Работа парового котла: Принцип работы парового котла

Содержание

Принцип работы парового котла

Паровой котел является специальным устройством, внутри которого происходит процесс топки. В процессе топки сгорает топливо либо твердого, либо жидкого вида. Паровой котел является устройством для получения тепловой энергии за счет сжигания топлива. Тепловая энергия в виде пара необходима для отопления, как жилых домов, так и промышленных помещений. Поэтому котлы парового типа является универсальными устройствами, необходимыми для систем отопления. Именно котел является центром отопительной системы, из которого передается пар по трубам в другие помещения.

Как работает паровой котел

Котел паровой отапливается за счет различных видов современного топлива. Это могут быть как твердые материалы, так и жидкости, пригодные для топки. Внутри котла есть центральная чаша с водой. Принцип работы котла — это нагревание воды до состояния пара при помощи сжигания топлива. Пар, полученный в результате водных испарений, служит средством отопления. Так как его легко направлять до разных помещений по трубам под высоким давлением.

Техническое устройство парового котла

Как можно заметить, котел паровой считается технически сложной системой, которая является результатом профессиональной деятельности квалифицированных инженеров. Но при этом управлять котлом достаточно просто. Сам процесс управления и базовая настройка для бытовых целей не требует специального образования и профильной квалификации. Достаточно лишь прочитать несложную инструкцию, чтобы запустить или выключить котел.

Основные разновидности современных котлов

Паровые котлы активно используют как в промышленных масштабах, так и для отопления небольших частых домов и загородных дач. Понятное дело, что при помощи одного котла невозможно одинаково хорошо отопить и небольшой домик, и производственное помещение достаточно большого метража. Поэтому для отопления разных помещений используют разные паровые котлы, внутренняя система которых отличается друг от друга.

Паровой котел для домашнего использования отличается от аналогичного устройства для применения в промышленных целях не только размером, но и внутренней составляющей. Очевидно, что для обогрева большого пространство нужно в несколько раз больше пара, нежели для системы отопления частного дома. Также необходима совершенно другая система труб, которые отходят от отопительного устройства.

Каждая модель котла парового предназначена для выполнения своей непосредственной функции. Некоторые модели подходят для систем отопления в частных целях для небольших помещений, а некоторые устройства предназначены для организации систем отопления в промышленных масштабах. Поэтому перед покупкой устройства необходимо проконсультироваться со специалистом, который поможет подобрать оптимальное устройство для решения ваших задач.

Устройство и принцип работы паровых котлов

Паровые котлы – особая разновидность котельного водяного оборудования. Устройство агрегатов во многом сходно с водогрейными котлами, отличается принцип работы. Основная область применения паровых котлов – промышленность и энергетика. Паровое отопление запрещено в многоквартирных жилых домах, изредка встречается в частном секторе. Теплогенераторы этого типа обладают как рядом достоинств, так и некоторыми недостатками.

Применение паровых котлов

Паровые котлы классифицируются по давлению выпускаемого пара и делятся на три основных категории:

  1. Низкого давления – до 1,0 МПа;
  2. Среднего давления – от 1,0 до 10 МПа;
  3. Высокого давления – до 14 МПа.

Кроме этого, отдельной группой идут котлы сверхвысокого (до 20 МПа) и сверхкритического (до 24 МПа) давления. По производительности (тонн пара в час) паровые котлы бывают малой, средней и высокой производительности.

Основные направления применения паровых котлов:

  1. Энергетика – производство электрической энергии;
  2. Промышленность – производство пара требуемых параметров для технологических нужд;
  3. Отопление, в основном больших объемов помещений;
  4. Утилизация высокотемпературных компонентов производственной деятельности.

В электроэнергетике паровые агрегаты служат приводом для паровых электрических турбин генераторов – пар, выходящий из котла, приводит в движение турбину. В теплоэнергетике пар используется для нагрева воды для систем отопления и горячего водоснабжения больших объемов.

В промышленных технологических цепях котлы парового типа используются для предварительной обработки различного сырья – растительного и животного происхождения, пропарки емкостей и оборудования, дезинфекции, нагрева воды и так далее.

В качестве теплоисточника систем отопления паровые котлы применяются чаще всего для обогрева крупных объектов – цехов, ангаров, складов, гаражей, депо. Это обусловлено высокой тепловой эффективностью парового отопления, не требующей больших поверхностей нагревательных приборов.

Пар в качестве теплоносителя имеет высочайшее теплосодержание, в том числе теплоту конденсации пара. В итоге пар значительно превосходит по теплофизическим характеристикам воду – традиционный теплоноситель.

Последнее значимое направление использования оборудования – утилизация (сбор теплоты) высокотемпературных отходов. Чаще всего это дымовые газы промышленных печей различного назначения – металлургических, стекловаренных, химико-технологических и других. Также отбирается тепло при охлаждении атомных реакторов.

Принцип работы паровых котлов

Алгоритм работы паровых котлов организован на нагреве воды до точки кипения, преобразования ее в паровую фазу с различными параметрами. Процесс реализуется за счет организации контролируемого уровня воды в котле и образовании зеркала испарения.

Уровень воды в котле контролируется датчиками уровня. При пуске котла питательный насос закачивает в зону нагрева (испарения) воду до точки верхнего рабочего уровня. При включении горелки или организации горения твердого топлива вода нагревается, начинается процесс испарения.

При достижении нижнего рабочего уровня (после испарения объема воды) вновь включается питательный насос, уровень поднимается до верхнего рабочего. Работа продолжается в циклическом режиме. Кроме рабочих уровней существуют уровни безопасности – верхний и нижний аварийные.

При достижении уровня воды нижнего аварийного предела возможно повышение давления до аварийных значений. При преодолении верхнего аварийного уровня происходит заброс пароводяной фазы теплоносителя в магистральный паропровод и возникновение сильнейших гидравлических ударов. Гидроудары могут разрушить оборудование.

Автоматика котла поддерживает контроль за значениями уровня воды, давлением пара – при превышении заданных параметров оборудование отключается по блокировке. При сбое автоматики срабатывают механические устройства – предохранительные сбросные клапан, выводящие избыток пара за пределы рабочей зоны.

При работе паровых котлов не требуется организации блока циркуляции пара по сети потребления – пар движется благодаря подпору давлением от новых объемов, испаряемых в котле.

В замкнутой системе пар отдает теплоту, конденсируется и возвращается в зону котла, чаще всего с помощью насоса из конденсатосборника. Конденсат не требует химической подготовки и может вновь использоваться для питания котла.

В открытых системах, без возврата конденсата (или частичным возвратом), запас воды пополняется из водопровода. При этом вода должна проходить подготовку – очищаться от солей жесткости, кислорода, посторонних примесей. Возможно применение антикоррозионных добавок, контроля за уровнем pH (водородного показателя), нейтрализация щелочности воды.

Типы устройства паровых котлов

Паровые котлы производят пар двух видов:

  1. Насыщенный, с температурой 1000С, давлением до 100 кПа;
  2. Перегретый, с избыточным давлением до 280 кгс/см2 и температурой до 5000С.

Перегрев пара производится за счет дополнительного нагрева в теплообменниках пароперегревателей. Эти устройства нагревают отходящий пар, используя высокую температуру дымовых газов.

В качестве топлива котлы используют:

  • Природный газ;
  • Уголь;
  • Электрическая энергия;
  • Жидкое топливо – мазут, дизтопливо и так далее.

По устройству и принципу нагрева воды котлы имеют две основных модификации:

  1. Газотрубные;
  2. Водотрубные.

Газотрубные котлы устроены как сосуд со встроенной трубой (трубами) крупного диаметра. Сосуд заполнен водой до рабочего уровня. Пламя горелочного устройства направлено во внутренний объем трубы (труб).

Пламя нагревает трубы, вода вокруг трубы кипит и испаряется. Котел такого типа называется жаротрубным. Горелочные устройства оборудуются вентиляторами наддува для оптимизации пламени.

Второй тип газотрубного котла – агрегат с дымогарными трубами. В этом случае по трубам движется поток отходящих дымовых газов. По сути, такие котлы являются классическими котлами-утилизаторами.

Недостатком таких котлов является большой объем пара, содержащийся в котле под давлением. Это требует увеличения толщины стенок оборудования, налагает предел на максимальное давление – до 10 кгс/см2.

Водотрубные котлы превосходят газотрубные по величине КПД, скорости нагрева и производительности. При их работе вода движется по трубам малого диаметра, пламя горит в межтрубном пространстве. Преимущество достигается за счет более значительной и качественной поверхности нагрева воды (испарения).

Водотрубные паровые котлы подразделяются на 2 типа:

  1. Барабанные;
  2. Прямоточные.

Барабанные водотрубные котлы бывают горизонтальной и вертикальной ориентации, имеют минимум один барабан (емкость) в верхней части агрегата. Барабан служит сборником пара, на его стенках образуется конденсат недогретого пара – он вновь стекает в зону кипения и нагрева. Котел может иметь в своей конструкции несколько барабанов.

Прямоточные котлы отличаются высокой скоростью парообразования, вода испаряется в трубном пространстве и покидает котел.

Основное и вспомогательное оборудование паровых котлов

Паровой котлоагрегат имеет в своем составе основные элементы и устройства:

  1. Топочная камера;
  2. Обечайка (корпус) котла;
  3. Горелка – для газовых и жидкотопливных котлов;
  4. Поверхности нагрева – трубы, экраны;
  5. ТЭНы или электроды – для электрических котлов;
  6. Теплоизоляция корпуса;
  7. Наружная декоративная обшивка;
  8. Система управления, безопасности и автоматики;
  9. Питательный насос.

Топочная камера твердотопливных котлов разделяется на две части колосниковой решеткой. Корпусы котлов выполняются из жаропрочных видов стали.

Горелочные устройства чаще всего оборудуются системами наддува воздуха. Нагнетание воздуха для интенсификации горения производится вентилятором.

В электрических парогенераторах вода нагревается до кипения ТЭНами или электродами. Особая разновидность паровых котлов – индукционные электрические котлы. Здесь нагрев достигается за счет индукционного поля.

Теплоизоляция корпуса предохраняет аппарат от потери теплоты, обеспечивает отсутствие раскаленных поверхностей. Материалами для изоляции служат современные изоляционные материалы с повышенной жаростойкостью, используются и традиционные – огнеупорный кирпич, шамотная глина, асбестсодержащие волокна.

 Система автоматики обеспечивает контроль за работой устройства, безопасность режима и параметров, блокирует (прерывает) горение при достижении критических значений. 

Питательный насос производит дозированную подачу питательной воды по сигналам датчиков уровня. Устройство работает в циклическом режиме.

Обязательными элементами в конструкции котла являются предохранительные клапана, показывающие приборы – манометры и термометры, визуальные показатели уровня воды. Устройством для визуального контроля служит уровнемерная колонка с уровнемерными стеклами (не менее двух). В колонку встроены датчики уровня.

 Эксплуатация котла разрешается только при исправности обоих уровнемерных стекол. 

Вспомогательным оборудованием парового котла являются:

  1. Система водоподготовки;
  2. Водяной экономайзер;
  3. Воздухоподогреватель;
  4. Пароперегреватель;
  5. Деаэратор;
  6. Сепаратор;
  7. Дымосос.

Система водоподготовки обеспечивает доведения качества подпиточной воды до требуемых параметров. Основной вид водоподготовки – натрий-катионитовые фильтры. Вода проходит через слой наполнителя в колонне фильтра, при этом происходит замещение ионов солей жесткости (Ca+, Mg+) на ионы поваренной соли.

Очистка исходной воды от солей жесткости – обязательное условие нормальной работы оборудования. При повышенном содержании соли выпадают в твердый осадок на поверхностях нагрева. Это значительно снижает эффективность теплопередачи, в итоге приводит к прогоранию металлических поверхностей.

Кроме этой функции, водоподготовка может дозировать в подпиточную линию различные спецкомпоненты. Эти добавки связывают кислород, снижая скорость коррозии, поддерживают необходимый уровень водородного показателя. Применение дополнительных функций благотворно влияет на качество работы устройства, увеличивает срок его службы.

Водяной экономайзер служит для нагрева питательной воды, воздухоподогреватель – для нагрева воздуха, подаваемого на горение. Оба устройства используют теплоту отходящего дыма. Использование этих теплообменных аппаратов повышает общий коэффициент полезного действия котлоагрегата.

По этому же принципу (утилизация тепла дымовых газов) действует пароперегреватель. Он обеспечивает нагрев пара до более высоких значений температуры.

Нужно отметить, что установка теплообменных устройств на дымовой тракт требует проведения тщательных расчетов. Устройства обладают высоким аэродинамическим сопротивлением – это может препятствовать удалению дыма, нарушать процесс горения. При значительной суммарной величине сопротивления устанавливают дымосос.

 Деаэратор служит для удаления воздуха из питательной воды. Сепарационные устройства предназначены для удаления водяной составляющей из пара на выходе из котла. Это делает пар более сухим, снижает скорость коррозионных процессов в зоне потребления, предотвращает гидравлические удары. Отделение достигается за счет изменения направления движения потока и диаметра трубопровода.

Паровые котлы обладают высокой производительностью, работают при высоких температурах и избыточном давлении. Эти условия усложняют общее устройство котлоагрегата, требуется дополнительное оборудование. Принцип работы, условия эксплуатации требуют обязательного присутствия обслуживающего персонала.

(Просмотров 2 436 , 3 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Паровой котел принцип работы — принцип работы парового котла

Системы котлов сегодня применяются для обогрева помещений различного назначения, для нагревания воды, для подпитки различного промышленного оборудования.

Если не знать, что такое паровой котел принцип работы данного оборудования не понимать, то можно вполне перепутать такой вид отопления с водяным. Паровое отопление нельзя устанавливать в жилых сооружениях. Но в то же время паровые котлы и парогенераторы являются очень полезными установками, применяемыми во многих сферах. Энергия пара применяется в кондитерском производстве, где паровой котел принцип работы имеет очень интересный и сложный. Огромные емкости, где готовятся разные кондитерские продукты, разогреваются посредством запуска горячего пара в полости по периметру таких емкостей. Электропарогенераторы находят применение в изготовлении хлебных изделий. При обработке мясных туш и при изготовлении колбас также применяется пар.

Известно, что принцип работы парового котла подразумевает выработку пара, который образуется вследствие нагревания воды внутри сосудов с высоким давлением. На молокозаводах паровые котлы позволяют производить санитарную обработку трубопроводов и стерилизацию молочной продукции.

Сельскохозяйственная сфера также не обходится без паровых котлов, которые помогают правильно запаривать корма для многочисленных поголовий животных, также при помощи пара производят гранулированное питание для скота. Кроме того, энергию пара широко применяют в строительной сфере и при выработке стройматериалов. На заводах ЖБИ пропариваются в камерах изделия. Сушка пиломатериалов в деревообрабатывающих цехах также требует наличия парогенератора. Вспенивание и спекание пенополистирола было бы невозможным без применения парогенератора. Строители применяют пар для зимнего прогрева бетона и размораживания площадок.

Если же котлы применяются для отопления, то эффективными вариантами здесь являются электродные котлы галан, являющиеся инновационными приборами, функционирующими по проточному принципу. На установку таких котлов не нужно получать разрешение. Такие электроводонагреватели разогревают теплоноситель посредством ионизации.

Современный котел галант имеет мелкую ионизационную камеру, но стремительно разогревает воду. Также этот производитель предлагает тэновые отопительные установки. Это серия Галан Турбо. Любой котел галант из данной серии произведен с соблюдением высоких технологий и характеризуется отличным качеством работы.

 

Эксплуатационные режимы работы паровых котлов

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Основной задачей эксплуатации котлов является обеспечение их дли­тельной надежной работы с максимальной экономичностью при соблюде­нии диспетчерского графика нагрузки.

График нагрузки электростанции обычно имеет ту или иную неравно­мерность. Различают суточный, недельный и сезонный графики нагрузки. Как правило, в утренние и вечерние часы суток наблюдаются пики нагруз­ки, а в ночное время происходит заметный ее спад. Существенный спад нагрузки отмечается также в нерабочие дни, особенно в их ночное время. В сезонном аспекте наибольший уровень нагрузки, как правило, отмечается в период так называемого осенне-зимнего максимума.

Таким образом, любой паровой котел может находиться в эксплуата­ции с разными тепловыми нагрузками в различные периоды времени. Если определить суммарную его паропроизводительность за все время работы в течение года и отнести к его номинальной паропроизводительности DHом, то получим условное время работы котла в течение года в номинальном режиме:

Густ = —————- , (7.1)

И ном

Где Д, п — паропроизводительность, т/ч и время работы котла, ч, с этой производительностью в течение года. Величину Густ называют временем работы котла с установленной мощностью.

Различают базовый, полупиковый и пиковый режимы работы оборудо­вания. Базовым считают режим эксплуатации преимущественно с постоян­ной нагрузкой, близкой к номинальной Dpaб = (0,8—1,0)DHOM без останова оборудования в нерабочие дни при времени тусг — 6 500-7 500 ч в течение года (при календарном времени тгод = 8 700 ч). реО

‘год

Где Граб — время работы котла с нагрузкой, ч; тре3 — время нахождения в резерве, ч.

Значение времени траб + трез можно выразить другим способом:

Траб Трез ~ 7″год 7″пл. р 7″отк* (7.3)

Здесь тпл. р — время проведения планового ремонта (капитального, среднего или текущего), тпл. р = 250-450 ч и до 720″ч в капитальном ремонте; т0ТК — время вынужденных остановов для ликвидации причин отказа работы обо­рудования котла, в том числе аварийные остановы, ч. Время т0ТК является основным показателем надежности работы котла, ограничивающим значе­ние коэффициента готовности Кг. Статистика фиксирует, что наибольшее время отказов имеет место в первые 2-4 года после пуска новой серии кот­ла, особенно на твердом топливе (до 14%тгод), затем т0Тк заметно снижается (до 3%тГОд и менее). Коэффициент готовности блоков ТЭС 200-800 МВт составляет Кг = 0,8-0,88.

Кроме показателей надежности и времени использования установлен­ной мощности, основной эксплуатационной характеристикой котла является его КПД (см. § 6.2).

Режим работы котла на любой из нагрузок с незначительными откло­нениями параметров пара в течение длительного времени называют ста­ционарным. Режимы, характеризующиеся изменениями нагрузки, а также отклонениями параметров пара в результате внутренних или внешних воз­мущений, называют нестационарными. Внешними называют возмущения режима вследствие изменения одного или нескольких выходных парамет­ров работающего блока (таких как электрическая нагрузка турбогенератора, давление пара в паропроводе, температура питательной воды). Внутренни­ми являются изменения рабочего режима котла, направленные на ликвида­цию внешних отклонений (изменения расхода воды в котел, расхода топлива и воздуха в горелки).

Рис. 7.1. Режимная карта барабанного парового котла.

Эксплуатация котла ведется на основе режимной карты (см. рис. 7.1), которая составляется по результатам эксплуатационных (балансовых) испы­таний, целью которых является установление оптимальных условий работы топки, определение оптимального избытка воздуха и тонкости размола пы­ли при разных нагрузках, максимально допустимой и минимальной устой­чивой нагрузки котла, тепловых потерь при работе котла. Режимная карта является обязательным руководством для дежурного персонала при эксплу­атации котла на различных режимах. Кроме основных характеристик, пока­занных на рис. 7.1, в режимной карте указываются нагрузка электродвигате­лей дутьевых вентиляторов и дымососов, воздушное сопротивление возду­хоподогревателя, характеризующее расход воздуха на горелки, температура горячего воздуха, газов в поворотной камере котла и ряд других показателей.

С развитием мощности паровых котлов, усложнением схем число кон­тролируемых факторов растет, поддержание оптимального режима стано­вится все более сложной задачей, поэтому управление режимом работы передается на электронные управляющие системы.

Работа котла при переменных нагрузках требует знания рабочего диа­пазона нагрузок, в котором каждый котел может работать надежно и дли­тельно с заданной экономичностью.

Расчетная номинальная нагрузка DH0M является максимальной, кото­рую может длительно нести паровой котел с заданным КПД. Превышение ее ведет к снижению КПД, росту напряжения металла, более опасному для барабана и коллекторов перегревателя, и при определенных условиях может вызвать аварийный останов котла. На основании опыта эксплуатации и ана­лиза надежности работы оборудования на пониженных нагрузках ведущие научно-исследовательские и наладочные организации страны ВТИ и ПО «Союзтехэнерго» разработали «Нормы минимальных допустимых нагрузок блоков 160-800 МВт». Поскольку ограничения рабочей нагрузки турбины практически не существует, то минимальные нагрузки блоков определяются паровым котлом.

Каждый вид котла имеет допустимую минимальную нагрузку DMин, ниже которой работать нельзя. Нижний предел допустимой устойчивой на­грузки определяется:

А) устойчивостью процесса горения топлива;

Б) надежностью работы экранных поверхностей топочной камеры.

По устойчивости горения топлива природный газ и мазут практически

Не имеют ограничений. Реакционные топлива с большим выходом лету­чих веществ при твердом шлакоудалении обеспечивают устойчивое горе­ние факела до нагрузки 40-50%ДОм> остальные топлива (антрациты, тощие угли) — до 50-60%.Dhom. При жидком шлакоудалении ограничение связано с поддержанием жидкотекучего состояния шлака. В этом случае минималь­ная нагрузка определяется температурой плавления шлаков и конструкцией камеры горения и составляет обычно 60-75%Дюм, часто с «подсветкой», то есть сжиганием в отдельных горелках небольшого количества (8-10% по тепловыделению) мазута или природного газа для гарантии против засты­вания шлаков.

Надежность работы экранных поверхностей при наличии естественной циркуляции зависит от появления застоя и опрокидывания циркуляции в от­дельных неудачных по конструкции или условиям обогрева контура трубах и по испытаниям ограничивается нагрузкой 30-40%Д, ОМ. В прямоточных паровых котлах минимальная нагрузка определяется уровнем массовой ско­рости wp = 500-600 кг/м2с, обеспечивающей допустимую температуру ме­талла поверхности в зоне ядра факела, что отвечает Дшн — 30%ДЮм- При­менением рециркуляции рабочей среды в экранах топочной камеры можно снизить Дшн до 10-15%Д, ом.

В период прохождения максимума нагрузки энергосистемы допуска­ется режим перегрузки энергоблоков примерно на 5% номинальной мощ­ности. Возможность перегрузки заложена в конструкции котла и турбины, однако экономические показатели в условиях перегрузки снижаются. Огра­ничения перегрузки парового котла связаны с ростом давления пара в бара­бане котла и пароперегревателя, ростом температуры металла поверхностей

Нагрева, а при сжигании твердого топлива — дополнительно со шлакованием поверхностей топки конвективных пакетов труб в горизонтальном газоходе котла.

І р. МПа

РЇ

/

/

1

……………….. 1 ……………….

1 1

Nbt МВт

Л—————— 1—————

100 , 200 300

А)

Рис. 7.2. Изменение параметров пара и экономичности блока при работе на скользя­щем давлении: а — изменение давления перед турбиной б — изменение КПД энер­гоблока; индекс «н» — при номинальной нагрузке: 1 — при скользящем давлении пара; 2-е постоянным давлением пара.

Работа парового котла на пониженных нагрузках может происходить при постоянном или переменном (скользящем) давлении перегретого пара перед турбиной (рис. 7.2, а) при сохранении номинальной температуры па­ра. В первом случае снижение нагрузки обеспечивается изменением расхода пара в турбину за счет включения дроссельного или соплового регулирова­ния, т. е. дросселированием пара перед турбиной, что связано с заметным снижением экономичности. Выгоднее держать полностью открытыми все регулирующие органы по тракту пара от котла, включая регулирующие кла­паны турбины, а уменьшение нагрузки обеспечивать снижением начального давления и расхода пара, воздействуя только на расход топлива в горелки котла.

С учетом отсутствия потерь на перераспределение пара в регулиру­ющей ступени, увеличения скорости пара в ступенях за счет роста объема пара КПД проточной части цилиндра высокого давления турбины в режиме скользящего давления при пониженных нагрузках становится выше и сни­жение экономичности блока в целом тормозится (рис. 7.2,6). Применение скользящего давления рекомендуется при нагрузках ниже 0,75-0,8iVHOM.

Сравнение режимов работы со скользящим и постоянным давлением на блоках 300 МВт показали, что при мощности блока 150 МВт выигрыш в удельном расходе топлива на блок при скользящем давлении составляет
11-13 г/кВт. ч. (3,1-3,7%). Кроме того, при таком режиме работы снижают­ся также затраты энергии на питательные насосы, повышается надежность работы поверхностей котла за счет уменьшения механических напряжений металла. Однако перевод котла на режим скользящего давления требует обязательной проверки его на устойчивость гидродинамических характе­ристик пароводяного тракта котла и исключение перегрева металла. Это особенно важно для котлов, работающих при сверхкритических давлениях, для которых работа панелей топочных экранов на докритическом давлении не всегда допустима (появление двухфазной среды, пульсации расхода по трубам).

Автоклав – это своего рода скороварка, которая предназначена для приготовления консервации. Такое приспособление сокращает необходимое время термической обработки в некоторых случаях в 2 раза. При этом при помощи вместительных автоклавов …

Одной из альтернатив газовым отопительным агрегатам являются твердотопливные котлы. Их популярность среди владельцев частных домов, не имеющих подключения к магистральным сетям, растет с каждым днем.

Сервисное обслуживание котельных наравне с правильной эксплуатацией считается невероятно важным фактором. Наша компания предлагает высококачественные услуги в данном направлении. Полный комплекс услуг позволит привести котельную в полный порядок, обеспечить ее …

Виды, принцип работы, устройство и возможности использования промышленных паровых котлов

Технологические процессы в разных отраслях промышленности предусматривают использование пара. Его вырабатывают паровые котлы. Они отличаются по конструкции, мощности и видам топлива, которое используется для растопки.

Сферы применения

Главное предназначение паровых котлов – это разогрев воды и выработка нужного количества пара. Высокотехнологичное оборудование используется:

— в коммунальном хозяйстве;

— в лёгкой промышленности и сельском хозяйстве;

— в деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных цехах;

— в медицине и пищевой промышленности;

— в нефтегазовой отрасли и строительстве.

Паровые установки используются для отопления помещений и запуска производственных агрегатов. Они работают на предприятиях разных функциональных схем. Для промышленного использования пар нагревают до 115°С. Поэтому эксплуатация паровых котлов требует соблюдения особых требований безопасности.

Классификация установок по видам используемого топлива

По этому признаку различают газовые, мазутные, угольные и электрические паровые котлы. Сами названия говорят о том, какой вид топлива используется для запуска оборудования:

газовые котлы работают на природном или сжиженном газу;

— для растопки угольных установок используют каменный уголь, сланцы или торф, отходы деревообрабатывающих предприятий;

мазутные агрегаты заправляются продуктами переработки нефти (лёгкий мазут или дизельное топливо).

паровые котлы высокого давления могут запускаться от электрической энергии.

Самыми экономичными являются установки, которые работают на природном газе. Угольные котлы используют там, где нет технологической возможности использовать газ. Жидкое топливо гораздо дороже.

Принцип работы парового котла

Энергия используется для разогрева воды. Пар, который образовывается в процессе этого, является теплоносителем. Его задача заключается в том, чтобы переносить тепловую энергию от сгорания топлива к месту её использования.  

Выделяют такие этапы работы паровых котлов.

  1. Очищенная вода подаётся в резервуар при помощи насоса.

  2. По трубам она стекает в нижний коллектор.

  3. Проходя через зону нагрева, вода превращается в пар.

  4. В сепараторе он очищается и поступает в паропровод.

  5. В парогенераторах пар проходит через зону нагрева повторно.

Устройство паровых котлов

Чаще всего, резервуар установки представляет собой трубу. Именно в ней вода нагревается и испаряется. Кроме резервуара устройство парового котла подразумевает наличие топочной камеры (если оборудование не работает от электричества). Устройство топочной камеры зависит от того, какой вид топлива используется.

По конструктивным особенностям различают два типа агрегатов.

  1. Газотрубные котлы. При сгорании топлива образуются горячие газы. Они обогревают трубы с водой. Такое устройство котла подразумевает больший диаметр труб для воды и пара. Мощность установки ограничена давлением 1Мпа и способностью образовывать тепло до 360кВт.

  1. Водотрубные котлы. Горячий газ может двигаться по трубе, которая расположена внутри резервуара с водой. Схема парового котла немного сложней. Мощность водотрубного агрегата будет выше, поскольку диаметр труб меньше. В них температура и давление пара будет больше.

Водотрубные агрегаты безопасней использовать. Они гораздо мощнее. Такое устройство паровых котлов допускает возможность перегрузки. Поэтому в промышленности они чаще используются, чем газотрубные аналоги.

Дополнительные элементы парового котла котельной

Конструкция может быть дополнена некоторыми элементами. Среди них:

— нагреватель повышает температуру пара, что увеличивает КПД работы машины;

— сепаратор высушивает пар, удаляя из него частицы воды;

— паровой аккумулятор контролирует количество пара в системе;

— встроенные фильтры очищают воду перед подачей в резервуар.

Преимущества и недостатки промышленных паровых котлов

Преимуществом является простота монтажа парового котла. Нет необходимости постоянного контроля работы этим оборудования. За давлением внутри парового котла «наблюдают» встроенные в систему контрольно-измерительные приборы. Установки комплектуются предохранительными клапанами, которые, открываясь, не дают давлению подняться выше критичного значения.

Недостатком промышленного агрегата является невозможность точной регулировки температуры парового котла. Это значит, что нет возможности контролировать температурные показатели выдаваемого пара. Быстрое остывание установки после отключения подачи топлива можно также отнести к негативным факторам.

Правила эксплуатации паровых котлов

Промышленные котлы регистрируются в органах Гостехнадзора. Есть правила устройства паровых котлов, без соблюдения которых невозможна их регистрация и использование. Предъявляются особые требования к помещениям, в которых устанавливается оборудование. Должна быть разработана специальная инструкция по охране труда для персонала, который обслуживает или производит ремонт парового котла (если в штате предприятия есть ремонтник). В помещении должны быть средства тушения пожара. Периодически агрегат должен проходить техническое освидетельствование.

Причиной возгорания и взрыва может стать:

— эксплуатация парового котла необученным персоналом;

— неисправность измерительных приборов и элементов предохранительно-клапанной системы;

— изменение процесса приготовления горючей смеси;

— конструкционные нарушения под воздействием коррозии или собравшейся накипи.

Как купить паровой котел?

Компания Energo Standart в процессе производства использует передовые технологии и оборудование. Специалисты предприятия проводят тщательную экспертизу каждого агрегата перед его продажей. При соблюдении правил это гарантирует безопасную эксплуатацию паровых котлов.

Наши специалисты оказывают послепродажную поддержку. Вы можете заказать монтаж, диагностику и ремонт паровых котлов, которые были приобретены у нас. Консультанты Energo Standart разъяснят правила безопасной эксплуатации и обучат ваш персонал.

Мы предлагаем прямую поставку без участия посредников. Отсутствие накруток позволит сэкономить средства. Обращайтесь уже сейчас к менеджерам компании по указанным контактным телефонам, чтобы получить бесплатную консультацию и уточнить нюансы по оплате и доставке заказа.

Устройство котельной с котлоагрегатами: оборудование, схема, описание, контур

На схеме представлены:          

Основные системы:

  1. Паровой котлоагрегат (S)
  2. Модуль термической обработки — атмосферный деаэратор (ETM)
  3. Модуль питательных насосов (EPM)
  4. Регулирующий модуль (ERM)

Вспомогательные системы:

  1. Сепаратор (ECP)
  2. Барботер-охладитель (EBR)
  3. Модуль химической подготовки воды (EHS)
  4. Система сбора конденсата (ECD)
  5. Модуль автоматизированного отбора проб (ETH)

Паровой котлоагрегат (S)

Котлоагрегат – изделие полной заводской готовности, включающее в себя котел, горелку, запорную арматуру, системы верхней(постоянной) и нижней(периодической) продувок, предохранительные клапаны, манометры, датчиками давления, указатели и датчики уровня. Управляется системой автоматики. Опционально может комплектоваться экономайзером и пароперегревателем.

Автоматика котлоагрегата собирает данные с датчиков давления в котле и регулирует мощность(паропроизводительность) в котле горелкой. При снижении давления пара в котле подаётся сигнал об увеличении мощности горелки, при увеличении давления пара в котле подаётся сигнал о снижении мощности горелки. При превышении давления пара выше максимальной уставки, срабатывает ограничительное реле, принудительно останавливающее работу горелки. Работоспособность системы поддержания давления отслеживается по манометру, установленному вместе с датчиками. В качестве механического прибора безопасности от превышения давления в котле предусмотрены предохранительные клапаны.

На подаче пара установлены запорный клапана, обратный клапан и клапан с электроприводом. Запорный клапан служит для ручного отключения парового котла. Обратный клапан служит для предотвращения перетока пара из общего парового коллектора в неработающий или не вышедший на рабочие параметры котел. Клапан с электроприводом позволяет плавно открывать подачу пара из котла, предотвращая резкое снижение давления в котле. Кроме того, автоматика позволяет контролировать открытие клапана и, при необходимости, закрывать его, если давление пара в котле снизилось больше уставки. Данная функция позволяет предотвратить резкое вскипание воды в паровом котле и как следствие вынос воды в паропровод.

Для поддержания уровня воды в паровом котле предусмотрена группа датчиков. Датчик максимального уровня срабатывает при превышении верхней уставки уровня воды в паровом котле и дает сигнал в автоматику об аварии, выводя котел из работы. Два датчика минимального уровня срабатывают при снижении нижней уставки уровня воды в паровом котле и дает сигнал в автоматику об аварии, выводя котле из работы. Два датчика предусмотрены из соображений большей безопасности(резервирования), так как снижение уровня воды и раскрытие поверхностей нагрева в паровом котле может привести к взрыву и тяжелым последствиям. Контроль уровня в паровом котле осуществляется специальным кондуктометрическим датчиком. Он постоянно отслеживает уровень воды в паровом котле в пределах рабочего диапазона, подаёт сигнал об уровне в автоматику котла, которая в свою очередь управляет системой подпитки котла через регулирующий модуль и модуль питательных насосов. Работоспособность системы поддержания уровня воды в паровом котле контролируется визуальными указателями уровня, установленными на котле.

В процессе образования пара в котловой воде остаются примеси, поступающие с питательной водой. Это могут быть соли жёсткости (ионы кальция и магния), железо и другие элементы. Количество примесей зависит от качества исходной воды и водоподготовки. В зависимости от состава, примеси могут быть как тяжелее, так и легче котловой воды. Тяжелые примеси осаживаются на дне котла в виде шлама, легкие примеси скапливаются на поверхности котловой воды в виде растворённых солей, изменяя электропроводимость котловой воды. Так как процесс парообразования и поступление питательной воды в котел постоянный, то со временем количество примесей в котловой воде увеличивается. Увеличение шлама приводит к осаждению его на поверхностях нагрева котла. Теплопроводность греющих поверхностей при этом будет снижаться. Это приведет к перегреву поверхностей нагрева и выходу из строя котла. Увеличение растворенных солей в котле приведёт к образованию отложений и нарушению нормального водного режима.

Для удаления шлама из котла предусматривается периодическая(нижняя) продувка. Она представляет из себя быстродействующий клапан с пневмоприводом. Для удаления шлама важно быстрое открытие клапана периодической продувки, так как это позволяет выбрасывать котловую воду с большой скоростью, захватывая при своём движении шлам. Подачу воздуха (или другой управляющей среды) на пневмопривод осуществляет электромагнитный клапан, управляемый автоматикой котла по таймеру. Настройку работы периодической продувки необходимо осуществлять по показателям питательной и котловой воды.

Для удаления растворенных солей с поверхности котловой воды предусматривается постоянная(верхняя) продувка. Она представляет из себя клапан с электроприводом, который сбрасывает из верхней части котловой воды с наибольшей концентрацией солей необходимый объем продувки. В котле установлен датчик солесодержания. Сигнал от него поступает в автоматику, и она регулирует процент открытия клапана непрерывной продувки. Чем выше солесодержание (количество растворенных солей), тем больше открытие клапана непрерывной продувки и наоборот, чем ниже солесодержание, тем меньше открытие клапана. Для визуального контроля работы системы непрерывной продувки опционально устанавливается смотровое стекло.

Для увеличения эффективности парового котлоагрегата опционально предусматривается экономайзер. Он представляет из себя теплообменник уходящих газов, нагреваемой средой в котором является питательная вода, поступающая в паровой котел. В результате работы экономайзера снижается температура дымовых газов, что благоприятно сказывается на экологии. Кроме того, экономайзер подогревает питательную воду, снижая затраты энергии на нагрев воды в самом котле, тем самым увеличивая КПД парового котла.

Если для технологического процесса необходим пар с температурой выше точки насыщения, то опционально котел может комплектоваться пароперегревателем. Пароперегреватель представляет из себя теплообменник, забирающий дымовые газы из второго хода котла, пропускающий их через себя и возвращающий их в третий ход котла. Насыщенный пар, вырабатываемый в котле, направляется в пароперегреватель, где происходит его догрев до необходимой температуры.

Модуль термической обработки — атмосферный деаэратор (ETM)

Атмосферный деаэратор представляет из себя двухступенчатую установку, состоящую из деаэрационного бака и деаэрационной колонки. Включает в себя запорную и регулирующую арматуру, предохранительные устройства, манометры, термометры, указатели и датчики уровня. Управляется системой автоматики. Опционально может комплектоваться рекуператором выпара и системой быстрого разогрева.

Автоматика деаэратора регулирует уровень воды в деаэраторе и может поддерживать заданное давление в паровой части.

Система безопасности деаэратора включает в себя предохранительный клапан, клапан прерыватель вакуума и переливное устройство. Как альтернатива, для системы безопасности деаэратора возможно использование гидрозатвора. Предохранительный клапан защищает от превышения давления в деаэраторе. Клапан прерыватель вакуума защищает от разряжения в деаэраторе, представляет из себя обратный клапан, открывающийся при давлении в деаэраторе ниже атмосферного. Переливное устройство защищает от превышения уровня воды в деаэраторе, представляет из себя конденсатоотводчик, либо клапан с электроприводом, открывающимся по сигналу от датчика уровня.

Химически очищенная вода подаётся в деаэрационную колонку, где происходи первая ступень деаэрации. Подача воды осуществляется клапаном с электроприводом по сигналу от датчика уровня воды в деаэраторе. Работоспособность системы контролируется визуальными указателями уровня и датчиком уровня, установленными на деаэрационном баке.

При наличии конденсата, он также подаётся в отдельный патрубок на деаэрационной колонке. При этом подача конденсата осуществляется без регулировки.

В верхней части деаэрационной колонки предусматривается клапан выпара. Данный клапан настраивается таким образом, чтобы в деаэрационной установке всегда поддерживалось заданное давление в паровой части, при этом процесс деаэрации должен протекать в штатном режиме, вода полностью деаэрироваться.

Пар для деаэрации поступает в паровое пространство под деаэрационную колонку и в нижнюю часть деаэрационного бака – в барботаж. На этих линия установлены запорные клапаны с возможностью регулировки(распределения) пара между паровым пространством и барботажем. Настройка ведется по параметрам деаэрированной воды. Регулировка подачи пара на деаэратор осуществляется регулирующим клапаном прямого действия (либо клапаном с электроприводом) по сигналу о давлении в деаэрационной колонке. Работоспособность системы контролируется манометром, установленными на деаэрационной колонке.

Для контроля температуры воды в деаэрационном баке установлен термометр.

Опционально предлагается система быстрого разогрева. Она представляет из себя паровую линию с регулятором прямого действия по температуре. Термостат регулятора температуры устанавливается непосредственно в деаэрационный бак. При снижении температуры воды в деаэрационном баке ниже уставки, регулятор открывается и подаёт дополнительный объем пара непосредственно в деаэрируемую воду для увеличения скорости нагрева.

Также опционально предлагается рекуператор (охладитель) выпара. Представляет из себя теплообменник, греющей средой которого является выпар с деаэратора, а нагреваемой средой вода, идущая на деаэрацию. Позволяет снизить объем водяного пара в выпаре за счет его конденсации в рекуператоре, а также нагреть воду, идущую на деаэрацию, тем самым снизив расход пара на деаэрацию.

Модуль питательных насосов (EPM)

   Модуль питательных насосов представляет из себя специально подобранный питательный насос с запорной и защитной арматурой, контрольно-измерительными приборами и трубной обвязкой. Установлен на раме. Насосные модули могут комплектоваться электрическим шкафом с кабельным подключением. Предназначен для подачи питательной воды из деаэратора в паровой котел (на регулирующий модуль).

Для надежной и долговечной работы насосного модуля необходимо обеспечить перед ним минимально необходимый напор, так как вода из деаэратора поступает с температурой выше точки кипения и есть риск появления кавитации в питательном насосе. Обеспечивается это подъемом деаэратора над уровнем установки модуля питательного насоса.

Модуль питательных насосов представлен в трех основных исполнениях – модуль с двумя питательными насосами (основной и резервный) без частотного преобразователя двигателя, модуль с двумя питательными насосами (основной и резервный) с частотным преобразователем двигателя и модуль с одним питательным насосом без частотного преобразователя двигателя. Частным случаем насосного модуля может быть модуль с насосом специального низкокавитационного исполнения, позволяющим снизить высоту установки деаэратора.

При применении насосного модуля с частотным преобразователем подразумевается работа на регулирующий модуль с двухходовым клапаном. Частотный преобразователь поддерживает постоянное давление за насосным модулем посредством датчика давления на напорной стороне питательного насоса. В случае полного закрытия двухходового клапана на регулирующем модуле, питательный насос выключится.

При применении насосного модуля без частотного преобразователя подразумевается работа на регулирующий модуль с трехходовым клапаном и линией разгрузки. При этом включение и выключение насоса происходит по сигналу от автоматики парового котла. В случае, если регулирующий модуль перекрывает подачу воды в паровой котел, вода идет по линии разгрузки и через некоторое время питательный насос отключается.

Регулирующий модуль (ERM)

Регулирующий модуль представляет из себя специально подобранный клапан с запорной и защитной арматурой. Предназначен для регулировки уровня вод в паровом котле.

Регулирующий модуль представлен в двух исполнениях – модуль с двухходовым клапаном и модуль с трехходовым клапаном и линией разгрузки.

Регулирующий модуль с двухходовым клапаном управляется автоматикой котла посредством датчика уровня. При повышении уровня воды в паровом котле выше уставки, клапан прикрывается, при понижении, клапан приоткрывается. В результате обеспечивается поддержание постоянного уровня воды в котле.

Регулирующий модуль с трехходовым клапаном управляется автоматикой котла посредством датчика уровня. При повышении уровня воды в паровом котле выше уставки, клапан прикрывается, при понижении, клапан приоткрывается. В результате обеспечивается поддержание постоянного уровня воды в котле. Учитывая то что в этом случае насосный модуль применяется без частотного привода, для избежания его работы в «тупик» на трехходовом клапане предусмотрена линия разгрузки. Она открывается при закрытии регулирующего клапана и перепускает питательную воду обратно в деаэратор по линии разгрузки.

Сепаратор (ECP)

Сепаратор представляет из себя цилиндрический сосуд с подключенными к нему запорными, регулирующими и предохранительными устройствами. Снабжен указателем уровня и манометром. Предназначен для разделения на пар и воду пароводяной смеси, образующейся из продувочной воды паровых котлов.

Пар вторичного вскипания отводиться в верхнюю часть сепаратора и может быть использован, например, для подачи в деаэратор.

Для предотвращения превышения давления в сепараторе устанавливается предохранительный клапан. Визуально давление в сепараторе контролируется манометром. Отвод воды после вторичного вскипания осуществляется через конденсатоотводчик, который не пропускает пар и отводит только воду. Для избежания опорожнения сепаратора и поддержания заданного давления, конденсатоотводчик соединен импульсной трубкой с паровой частью сепаратора.

В качестве альтернативы конденсатоотводчику и предохранительному клапану можно применить гидрозатвор.

Барботер-охладитель (EBR)

Барботер-охладитель представляет собой цилиндрический сосуд с подключенными к нему запорными и регулирующими клапанами, датчиками температуры и термометром. Предназначен для охлаждения горячих стоков (например, от сепаратора) до нормируемой температуры путем разбавления холодной водой и последующего сброса в канализацию.

Барботер-охладитель может комплектоваться в двух исполнения – с одной или двумя линиями охлаждения.

Барботер-охладитель с одной линией охлаждения оборудуется нижней линией с регулирующим клапаном и датчиком температуры в водяной части барботера. Датчик измеряет температуру воды перед сбросом в канализацию и регулирует подачу охлаждающей воды.

Барботер охладитель с двумя линиями охлаждения имеет по сравнению с одной линией охлаждения дополнительную верхнюю линию с регулирующим клапаном и датчиком температуры в паровой части барботера. Датчик измеряет температуру выпара в барботере и регулирует подачу охлаждающей воды в паровую часть, снижая температуру выпара.

В верхней части барботера расположен патрубок выпара. В нижней части барботера установлен термометр.

Модуль химической подготовки воды (EHS)

Модуль химической подготовки воды представляет из себя установку для очистки исходной холодной воды от содержащихся в ней солей жесткости, железа и других взвешенных частиц, а также корректировке воды по pH.

В зависимости от необходимой производительности и качества исходной воды, установка может содержать от одного до нескольких баков с автоматизированной системой переключения потоков исходной, очищенной и дренажной воды. Работа установки полностью автоматизирована и включает в себя циклы очистки, промывки и регенерации фильтров.

Подавляющее большинство фильтров состоит из двух основных видов фильтрации – умягчение (натрий-катионирование) и обезжелезивание (сорбция).

При умягчении происходит ионообменный процесс, в котором ионы кальция и магния замещаются ионами натрия, в результате чего вода становится более мягкая и в дальнейшем не подвержена образованию накипи. По истечению фильтроцикла ионообменная смола подлежит восстановлению путем обработки солевым раствором и двум циклам промывки чистой водой.

При обезжелезивании происходит механическая очистка воды от взвешенных частиц путем пропускания её через сорбент. В результате на выходе из фильтра получаем очищенную от железа и других примесей воду. По истечению фильтроцикла сорбент подлежит промывке чистой водой для удаления скопившейся взвеси.

Система сбора конденсата (ECD)

Система сбора конденсата представляет из себя бак сбора конденсата, систему контроля качества возвращаемого конденсата и конденсатный насосный модуль. Предназначен для сбора конденсата, его контроля и подачи в деаэратор.

Бак сбора конденсата связан с атмосферой через патрубок выпара и оборудован указателем и датчиком уровня.

Система контроля конденсата состоит из регулирующего трехходового клапана с пневмоприводом и датчиков мутности и солесодержания. Датчики мутности и солесодержания в постоянном режиме ведут анализ возвращаемого конденсата. Если качество конденсата не соответствует необходимому качеству, то подаётся сигнал на трехходовой клапан, который моментально перенаправляет поток конденсата в дренаж. В случае удовлетворительного качества конденсат поступает в бак сбора конденсата.

Конденсатный насосный модуль, как и модуль питательных насосов, состоит из запорной и защитной арматуры, контрольно-измерительных приборов и трубной обвязки. Предназначен для подачи конденсата из бака запаса в деаэратор.

Модуль автоматизированного отбора проб (ETH)

Модуль автоматизированного отбора проб представляет из себя установку для сбора и охлаждения проб воды всех ключевых точек паровой котельной и дальнейшего контроля их основных параметров. Состоит их охладителя отбора проб, электромагнитных клапанов, датчиков контроля параметров и шкафа автоматики. Установлены на раме.

Контролируемая проба воды поступает в установку на охладитель отбора проб. После охлаждения, контролируется температура пробы для предотвращения выхода из строя измеряющей аппаратуры. Охлажденная проба поступает на три датчика, контролирующие pH, солесодержание и количество растворенного кислорода в пробе. Данные о параметрах пробы поступают на диспетчерский пульт и архивируются в шкафе автоматики. Регулирование потоков проб и охлаждающей воды осуществляется электромагнитными клапанами.

Устройство и работа парового котла КСП-300

06.02.2019

Технологический процесс парообразования в котле на твердом топливе состоит в следующем:

  • топливо загружается в топку котла на колосниковую решетку и поджигается факелом;
  • дымосос создает разрежение в топке, за счет которого в топку из подколосниковой зоны (зольника) поступает воздух, необходимый для горения;
  • дымовые газы, проходя газовый тракт котла, нагревают его теплообменньте поверхности;
  • вода блоком питательньтм подается в котел, где, проходя теплообменные поверхности топки и дымогарньтх труб, нагревается и испаряется;
  • пар из парового объема котла поступает в пароперегреватель , нагревается до температуры 110 … 125 °С и через паровой вентиль поступает к потребителю;
  • зола и шлак через отверстия колосниковой решетки проваливаются в зольник, откуда удаляются по мере накопления.

Образующийся при выпаривании воды шлам удаляется путем периодической продувки котла через продувочные вентили, расположенные в нижней части котла КСП-300 по обе стороны зольника.

Проведение технологического процесса парообразования, с автоматическим регулированием питания водой, осуществляется электрооборудованием котла и обслуживающим персоналом.

Блок питательный предназначен для подпитки котла водой с одновременной магнитной обработкой с целью уменьшения образования накипи. Блок питательный имеет две линии подачи воды в котел — основную и резервную. Встроенное в блок питательный противонакипное магнитное устройство предназначен для обработки воды в магнитном поле, с целью уменьшения образования накипи в водяном объеме котла.

Датчик уровней служит для подачи команды на включение и отключение подпитки котла водой в процессе работы. Рабочими элементами датчика служат три электрода, расположенные внутри корпуса датчика на разных уровнях — верхнем, нижнем и аварийном. Датчик уровней связан при помощи патрубков с водяным и паровым объемами котла. Положение уровня воды в датчике соответствуют положению уровню воды в котле. При работе котла уровень воды в датчике изменяется, и вода замыкает тот или иной электрод на корпус датчика, тем самым подается команда на включение и отключение подпитки котла водой.

К контрольно-измерительным приборам и предохранительным устройствам относятcя: электроконтактный манометр, манометр, термометр технический, пробно — спускные краны, указатель уровня, клапаны предохранительные. Электроконтактный манометр ДМ 2005 Сг 1,0 исп.5 выполняет роль датчика давления и предназначен для отключения дымососа при достижении паром максимального давления. Манометр МТП- 100-2,5 (блок питательный) служит для визуального контроля давления питательной воды перед котлом. Термометр служит для контроля температуры пара, выходящего из пароперегревателя. Пробно — спускные краны служат для дублирования контроля верхнего и нижнего уровня воды в котле. Пробно — спускные краны устанавливаются на одном уровне с верхним и нижним электродами датчика уровней соответственно. Предохранительные клапаны предназначены для стравливания давления в котле при превышении допустимого значения. На котле установлено два клапана. Клапаны — грузовые безрычажные самопритирающиеся. Стойка клапана представляет собой трубу с фланцем, в верхнюю часть которой ввернуто седло. На стойку надет груз — крыльчатка, который своим грибком закрывает отверстие в седле. Принцип работы клапана состоит в том, что при достижении паром давления 0,07 0,005 МПа (0,7 0,О5кгс/см2) груз — крыльчатка поднимается, открывал отверстие в седле. Избыток пара выходит наружу. При снижении давления до рабочего груз — крыльчатка под собственной тяжестью садится на место и, поворачиваясь под действием струй пара, притирается к седлу клапана. Для подрыва клапана в процессе работы имеется рычаг с тягой и рукояткой.


Пока нет комментариев

BetterBricks | Котельные работы и обслуживание котлов

Введение

Котлы — это сосуды под давлением, предназначенные для нагрева воды или производства пара, которые затем могут использоваться для отопления помещений и / или нагрева технической воды в здании. В большинстве систем отопления коммерческих зданий источником тепла в котле является горелка, работающая на природном газе.Также можно использовать масляные горелки и электрические резистивные нагреватели. В некоторых применениях пар предпочтительнее горячей воды, включая абсорбционное охлаждение, кухни, прачечные, стерилизаторы и оборудование с паровым приводом.

У котлов

есть несколько сильных сторон, которые сделали их обычным элементом зданий. Они имеют долгий срок службы, могут достигать КПД до 95% или больше, обеспечивают эффективный метод обогрева здания, а в случае паровых систем требуют небольшой перекачиваемой энергии или вообще не требуют ее.Однако затраты на топливо могут быть значительными, требуется регулярное техническое обслуживание, а если техническое обслуживание откладывается, ремонт может быть дорогостоящим.

Руководство по строительству, эксплуатации и техническому обслуживанию котлов предоставляется в основном ASME (Американское общество инженеров-механиков), которое производит следующие ресурсы:

  • Правила строительства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел IV-2007
  • Рекомендуемые правила по уходу и эксплуатации отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам высокого давления, Раздел VII-2007

Котлы часто являются одними из крупнейших потребителей энергии в здании.Каждый год котельная установка остается без присмотра, затраты на котел могут увеличиваться примерно на 10% (1). Поэтому эксплуатация и техническое обслуживание котла — хорошее начало, когда вы ищете способы снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

Как работают котлы

В котлах, работающих на газе и жидком топливе, используется регулируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

Рисунок 1: Firetube Boiler (источник изображения: www.hurstboiler.com)

Горелка смешивает топливо и кислород и с помощью запального устройства создает платформу для сгорания. Это сгорание происходит в камере сгорания, и выделяемое при этом тепло передается воде через теплообменник. Органы управления регулируют зажигание, скорость розжига горелки, подачу топлива, подачу воздуха, тягу на выхлопе, температуру воды, давление пара и давление в котле.

Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках кондиционирования воздуха, оборудовании для нагрева горячей воды и оконечных устройствах. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

При обсуждении различных типов котлов ниже приводится более подробная информация о конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

Котлы подразделяются на различные типы в зависимости от их рабочего давления и температуры, типа топлива, метода тяги, размера и мощности, а также от того, конденсируют ли они водяной пар в дымовых газах.Котлы также иногда описывают по их ключевым компонентам, таким как материалы теплообменника или конструкция труб. Эти другие характеристики обсуждаются в следующем разделе, посвященном ключевым компонентам котлов.

Двумя основными типами котлов являются котлы Firetube и Watertube. В котле Firetube горячие газы сгорания проходят через ряд труб, окруженных водой. В качестве альтернативы, в водотрубном котле вода течет внутри трубок, а горячие газы от горения протекают по внешней стороне труб.Чертеж водотрубного котла показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Водотрубный котел

Котлы

Firetube обычно используются для пара низкого давления или горячего водоснабжения и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в системах с паром более высокого давления и широко используются для систем комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более 20 000 000 БТЕ на входе (5).

Чугунные секционные котлы (рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемый в системах отопления коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они построены из чугунных секций, которые имеют каналы для воды и продуктов сгорания. Чугунные отливки скреплены вместе, как в старом паровом радиаторе. Секции соединены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Чугунные секционные котлы выгодны тем, что их можно собрать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их главный недостаток заключается в том, что секции герметизированы вместе с помощью прокладок, они подвержены утечкам по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котла.

Рисунок 3: Чугунный секционный котел (источник изображения: www.chestofbooks.com)

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями норм ASME по котлам и сосудам под давлением.Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на кв. Дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, являются котлами низкого давления. Котлы высокого давления сконструированы для работы выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250 ° F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным котельным топливом, поскольку он обычно легко доступен, сгорает чисто и обычно дешевле, чем масло или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору запас топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут в «пиковые периоды» для природного газа. Во времена, когда расценки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в периоды «непиковой нагрузки».

Электрические котлы используются на объектах, где требуется небольшое количество пара или где нет природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие горения приводит к снижению сложности конструкции и эксплуатации, а также к меньшему количеству технического обслуживания. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены правилами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ на входе с общим КПД от 92 до 96% (2).

Тяговые методы
Разница давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая переносит продукты сгорания через котел в дымоход. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выводят продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: принудительная тяга, при которой воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания положительного давления; и Индуцированная тяга, при которой воздух втягивается через камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания отрицательного давления.

Размер и мощность
Модульные котлы имеют небольшой размер и мощность и часто предназначены для замены большого одиночного котла несколькими небольшими котлами. Эти модульные котлы легко проходят через стандартный дверной проем и могут транспортироваться по лифтам и лестницам. Блоки могут быть расположены в различных конфигурациях для использования ограниченного пространства или для размещения нового оборудования. Модульные котлы могут быть установлены поэтапно, чтобы эффективно удовлетворить потребность в тепловой нагрузке.

Конденсационный метод
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это очень важно для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре возвратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло в результате фазового перехода от водяного пара к жидкости и увеличивает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для обработки коррозионной конденсации, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные котлы без конденсации обычно работают в диапазоне КПД сгорания 75% — 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне КПД сгорания от 88% до 95% (2).

Ключевые компоненты котлов

Ключевые элементы котла включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, выхлопную трубу и органы управления. Аксессуары котла, включая экономайзер дымовых газов, также обычно используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла от котла и будут кратко обсуждены в разделе «Лучшие практики для эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с наддувом, также называемые механическими горелками. Из-за более строгих федеральных и государственных нормативов качества воздуха горелки с низким уровнем выбросов NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более распространенными и даже необходимыми в некоторых регионах. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива при его поступлении в горелку, эти типы горелок могут гарантировать снижение выбросов NOx.

Рисунок 4: Котел с принудительной тягой (источник изображения: www.Hurstboiler.com)

Камера сгорания, обычно сделанная из чугуна или стали, вмещает горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, стальных трубных пучков или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали, плакированной медью.

Дымоход — это трубопровод, по которому горячие газы сгорания отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для обработки коррозионного конденсата. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как должны быть герметизированы стыки выхлопной трубы.

Управление котлом помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и работой регулируют скорость использования топлива для удовлетворения спроса.Главный рабочий орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и отправляет сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Обычные последовательности розжига горелки включают в себя включение / выключение, высокое / низкое / выключенное состояние и плавное регулирование.
Средства безопасности котла включают средства управления высоким давлением и температурой, высоким и низким давлением газа / масла, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и контроля пламени. Эти средства управления считаются мерами безопасности или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь, чтобы предотвратить возгорание котла. Например, если давление в котле превышает настройку предельного давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки низкого уровня воды, высоких пределов, реле контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Датчики пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае отсутствия воспламенения или другого небезопасного состояния.Органы управления защитой от пламени запрограммированы на управление горелкой и ее циклическое переключение между этапами работы.

Вопросы безопасности

Все оборудование для сжигания должно эксплуатироваться надлежащим образом, чтобы предотвратить возникновение опасных условий или бедствий, которые могут привести к травмам и материальному ущербу. Основная причина взрыва котла — возгорание горючего газа, скопившегося внутри котла.Эта ситуация может возникнуть по-разному, например, топливо, воздух или зажигание прерывается по какой-либо причине, пламя гаснет, а горючий газ накапливается и снова воспламеняется. Другой пример — когда происходит ряд неудачных попыток воспламенения без соответствующей продувки скопившегося горючего газа.

В котле накоплено огромное количество энергии. Изменение состояния перегретой воды из горячей жидкости в пар (пар) высвобождает огромное количество энергии.Например, 1 фут3 воды расширится до 1600 фут3, когда превратится в пар. Следовательно, «если бы вы могли уловить всю энергию, выделяющуюся, когда 30-галлонный домашний резервуар с горячей водой вырывается из строя при температуре 332 ° F, у вас будет достаточно силы, чтобы отправить средний автомобиль (весом 2500 фунтов) на высоту почти 125 футов. Это эквивалентно высоте 14-этажного многоквартирного дома, начиная со скорости отрыва 85 миль в час! » (5).

Безопасность котлов — ключевая задача Национального совета инспекторов котлов и сосудов высокого давления.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что категорией инцидентов номер один, повлекшей за собой травмы, были плохое обслуживание и ошибка оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо проверять целостность сосуда под давлением, проверку предохранительных клапанов, устройств отключения воды и надлежащую работу поплавка, манометры и индикаторы уровня воды.Система подачи топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и обслуживания для обеспечения эффективной работы, передачи тепла и правильного обнаружения пламени. Руководство по передовой практике O&M Федерального проекта энергоменеджмента (FEMP) по достижению операционной эффективности является хорошим источником, описывающим план профилактического обслуживания, а также объясняющим важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

КПД

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, улавливаемой рабочим телом (например,грамм. вода) в котле определяется как полнота сгорания котла. Эффективность горения 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или масло, сгорает и выделяет только углекислый газ, воду и тепло. При недостаточном количестве кислорода и / или плохом смешивании топлива и кислорода произойдет неполное сгорание, что приведет к появлению других продуктов сгорания, включая монооксид углерода и несгоревшее топливо.

Когда происходит неполное сгорание, химическая энергия топлива не полностью выделяется в виде тепла, и эффективность сгорания снижается. Это также является проблемой безопасности, поскольку несгоревшее топливо может воспламениться в дымовой трубе и вызвать взрыв. Котлы необходимо настроить на полное сгорание. Одна из стратегий обеспечения полного сгорания — подача некоторого количества избыточного воздуха. Однако, как показано на рисунке ниже, небольшое количество избыточного воздуха улучшит эффективность сгорания, но большое количество снизит эффективность.

Рисунок 5: Эффективность сгорания в зависимости от избытка воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяемое при сгорании, должно эффективно передаваться рабочей жидкости. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через кожух котла или дымовой газ. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим показателем теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем у рабочего тела в котле. В котлах без конденсации он должен быть достаточно высоким, чтобы водяной пар в выхлопных газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи коррозионным конденсатом. Конденсационные газовые котлы спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла от конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

Рисунок 6: Диаграмма эффективности сгорания природного газа (источник изображения: Федеральная программа управления энергопотреблением, Министерство энергетики США)

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа с электрическими горелками, которая показывает взаимосвязь между избыточным воздухом, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, отслеживая линию этапа 1, при 9% кислорода дымовых газов (что эквивалентно примерно 67% избыточного воздуха, как показано на графике) и повышению температуры дымовых газов на 500 ° F, соответствующая эффективность сгорания составляет около 76.5%. При таком же повышении температуры дымовых газов на 500 ° F, этап 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к повышению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как Шаг 2 на Рисунке 6 выше. По мере того, как процентное содержание кислорода в дымовых газах уменьшается, меньше тепла передается избыточному кислороду, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовому газу, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте регуляторы котла для оптимального соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к неэффективному нагреву воздуха и его выбросу из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст проблему безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания за счет обеспечения достаточного количества избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком большого для снижения эффективности. Сколько избыточного воздуха достаточно для полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различных скоростей воспламенения горелки, но обычно считается между 2% — 3%.Избыточный воздух также должен быть отрегулирован с учетом колебаний температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых дневных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

Важно помнить, что полное сгорание имеет решающее значение для обеспечения эффективной работы котла. Неполное сгорание топлива может значительно снизить КПД котла на 10% или более, в то время как увеличение избытка воздуха на 10% может повлиять на КПД котла только примерно на 1%.Признаки неполного сгорания — дымный выхлоп, желтое пламя, сбои пламени и закопченные трубы котла. Рекомендуется ежегодно настраивать котел, чтобы обеспечить оптимизацию процесса сгорания.

Обычно избыток воздуха около 10% для газового котла является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха свыше 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов.Поэтому предпочтительным является поддержание оптимального уровня избытка воздуха во всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства контроля перекрестного ограничения и средства регулирования подачи кислорода. Эти типы органов управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим органам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа автоматов горения представлено ниже (3):

  • Механическое управление промежуточным валом — это простейший тип модулирующего управления горелкой, обычно используемый на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один механический рычажный механизм управляет как воздухом, так и топливом. Эти элементы управления не могут измерять расход воздуха или топлива. Диапазон регулирования ограничен, что приводит к чрезмерному избытку воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и скоростях стрельбы. Неровность рычагов затрудняет точное и повторяющееся управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
  • Элементы управления параллельным расположением используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, позволяя регулировать каждый из них во всем диапазоне горения котла. Во время настройки многие точки «наносятся на карту», ​​обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего потока топлива. Следовательно, соотношение воздух-топливо может изменяться во всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение во всех условиях стрельбы. Кроме того, с использованием электронных серводвигателей этот метод управления имеет высокую повторяемость.
  • Перекрестные ограничения регулирования , обычно применяемые к более крупным котлам, используют средства управления для определения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
  • Регулировка кислородной коррекции используется вместе со стандартным параллельным позиционированием или перекрестным ограничением. Он анализирует кислород в дымовых газах и соответственно регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти элементы управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым расходом топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Контрольные датчики котла

Возможно возникновение утечки в распределительном контуре горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды в системе, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены пара или воды, которые теряются из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки системы.Счетчик следует снимать еженедельно для проверки непредвиденных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для компенсации потерь. Мониторинг подпиточной воды гарантирует максимальную отдачу конденсата, тем самым снижая потребность в подпиточной воде.

Сезонная работа

Если система пара или горячей воды не используется в течение части года, отключение системы может привести к значительной экономии.Поддержание котла при его рабочей температуре потребляет энергию, эквивалентную потерям в режиме ожидания. В случае системы горячего водоснабжения использование энергии может также включать работу насоса.

Эксплуатация нескольких котельных

Нагрузка котлов в коммерческих зданиях сильно меняется от лета к зиме, от дня к ночи и от буднего дня к выходному. С одним котлом трудно эффективно обеспечивать эти переменные нагрузки. Когда потребность в отоплении здания падает ниже количества тепла, подаваемого котлом при его самой низкой мощности, котел выключается.Циклическое включение и выключение котла очень неэффективно, потому что существует продувка перед розжигом и продувка после розжига, которые отводят тепло из котла с каждым циклом. Кроме того, в случае немодулирующего котла, цикличность не позволяет котлу работать с частичной нагрузкой и постоянной скоростью горения, когда эффективность сгорания находится на самом высоком уровне.

Если на предприятии установлено несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частой работы. При использовании немодулирующих котлов может быть лучше включить последующие котлы после того, как основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для соответствия нагрузке.С другой стороны, с модулирующими котлами КПД котла увеличивается при частичной нагрузке. Поэтому может быть выгоднее использовать несколько котлов одновременно в условиях частичной нагрузки, а не один котел на 100% мощности. На рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между интенсивностью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования как расхода воздуха, так и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД как функция расхода топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическое переключение котлов необходимо для эффективной работы.Когда нагрузка на здание снижается в ночное время и в выходные дни, вероятно, будет происходить повышенная цикличность котлов, если никто не сможет выключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем предприятии несколько котлов, вы должны оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к снижению энергопотребления. Резервный котел будет не только циклически включаться и выключаться, но и терять тепло в окружающую среду из-за потерь на излучение, которые значительно увеличиваются в процентах от мощности котла при пониженной мощности сжигания.При низких скоростях горения, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановить его, если ведущий котел выйдет из строя, но это необходимо сопоставить с этим большим штрафом за электроэнергию. Если резервный котел не критичен для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Последовательность управления блокировкой котла агрегата

Включение блокировки котла в последовательность работы системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха важно для достижения энергоэффективности.При обычном применении систем VAV в коммерческих зданиях сегодня одновременное нагревание и охлаждение, а также чрезмерный повторный нагрев первичного воздуха часто могут оставаться незамеченными. Блокировка котла в зависимости от температуры наружного воздуха, например, когда температура наружного воздуха превышает 65 ° F, является эффективным способом предотвращения этих условий.

Конденсационные котлы

Как конструкция системы, так и условия эксплуатации имеют решающее значение для успешной работы и производительности конденсационного котла.Температура обратной воды ниже 130oF обычно требуется для получения номинальной эффективности конденсационного котла. Температура оборотной воды выше 130 ° F предотвращает конденсацию дымовых газов и приводит к тому, что котел работает не более эффективно, чем традиционный котел.

Рисунок 8: Влияние температуры оборотной воды на КПД конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопе котла, которые передают тепло от топочного газа либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже в эффективных котлах, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы в дымовую трубу. Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Поддерживайте бойлер в чистоте

Как упоминалось ранее, любые остатки, такие как сажа или накипь, которые покрывают теплопередающие поверхности котла, снизят его эффективность, а также увеличат вероятность отказа оборудования.Очистка этой поверхности в соответствии с рекомендациями производителя важна для поддержания оптимальной производительности котла и срока службы оборудования. Остатки, покрывающие трубы котла, будут мешать теплопередаче и повышать температуру дымовых газов. Если происходит неполное сгорание, образовавшаяся сажа накапливается на стороне горения трубок. Точно так же некачественная обработка воды может привести к накоплению накипи на водяной стороне труб. Слой сажи или накипи всего 0.Толщина 03 дюймов может снизить теплопередачу на 9,5%. Слой толщиной 0,18 дюйма может снизить теплопередачу на 69%. (3).

План химической очистки воды

Хорошая химическая очистка котловой воды необходима для поддержания ее эффективной работы. Каждый план химической обработки должен быть адаптирован с учетом растворенных минералов в подпиточной воде, процентного содержания возвращаемого конденсата и наличия или отсутствия деаэратора. Растворенные твердые вещества в котловой воде и уровень химикатов для обработки следует проверять ежедневно на небольших установках низкого давления и ежечасно на более крупных установках высокого давления.Приборы следует калибровать ежемесячно. Ежегодные проверки котлов должны включать тщательный осмотр поверхностей со стороны воды на наличие отложений и коррозии. Даже тонкий слой накипи препятствует передаче тепла и тем самым снижает эффективность сгорания.

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались либо на поверхности огня, либо на воде на поверхностях теплообмена котла. Если это условие соблюдается, необходимо незамедлительно проверить котел.

Минимизация продувки котла

Слишком большое количество растворенных твердых частиц (TDS) в котловой воде может вызвать образование накипи и снизить эффективность котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых веществ ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые частицы будут выпадать в осадок из воды и образовывать накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых частиц и поддержания концентрации TDS ниже уровня, на котором они будут выпадать в осадок.Последовательная и частая продувка небольшого объема — лучшая практика, чем нечастая продувка большого объема, поскольку она позволяет экономить энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой небольшое количество воды непрерывно сливается из котла, а свежая подпиточная вода подается.

Осмотрите и отремонтируйте изоляцию

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги несут большие потери энергии.Обычно экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130 ° F (4). Трубопроводы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, дают двойное наказание, поскольку потери тепла из труб должны устраняться дополнительным кондиционированием воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котла

Передовые методы эксплуатации и обслуживания котла

начинаются с ведения регулярных плановых проверок и списков проверок для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температуру воды и температуру дымовых газов следует регистрировать ежедневно, поскольку они могут служить в качестве исходных данных для работы системы и устранения неисправностей. Для документирования характеристик системы следует проводить более подробные проверки и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий эксплуатации системы с течением времени может быть не так очевидно без использования такой документации. В Руководстве по передовой практике O&M Федеральной программы управления энергопотреблением для достижения эксплуатационной эффективности (5) содержатся примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему предприятию.Следующие ниже контрольные списки обслуживания составлены на основе передовых методов, которые также можно найти в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котлов

90s22840

Описание Комментарии Периодичность техобслуживания
Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Последовательность включения

Ежегодно Последовательность включения

Последовательность включения

ненужные котлы X
Общий визуальный осмотр Полный общий визуальный осмотр, чтобы убедиться, что все оборудование работает и системы безопасности находятся на месте X
При смазке всех компонентов соблюдайте рекомендуемые производителем процедуры Сравните температуры с тестами, проводимыми после ежегодной очистки X
Проверьте давление пара Изменения давления пара ожидаются не дер разные нагрузки? Влажный пар может образовываться, если давление падает слишком быстро X
Проверить нестабильный уровень воды Неустойчивый уровень может быть признаком загрязнения питательной воды, перегрузки котла, неисправности оборудования X
Проверить горелку Проверить правильность управления и чистоту X
Проверить состояние двигателя 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 Проверить правильную работу температуры
Проверить температуру воздуха в котельной Температура не должна превышать или опускаться ниже проектных пределов X
Продувка котла Проверка нижней, поверхностной и водяной колонны происходят и действуют ive X
Журналы котла Ежедневно регистрируйте: • Тип и количество используемого топлива • Температура дымовых газов • Объем подпиточной воды • Давление, температура и количество пара. как метод обнаружения неисправностей X
Проверить узлы масляного фильтра Проверить и очистить / заменить масляные фильтры и сетчатые фильтры X Перед сжиганием убедитесь, что масло имеет надлежащую температуру.

Источник таблицы: Federal Energy Manag Программа ement, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котлов

Описание Комментарии Периодичность техобслуживания
Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Ежегодно Проверяйте температуру газа и измеряйте состав состав газа и температуры на выбранных огневых позициях — рекомендуемые O2% и CO2% Топливо O2% CO2% Природный газ 1.5 10 Мазут № 2 2,0 11,5 Мазут № 6 2,5 12,5 Примечание: процентные значения могут отличаться из-за изменений в составе топлива X
Проверить все предохранительные клапаны Проверить на утечки X
Проверьте регулятор уровня воды Остановите насос питательной воды и позвольте регулятору остановить подачу топлива к горелке. Не допускайте падения уровня воды ниже рекомендуемого. X
Проверьте узлы пилота и горелки Очистите пилот и горелку в соответствии с инструкциями производителя. Проверьте, нет ли отложений минералов или коррозии. X
Проверить рабочие характеристики котла Остановить подачу топлива и наблюдать пропадание пламени. Запустите котел и наблюдайте за характеристиками пламени. X
Осмотрите систему на предмет утечек воды / пара и возможных утечек Обращайте внимание на: утечки, неисправные клапаны и ловушки, корродированные трубопроводы, состояние изоляции X
Проверить все соединения на заслонках воздуха для горения и топливных клапанах Проверить правильность настройки и герметичность X
Проверить котел на утечки воздуха Проверить уплотнения заслонки

Источник таблицы: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 3: Образец ежемесячного контрольного списка котлов

08

Подача воздуха для горения

Редукционный регулирующий

кислый CE: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 4: Образец годового контрольного списка котлов

Описание Комментарии Периодичность техобслуживания
Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Очистка воды Ежегодно Обработка воды продувка достаточна для предотвращения скопления твердых частиц X
Дымовые газы Измерьте и сравните показания состава дымовых газов за последний месяц по всему диапазону горения

08

X Проверьте вход воздуха для горения в котельную и котел, чтобы убедиться, что отверстия достаточны и чисты. es.При необходимости очистите фильтры. X
Проверьте ремни и сальники Проверьте ремни на предмет надлежащего натяжения. Проверить сальники на герметичность при сжатии. X
Проверить на утечки воздуха Проверить на утечки воздуха вокруг отверстий доступа и узла сканера пламени. X
Проверить все ремни нагнетателя Проверить натяжение и минимальное проскальзывание. X
Проверить все прокладки Проверить прокладки на герметичность, заменить, если они не обеспечивают герметичность X Осмотреть теплоизоляцию котла вся изоляция котла и кожухи для горячих точек X
Парорегулирующие клапаны Откалибруйте парорегулирующие клапаны, как указано производителем X
Проверьте правильность работы клапанов X
Выполните тест качества воды Проверьте качество воды на предмет надлежащего химического баланса Таблица000 X

90 Очистите ресиверы конденсата и систему деаэрации

Программа управления, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

использованная литература
  1. Кейпхарт, Б., Тернер, В. и Кеннеди, В., 2006. Руководство по управлению энергопотреблением.
  2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
  3. Котлы и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г. http://oee.nrcan.gc.ca/publica …
  4. Информационный бюллетень Федеральной программы энергоменеджмента, PNNL, январь 2005 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/om_combustion.pdf
  5. FEMP O&M Best Practices, a Guide to Achiting Operational Efficiency, U.S. Министерство энергетики, август 2010 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
  6. Справочник по эффективной эксплуатации котла, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
  7. The Control of Boilers, 2nd Edition, Sam G. Dukelow, 1991.
Другие источники
  1. Национальный совет инспекторов котлов и сосудов под давлением, http: // www.nationalboard.org/default.aspx.
  2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

BetterBricks | Котельные работы и обслуживание котлов

Введение

Котлы — это сосуды под давлением, предназначенные для нагрева воды или производства пара, которые затем могут использоваться для отопления помещений и / или нагрева технической воды в здании.В большинстве систем отопления коммерческих зданий источником тепла в котле является горелка, работающая на природном газе. Также можно использовать масляные горелки и электрические резистивные нагреватели. В некоторых применениях пар предпочтительнее горячей воды, включая абсорбционное охлаждение, кухни, прачечные, стерилизаторы и оборудование с паровым приводом.

У котлов

есть несколько сильных сторон, которые сделали их обычным элементом зданий. Они имеют долгий срок службы, могут достигать КПД до 95% или больше, обеспечивают эффективный метод обогрева здания, а в случае паровых систем требуют небольшой перекачиваемой энергии или вообще не требуют ее.Однако затраты на топливо могут быть значительными, требуется регулярное техническое обслуживание, а если техническое обслуживание откладывается, ремонт может быть дорогостоящим.

Руководство по строительству, эксплуатации и техническому обслуживанию котлов предоставляется в основном ASME (Американское общество инженеров-механиков), которое производит следующие ресурсы:

  • Правила строительства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел IV-2007
  • Рекомендуемые правила по уходу и эксплуатации отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам высокого давления, Раздел VII-2007

Котлы часто являются одними из крупнейших потребителей энергии в здании.Каждый год котельная установка остается без присмотра, затраты на котел могут увеличиваться примерно на 10% (1). Поэтому эксплуатация и техническое обслуживание котла — хорошее начало, когда вы ищете способы снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

Как работают котлы

В котлах, работающих на газе и жидком топливе, используется регулируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

Рисунок 1: Firetube Boiler (источник изображения: www.hurstboiler.com)

Горелка смешивает топливо и кислород и с помощью запального устройства создает платформу для сгорания. Это сгорание происходит в камере сгорания, и выделяемое при этом тепло передается воде через теплообменник. Органы управления регулируют зажигание, скорость розжига горелки, подачу топлива, подачу воздуха, тягу на выхлопе, температуру воды, давление пара и давление в котле.

Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках кондиционирования воздуха, оборудовании для нагрева горячей воды и оконечных устройствах. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

При обсуждении различных типов котлов ниже приводится более подробная информация о конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

Котлы подразделяются на различные типы в зависимости от их рабочего давления и температуры, типа топлива, метода тяги, размера и мощности, а также от того, конденсируют ли они водяной пар в дымовых газах.Котлы также иногда описывают по их ключевым компонентам, таким как материалы теплообменника или конструкция труб. Эти другие характеристики обсуждаются в следующем разделе, посвященном ключевым компонентам котлов.

Двумя основными типами котлов являются котлы Firetube и Watertube. В котле Firetube горячие газы сгорания проходят через ряд труб, окруженных водой. В качестве альтернативы, в водотрубном котле вода течет внутри трубок, а горячие газы от горения протекают по внешней стороне труб.Чертеж водотрубного котла показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Водотрубный котел

Котлы

Firetube обычно используются для пара низкого давления или горячего водоснабжения и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в системах с паром более высокого давления и широко используются для систем комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более 20 000 000 БТЕ на входе (5).

Чугунные секционные котлы (рис. 3) — это еще один тип котлов, обычно используемый в системах отопления коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они построены из чугунных секций, которые имеют каналы для воды и продуктов сгорания. Чугунные отливки скреплены вместе, как в старом паровом радиаторе. Секции соединены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Чугунные секционные котлы выгодны тем, что их можно собрать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их главный недостаток заключается в том, что секции герметизированы вместе с помощью прокладок, они подвержены утечкам по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котла.

Рисунок 3: Чугунный секционный котел (источник изображения: www.chestofbooks.com)

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями норм ASME по котлам и сосудам под давлением.Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на кв. Дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, являются котлами низкого давления. Котлы высокого давления сконструированы для работы выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250 ° F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным котельным топливом, поскольку он обычно легко доступен, сгорает чисто и обычно дешевле, чем масло или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору запас топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут в «пиковые периоды» для природного газа. Во времена, когда расценки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в периоды «непиковой нагрузки».

Электрические котлы используются на объектах, где требуется небольшое количество пара или где нет природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие горения приводит к снижению сложности конструкции и эксплуатации, а также к меньшему количеству технического обслуживания. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены правилами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ на входе с общим КПД от 92 до 96% (2).

Тяговые методы
Разница давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая переносит продукты сгорания через котел в дымоход. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выводят продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: принудительная тяга, при которой воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания положительного давления; и Индуцированная тяга, при которой воздух втягивается через камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания отрицательного давления.

Размер и мощность
Модульные котлы имеют небольшой размер и мощность и часто предназначены для замены большого одиночного котла несколькими небольшими котлами. Эти модульные котлы легко проходят через стандартный дверной проем и могут транспортироваться по лифтам и лестницам. Блоки могут быть расположены в различных конфигурациях для использования ограниченного пространства или для размещения нового оборудования. Модульные котлы могут быть установлены поэтапно, чтобы эффективно удовлетворить потребность в тепловой нагрузке.

Конденсационный метод
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это очень важно для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре возвратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло в результате фазового перехода от водяного пара к жидкости и увеличивает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для обработки коррозионной конденсации, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные котлы без конденсации обычно работают в диапазоне КПД сгорания 75% — 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне КПД сгорания от 88% до 95% (2).

Ключевые компоненты котлов

Ключевые элементы котла включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, выхлопную трубу и органы управления. Аксессуары котла, включая экономайзер дымовых газов, также обычно используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла от котла и будут кратко обсуждены в разделе «Лучшие практики для эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с наддувом, также называемые механическими горелками. Из-за более строгих федеральных и государственных нормативов качества воздуха горелки с низким уровнем выбросов NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более распространенными и даже необходимыми в некоторых регионах. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива при его поступлении в горелку, эти типы горелок могут гарантировать снижение выбросов NOx.

Рисунок 4: Котел с принудительной тягой (источник изображения: www.Hurstboiler.com)

Камера сгорания, обычно сделанная из чугуна или стали, вмещает горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, стальных трубных пучков или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали, плакированной медью.

Дымоход — это трубопровод, по которому горячие газы сгорания отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для обработки коррозионного конденсата. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как должны быть герметизированы стыки выхлопной трубы.

Управление котлом помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и работой регулируют скорость использования топлива для удовлетворения спроса.Главный рабочий орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и отправляет сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Обычные последовательности розжига горелки включают в себя включение / выключение, высокое / низкое / выключенное состояние и плавное регулирование.
Средства безопасности котла включают средства управления высоким давлением и температурой, высоким и низким давлением газа / масла, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и контроля пламени. Эти средства управления считаются мерами безопасности или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь, чтобы предотвратить возгорание котла. Например, если давление в котле превышает настройку предельного давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки низкого уровня воды, высоких пределов, реле контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Датчики пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае отсутствия воспламенения или другого небезопасного состояния.Органы управления защитой от пламени запрограммированы на управление горелкой и ее циклическое переключение между этапами работы.

Вопросы безопасности

Все оборудование для сжигания должно эксплуатироваться надлежащим образом, чтобы предотвратить возникновение опасных условий или бедствий, которые могут привести к травмам и материальному ущербу. Основная причина взрыва котла — возгорание горючего газа, скопившегося внутри котла.Эта ситуация может возникнуть по-разному, например, топливо, воздух или зажигание прерывается по какой-либо причине, пламя гаснет, а горючий газ накапливается и снова воспламеняется. Другой пример — когда происходит ряд неудачных попыток воспламенения без соответствующей продувки скопившегося горючего газа.

В котле накоплено огромное количество энергии. Изменение состояния перегретой воды из горячей жидкости в пар (пар) высвобождает огромное количество энергии.Например, 1 фут3 воды расширится до 1600 фут3, когда превратится в пар. Следовательно, «если бы вы могли уловить всю энергию, выделяющуюся, когда 30-галлонный домашний резервуар с горячей водой вырывается из строя при температуре 332 ° F, у вас будет достаточно силы, чтобы отправить средний автомобиль (весом 2500 фунтов) на высоту почти 125 футов. Это эквивалентно высоте 14-этажного многоквартирного дома, начиная со скорости отрыва 85 миль в час! » (5).

Безопасность котлов — ключевая задача Национального совета инспекторов котлов и сосудов высокого давления.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что категорией инцидентов номер один, повлекшей за собой травмы, были плохое обслуживание и ошибка оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо проверять целостность сосуда под давлением, проверку предохранительных клапанов, устройств отключения воды и надлежащую работу поплавка, манометры и индикаторы уровня воды.Система подачи топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и обслуживания для обеспечения эффективной работы, передачи тепла и правильного обнаружения пламени. Руководство по передовой практике O&M Федерального проекта энергоменеджмента (FEMP) по достижению операционной эффективности является хорошим источником, описывающим план профилактического обслуживания, а также объясняющим важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

КПД

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, улавливаемой рабочим телом (например,грамм. вода) в котле определяется как полнота сгорания котла. Эффективность горения 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или масло, сгорает и выделяет только углекислый газ, воду и тепло. При недостаточном количестве кислорода и / или плохом смешивании топлива и кислорода произойдет неполное сгорание, что приведет к появлению других продуктов сгорания, включая монооксид углерода и несгоревшее топливо.

Когда происходит неполное сгорание, химическая энергия топлива не полностью выделяется в виде тепла, и эффективность сгорания снижается. Это также является проблемой безопасности, поскольку несгоревшее топливо может воспламениться в дымовой трубе и вызвать взрыв. Котлы необходимо настроить на полное сгорание. Одна из стратегий обеспечения полного сгорания — подача некоторого количества избыточного воздуха. Однако, как показано на рисунке ниже, небольшое количество избыточного воздуха улучшит эффективность сгорания, но большое количество снизит эффективность.

Рисунок 5: Эффективность сгорания в зависимости от избытка воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяемое при сгорании, должно эффективно передаваться рабочей жидкости. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через кожух котла или дымовой газ. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим показателем теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем у рабочего тела в котле. В котлах без конденсации он должен быть достаточно высоким, чтобы водяной пар в выхлопных газах не конденсировался и не омывал поверхность теплопередачи коррозионным конденсатом. Конденсационные газовые котлы спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла от конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

Рисунок 6: Диаграмма эффективности сгорания природного газа (источник изображения: Федеральная программа управления энергопотреблением, Министерство энергетики США)

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа с электрическими горелками, которая показывает взаимосвязь между избыточным воздухом, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, отслеживая линию этапа 1, при 9% кислорода дымовых газов (что эквивалентно примерно 67% избыточного воздуха, как показано на графике) и повышению температуры дымовых газов на 500 ° F, соответствующая эффективность сгорания составляет около 76.5%. При таком же повышении температуры дымовых газов на 500 ° F, этап 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к повышению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как Шаг 2 на Рисунке 6 выше. По мере того, как процентное содержание кислорода в дымовых газах уменьшается, меньше тепла передается избыточному кислороду, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовому газу, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте регуляторы котла для оптимального соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к неэффективному нагреву воздуха и его выбросу из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст проблему безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания за счет обеспечения достаточного количества избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком большого для снижения эффективности. Сколько избыточного воздуха достаточно для полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различных скоростей воспламенения горелки, но обычно считается между 2% — 3%.Избыточный воздух также должен быть отрегулирован с учетом колебаний температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых дневных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

Важно помнить, что полное сгорание имеет решающее значение для обеспечения эффективной работы котла. Неполное сгорание топлива может значительно снизить КПД котла на 10% или более, в то время как увеличение избытка воздуха на 10% может повлиять на КПД котла только примерно на 1%.Признаки неполного сгорания — дымный выхлоп, желтое пламя, сбои пламени и закопченные трубы котла. Рекомендуется ежегодно настраивать котел, чтобы обеспечить оптимизацию процесса сгорания.

Обычно избыток воздуха около 10% для газового котла является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха свыше 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов.Поэтому предпочтительным является поддержание оптимального уровня избытка воздуха во всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства контроля перекрестного ограничения и средства регулирования подачи кислорода. Эти типы органов управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим органам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа автоматов горения представлено ниже (3):

  • Механическое управление промежуточным валом — это простейший тип модулирующего управления горелкой, обычно используемый на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, потому что один механический рычажный механизм управляет как воздухом, так и топливом. Эти элементы управления не могут измерять расход воздуха или топлива. Диапазон регулирования ограничен, что приводит к чрезмерному избытку воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и скоростях стрельбы. Неровность рычагов затрудняет точное и повторяющееся управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
  • Элементы управления параллельным расположением используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, позволяя регулировать каждый из них во всем диапазоне горения котла. Во время настройки многие точки «наносятся на карту», ​​обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего потока топлива. Следовательно, соотношение воздух-топливо может изменяться во всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение во всех условиях стрельбы. Кроме того, с использованием электронных серводвигателей этот метод управления имеет высокую повторяемость.
  • Перекрестные ограничения регулирования , обычно применяемые к более крупным котлам, используют средства управления для определения и компенсации некоторых факторов, влияющих на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
  • Регулировка кислородной коррекции используется вместе со стандартным параллельным позиционированием или перекрестным ограничением. Он анализирует кислород в дымовых газах и соответственно регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти элементы управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым расходом топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Контрольные датчики котла

Возможно возникновение утечки в распределительном контуре горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды в системе, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены пара или воды, которые теряются из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки системы.Счетчик следует снимать еженедельно для проверки непредвиденных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для компенсации потерь. Мониторинг подпиточной воды гарантирует максимальную отдачу конденсата, тем самым снижая потребность в подпиточной воде.

Сезонная работа

Если система пара или горячей воды не используется в течение части года, отключение системы может привести к значительной экономии.Поддержание котла при его рабочей температуре потребляет энергию, эквивалентную потерям в режиме ожидания. В случае системы горячего водоснабжения использование энергии может также включать работу насоса.

Эксплуатация нескольких котельных

Нагрузка котлов в коммерческих зданиях сильно меняется от лета к зиме, от дня к ночи и от буднего дня к выходному. С одним котлом трудно эффективно обеспечивать эти переменные нагрузки. Когда потребность в отоплении здания падает ниже количества тепла, подаваемого котлом при его самой низкой мощности, котел выключается.Циклическое включение и выключение котла очень неэффективно, потому что существует продувка перед розжигом и продувка после розжига, которые отводят тепло из котла с каждым циклом. Кроме того, в случае немодулирующего котла, цикличность не позволяет котлу работать с частичной нагрузкой и постоянной скоростью горения, когда эффективность сгорания находится на самом высоком уровне.

Если на предприятии установлено несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частой работы. При использовании немодулирующих котлов может быть лучше включить последующие котлы после того, как основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для соответствия нагрузке.С другой стороны, с модулирующими котлами КПД котла увеличивается при частичной нагрузке. Поэтому может быть выгоднее использовать несколько котлов одновременно в условиях частичной нагрузки, а не один котел на 100% мощности. На рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между интенсивностью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования как расхода воздуха, так и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД как функция расхода топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическое переключение котлов необходимо для эффективной работы.Когда нагрузка на здание снижается в ночное время и в выходные дни, вероятно, будет происходить повышенная цикличность котлов, если никто не сможет выключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем предприятии несколько котлов, вы должны оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к снижению энергопотребления. Резервный котел будет не только циклически включаться и выключаться, но и терять тепло в окружающую среду из-за потерь на излучение, которые значительно увеличиваются в процентах от мощности котла при пониженной мощности сжигания.При низких скоростях горения, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановить его, если ведущий котел выйдет из строя, но это необходимо сопоставить с этим большим штрафом за электроэнергию. Если резервный котел не критичен для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Последовательность управления блокировкой котла агрегата

Включение блокировки котла в последовательность работы системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха важно для достижения энергоэффективности.При обычном применении систем VAV в коммерческих зданиях сегодня одновременное нагревание и охлаждение, а также чрезмерный повторный нагрев первичного воздуха часто могут оставаться незамеченными. Блокировка котла в зависимости от температуры наружного воздуха, например, когда температура наружного воздуха превышает 65 ° F, является эффективным способом предотвращения этих условий.

Конденсационные котлы

Как конструкция системы, так и условия эксплуатации имеют решающее значение для успешной работы и производительности конденсационного котла.Температура обратной воды ниже 130oF обычно требуется для получения номинальной эффективности конденсационного котла. Температура оборотной воды выше 130 ° F предотвращает конденсацию дымовых газов и приводит к тому, что котел работает не более эффективно, чем традиционный котел.

Рисунок 8: Влияние температуры оборотной воды на КПД конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопе котла, которые передают тепло от топочного газа либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже в эффективных котлах, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы в дымовую трубу. Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Поддерживайте бойлер в чистоте

Как упоминалось ранее, любые остатки, такие как сажа или накипь, которые покрывают теплопередающие поверхности котла, снизят его эффективность, а также увеличат вероятность отказа оборудования.Очистка этой поверхности в соответствии с рекомендациями производителя важна для поддержания оптимальной производительности котла и срока службы оборудования. Остатки, покрывающие трубы котла, будут мешать теплопередаче и повышать температуру дымовых газов. Если происходит неполное сгорание, образовавшаяся сажа накапливается на стороне горения трубок. Точно так же некачественная обработка воды может привести к накоплению накипи на водяной стороне труб. Слой сажи или накипи всего 0.Толщина 03 дюймов может снизить теплопередачу на 9,5%. Слой толщиной 0,18 дюйма может снизить теплопередачу на 69%. (3).

План химической очистки воды

Хорошая химическая очистка котловой воды необходима для поддержания ее эффективной работы. Каждый план химической обработки должен быть адаптирован с учетом растворенных минералов в подпиточной воде, процентного содержания возвращаемого конденсата и наличия или отсутствия деаэратора. Растворенные твердые вещества в котловой воде и уровень химикатов для обработки следует проверять ежедневно на небольших установках низкого давления и ежечасно на более крупных установках высокого давления.Приборы следует калибровать ежемесячно. Ежегодные проверки котлов должны включать тщательный осмотр поверхностей со стороны воды на наличие отложений и коррозии. Даже тонкий слой накипи препятствует передаче тепла и тем самым снижает эффективность сгорания.

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались либо на поверхности огня, либо на воде на поверхностях теплообмена котла. Если это условие соблюдается, необходимо незамедлительно проверить котел.

Минимизация продувки котла

Слишком большое количество растворенных твердых частиц (TDS) в котловой воде может вызвать образование накипи и снизить эффективность котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых веществ ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые частицы будут выпадать в осадок из воды и образовывать накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых частиц и поддержания концентрации TDS ниже уровня, на котором они будут выпадать в осадок.Последовательная и частая продувка небольшого объема — лучшая практика, чем нечастая продувка большого объема, поскольку она позволяет экономить энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой небольшое количество воды непрерывно сливается из котла, а свежая подпиточная вода подается.

Осмотрите и отремонтируйте изоляцию

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги несут большие потери энергии.Обычно экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130 ° F (4). Трубопроводы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, дают двойное наказание, поскольку потери тепла из труб должны устраняться дополнительным кондиционированием воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котла

Передовые методы эксплуатации и обслуживания котла

начинаются с ведения регулярных плановых проверок и списков проверок для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температуру воды и температуру дымовых газов следует регистрировать ежедневно, поскольку они могут служить в качестве исходных данных для работы системы и устранения неисправностей. Для документирования характеристик системы следует проводить более подробные проверки и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий эксплуатации системы с течением времени может быть не так очевидно без использования такой документации. В Руководстве по передовой практике O&M Федеральной программы управления энергопотреблением для достижения эксплуатационной эффективности (5) содержатся примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему предприятию.Следующие ниже контрольные списки обслуживания составлены на основе передовых методов, которые также можно найти в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котлов

Описание Комментарии Периодичность технического обслуживания
Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Ежегодно очистка и подготовка поверхностей со стороны воды X
Очистка стороны огня Следуйте рекомендациям производителя по очистке и подготовке поверхностей стороны огня X
Осмотрите и отремонтируйте огнеупоры на стороне огня Используйте рекомендуемые материалы и процедуры X
Проверьте топливную систему Проверьте манометр, насосы, фильтры и линии подачи. При необходимости очистите фильтры. X
Предохранительный клапан Снимите и отремонтируйте или замените X
Насосы питательной воды X
Топливная система Очистите и восстановите системные насосы, фильтры, пилот, подогреватели масла, резервуары для хранения масла и т. Д. X
Электрические системы Очистите все электрические клеммы. Проверьте электронное управление и замените дефектные детали. X
Гидравлические и пневматические клапаны Проверить работу и при необходимости отремонтировать X
Оптимальный состав дымовых газов .Запишите состав, огневую позицию и температуру. X
Вихретоковый тест При необходимости, проведите вихретоковый тест для оценки толщины стенки трубы X

90s22840

Описание Комментарии Периодичность техобслуживания
Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Последовательность включения

Ежегодно Последовательность включения

Последовательность включения

ненужные котлы X
Общий визуальный осмотр Полный общий визуальный осмотр, чтобы убедиться, что все оборудование работает и системы безопасности находятся на месте X
При смазке всех компонентов соблюдайте рекомендуемые производителем процедуры Сравните температуры с тестами, проводимыми после ежегодной очистки X
Проверьте давление пара Изменения давления пара ожидаются не дер разные нагрузки? Влажный пар может образовываться, если давление падает слишком быстро X
Проверить нестабильный уровень воды Неустойчивый уровень может быть признаком загрязнения питательной воды, перегрузки котла, неисправности оборудования X
Проверить горелку Проверить правильность управления и чистоту X
Проверить состояние двигателя 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 Проверить правильную работу температуры
Проверить температуру воздуха в котельной Температура не должна превышать или опускаться ниже проектных пределов X
Продувка котла Проверка нижней, поверхностной и водяной колонны происходят и действуют ive X
Журналы котла Ежедневно регистрируйте: • Тип и количество используемого топлива • Температура дымовых газов • Объем подпиточной воды • Давление, температура и количество пара. как метод обнаружения неисправностей X
Проверить узлы масляного фильтра Проверить и очистить / заменить масляные фильтры и сетчатые фильтры X Перед сжиганием убедитесь, что масло имеет надлежащую температуру.

Источник таблицы: Federal Energy Manag Программа ement, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котлов

Описание Комментарии Периодичность техобслуживания
Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Ежегодно Проверяйте температуру газа и измеряйте состав состав газа и температуры на выбранных огневых позициях — рекомендуемые O2% и CO2% Топливо O2% CO2% Природный газ 1.5 10 Мазут № 2 2,0 11,5 Мазут № 6 2,5 12,5 Примечание: процентные значения могут отличаться из-за изменений в составе топлива X
Проверить все предохранительные клапаны Проверить на утечки X
Проверьте регулятор уровня воды Остановите насос питательной воды и позвольте регулятору остановить подачу топлива к горелке. Не допускайте падения уровня воды ниже рекомендуемого. X
Проверьте узлы пилота и горелки Очистите пилот и горелку в соответствии с инструкциями производителя. Проверьте, нет ли отложений минералов или коррозии. X
Проверить рабочие характеристики котла Остановить подачу топлива и наблюдать пропадание пламени. Запустите котел и наблюдайте за характеристиками пламени. X
Осмотрите систему на предмет утечек воды / пара и возможных утечек Обращайте внимание на: утечки, неисправные клапаны и ловушки, корродированные трубопроводы, состояние изоляции X
Проверить все соединения на заслонках воздуха для горения и топливных клапанах Проверить правильность настройки и герметичность X
Проверить котел на утечки воздуха Проверить уплотнения заслонки

Источник таблицы: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 3: Образец ежемесячного контрольного списка котлов

08

Подача воздуха для горения

Редукционный регулирующий

кислый CE: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 4: Образец годового контрольного списка котлов

Описание Комментарии Периодичность техобслуживания
Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Очистка воды Ежегодно Обработка воды продувка достаточна для предотвращения скопления твердых частиц X
Дымовые газы Измерьте и сравните показания состава дымовых газов за последний месяц по всему диапазону горения

08

X Проверьте вход воздуха для горения в котельную и котел, чтобы убедиться, что отверстия достаточны и чисты. es.При необходимости очистите фильтры. X
Проверьте ремни и сальники Проверьте ремни на предмет надлежащего натяжения. Проверить сальники на герметичность при сжатии. X
Проверить на утечки воздуха Проверить на утечки воздуха вокруг отверстий доступа и узла сканера пламени. X
Проверить все ремни нагнетателя Проверить натяжение и минимальное проскальзывание. X
Проверить все прокладки Проверить прокладки на герметичность, заменить, если они не обеспечивают герметичность X Осмотреть теплоизоляцию котла вся изоляция котла и кожухи для горячих точек X
Парорегулирующие клапаны Откалибруйте парорегулирующие клапаны, как указано производителем X
Проверьте правильность работы клапанов X
Выполните тест качества воды Проверьте качество воды на предмет надлежащего химического баланса Таблица000 X

90 Очистите ресиверы конденсата и систему деаэрации

Программа управления, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

использованная литература
  1. Кейпхарт, Б., Тернер, В. и Кеннеди, В., 2006. Руководство по управлению энергопотреблением.
  2. Справочник ASHRAE, Системы и оборудование HVAC, 2008 г.
  3. Котлы и нагреватели, Повышение энергоэффективности, Канадская промышленная программа по энергосбережению, август 2001 г. http://oee.nrcan.gc.ca/publica …
  4. Информационный бюллетень Федеральной программы энергоменеджмента, PNNL, январь 2005 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/om_combustion.pdf
  5. FEMP O&M Best Practices, a Guide to Achiting Operational Efficiency, U.S. Министерство энергетики, август 2010 г. http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf
  6. Справочник по эффективной эксплуатации котла, четвертое издание, Ф. Уильям Пейн и Ричард Э. Томпсон, 1996 г.
  7. The Control of Boilers, 2nd Edition, Sam G. Dukelow, 1991.
Другие источники
  1. Национальный совет инспекторов котлов и сосудов под давлением, http: // www.nationalboard.org/default.aspx.
  2. 2010 Кодекс ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), http://go.asme.org/bpvc10.

Лучшая практика управления № 8: Системы паровых котлов

Паровые котлы обычно используются в больших системах отопления, на кухнях учреждений или на объектах, где используется большое количество технологического пара. Это оборудование потребляет разное количество воды в зависимости от размера системы и количества возвращаемого конденсата.

Варианты эксплуатации и технического обслуживания

Для поддержания эффективности использования воды при эксплуатации и техническом обслуживании федеральные агентства должны сделать следующее.

  • Разработайте и внедрите программу текущего осмотра и технического обслуживания для проверки конденсатоотводчиков и паропроводов на предмет утечек. Как можно скорее устраните утечки и замените неисправные конденсатоотводчики.
  • Разработать и внедрить программу настройки котла, которая должна выполняться не реже одного раза в год эксплуатации.
  • Обеспечьте надлежащую изоляцию на трубопроводе возврата пара и конденсата, а также на центральном накопительном баке.
  • Продувка — это периодическое или непрерывное удаление воды из котла для удаления накопившихся растворенных твердых частиц и / или шлама. Правильный контроль продувки имеет решающее значение для работы котла. Недостаточная продувка может привести к отложениям или уносу. Чрезмерная продувка приводит к потере воды, энергии и химикатов.
  • Воспользуйтесь услугами специалиста по очистке воды для предотвращения образования накипи и коррозии в системе, а также для оптимизации циклов концентрирования. Программы очистки должны включать плановые проверки химического состава котловой воды.
  • Разработать и внедрить программы плановых проверок и технического обслуживания конденсатных насосов.
  • Регулярно проверяйте водную и пожарную стороны котла. При необходимости очистите поверхности трубок, чтобы обеспечить оптимальную теплопередачу, тем самым максимизируя энергоэффективность системы.
  • Вместо смешивания холодной воды используйте расширительный расширительный бак для сдерживания продувки котла.
  • Установить счетчики на линиях подпитки котельной.
  • Установите счетчики на линиях подпитки в системах отопления с замкнутым контуром рециркуляции, чтобы можно было учесть утечки.
  • Рассмотрите возможность отключения на летнее время, особенно для тех систем, которые в основном используются для обогрева помещений.

Варианты модернизации

Следующие варианты модернизации помогают федеральным агентствам поддерживать эффективность водопользования на всех объектах:

  • Установить и обслуживать систему возврата конденсата. Использование воды, химикатов и эксплуатационные расходы могут быть значительно сокращены за счет улавливания и повторного использования конденсата паровой системы. Система возврата конденсата также снижает затраты на электроэнергию, поскольку конденсатная вода уже горячая и требует меньшего нагрева для производства пара, чем вода из других источников подпитки.
  • Установите автоматическую систему продувки в зависимости от качества котловой воды, чтобы лучше управлять обработкой подпиточной воды котла.
  • Добавьте автоматическую систему подачи химикатов, управляемую потоком подпиточной воды или мониторинг остатков химикатов в котле в реальном времени.
  • Чтобы оптимизировать циклы концентрирования и снизить частоту продувки, в котле можно измерить инертный ион, такой как диоксид кремния или хлорид, и сравнить его концентрацию с количеством в питательной воде котла. Например, котел с концентрацией диоксида кремния 100 частей на миллион (ppm) и концентрацией диоксида кремния в питательной воде 10 ppm считается проводящим 10 циклов концентрирования.Непрерывный мониторинг иона позволяет лучше контролировать и регулировать скорость подачи химикатов для оптимизации количества циклов продувки.
  • Продувочные теплообменники — полезная технология, которую следует учитывать, поскольку они позволяют передавать часть тепла, содержащегося в продувке котла, питательной воде котла. Это также позволяет производить пар низкого давления, который может быть возвращен в паровую систему или использован для деаэрации питательной воды котла.

Варианты замены

Следующие варианты замены помогают федеральным агентствам поддерживать эффективность водопользования на всех объектах.

  • Варианты замены зависят от размера помещения и существующего оборудования. Рассмотрите возможность проведения энергоаудита, чтобы снизить тепловые нагрузки и убедиться, что система имеет соответствующий размер. Уменьшение размера котельной системы может снизить потребность в воде.
  • Всегда покупайте самый экономичный котел в течение всего жизненного цикла, доступный для новых установок или капитального ремонта
  • Рассмотрите возможность установки небольшого летнего котла, распределенной системы или системы улавливания тепла для повторного нагрева или осушения вместо того, чтобы запускать большой котел при частичной нагрузке .Также рассмотрите альтернативные технологии, такие как тепловые насосы
  • Проконсультируйтесь со специалистами в этой области. Вашим первым ресурсом должны быть местные инженеры или инженеры из штаб-квартиры, но не упускайте из виду вклад опытных подрядчиков или других государственных учреждений.

Для получения дополнительной информации прочтите документ WaterSense at Work BMP Агентства по охране окружающей среды США по котельным и паровым системам и Справочник Совета владельцев промышленных котлов по энергоэффективности.

Завод Инжиниринг | Обеспечение безопасности котла

Неопределенное загрязнение возвратного конденсата — еще одна распространенная проблема, которая приводит к загрязнению питательной воды котла.Загрязняющие вещества могут варьироваться от металлов, таких как медь и железо, до масел и технологических химикатов.

Загрязнение тяжелыми металлами обычно зависит от материалов, из которых изготовлено технологическое оборудование и конденсатная система.

Масла и технологические химикаты обычно попадают в конденсатную систему из-за отказов технологического оборудования или утечек из-за коррозии в оборудовании, таком как теплообменники, уплотнения насоса и сальников и т. Д.

Самый большой риск, связанный с загрязнением конденсатной системы, — это катастрофический отказ технологического оборудования, который приводит к попаданию в котел значительных количеств нежелательных химикатов или соединений.По этой причине разумная эксплуатация котла должна включать постоянный мониторинг качества конденсата, возвращаемого из технологического процесса, с возможностью автоматического сброса в случае загрязнения.

Другая проблема, которая иногда вызывает сильное загрязнение котла, — это попадание ионообменной смолы в систему питательной воды котла. Эта ситуация часто возникает из-за выхода из строя внутренних трубопроводов или боковых экранов ионообменной емкости.

В зависимости от рабочего давления котла и типа смолы, эта проблема может привести к сильному покрытию смоляным материалом поверхностей котла.Недорогой и очень эффективный метод уменьшения вероятности заражения этого типа — установка ловушки для смолы на выходе любого ионообменного сосуда. Уловители смолы не только защищают котел от загрязнения, но и предотвращают потерю очень дорогой смолы.

Загрязнение питательной воды котла и связанная с ним коррозия могут быть медленным дегенеративным процессом или мгновенным катастрофическим событием. Регулярные и эффективные процедуры технического обслуживания значительно снижают вероятность возникновения обоих типов неисправностей.Постоянный мониторинг и тестирование качества котловой воды и питательной воды предоставляет обслуживающему персоналу не только исторические данные, но и своевременное предупреждение в случае резких изменений качества питательной воды.

Неправильная продувка

Высокое качество питательной воды котла поддерживается за счет соблюдения надлежащей продувки. Концентрация нежелательных твердых частиц в котловой воде снижается за счет правильной работы системы непрерывной продувки или продувки и регулярного выполнения периодической продувки снизу.

Процесс умягчения воды с использованием цеолита натрия представляет собой ионообменную операцию, при которой происходит обмен вредных ионов кальция и магния, образующих накипь, на ионы натрия.

Основной целью продувки является поддержание концентрации твердых частиц в котловой воде в определенных допустимых пределах. Скорость продувки может определяться любым из нескольких факторов, которые включают общее количество растворенных твердых частиц, взвешенных твердых частиц, кремнезема и щелочности (см. Таблицу).

Скорость непрерывной продувки устанавливается для контроля воды в котле в допустимых пределах, рекомендуемых ABMA.Хорошо спроектированная система непрерывной продувки постоянно контролирует проводимость котловой воды (концентрацию твердых частиц) и регулирует скорость продувки для поддержания диапазона регулирования.

Если вода в котле превышает рекомендуемые пределы, могут возникнуть потенциальные проблемы, в том числе образование накипи и шлама, коррозия и унос влаги из-за пенообразования, а также плохая работа сепарационного оборудования парового барабана. Это явление пенообразования, связанное с высокой проводимостью, также может вызвать нестабильность уровня в барабане, что приводит к ложным срабатываниям сигнализации уровня воды и возможным отключениям котла.

Иногда необходимо выполнять периодические продувки снизу, чтобы резко снизить концентрацию твердых частиц в котловой воде. Кроме того, периодическая продувка донной продувки коллекторов водяной стенки и бурового барабана имеет решающее значение для удаления потенциальных отложений ила и поддержания чистоты всех водяных контуров. Как правило, единственная продувка днища, которая может выполняться во время работы установки, — это промывка бурового барабана.

Продувка нижних коллекторов водяной стенки, особенно коллекторов стенки печи, не должна производиться во время розжига агрегата.Это может потенциально привести к повреждению водяной стенки трубы из-за нарушения естественной циркуляции котла.

Нижние водосточные коллекторы следует регулярно продувать каждый раз, когда установка выводится из эксплуатации после прекращения сжигания топлива, а установка все еще находится под давлением. Следует соблюдать осторожность при проведении продувки ограниченного времени, чтобы уровень воды в котле был виден в смотровом стекле. После добавления питательной воды можно выполнить дополнительные продувки снизу, чтобы снова поднять уровень в смотровом стекле.

Самая большая проблема, вызванная ненадлежащей практикой продувки, — это отказ от периодической продувки водяного столба котла для обеспечения работоспособности устройств отключения при низком уровне воды.

PLANT ENGINEERING выражает признательность QPF, LLC за сотрудничество в создании фотографии на обложке. — Отредактировал Джозеф Л. Фощ, старший редактор, 630-320-7135, [email protected]

  • Прежде чем пытаться снова зажигать, выясните и определите причину любого отключения.

  • Перед зажиганием котла всегда тщательно продувайте топку.

  • Выполняйте текущее обслуживание, калибровку и тестирование системы управления горелкой и средств управления горением, особенно устройств безопасности и датчиков.

  • Убедитесь, что система водоподготовки работает должным образом, производя питательную воду для котла достаточно высокого качества для соответствующих рабочих температур и давлений.Хотя нулевая жесткость всегда является абсолютным критерием, следует соблюдать другие стандарты качества воды, основанные на рабочем давлении и температуре, рекомендованные ABMA. Никогда не используйте в бойлере неочищенную воду.

  • Регулярно продувайте все мертвые части путевок из-за низкого уровня воды, водяного столба и т. Д., Чтобы предотвратить накопление ила в этих областях, что приведет к неисправности устройства. Никогда, ни при каких обстоятельствах не отключайте поездку в условиях низкого уровня воды.

  • Убедитесь, что вода, выходящая из деаэратора, не содержит кислорода, деаэратор работает при надлежащем давлении и что вода в накопительном баке имеет температуру насыщения.Необходим постоянный выпуск воздуха из деаэратора для выпуска неконденсируемых газов.

  • Постоянно контролируйте качество конденсата, возвращающегося из технологического процесса, чтобы обеспечить отвод конденсата в случае катастрофического отказа технологического оборудования.

  • Отрегулируйте непрерывную продувку для поддержания проводимости котловой воды в требуемых рабочих пределах и включите продувку грязевого барабана на регулярной основе. Ни в коем случае не продувайте коллектор стенки топки во время работы котла.

  • Водную сторону котла следует регулярно осматривать. Если есть какие-либо признаки накипи или накопления твердых частиц на трубках, необходимо отрегулировать водоподготовку. Котел может потребовать механической или химической очистки.

  • Бак деаэратора и внутренние детали следует регулярно проверять на наличие признаков коррозии.Эта проверка является важной проблемой безопасности, поскольку деаэратор может разорваться из-за коррозии, вызванной кислородной коррозией. Катастрофический отказ работающего деаэратора — самый частый источник смертельного взрыва пара внутри котельной.

    • Подробнее

      Автор готов ответить на вопросы по безопасности котла. С ним можно связаться по телефону 800-654-2512 или по электронной почте [email protected] Дополнительная информация доступна на сайте: esitenn.com. Для получения дополнительной информации о котлах посетите канал «Технологическое отопление и отопление помещений» на сайте plantengineering.com.

      ПДК ABMA ПДК в воде работающего котла

  • Описание Комментарии Периодичность технического обслуживания
    Ежедневно Еженедельно Ежемесячно Ежегодно очистка и подготовка поверхностей со стороны воды X
    Очистка стороны огня Следуйте рекомендациям производителя по очистке и подготовке поверхностей стороны огня X
    Осмотрите и отремонтируйте огнеупоры на стороне огня Используйте рекомендуемые материалы и процедуры X
    Проверьте топливную систему Проверьте манометр, насосы, фильтры и линии подачи.При необходимости очистите фильтры. X
    Предохранительный клапан Снимите и отремонтируйте или замените X
    Насосы питательной воды X
    Топливная система Очистите и восстановите системные насосы, фильтры, пилот, подогреватели масла, резервуары для хранения масла и т. Д. X
    Электрические системы Очистите все электрические клеммы. Проверьте электронное управление и замените дефектные детали. X
    Гидравлические и пневматические клапаны Проверить работу и при необходимости отремонтировать X
    Оптимальный состав дымовых газов .Запишите состав, огневую позицию и температуру. X
    Вихретоковый тест При необходимости, проведите вихретоковый тест для оценки толщины стенки трубы X
    Рабочее давление барабана, фунт / кв. Дюйм изб. Общее количество растворенных твердых веществ, ppm Общая щелочность, ppm Кремнезем, млн -1 SiO2 Общее количество взвешенных частиц, ppm
    0300 3500 700 150 15
    301450 3000 600 90 10
    451600 2500 500 40 8
    601750 1000 200 30 3
    751900 750 150 20 2

    00

    625 125 8 1

    Отказ парового котла

    Есть две распространенные причины выхода из строя котла:

    Кратковременные ошибки оператора или технического обслуживания, которые имеют драматическое и немедленное воздействие, приводя к катастрофическому отказу или происшествию

    Долгосрочные методы эксплуатации или технического обслуживания, которые со временем вызывают или позволяют развиться состоянию, которое приводит к катастрофическому отказу или инциденту.

    Общие причины взрывов топлива

    Смеси, обогащенные топливом , могут возникать в любой момент, когда подается недостаточно воздуха для сжигаемого количества топлива. Никогда не добавляйте воздух в темную дымную печь. Сначала отключите устройство, чтобы удалить источник воспламенения, тщательно продуйте, а затем устраните проблему. Бедная смесь, которая дает больше воздуха, чем необходимо, хотя и неэффективна, но не опасна.

    Плохое распыление масла может вызвать накопление в топке и создать локализованную летучую смесь несгоревшего топлива, что может привести к взрыву.Чтобы предотвратить эту ситуацию, в узле распылителя масляного пистолета не должно быть мусора, а давление распыляющего пара или воздуха и топлива должно быть надлежащим образом отрегулировано.

    Неправильная продувка может привести к образованию горючей смеси в котле. Многие взрывы происходят при попытках повторно зажечь горелку после того, как она сработала из-за другой проблемы. Затем пилот поджигает большое количество несгоревших горючих газов в топке, что вызывает взрыв.

    Этого сценария можно избежать, исследуя причину отключения и позволяя печи тщательно продуть перед любой попыткой повторного зажигания. Перед повторным зажиганием продуть, продуть, продуть!

    Общие причины маловодья

    Неисправность насоса питательной воды

    Неисправность регулирующего клапана

    Потеря воды в деаэратор или систему подпитки

    Неисправность регулятора уровня барабана

    Контроллер уровня барабана случайно оставлен в «ручном» положении

    Падение давления воздуха в установке на привод регулирующего клапана

    Подъем предохранительного клапана и его повторная установка

    Сильное и резкое изменение паровой нагрузки и / или мощности горения

    Техника безопасности при эксплуатации и обслуживании котла

    Часто наблюдайте за пламенем горелки, особенно при сжигании жидкого топлива, чтобы определить засорение наконечников распылителя и другие проблемы с горением.Такой подход обеспечивает раннее предупреждение.

    Методы расчета коэффициентов работы парового котла при различных условиях эксплуатации с использованием вычислительного термодинамического моделирования

    Основные моменты

    Приведена методика расчета производительности пылеугольного котла.

    Проведено моделирование работы котла с использованием разработанной термодинамической модели.

    Проанализирована работа парового котла в различных условиях эксплуатации.

    Рассчитан энергетический и эксергетический КПД котла.

    Расчет КПД котла проводился при разной нагрузке котла и для разных видов угля.

    Реферат

    В статье представлены результаты анализа пылевидных угольных паровых котлов при различных условиях эксплуатации. Для исследования эффективности анализируемого парового котла был проведен энергетический и эксергетический анализ, а также определены основные режимы работы дымовых газов — воздуха и водяного пара.Для расчета энергоэффективности котла применялся косвенный метод и расчет индивидуальных потерь котла. Термодинамическая модель была разработана для моделирования работы котла при частичной загрузке котла. Точность результатов модели была проверена при трех различных частичных нагрузках. Термодинамическая модель была создана с использованием программного обеспечения Ebsilon Professional и 0-мерного термодинамического моделирования. Результаты по форме и распределению температуры пара на выходе всех поверхностей нагрева подтверждены имеющимися данными измерений котла.Относительная погрешность расчета температуры пара не превышает 4,5%. Разработанная модель позволяет проводить расчеты для переменных входных условий с целью определения основных параметров работы котла и общего КПД котла. Представленные методы расчета были применены для выявления изменения КПД котла и основных параметров котла при работе с различными частичными нагрузками и при сжигании различных видов угля. Различные условия эксплуатации оказывают большое влияние на производительность котла.Энергетический и эксергетический анализ рабочих параметров котла был использован для оценки общего КПД котла. Результаты были представлены в виде общего КПД котла и потерь котла в зависимости от нагрузки котла и теплотворной способности топлива.

    Ключевые слова

    Термодинамический анализ

    Паровой котел

    Гибкость

    Численное моделирование

    Энергоэффективность котла

    Энергетический анализ

    Эксергетический анализ

    Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

    Просмотр аннотации

    © 2020.Опубликовано Elsevier Ltd.

    Рекомендуемые статьи

    Ссылки на статьи

    Безопасная работа котла — подготовка к подъему пара

    Безопасная работа котла — Подготовка к подъему пара


    Главная || Дизельные двигатели

    || Котлы || Системы питания

    || Паровые турбины || Обработка топлива || Насосы || Холодильное оборудование ||

    Безопасная работа котла — подготовка к подъему пара

    Бойлер используется для нагрева питательной воды с целью производства пара.В
    энергия, выделяемая при горении топлива в топке котла, сохраняется (как
    температура и давление) в производимом паре.

    Все котлы имеют
    топка или камера сгорания, где топливо сжигается, чтобы высвободить свою энергию.
    Воздух подается в топку котла, чтобы топливо могло сгорать.
    происходит. Большая площадь поверхности между камерой сгорания и
    вода позволяет энергии горения в виде тепла быть
    переносится в воду.

    align = «left»>

    align = «left»>

    align = «left»>

    Эскиз мазутной системы котла

    Должен быть предусмотрен барабан, в котором пар и вода могут отделяться.Там
    также должны быть различные штуцеры и элементы управления для обеспечения того, чтобы мазут, воздух
    а подача питательной воды соответствует потребности в паре. Ну наконец то
    должно быть несколько приспособлений или креплений, обеспечивающих безопасное
    работа котла.

    В процессе производства пара питательная вода поступает в котел, где
    он нагревается и превращается в пар. Питательная вода циркулирует от пара
    барабан к водяному барабану и при этом нагревается. Несколько из
    питательная вода проходит через трубы, окружающие печь, т.е.е. водная стена
    и напольные трубы, где он нагревается и возвращается в паровой барабан.
    Нисходящие трубы с большим внутренним диаметром используются для циркуляции питательной воды между
    барабаны. Трубы сливного стакана выходят за пределы печи и соединяются
    паровые и водяные бочки.

    Устройство котельной для генерального сухогруза

    Пар производится в паровом барабане и
    могут быть сняты для использования отсюда. Он известен как «влажный» или насыщенный.
    пар в этом состоянии, потому что он будет содержать небольшое количество воды,
    В качестве альтернативы пар может пройти в перегреватель, расположенный внутри
    котел.Здесь пар дополнительно нагревается и «сушится», т. Е. Все следы
    вода превращается в пар. Этот перегретый пар затем покидает
    бойлер для использования в системе. Температура перегретого пара будет
    быть выше пара в барабане. « Оператор попытки », то есть паровой
    охладитель, может быть встроен в систему для контроля перегретого пара
    температура.

    Горячие газы, образующиеся в печи, используются для нагрева питательной воды.
    для производства пара, а также для перегрева пара из корпуса котла.Затем газы проходят через экономайзер, через который питательная вода
    проходит до того, как попадает в котел. Выхлопные газы также могут проходить через
    воздухонагреватель, который нагревает воздух для горения перед его поступлением в
    печь. Таким образом, большая часть тепловой энергии от горячего
    газы используются до того, как они будут выпущены из воронки. В
    Расположение показано на Рисунке

    Существуют два принципиально разных типа котлов, а именно водяной и
    пожарная трубка.В водяном шланге питательная вода проходит по трубкам.
    и горячие газы проходят над ними. В топочном котле горячие газы
    проходят через трубы, и питательная вода окружает их.

    Процедура повышения пара будет отличаться от котла к котлу.
    и всегда следует соблюдать инструкции производителя. А
    ряд аспектов, общих для всех котлов, и общая процедура
    может быть следующим.

    Следует проверить всасывание, чтобы обеспечить свободный путь для выхлопных газов.
    газы через котел; любые заслонки должны быть задействованы, а затем
    правильно расположен.Все форточки, сигнализация, водомер и манометр
    соединения должны быть открыты. Циркуляционные клапаны пароперегревателя или
    стоки должны быть открыты, чтобы обеспечить поток пара через
    перегреватель.

    Все остальные сливы и продувочные клапаны котла должны быть
    проверено, чтобы убедиться, что они закрыты. После этого следует заполнить бойлер.
    немного ниже рабочего уровня горячей деаэрированной водой. В
    различные вентиляционные отверстия коллектора должны быть закрыты, так как вода вытекает из них.Следует проверить экономайзер, чтобы убедиться, что он заполнен водой и
    весь воздух вышел.

    Следует проверить работу нагнетательного вентилятора и
    там, где установлены воздухонагреватели выхлопных газов, их следует обойти. В
    топливную систему следует проверить на правильность расположения клапанов,
    После этого жидкое топливо должно быть циркулировано и нагрето.

    Подъем пара

    Должен быть запущен нагнетательный вентилятор, и воздух должен проходить через
    топку на несколько минут, чтобы очистить ее от выхлопных газов или масла.
    пары.Воздух скользит (проверяет) на каждом регистре, кроме загорания »
    горелку, затем следует закрыть. Теперь можно зажечь работающую горелку и
    отрегулирован, чтобы обеспечить низкую скорострельность при хорошем сгорании. Мазут
    давление и давление принудительной тяги должны быть согласованы, чтобы гарантировать
    хорошее горение с полным устойчивым пламенем.

    Отверстия коллектора перегревателя могут быть закрыты, если пар выходит из
    их. Когда давление в барабане составляет около 210 кПа (2,1 бар)
    достигло вентиляционного отверстия барабана, может быть закрыто.Котел необходимо принести
    медленно до рабочего давления, чтобы обеспечить постепенное расширение и
    чтобы избежать перегрева элементов пароперегревателя и повреждения любых
    огнеупорный материал. Производители котлов обычно предоставляют пароподъем.
    диаграмма в виде графика зависимости давления в барабане от часов
    после перепрошивки.

    Теперь основной и вспомогательный паропроводы следует прогреть через
    а потом стоки закрылись. Кроме того, должны быть установлены указатели уровня воды.
    продули и проверили на правильность чтения.Когда пар
    давление примерно на 300 кПа (3 бара) ниже нормального рабочего значения
    предохранительные клапаны следует поднимать и отпускать с помощью разгрузочного механизма.
    После достижения рабочего давления котел можно включить нагрузку и
    циркуляционные клапаны пароперегревателя закрыты. Все остальные вентиляционные отверстия, стоки и
    Затем следует закрыть объездные дороги. Уровень воды в бойлере должен быть
    тщательно проверены и автоматические устройства регулирования воды
    соблюдается для правильной работы.

    Передовой опыт судоходства
    Необходимо выполнить следующее:

    • Изоляция паропроводов должна содержаться в хорошем состоянии.
    • Изоляция котла должна быть в хорошем состоянии.
    • Конденсатоотводчики необходимо регулярно проверять на работоспособность.
    • Утечки пара должны быть обнаружены и устранены.
    • Настройка давления котла для включения / выключения горелки должна быть максимально широкой.

    Тест накопления котла Тест котла для проверки возможности срабатывания предохранительных клапанов
    пар достаточно быстро, чтобы предотвратить повышение давления на 10%.Главный запорный клапан пара
    закрыт во время теста.

    Перечень предохранительных приспособлений в системе котельного мазута

    • Предохранительные клапаны на подогревателях
    • подпружиненные предохранительные клапаны на насосах вернутся в

      сторона всасывания насоса

    • все трубопроводы изолированы
    • экономия под насосы / обогреватели
    • быстрозакрывающиеся клапаны отстойников
    • ручные быстродействующие запорные клапаны на горелке
    • сигнализация высокой температуры топлива
    • Аварийный сигнал низкой температуры жидкого топлива

    Обобщенные ниже сведения о судовом котле Информационные страницы:

    1. Требования к разным типам котлов — водотрубные котлы и др.
    2. Водотрубный котел используется в системах с высоким давлением, высокой температурой и высокой производительностью пара, например.грамм. обеспечение паром главных двигательных турбин или турбин грузовых насосов. Пожарные котлы используются для вспомогательных целей, чтобы обеспечить меньшее количество пара низкого давления на судах с дизельными двигателями.

    3. Принцип работы и порядок работы пожаротрубных котлов
    4. Жаротрубный котел обычно выбирают для производства пара низкого давления на судах, требующих пара для вспомогательных целей. Операция проста, можно использовать питательную воду среднего качества. Название «котел-цистерна» иногда используется для котлов с дымовыми трубами из-за их большой вместимости.Термины «дымовая труба» и «котел-осел» также используются ….

    5. Порядок работы газовых котлов и экономайзеров.
    6. Применение выхлопных газов главных дизельных двигателей в
      производство пара — средство рекуперации тепловой энергии и усовершенствованная установка
      Эффективность Вспомогательная паровая установка предусмотрена в современных дизельных
      танкеры обычно используют теплообменник выхлопных газов в основании
      воронка и один или, возможно, два водотрубных котла …..

    7. Использование креплений для котла
    8. Водотрубные котлы из-за меньшего содержания воды по сравнению с их паропроизводительностью требуют определенных дополнительных креплений: Автоматический регулятор питательной воды.Устанавливаемое в питающую линию перед главным обратным клапаном, это устройство необходимо для обеспечения правильного уровня воды в котле при любых условиях нагрузки. В котлах с высокой скоростью испарения будет использоваться многоэлементная система контроля питательной воды ….

    9. Чистота питательной воды котла
    10. Самая «чистая» вода будет содержать растворенные соли, которые выходят из раствора при кипячении. Затем эти соли прилипают к нагревательным поверхностям в виде накипи и снижают теплопередачу, что может привести к локальному перегреву и выходу труб из строя.Другие соли остаются в растворе и могут образовывать кислоты, которые разрушают металл котла. Избыток щелочных солей в бойлере вместе с воздействием рабочих напряжений вызовет состояние, известное как «щелочное растрескивание». Это фактическое растрескивание металла, которое может привести к серьезной поломке …..

    11. Принцип работы и порядок работы парогенератора.
    12. Паро-парогенераторы производят насыщенный пар низкого давления для бытовых и других нужд.Они используются в сочетании с водотрубными котлами для создания вторичного парового контура, который позволяет избежать любого возможного загрязнения питательной воды первого контура. Расположение может быть горизонтальным или вертикальным с змеевиками внутри корпуса, которые нагревают питательную воду …

    13. Как контролировать горение в судовом котле
    14. Обязательным требованием к системе управления сгоранием является правильное соотношение количества сжигаемого воздуха и топлива. Это обеспечит полное сгорание, минимум лишнего воздуха и приемлемые выхлопные газы.Поэтому система управления должна измерять расход мазута и воздуха, чтобы правильно регулировать их пропорции …..

    15. Безопасная работа котла — Подготовка и повышение пара
    16. Все котлы имеют
      топка или камера сгорания, где топливо сжигается, чтобы высвободить свою энергию.
      Воздух подается в топку котла, чтобы топливо могло сгорать.
      происходит. Большая площадь поверхности между камерой сгорания и
      вода позволяет энергии горения в виде тепла быть
      переносится в воду…..

    17. Процесс сжигания мазута — горелки различной конструкции
    18. Судовые котлы в настоящее время сжигают остаточное низкосортное топливо. Это топливо хранится в баках с двойным дном, из которых оно забирается перекачкой.
      накачать в отстойники. Здесь любая вода в топливе может
      успокоиться и истощиться.

    19. Устройство котла — процесс горения — подача воздуха
    20. Горение — это сжигание топлива в воздухе с выделением тепловой энергии.
      Для полного и эффективного сгорания правильное количество топлива и
      воздух необходимо подать в топку и поджечь.Примерно в 14 раз больше
      для полного сгорания необходим воздух в качестве топлива ….

    21. Обычный подпружиненный предохранительный клапан и улучшенный высокоподъемный предохранительный клапан для судового котла
    22. Предохранительные клапаны устанавливаются попарно, обычно на одной клапанной коробке. Каждый клапан должен иметь возможность выпускать весь пар, который котел может производить без
      повышение давления более чем на 10% за установленный период …..

    23. Правильный рабочий уровень для судовых котлов — использование указателей уровня воды
    24. Указатель уровня воды обеспечивает видимую индикацию уровня воды в котле в районе правильного рабочего уровня.

    25. Как поддерживать уровень воды в судовом котле?
    26. Современный водотрубный котел высокого давления и высокой температуры удерживает небольшое количество воды и производит большое количество пара. Поэтому необходим очень тщательный контроль уровня воды в барабане. Реакции пара и воды в барабане сложны и требуют системы управления на основе ряда измеряемых элементов ……

    27. Меры предосторожности при работе с судовым котлом
    28. Все элементы управления котлом, регуляторы, аварийные сигналы и отключения должны быть проверены регулярно в соответствии с применимой системой планового обслуживания и рекомендациями производителей.Каждое испытание должно быть записано подписью инженера, проводившего испытание ….

    Судовое оборудование — Полезные теги

    Судовые дизельные двигатели || Паровая установка || Система кондиционирования воздуха || Сжатый воздух || Морские аккумуляторы || Грузовой рефрижератор || Центробежный насос || Различные кулеры || Аварийное электроснабжение || Теплообменники выхлопных газов || Система подачи || Насос для откачки сырья ||
    Измерение расхода || Четырехтактные двигатели || Форсунка || Топливно-масляная система || Обработка мазута || Коробки передач || Губернатор ||
    Морская инсинератор ||
    Фильтры смазочного масла ||
    Двигатель MAN B&W ||
    Судовые конденсаторы ||
    Сепаратор нефтесодержащих вод ||
    Устройства защиты от превышения скорости ||

    Поршень и поршневые кольца ||
    Прогиб коленчатого вала ||
    Судовые насосы ||

    Различные хладагенты ||
    Очистные сооружения ||
    Винты ||
    Электростанции
    ||
    Пневматическая система ||
    Паровые турбины ||
    Рулевой механизм ||
    Двигатель Sulzer ||
    Передача турбины ||
    Турбокомпрессоры ||
    Двухтактные двигатели ||
    UMS операции ||

    Сухой док и капитальный ремонт ||
    Критическое оборудование ||
    Палубное и грузовое оборудование
    || Управление и приборы

    || Противопожарная защита
    || Безопасность в машинном отделении ||

    Машинные отделения.com о принципах работы, конструкции и эксплуатации всей техники
    предметы на корабле, предназначенные в первую очередь для инженеров, работающих на борту, и тех, кто работает на берегу. По любым замечаниям, пожалуйста

    Свяжитесь с нами

    Copyright © 2010-2016 Machinery Spaces.com Все права защищены.
    Условия использования

    Ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности || Домашняя страница ||

    Котел Эксплуатация и обслуживание

    Котел Эксплуатация и обслуживание

    Правильная эксплуатация и обслуживание вашего котла и его распределительной системы могут значительно сэкономить
    по счетам за электроэнергию.Поскольку многие котельные установки работают со средней эффективностью всего от 65 до 75%,
    оставшаяся часть вашего счета за отопительное топливо идет в дымоход или в канализацию. Последующий
    недорогие или бесплатные товары обычно окупаются менее чем за год и должны быть
    включены в ваши регулярные программы эксплуатации и технического обслуживания.

    1. Поручите вашей сервисной компании провести подробный анализ вашей системы. Проверка должна включать
      анализ расхода топлива, тяги в дымоходе, соотношения воздух / топливо, температуры дымовой трубы, настройки воздуха для горения, дымохода
      показания углекислого газа и кислорода, а также контрольные калибровки.
    2. При необходимости отрегулируйте, отремонтируйте или повторно откалибруйте элементы управления и настройки. Если правильный уровень воздуха / воды
      не отмечен на вашем смотровом стекле (если есть), пометьте его.
    3. Накипь (минеральные отложения) внутри котла снижает эффективность котла и может привести к
      стрессовые проблемы и утечки. Правильная химическая обработка котловой воды снизит образование накипи и
      контролировать pH конденсата и потенциал коррозии. Когда котел выключен, проверьте, нет ли накипи.
      отложения, скопление отложений или котловых соединений на поверхностях со стороны воды.
    4. Температура дымовых газов в дымовой трубе должна быть не более чем на 150 ° выше, чем температура пара или воды.
      температура. Очистите и соскоблите трубы со стороны огня, чтобы удалить сажу и накипь, если желаемая температура.
      сплит превышен. При необходимости добавьте термометр в стек.
    5. Проверить изоляцию котла, огнеупорную кладку, кирпичную кладку и кожух котла на предмет горячих точек и утечек воздуха;
      отремонтировать и при необходимости уплотнить.
    6. Заменить прокладки дверцы котла, если они не обеспечивают герметичность.
    7. Правильный забор воздуха для горения обеспечивает максимальную безопасность и эффективность. Блокировка горения
      воздухозаборник при работе горелки.
    8. Если у вас большие котлы, вам может пригодиться ежедневный журнал работы котла. График давления в котле,
      температура, CO2, O2, расход пара или конденсата и другие данные от котла. Отклонения от нормы
      может указывать на необходимость очистки трубки и сопла, регулировки давления или рычажного механизма и связанных
      регулировка воздуха / топлива или тяги.
    9. Небольшие частые продувки котла более эффективны, чем более крупные и менее частые продувки. Расписание
      продувка при необходимости, как показывают регулярные испытания котловой воды, а не установленный график. Осмотреть
      форсунки или чашки масляных горелок регулярно и при необходимости очищайте. Осмотрите сетчатые фильтры маслопровода.
      и замените, если он грязный.
    10. Устранить газовые пилоты и установить электрические пилоты прерывистого зажигания.
    11. В паровых системах регулярно проверяйте конденсатоотводчики.Осмотр необходимо проводить, когда
      оборудование действительно работает.

      1. Выключите оборудование или паровой клапан, подождите несколько минут, а затем перезапустите. Слушай ловушку, чтобы услышать
        открывается и закрывается ли он должным образом.
      2. Проверить вентиляционные отверстия бака для конденсата. Паровые шлейфы из вентиляционных отверстий на крыше указывают на одно или несколько
        неисправные сифоны в системе возврата конденсата.
      3. Используйте поверхностный пирометр для проверки температуры поверхности конденсатопровода после сифона, пока оборудование
        работает.Эта линия должна быть немного холоднее, чем паропровод, питающий оборудование. Если это
        теплый или холодный, ловушка пропускает конденсат, вероятно, из-за затопленного поплавка или
        изношенный термостатический элемент. Если температура в конденсатопроводе примерно такая же, как у входящего пара
        линии, вероятно, из уловителя выходит пар, и его следует заменить. Эта ситуация может быть вызвана грязью и
        отложений или из-за неисправных или изношенных клапанов и уплотнений. Неисправные ловушки могут быть восстановлены для использования в будущем.
    12. Очистите радиаторы, ребристые конвекторы и змеевики. Проверить радиационные блоки по периметру на предмет закупорки воздуха.
      проходов объектами, помещенными поверх или перед защитными кожухами. Сохраняйте расстояние в один фут в
      перед конвекторами, радиаторами или регистрами, если это возможно.
    13. Поддерживайте минимальное давление пара, достаточное для обогрева помещения или технологических требований. Уменьшать
      давление пара в периоды низкой нагрузки. Если пар высокого давления требуется для турбин или других
      процессы, которые работают только часть года, снижают давление пара в системе на оставшуюся часть года.
      год.Выключайте котлы, когда их функция нагрева не требуется, но не сокращайте уровни нагрева в
      в местах, где существует вероятность повреждения от замерзания. Остановленные котлы должны
      должным образом осушить и высушить, чтобы предотвратить возможность замерзания или коррозии.
    14. Негабаритные котлы с коротким циклом и отходами топлива в периоды пуска и останова. Если котел
      увеличенного размера, отрегулируйте или измените скорость стрельбы, чтобы лучше соответствовать нагрузке здания.Определите время включения и выключения
      работа горелки для лучшего управления периодами цикла; учитывать температуру наружного воздуха.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *