Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
42
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.71 Mб
Скачать

конденсат разных давлений. Пар вторичного вскипания конденсата рз инжектируется паром высокого давления

Рі с помощью пароструйного

компрессора 4, который

сжимает его до давления р2>Рз

и транспортирует потре­

бителю пара 2. Конденсат из расширителя 5 первой сту­ пени поступает в расширитель 6 второй ступени, в ко-

J

Рис. 9-6. Принципиальная схема использования теп­ ла конденсата с пароструйным компрессором и двух­ ступенчатым расширением.

/ — пароприемник высокого давления; 2 — пароприемник низкого давления; 3 — редукционный клапан; 4 — пароструй­ ный компрессор; 5 — расширитель первой ступени; б — рас­ ширитель второй ступени; 7 — конденсационный горшок.

тором поддерживается давление рі<рз, вследствие чего вновь происходит самовскипание конденсата. Пар низ­ кого давления второй ступени рі может быть использо­ ван в зимнее время на отопление, а в летнее время для горячего водоснабжения и производственных целей. Конденсат из расширителя 6 второй ступени отводится в. конденсатный бак.

m

Баланс пароструйной компрессорной установки

DCM = Di + D3,

кг/ч,

 

 

где D C M — производительность установки, кг/ч;

Di— ко­

личество пара высокого давления

рі, необходимого

для

сжатия пара низкого давления рз до заданного

расчет­

ного давления рг, кг/ч; D3 — количество вторичного

па­

ра низкого давления рз, кг/ч.

 

 

 

Расход пара высокого давления зависит от степени

сжатия, т. е. от величины отношения давления

паровой

смеси рг к давлению пара

рз,

подлежащего

компрессии.

Отношение

количества

пара D3 низкого давления,

засасываемого

компрессором,

к количеству

пара высо­

кого давления

Di называется

коэффициентом инжекции

 

# =

 

(9-19)

Выражение, характеризующее экономию условного топлива в результате применения пароструйного ком­ прессора:

 

ABr-

7 000т)°*к . г 1 ООО

1 + Ж)

V™ -

 

 

 

г'к)

И

,

т/год,

 

(9-20)

 

 

 

 

 

 

 

 

где

гСм энтальпия

паровой

смеси на

выходе из

уста­

новки, ккал/кг;

і'а — энтальпия

пара

высокого

давле­

ния,

ккал/кг.

 

 

 

 

 

 

 

Достоинством схемы является

дополнительное

коли­

чество пара вторичного вскипания конденсата, обра­ зующегося в расширителе 5 за счет пониженного давле­ ния, а также возможность использования тепла пролетного пара пароприемников при неисправности конденсатоотводчиков.

Рассмотренные схемы использования тепла конден­ сата не исключают применения других вариантов. На практике часто встречаются комбинации из рассмотрен­ ных схем. Сравнительная оценка схем должна произво­ диться на основе технико-экономических расчетов.

9-3. У С Т Р А Н Е Н И Е П О Т Е Р Ь К О Н Д Е Н С А Т А

У с т р а н е н и е

п а р е н и й ' и у т е ч е к . Неплот­

ности арматуры и трубопроводов

являются основными

причинами потерь пара,

конденсата

и питательной воды.

192

Кажущиеся порой незначительными парения и утечки воды приводят к значительным потерям тепла. О вели­

чине этих потерь можно судить последующим

примерам:

через неплотность

сечением

1 мм2

проходит

при

абсо­

лютном

давлении

5 кгс/см2

около

5 кг/ч

пара, а

при

давлении

11 кгс/см2

8 кг/ч

пара. По данным

ОРГРЭС

[Л.

19]

потери

конденсата

вследствие

неплотностей

в арматуре, фланцевых

соединениях

и в

трубопроводах

на

ряде

обследованных электростанций составили от 22

до

71%

общих

потерь

конденсата

на данной

электро­

станции.

В промышленных

и отопительных

котельных

доля этих потерь еще больше.

 

 

 

 

Наибольшие потери пара наблюдаются через предо­ хранительные клапаны. Основным условием плотности предохранительного клапана является тщательная при­ тирка уплотнительных поверхностей, не допускающая даже незначительных рисок, капиллярных каналов и неровностей. Усилие от массы груза сравнительно не­ велико и при плохой притирке не может создать необ­ ходимой плотности клапана в рабочем состоянии.

Притирка клапана дает хорошие результаты в том случае, если на уплотняющих поверхностях отсутствуют эрозионные разъедания. При наличии углублений и язв приходится наваривать поврежденные места и протачи­

вать детали

клапана на станке. В ряде случаев причиной

парения является

неправильная

регулировка

положе­

ния

и веса

грузов.

Если

клапан

отрегулирован

только

на

рабочее

давление, то

малейшее превышение

давле­

ния вызывает парение.

Плотность пароводяной арматуры, зависит от ка­ чества монтажа и в дальнейшем — от организации свое­ временного ремонта. При своевременном и качествен­ ном ремонте потери могут быть снижены до минимума.

Неплотность лючков коллекторов экранов, паропере­ гревателей и водяных экономайзеров не только связана с потерями тепла, но нередко приводит к необходимости остановки котла. Плотность лючков зависит от правиль­ ности подбора прокладочных материалов, точности уста­ новки лючкового затвора, чистоты уплотнительных по­ верхностей. Последнее требование особенно важно, поскольку практика показывает, что малейшие риски и язвы приводят к нарушению плотности лючков.

Неплотности фланцевых соединений являются след­ ствием применения некачественных прокладок, плохой

13-1

193

затяжки фланцев, перекоса труб и фланцев, неправиль­ ной установки опор и больших изгибающих усилий при тепловом расширении участков труб. Для создания плотных соединений между фланцами и прокладочным материалом предъявляются требования: прочности, гер­ метичности, отделяемости при ремонте. Кроме того, прокладки должны быть устойчивыми к воздей­ ствию перемещаемого вещества и упругими для ком­ пенсации изменений давления, а также воспринимать переменные усилия от .температурного удлинения тру­ бопровода.

Для уплотнения фланцев арматуры и оборудования применяют прокладки из паранита, резины и картона. Выбор материала зависит от характера транспортируе­ мой среды.

Исправное состояние конденсатоотводчиков имеет большое значение для экономного расходования пара и снижения потерь тепла с конденсатом. Для обеспечения нормальной работы конденсатоотводчика необходимо прежде всего проверить характеристику установленного прибора исходя из расхода, давления и температуры конденсата. Выбор конденсатоотводчика по каталогу без учета условий его работы приводит к потерям тепла. Проверка работы конденсатоотводчика по условию под­ пора для предотвращения потерь пара производится по энтальпии конденсата на выходе из прибора с помощью калориметра, который может быть изготовлен на любом предприятии.

Сравнивают величину энтальпии г'к , полученную рас­ четом по результатам определения в калориметре (фор­ мула приведена ниже), с энтальпией конденсата іѵ, оппеделяемой по давлению на входе в калориметр. При

исправном

действии

конденсатоотводчика

г= ік —(3-f-'

5)°С; при наличии в конденсате пролетного

пара

і ' к > і к ;

доля этого

пара в

конденсате

х = (гѵ к ік):г,

где. г —

теплота парообразования при данном давлении,

ккал/кг.

Энтальпия конденсата і'к по

тепловому

балансу ка­

лориметра

определяется по формуле

 

 

gz — gt

где g\, gz — начальное и конечное количество воды в ка­ лориметре за определенный промежуток времени, кг; U, h — начальная и конечная температура воды в кало-

194

риметре за тот же промежуток времени, °С; gnp масса калориметра, кг; с п р — удельная теплоемкость материа­ ла калориметра, ккал/кг - °С.

Пример 9-2. Калориметр залит водой в количестве 15 л с тем­

пературой

20 °С. Абсолютное

 

давление

конденсата

на

входе в кало­

риметр

4

кгс/см2.

 

Энтальпия конденсата

(к =143

ккал/кг;

г—

= 511

ккал/кг.

Масса прибора 25 кг.

Сосуд заливается

конденса­

том

до

уровня

20

л. Температура

смеси

/ С м

в

приборе

после

пропуска

 

в него

конденсата

составила

от

одного

пароприемника

40 °С, второго

48 °С, третьего

60 °С.

 

 

 

 

 

 

 

Энтальпия конденсата, выходящего из конденсатоотводчика

первого

пароприемника:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20,40—15,20 +

25-0,11 (40 — 20)

 

 

 

 

 

 

і'х

=

 

 

Jo 15

 

= 1 1 1

ккал/кг.

 

Для

 

второго

и

третьего

 

пароприемников

подсчет дает

резуль­

таты: і ' к = 1 4 7

и 202

ккал/кг

соответственно.

 

 

 

 

 

Следовательно, из конденсатоотводчика первого пароприемника

выходит

 

переохлажденный

конденсат

і ' к < і к ,

из

второго — конден­

сат с небольшой степенью пролетного пара

і'кк,

из

третьего —

конденсат с пролетным паром і'кк.

 

Доля

пролетного

пара для

третьего

аппарата

г'к L

202 — 143

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*з=—г--=-5ГГ-==°>1 1 5 -

Утечки конденсата или питательной воды через не­ плотности в сальниках насосов в практических условиях составляют существенную величину. Эту величину мож­ но определить по формуле

З У Т - - е с м 4 ^ г - . кг/ч,

где Gy T — утечки^ конденсата (питательной^ воды), кг/ч;

Сем — измеряемая утечка смеси конденсата

и охлаждаю­

щей воды из

сальников насоса, кг/ч;

S0.B — солесодер-

жание воды, поступающей для охлаждения

сальниковых

втулок, мг/кг;

5 С М — солесодержание

смеси

конденсата

(питательной воды) и охлаждающей воды, вытекающей из сальников насоса, мг/кг; SK — солесодержание кон­ денсата (питательной воды), поступающей в насос, мг/кг.

Утечки через сальники насосов можно уменьшить улучшением качества ремонта насосов с применением качественных набивочных материалов.

Экономию топлива можно получить от сбора конден­ сата и питательной воды, сливаемых из оборудования. При проведении мероприятий в этом направлении сле­ дует руководствоваться следующими рекомендациями.

13*

.

195

спуск воды из котлов при выводе их в ремонт или после гидравлического испытания, а также сливы воды через гидрозатвор деаэратора, конденсата выпара деаэратора и дренажи обдувочных устройств произво­ дить в дренажные баки;

гидравлическое испытание котлов производить не конденсатом, а деаэрированной химически очищенной водой;

для ликвидации переливов из дренажных и резерв­ ных баков питательной воды предусмотреть регуляторы, поддерживающие постоянство уровня воды;

для полного исключения потерь конденсата с про­ бами для химанализов предусмотреть так называемую закрытую схему сбора конденсата из пробоотборников; с этой целью внутри сливного корыта прокладывается промежуточный коллектор, через который потоки проб отводятся в дренажный бак; охлаждающая вода из сливного корыта отводится в канализацию.

У с т р а н е н и е п о т е р ь к о н д е н с а т а с п а р о м ,

р а с х о д у е м ы м н а с о б с т в е н н ы е

н у ж д ы ко­

т е л ь н о й . Мероприятия для устранения

потерь кон­

денсата с паром, расходуемым на собственные нужды котельной, должны проводиться с учетом изложенных ниже соображений.

Эксплуатационный персонал нередко прибегает к пе­ риодическому включению в работу питательных насосов с паровым приводом, имеющим полный или частичный выхлоп отработавшего пара в атмосферу, а электро­

насосы оставляет в резерве. Это

не

только

увеличивает

потери

конденсата,

но

вызывает

перерасход

топлива

в котельной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перерасход условного топлива может быть вычислен

по следующей

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

7 000т)к .у 75-1 00Ü

> т І г 0 0 '

 

 

W

Zl>

где d — расход

пара

на

1 г.

л.

с.

ч,

отнесенный

к

полез­

ной работе

насоса,

кг;

і п

— энтальпия

пара,

 

ккал/кг;

tA.B—'Температура

питательной

воды, °С;

Q — произво­

дительность насоса, м3/ч;

H — давление,

создаваемое

на­

сосом,

м;

р — плотность воды,

т/м3;

х — число

часов

использования

максимальной производительности

насоса

в год; î ] K . y — к. п. д. котельной

установки.

 

 

 

 

196

Следует, однако, иіметь в виду, что правилами Котло­ надзора допускается постоянная работа паровых насо­ сов. Последние имеют ряд эксплуатационных преиму­ ществ по сравнению с электронасосами. Характерной особенностью работы бессмазочных паровых насосов, выпускаемых Свесским насосным заводом, является воз­ можность использования отработавшего пара для подо­ грева питательной воды в смесительном баке.

Условие экономичности режима работы паровых пи­ тательных насосов можно представить в виде следую­ щего неравенства:

 

D (ілЦО—tn.B)

< GN .B {tn.B—Гсрчб)

,

(9-22)

где

D — расход

отработавшего

пара,

кг/ч; іл — энталь­

пия

отработавшего

пара,

ккал/кг;

tn,B

— температура пи­

тательной воды,

°С;

GN .B расход

питательной

воды,

кг/ч;

г|б — к. п.

д.

бака,

учитывающий

потерю

тепла

через его внешнюю поверхность, равный 0,98—0,99; tcpсредневзвешенная температура потоков воды, подавае­

мых в бак, определяемая из уравнения

баланса

потоков:

 

f

G A

~f~ Gx.

O.D ^х. O.B

df^

 

 

 

 

UK-f-

<JX , о.в

 

 

 

где GK ,

GX.O.B количество

конденсата

и химически очи­

щенной

воды, кг/ч;

(к,

/ х . о . в температура конденсата

и химически очищенной воды, °С.

 

 

 

Из

неравенства

(9-22)

следует,

что

работа

паровых

насосов будет экономичной в том случае, если тепло отработавшего пара окажется меньше расхода тепла, необходимого для нагрева питательной воды при всех режимах работы котельной. При высокой температуре/С р, что может иметь место при возврате большого коли­ чества конденсата с высокой температурой, неравенство (9-22) не выполняется и работа паровых насосов сопро­ вождается частичным выхлопом в атмосферу отрабо­ тавшего пара. Для отопительных котельных расход па­ ра, необходимый для подогрева воды, может оказаться близким к нулю или даже отрицательным.

Значительную экономию топлива обеспечивает за­ мена паровых форсунок механическими, паромеханиче-

скими или с воздушным распыливанием.

 

Паровые форсунки наряду со многими

достоинства­

ми имеют крупные недостатки, главными

из которых

197

являются большой расход пара, вызывающий снижение полезной мощности котельной, и безвозвратные потери конденсата. Расход пара на распыление мазута обычно принимается равным 3—5% паропроизводителыюсти котельной. По данным «Укрсахэнергоналадка» расход пара в обследованных промышленных котельных соста­

вил от 0,68 до 1,2 кг/кг, т. е. соответственно

около

5,6

и 9,8%. Кроме

того, паровое

распыление

мазута

сни­

жает температуру

факела в

топке за счет

увеличения

количества продуктов горения,

увеличивает

потери

теп­

ла с уходящими

газами, если их температура

выше

тем­

пературы

пара,

подаваемого

на распыление, ускоряет

процесс

коррозии

поверхностей

нагрева

при сжигании

сернистых мазутов," создает шум за счет эжекции возду­ ха, расходуемого на горение.

В ряде случаев источником заметных потерь тепла может служить работа деаэраторов без охладителей выпара. Для устранения этих потерь необходимо преду­ сматривать установку поверхностных или смесительных

охладителей

выпара, в которых производится конденса­

ция

выпара

при нагреве

химически очищенной

воды,

подаваемой

в деаэратор. Установка

охладителей

выпара

окупает произведенные затраты в срок до 1 года.

На

рис. 9-7 приведена

схема

использования

тепла

выпара

для подогрева химически очищенной воды.

В

табл.

9-4 приведена

техническая характеристика

поверхностных охладителей выпара для атмосферных деаэраторов Черновицкого машиностроительного завода.

Т а б л и ц а 9-4

Технические характеристики охладителей выпара

Производи­ тельность Тип охла­

деаэра­ дителя тора,

т/ч

Площадь рабочей поверх­ ности, м2

 

Трубная

 

Корпус

 

 

кор­

 

система

 

 

 

 

 

^Наружный диаметр пуса, мм

Избыточное дав­ ление, кгс/см2

Температура во­ ды на входе,

Температура воды на выходе, "С

Избыточное дав­ ление, кгс/см'

Температура пара, •с

Длина, мм

Высота, мм

До 50

OBF-2

2

До

4

50

80

0,2

До'104

1 250

600

325

75—100

OBF-8

8

До

4

50

80

0,2

До'Ю4

2 600

600

325

150—200

OBF-16

16

До

4

50

80

0,2

До 104 2 750

700

426

198

 

Для нормального охлаждения пара выпара в охла­

дитель

следует

подводить

химически

очищенную

воду

с

температурой

не

выше 30—40 °С. При подводе

воды

с

температурой

65—75 °С

нормальное

охлаждение

вы­

пара не обеспечивается и име­

Р

 

 

ет

место повышенная потеря

 

 

пара

в

атмосферу.

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 9-8 приведена схе­

 

 

 

 

ма

смешивающего

охладите-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выпар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деаэратора

 

 

фгоо

 

 

 

 

 

В деаэратор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Химически

 

 

 

 

 

 

 

 

очищенная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

доОа

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

feg-

 

 

 

 

 

 

В нрнденсат-

В

конденсат-

 

 

 

 

 

 

 

Hhiij бак

 

йьш бак

 

 

Рис. 9-7. Схема

использования Рис.

9-8.

Схема

смешиваю­

тепла

выпара

деаэратора.

щего

охладителя

выпара.

ля

выпара.

Смешивающий

охладитель

выпара состоит

из корпуса /, оросительного конуса 2 и распределителя

выпара 3. Простота

конструкции

позволяет изготовить

его в мастерской предприятия.

 

Расход химически очищенной воды для конденсации

пара в смешивающем

охладителе

выпара определяется

из выражения

 

 

Іем

Іх. о.в

 

 

 

 

 

где D — количество

пара

выпара,

кг/ч;

для

того,

чтобы

удаление из воды выделившихся 0 2 и С 0 2

было

эффек­

тивным, расход пара с выпаром практически

составляет

2—4 кг на 1 г деаэрированной

воды;

гп — энтальпия

пара при давлении в деаэраторе,

ккал/кг;

tCM — темпе­

ратура

после смешения воды с паром, °С; ^х .о.в темпе­

ратура

подаваемой

химически

очищенной

воды, °С;

Цох — к. п. д. охладителя выпара,

равный

0,98—0,99.

199

Конденсат из охладителя выпара направляют в конденсатный бак. Возможен также возврат его в колонку

атмосферного

деаэратора через гидравлический затвор

в виде петли

на конденсатопроводе. При этом разность

отметок между нижним патрубком охладителя и местом

ввода конденсата в деаэраторную

колонку должна быть

не менее 3 м, что может вызвать

серьезные

затруднения

при размещении охладителя в котельной.

 

Экономия условного топлива при установке смеши­

вающего охладителя

выпара может быть

подсчитана

по формуле

 

 

 

Внутрикотельные потери конденсата трудно поддают­

ся ежедневному учету

и контролю. Для полной оценки

требуется проведение специальных испытаний. По воз­ можности эти потери устраняются при визуальном вы­ явлении мест парения и утечек воды.

Потери конденсата оценивают по непосредственному измерению добавки химически очищенной воды, возме­

щающей потери конденсата и безвозвратные

расходы

воды и пара.

 

Величина потерь конденсата определяется по фор­

муле

 

G10I = GX. 0 . в - ( D 0 T n - G'J, т/ч,

(9-24)

где Gx . о.в - общая добавка химически очищенной воды; Do-ru — суммарный расход пара, отпущенного потребите­ лям; GK количество конденсата, возвращенного потре-

 

ВОЗ

1

1

бителем пара,

т/ч.

 

 

Потери конденсата могут быть выражены в процен­

тах от расхода питательной воды:

 

 

 

£пот = - ^ - 1 0 0 » / о ,

(9-25)

 

 

И П . В

 

где

GN.B расход питательной воды, т/ч.

конденсата дол­

\

Показатель

внутрикотельных потерь

жен систематически контролироваться и при обнаруже­ нии роста эксплуатационных величин против нормаль­ ных должны быть приняты меры по выявлению причин и устранению дополнительных потерь.

200

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ