На главную

Статьи, публикации, архив номеров  

«     2018     2017  |   2016  |   2015  |   2014  |   2013  |   2012  |   2011  |   2010  |   2009  |
«     Январь  |   Февраль  |   Март  |   Апрель  |   Май  |   Июнь  |   Июль  |   Август  |   Сентябрь  |   Октябрь  |   Ноябрь  |   Декабрь     »

Технологии

01.12.2009 Эксплуатация паровых котлов низкого давления с пониженными нагрузками и давлениями

 

Эксплуатация паровых котлов низкого давления с пониженными нагрузками и давлениями

 

Владельцы котлов всегда были заинтересованы в расширении диапазона используемых нагрузок. Позже к этому добавилась потребность снижать давление. При понижении давления понижается температура воды в котле (температура насыщения) и, что менее известно, увеличивается КПД котлов. Работа котла с низким давлением создает возможность существенно сократить потребление электроэнергии на привод питательных электронасосов, уменьшив число их рабочих ступеней или применив регулируемый электропривод.

В данной статье рассматриваются котлы давлением 14 ата и производительностью до 25 т/ч, работающие на природном газе.

 

Согласно инструкциям заводов-изготовителей, разработанным еще до образования СНГ, т. е. в период дорыночных представлений о сбыте, минимальные нагрузки определялись на уровне 40–30 % их номинала. Например, нижний предел давления оценивается Бийским заводом в 7 ата.

Реально на паровых котлах районных котельных, и особенно промышленных предприятий, востребованы нагрузки до 10 % от номинала и даже ниже.

В ряде случаев единственным потребителем пара становится деаэратор подпитки сетевой воды и необходимое давление не превышает 2–3 ата. Такое же давление достаточно потребителям, использующим пар для сушки или пропаривания бетона. При возникновении потребности выйти за рамки санкционированного котлостроительными заводами интервала их владельцы ведут себя по-разному.

Законопослушные потребители, преимущественно энергетики, согласно правилам, разгружают котлы до заводского минимума, а вырабатываемый при этом излишний пар направляют для подогрева сетевой воды. Это сопровождается перерасходом до 2 % топлива, т. к. КПД паровых котлов ниже, чем водогрейных. Используются и другие схемы утилизации излишнего пара, менее экономичные, чем разгрузка. Эффективным, но дорогостоящим решением является монтаж дополнительного котла малой мощности.

Потребители-прагматики, преимущественно промышленные предприятия, эксплуатирующие котлы, позволяют себе более низкие, чем рекомендовано заводами-изготовителями, нагрузки и давления. Порой это происходит по незнанию, частично – исходя из того, что случайные неплановые разгрузки не сопровождались повреждениями или какими-то иными негативными последствиями.

По мнению некоторых специалистов-котельщиков, низкие нагрузки и давления чреваты нарушениями циркуляции, что может привести к повреждениям труб. Разрешение этих опасений требует проведения циркуляционных испытаний, которые невозможны без вварки импульсных трубок и установки высокочувствительных дифманометров, что сопряжено с большими затратами и крайне сложно в эксплуатации. В силу квадратичного закона гидравлического сопротивления показания дифманометров становятся недостоверными раньше, чем появятся объективные сигналы ненадежности циркуляции.

Опасения появления «опрокидывания циркуляции» и «свободного уровня» не имеют опубликованных или расчетных подтверждений.

По моему мнению, упомянутые выше прагматики уже накопили достаточный положительный опыт малых нагрузок и давлений, и настало время этот опыт осмыслить. Есть много косвенных доказательств того, что у паровых котлов без пароперегревателя нижние пределы нагрузок внутрикотловыми процессами не лимитированы.

Котлы низкого давления, как правило, малой производительности и при их разгрузке тепловые потери q5 быстро возрастают. В результате в разгрузочном режиме эти котлы теряют тепла значительно больше, чем соответствующие котлы малой мощности. Однако в ряде случаев выгоднее терять на КПД уже существующего котла, нежели тратить деньги на покупку более экономичного, но кратковременно используемого котла востребованной малой нагрузки. С помощью средств современной теплоизоляции потери q5 можно существенно сократить.

Наиболее сложной является проблема обеспечения устойчивого горения газа. Если горелка одна, то 10 % нагрузки означает 1 % (!) от исходных давлений газа и воздуха, разрежения за котлом. Штатные средства измерений не позволяют эти значения наблюдать, а рассчитанные на 100 % расхода шиберы и клапаны не позволяют найти и удержать приемлемый для устойчивого горения избыток воздуха. Задача может быть решена применением многоканальных по газу и воздуху горелок, однако возникает опасность перегрева незадействованного канала.

Совершенно очевидна необходимость в переналадке защит и автоматики.

 

Алексей ВНУКОВ, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник РУП «БелНИПИэнергопром»

 

Выводы

 

1. Востребованный эксплуатацией интервал нагрузок и давлений значительно превышает интервал, заданный заводами-изготовителями, и его вынужденное соблюдение сопровождается перерасходом до 1–2 % топлива.

2. Накоплен обширный материал, подтверждающий возможность надежной эксплуатации котлов 14–40 ата с пониженными нагрузками и давлениями.

3. Эксплуатация с пониженными нагрузками и давлениями, как правило, дешевле установки нового котла востребованной малой мощности, однако для полной надежности требует предварительной аналитической, реже – экспериментальной проработки.

 

Контакты

Беларусь: 220121, г. Минск
а/я 72
Тел.: +375 (17) 385-94-44,
385-96-66

Факс: +375 (17) 392-33-33
Gsm: +375 (29) 385-96-66 (Vel)

Е-mail: energopress@energetika.by
E-mail отдела рекламы:
reklama@energetika.by

© ОДО Энергопресс, 2003—2009. Все права защищены.
Мониторинг состояния сайта
Создание сайта Атлант Телеком