% и более.

Ктому же «Правила устройства и безопасной экс­ плуатации паровых и водогрейных котлов» не требуют обязательного устройства обводных газоходов у инди­ видуальных отключаемых экономайзеров при наличии сгонных линий, позволяющих прокачивать воду через

108