• Описание котла ДЕ-10-14 ГМ:

 Паровой котёл ДЕ-10-14 ГМ газомазутный вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией типа Е (ДЕ) производительностью - 10 тон насыщенного пара (194 °С) в час, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отоп­ления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котла ДЕ в види латинской "D" образованна экранными трубами,  размещается  с права от конвективного пучка, оборудован­ного вертикальными трубами, развальцо­ванными в верхнем и нижнем барабанах. Основными составными частями котла ДЕ-10-14ГМ являются верхний и нижний барабаны, трубная система котла ДЕ состоит из конвективного пучка, заднего фронтового и бокового экрана, образующие топочную камеру котла ДЕ-10-14 ГМ.

Котел ДЕ-10 14 ГМ с диаметром верхнего и нижнего барабана  - 1000 мм, расстояние между барабанами соответственно - 2750 мм (максимально возможное по усло­виям транспортировки блока по железной дороге). Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах каждого из них имеются лазы с затворами (крышка лаза). Изготовляются барабаны для котла ДЕ-10-14 ГМ рабочим давлением 1,4 МПа (абс) из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки соответственно 13 мм.

Паровой котел ДЕ 10 14 ГМ производительностью - 10 т/ч, с одноступенчатой схемой испарения.

Пароперегреватель котлов производи­тельностью 6,5 и 10 т/ч выполнен змеевиковым из рядных труб. На котлах производитель­ностью 16 и 25 т/ч пароперегреватель - вертикальный, дренируемый из двух рядов труб.

Котел ДЕ-10 14 ГМ поставляется как блоком так и россыпью, в комплектацию поставкивходит; верхний и нижний барабаны с внутрибарабанными устройствами, трубную систему экранов и конвективного пучка (в случае необходимости - пароперегрева­тель - по запросу), опорную раму, изоляцию и обшивку.

В качестве хвостовых поверхностей на­грева котлов применяются стальные БВЭС или чугунные ЭБ экономайзеры.

Паровой котел ДЕ-10 14 ГМ оборудованы системами очистки поверхностей нагрева с применением ГУВ (генератор ударных волн).

Неподвижными опорами котлов являют­ся передние опоры нижнего барабана. Средняя и задние опоры нижнего барабана подвижные и имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к опорной раме на период транспортировки.

Котел ДЕ-10-14 ГМ снабжен двумя пружинными предохранительными клапа­нами 17с28нж, один из которых является контроль­ным. На котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем бара­бане котла и любой из них может быть вы­бран как контрольный. На котлах с паропе­регревателем контрольным клапаном яв­ляется клапан выходного коллектора пере­гревателя.

Номинальная паропроизводительность и параметры пара (соответствующие ГОСТ 3619-82) обеспечиваются при температуре питательной воды 100°С при сжигании топлив: природного газа с удельной теплотой сгорания 29300-36000 кДж/кг (7000-8600 ккал/м³) и мазута марок М40 и М100 по ГОСТ 10588-75.

Диапазон регулирования котла в пределах 20-100% от но­минальной паропроизводительности. До­пускается кратковременная работа с нагруз­кой110%. Поддержание температуры пере­грева у котлов с пароперегревателями обес­печивается в диапазоне нагрузок 70-100%.

Котёл ДЕ-10-14 ГМ может работать в диапазоне давлений 0,7-1,4 МПа.

В котельных, предназначенных для про­изводства насыщенного пара без предъяв­ления жестких требований к его качеству, паропроизводительность котлов типа Е (ДЕ) при пониженном до 0,7 МПа давлении может быть принята такой же, как и при давлении 1,4 МПа.

Для котла ДЕ-10-14 ГМ пропускная спо­собность предохранительных клапанов 17с28нж со­ответствует номинальной производительности котла при давлении не ниже 0,8 МПа (абс).

Нормы качества питательной воды и па­ра должны соответствовать требованиям регламентируемым правилами «Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору»  России.

Солесодержание котловой воды в первой ступени испарения котлов без пароперегре­вателя должно быть не более 3000 мг/кг, для котлов с пароперегревателем - не бо­лее 2000 мг/кг. Солесодержание котловой воды второй ступени испарения должно быть не более 4500 мг/кг.

Средний срок службы работы котла между ка­питальными ремонтами при числе часов использования установленной мощности 2500 ч/г - 3 года, средний срок службы до списания не менее - 20 лет.

Паровой коте л ДЕ 10-14 ГМ, может использо­ваться в качестве водогрейного (по техни­ческой документации предприятия).

• Технические  характеристики  ДЕ-10-14 ГМ:

Тип котла	Паропр. т/ч (МВт)	Рабочее давление МПа (кгс/см2/)	Темп, пара °С	КПД, %		Расход топлива		Габариты (LxBxH), мм	Масса, кг
				газ	мазут	газ (м3/ч)	мазут (кг/ч)
ДЕ-4-14 ГМО	4,0 (2,65)	1,4 (14)	194	92,1	89,9	287	272	4195x3980x5050	12506
ДЕ-6,5-14 ГМО	10 (4,31)					466	443	4080x3980x5050	13908
ДЕ-6,5-14-225 ГМО				92,4	90,3	482	455	4800x3980x5050	14130
ДЕ-10-14 ГМ	10,0 (6,63)			93,2	91,3	710	671	6530x3980x5050	17681
ДЕ-10-14-225 ГМО			225	91,9	90,8	742	695	6530x4080x5050	18581
ДЕ-10-24 ГМО		2,3 (23)	221	93,2	91,3	710	671	6573x4080x5050	20254
ДЕ-10-24-250 ГМО			250	91,9	90,8	742	695		21286
ДЕ-16-14 ГМО	16,0 (10,61)	1,3 (13)	194	93	90,1	1141	1088	8655x5205x6050	20743
ДЕ-16-14-225 ГМО			225		89,9	1202	1124	8655x5205x6050	22110
ДЕ-16-24 ГМО		2,3 (23)	221		90,08	1141	1088	8655x5210x6050	23658
ДЕ-16-24-250 ГМО			250	91,2	89,9	1202	1124	8655x5205x6050	25250
ДЕ-16-24-380 ГМО			380	91,5	88,7	1390	1296	8565x5242x6260	25690
ДЕ-25-14 ГМО	25,0 (16,58)	1,3 (13)	194	93,9	91,7	1762	1670	10195x5315x6095	27843
ДЕ-25-14-225 ГМО			225	93	90,6	1868	1740	10195x5315x6095	27400
ДЕ-25-15-270 ГМО		1,4 (14)	270	93,4	90,95	1916	1803	10195x5480x6120	29199
ДЕ-25-15-285 ГМО			285	93,1	90,9	2023	1879	10195x5315x6100	32026
ДЕ-25-24 ГМО		2,3 (23)	221	93,9	91,7	1762	1670	10195x5210x6095	30836
ДЕ-25-24 ГМ-ОЭ				94,5	90,93	1750	1684	12363x5340x5967	36290
ДЕ-25-24-250 ГМО			250	91,3	89,9	2126	2008	10195x5315x6095	31430
ДЕ-25-24-380 ГМО			380					10195x5570x6095	32756

Паровые котлы типа Е(ДЕ). Паровой котёл ДЕ 4/14 ГМ Новый, без обмуровки, с экономайзером и дымососом. Предназначение: • получение пара, используемого для технологических нужд промышленных предприятий; • использование в качестве отопительных котлов для систем автономного отопления;  • применение в системах вентиляции и горячего водоснабжения. Техническая характеристика парового котла ДЕ 4/14 ГМ • Топливо: мазут или природный газ • Паропроизводительность, т/ч: 4,0 • Давление пара, МПа (кгс/см2): 1,4 (14) • Температура (насыщенного) пара, °С: 194 • Температура (перегретого) пара, °С: 225 • Расчетный КПД, % на газе/мазуте: 90,8/89,5 • Тип горелки: ГМ-2,5 • Габаритные размеры котла, мм (длина/ ширина/ высота): 4280/ 4300/ 5050 • Масса в объеме заводской поставки, кг: 10 258 Преимущества газ-мазутного парового котла ДЕ 4/14 ГМ • повышенная паропроизводительность и КПД; • упрощенная тепловая схема; • сниженные потери в тепловом балансе котельных. Средний срок службы газ-мазутного парового котла ДЕ 4/14 ГМ между капитальными ремонтами при числе часов использования установленной мощности 2500 ч/г - 3 года, средний срок службы до списания - 20 лет.

Часть 3. Топливо и его сжигание Тема 13. Топливо и его характеристики

13.1.Виды топлива и их особенности

Энергетическим топливом называются горючие вещества, которые экономически целесообразно использовать для получения в промышленных целях больших количеств тепла. Основными его видами являются органические топлива: торф, горючие сланцы, угли, природный газ, продукты переработки нефти.

По способу получения различают природные и искусственные топлива. К природным относятся натуральные топлива: уголь, сланцы, торф, нефть, природные газы. Из твердых топлив к искусственным относятся кокс, брикеты угля, древесный уголь. Из жидких - мазут, бензин, керосин, соляровое масло, дизельное топливо. Из газовых — газы доменный, генераторный, коксовый, подземной газификации.

Торф, бурые угли, каменные угли и антрациты образовались в процессе последовательной углефикации отмершей растительной массы.

Основная выработка электрической и тепловой энергии производится на твердом топливе.

Характеристики и состав твердого топлива, в том числе выход летучих, спекаемость кокса, оказывают сильное влияние на процесс горения угля. С увеличением выхода летучих и содержания в них более реакционно-способных газов воспламенение топлива становится легче, а кокс благодаря большей пористости получается более реакционно-способным.

По этим свойствам каменных углей проводят их классификацию. Ископаемые угли подразделяются на три основных типа: бурые, каменные угли и антрацит.

Бурые угли. К бурым углям марки Б относят угли с неспекающимся коксом и высоким выходом летучих, обычно более 40%, и с высшей теплотой сгорания^[1] рабочей массы без зольного угля, меньшей 5700 ккал/кг (23883 Дж/кг).

Бурые угли характеризуются высокой гигроскопической и в большинстве случаев высокой общей влажностью, пониженным содержанием углерода и повышенным содержанием кислорода по сравнению с каменными углями. Вследствие сильной балластированности золой (А^р=15-25%)^[2] и влагой (W^p=20—35%) низшая теплота сгорания^[3] бурых углей пониженная МДж/кг (2500-3600 ккал/кг).

Каменные угли. К каменным углям относят угли с высшей теплотой сгорания рабочей массы без зольного угля большей 5700 ккал/кг (23883 Дж/кг) и с выходом летучих более 9%. Основная масса их спекается. Часть их с выходом летучих веществ большим 42—45% (длиннопламенные) и меньшим 17% (тощие) - не спекается.

Каменные угли обладают относительно меньшим балластом: А^р=5-15%, W^p=5—10% и более высокой теплотой сгорания  МДж/кг (5500—6500 ккал/кг).

Торф является химически и геологически наиболее молодым ископаемым твердым топливом и обладает высоким выходом летучих (V^г=70%), высокой влажностью (W^р=40—50%), умеренной зольностью (A^р=5—10%), низкой теплотой сгорания  МДж/кг (2000—2500 ккал/кг).

Сланцы. В Эстонии большое значение имеют горючие сланцы, добываемые открытым способом. Зольность сланцев очень большая и доходит до A^р=50-60%, влажность также повышенная W^р=l5—20%. Вследствие большого балласта их теплота сгорания низкая  МДж/кг (1400—2400 ккал/кг) при высокой теплоте сгорания горючей массы  МДж/кг (6500—8000 ккал/кг). Высокое содержание водорода в горючей массе H^г=7,5—9,5% обусловливает большой выход летучих у сланцев, достигающий 80—90%, и их легкую воспламеняемость.

Топливо с высокой зольностью и влажностью вследствие большого содержания внешнего балласта целесообразно использовать вблизи места его добычи для уменьшения непроизводительных транспортных расходов на перевозку большой массы золы и влаги. В этом смысле такие топлива принято называть местными. К ним, в частности, относятся некоторые бурые угли, как, например, подмосковные, башкирские, украинские, торф и сланцы.

Мазут. Из жидких топлив в энергетике используется мазут трех марок — 40, 100 и 200. Марка определяется предельной вязкостью, составляющей при 80°С для мазута 40 — 8,0; для мазута 100 — 15,6; для мазута 200 — 6,5—9,5 град. усл. вязкости (°УВ) при 100°С.

В мазуте содержится углерода 84—86% и водорода — 11—12%, содержание влаги не превышает 3—4%, а золы — 0,5%. Мазут имеет высокую теплоту сгорания  МДж/кг (9400—9600 ккал/кг).

По содержанию серы различают малосернистый мазут S^р≤0,5%, сернистый — S^р до 2% и высокосернистый S^р до 3,5%; по вязкости — маловязкий и высоковязкий, содержащий смолистые вещества и парафин. Наиболее вязкие сорта мазута имеют температуру застывания 25—35 ⁰С. В связи с этим при сжигании применяется предварительный нагрев вязких мазутов до температуры 80—120°.

Природный газ. Большое значение в топливном балансе Украины имеют природные газы, представляющие собой смесь углеводородов, сероводорода и инертных газов: азота и углекислоты. Основной горючей составляющей природных газов является метан (от 80 до 98%), что обусловливает их высокую теплоту сгорания. В них инертных газов содержится немного: 0,1—0,3% С0₂ и 1—14% N₂.

Теплота сгорания сухого природного газа  МДж/м³ (8000—8500 ккал/м³).

Доменный газ образуется при выплавке чугуна в доменных печах. Его выход и химсостав зависят от свойств шихты и топлива, режима работы печи, способов интенсификации процесса и других факторов. Выход газа колеблется в пределах 1500-2500 м³ на тонну чугуна. Доля негорючих компонентов (N₂ и CO₂) в доменном газе составляет около 70%, что и обуславливает его низкие теплотехнические показатели (низшая теплота сгорания газа равна 3-5 МДж/м³).

При сжигании доменного газа максимальная температура продуктов сгорания (без учёта тепловых потерь и расхода теплоты на диссоциацию CO₂и H₂O) равна 1400-1500 ⁰C. Если перед сжиганием газа его и воздух подогреть, то температуру продуктов сгорания можно значительно повысить.

Ферросплавный газ образуется при выплавке ферросплавов в рудовосстановительных печах. Газ, отходящий из закрытых печей, можно использовать в качестве топливных ВЭР (вторичные энергетические ресурсы). В открытых печах в связи со свободным доступом воздуха газ сгорает на колошнике.

Выход и состав ферросплавного газа зависит от марки выплавляемого сплава, состава шихты, режима работы печи, её мощности и т.п. Состав газа: 50-90% CO, 2-8% H₂, 0,3-1% CH₄, O₂<1%, 2-5% CO₂, остальное N₂. Максимальная температура продуктов сгорания равна 2080 ⁰C. Запылённость газа составляет 30-40 г/м³.

Конвертерный газ образуется при выплавке стали в кислородных конвертерах. Газ состоит в основном из оксида углерода, выход и состав его в течение плавки значительно изменяются. После очистки состав газа примерно таков: 70-80% CO; 15-20% CO₂; 0,5-0,8% O₂; 3-12% N₂. Теплота сгорания газа составляет 8,4-9,2 МДж/м³. Максимальная температура сгорания достигает 2000 ⁰С.

Коксовый газ образуется при коксовании угольной шихты. В чёрной металлургии он используется после извлечения химических продуктов.

Состав коксового газа зависит от свойств угольной шихты и условий коксования. Объёмные доли компонентов в газе находятся в следующих пределах, %: 52-62 H₂; 0,3-0,6 O₂; 23,5-26,5 CH₄; 5,5-7,7 CO; 1,8-2,6 CO₂. Теплота сгорания равна 17-17,6 МДж/м³, максимальная температура продуктов сгорания - 2070 ⁰С.