Кроме периодических настроек автоматики и поддержки оптимального технического состояния нуждается также в регулярном уходе. Профилактическое обслуживание заключается в чистке поверхностей трубопроводов и внутренних полостей конструкции от вредных солей, щелочей и накипи. Технология продувки котла позволяет эффективно справиться с подобными задачами.

Общие сведения о методе

Процесс эксплуатации водогрейных и паровых котлов связан с накоплением солесодержащих продуктов, которые негативно сказываются на состоянии поверхностей агрегата, не говоря о качестве обслуживаемого им жидкостного теплоносителя. Оборудование с естественной циркуляцией воды и пара должно подвергаться продувке с целью вывода вредных отложений в специальные емкости-сепараторы. Существуют разные способы реализации очистки, но полный отказ от этой профилактической меры может привести к износу агрегата до состояния непригодности. Итак, применительно к водогрейным и паровым котлам продувка - это удаление из его конструкции и сопряженных трубопроводных контуров определенного объема воды, которая содержит соли, осадочные элементы и шлам. Технически процедура выполняется с помощью подключаемой оснастки в виде патрубка, расположенного в барабане котла. Для регуляции интенсивности процесса дополнительно подключаются вентили и запорная арматура.

Назначение продувки котлов

Для каждой модели котла предписывается свой график выполнения операции продувки с учетом режима эксплуатации оборудования и качества обслуживаемой воды. Обычно для этой операции предусматривается специальная линия, соединенная с продувочной магистралью. Процедура выполняется последовательно в каждой контурной точке вывода инородных частиц. Из-за небольших объемов скапливаемой воды, следует осторожно подходить к продувке солевых камер циклонов.

Какой эффект должна обеспечить продувка котла? Опять же, многое зависит от текущего состояния оборудования. При комплексной продувке из контуров и функциональных емкостей выводятся такие элементы, как шлам, зола, соли, сажа и накипь. Если их не удалить вовремя, то с течением времени будет повышаться риск пережогов, которые приведут к понижению производительности котла, увеличению топливного расхода и даже к разрыву труб.

Виды продувки

Бывает два варианта продувки - непрерывная и периодическая. В первом случае, соответственно, процесс очистки выполняется без остановок, а во втором - в кратковременном режиме через определенные периоды эксплуатации. Техника непрерывного удаления нежелательных веществ ориентируется, скорее, на вымывание солей в воде котла. В свою очередь, периодическая продувка задействуется в случаях устранения более основательных осевших веществ наподобие накипей и шлама.

Чаще используется непрерывная продувка парового котла, поскольку она гарантирует более высокое качество обслуживания поверхностей оборудования. Другое дело, что при капитальной всесторонней очистке такой метод не может применяться. Продувка с большими промежутками, скорее, рассматривается как дополнительная обслуживающая операция, целью которой является удаление местных сухих скоплений осадка.

Техника выполнения непрерывной продувки

Процедуру можно выполнять из любой части или контура котельного оборудования с обвязкой. В частности, можно начинать с нижней или верхней емкости барабана, а также с выносных циклонов. Точка настройки подключаемых коммуникаций для продувки не имеет значения, так как операция выполняется при небольших ресурсах с минимальной нагрузкой давления. Организуется процесс при помощи установленной в барабане котла. Далее к контурам регуляции подключаются вентили, которые настраивают интенсивность подачи воды. Иногда непрерывная продувка котла организуется через нижние выходы солевых камер с двумя активными мелкоформатными вентилями. Рекомендуется также дополнительный монтаж ограничительных шайб с вентилями диаметром 3-8 мм на нижней линии продувки.

Отключение продувки постоянного действия

Очистка солесодержащей воды уже вне котла производится с помощью сепаратора. Если на определенном эксплуатационном отрезке планируемый показатель щелочи будет в норме, то продувку котла можно настроить на минимальную степень работы или вовсе отключить. После вывода загрязненной жидкости клапан подключенного трубопровода закрывается, отсекая линию отсепарированной воды. Отфильтрованные соли и шлам направляются в дренажный контур.

Порядок выполнения периодической продувки

Данный метод предполагает подключение выходных контуров только через нижние точки коллекторов или барабанов с целью вывода шлама к сепараторам. Технически процесс периодической продувки котлов выполняется в следующей последовательности:

• Проверяется достаточность запаса жидкости в питательном деаэраторе.
• Продувается водоуказательная измерительная аппаратура.
• Проверяется герметичность продувочной арматуры, надежность механизмов отключения котла.
• Уровень воды в котле поднимается на 2/3 по меркам указательного устройства.
• В процессе продувки вода удерживается на уровне не ниже нормального рабочего (средний диапазон).
• Процедура выполняется по очереди на каждом узле коллектора или котельного барабана.
• Полностью открывается сначала второй вентиль на линии продувки, а после этого - первый. Далее начинается продувка длительностью не более 30 сек.
• Вентили закрываются в обратном порядке.
• Одновременная очистка из двух нижних точек не допускается.
• При возникновении гидроудара продувка останавливается. Исключить риск таких явлений можно с помощью буферных гидробаков.

Заключение

Регуляция солесодержащей воды в котле - операция важная, но энергетически емкая и требовательная к технико-конструкционному исполнению обвязки. То есть не в каждом агрегате она даже теоретически возможна. В современных котлах, например, используются средства биохимического разложения щелочей с отводом продуктов переработки через штатные каналы сброса отходов. Сама по себе продувка котла не только затратна по ресурсам, но может быть и вредна для трубопроводных контуров. Особенно это касается непрерывной очистки, которая в постоянном режиме создает условия для контакта между контурами обвязки оборудования и щелочными продуктами. Оптимальным решением проблемы засаливания котельных агрегатов является профилактика растворения осадков и шламовых элементов. Это делается разными способами - в частности, посредством промывки контуров умягченной водой при ступенчатом испарении.

Существует периодическая продувка котла (для удаления шламов) и непрерывная (для поддержания солесодержания в котловой воде).

Количество и длительность периодических продувок, а так же величина непрерывной продувки устанавливается специализированной пуско-наладочной организацией.

Периодическая продувка котла осуществляется двумя операторами при уровне воды в барабане котла выше среднего. Один из операторов выполняет продувку — другой следит за уровнем.

Периодическая продувка котла производится в следующем порядке:

1. проверяется исправность продувочной линии. Отвод между котлом и продувочным вентилем должен быть горячим, а трубопровод за вентилем холодным;
2. проверяется исправность продувочной запорной арматуры и водоуказательных приборов;
3. осторожно, медленно полностью открывается сначала второй по ходу продувочный вентиль;
4. после чего осторожно, открывается первый от котла продувочный вентиль, не допуская гидроударов;
5. время начала открывания первого по ходу вентиля и до момента его закрытия не должно превышать 30 секунд. После чего закрывается второй по ходу вентиль.

После окончания продувки оператор обязан убедиться, что запорные вентили на линии периодической продувки надёжно закрыты и не пропускают воду.

Время начала и окончания периодической продувки фиксируется в сменном журнале.

Непрерывная продувка котла

Непрерывная продувка котла ведётся через постоянно открытый вентиль, находящийся на линии непрерывной продувки, из солевого отсека верхнего барабана котла. Таким образом, происходит удаление некоторого количества загрязнённой солями котловой воды, замещаемое таким же количеством питательной воды с меньшим солесодержанием. Объём непрерывной продувки должен составлять 0,5% — 3% при восполнении потерь химически очищенной водой. Этим удаётся поддерживать, определённые режимной картой, солесодержание в котловой воде.

Котловая вода по линии непрерывной продувки поступает в сепаратор непрерывной продувки, где происходит отделение пара от воды. Пар направляется в деаэратор, а грязная вода после охлаждения в дренаж.

Паровые котлы с естественной циркуляцией должны быть оборудованы устройствами для проведения непрерывной и периодической продувки.

Продувка – это удаление из котла постоянно или периодически определенного количества воды с содержащимися в ней солями, осадками и шламом.

Непрерывная продувка служит для снижения содержания солей в котловой воде и обеспечения чистоты пара. Выполняется из любой части котла. Это может быть верхний, нижний барабаны или выносные циклоны.

Непрерывная продувка более безопасна, чем периодическая, так как резко не снижает уровня воды в котле, и экономичнее, так как тепло непрерывной продувки можно использовать в деаэраторе.

Производится непрерывная продувка через дырчатую трубу, расположенную в барабане котла. Снаружи на трубе устанавливают два вентиля (второй для безопасности), ими регулируют непрерывную продувку. В том случае, если солесодержание котловой воды возрастает, оператор открывает вентиль, увеличивая количество вытекаемой из котла воды.

Накипь, шлам, зола, сажа приводят к пережогам, образованию разрывов труб, перерасходу топлива и снижению паропроизводительности котла. Они является плохими проводниками тепла, что влечет перегрев металла котла. Накипь , образуется из-за накапливания солей при испарении воды. Соли, достигнув предела растворимости (насыщения) выпадают в осадок, образую трудно растворимую накипь в местах больших тепловых напряжений. Шлам представляет собой илообразный осадок, выпадающий в нижних точках котла и состоящий из механических примесей, окислов металлов и продуктов внутрикотловой обработки воды. Шлам легко уноситься при проведении периодической продувки.

Периодическая продувка выполняется из нижних точек котла нижнего барабана, нижних коллекторов, циклонов. Под периодической продувкой понимают удаление за короткое время большого количества воды, с которой уносятся шлам, осадки, соли. Количество периодических продувок определяется пусконаладочной организацией по анализам котловой воды. Для проведения периодической продувки в барабане укладывается труба с отверстиями, через которые уносится шлам и осадки.

Каждый котел для проведения периодической продувки имеет продувочную линию, которая соединена с общей продувочной магистралью, проложенной за котлами. Продувочная вода поступает в продувочный бак или колодец, работающий без давления. Продувку выполняют последовательно в каждой точке. Особенно осторожно необходимо выполнять продувку из солевых отсеков – циклонов, из-за небольшого объема воды.

Вода непрерывной продувки подается в расширитель 1 (рис.9.3), в котором давление ее падает до атмосферного. В результате часть воды испаряется и образовавшийся пар 5 поступает в деаэратор, где тепло его используется. Оставшаяся вода проходит в сливной колодец через теплообменник 12, где также используется часть тепла продувочной воды.

Для соблюдения установленных норм качества пара осуществляют периодическую или непрерывную продувку, т.е. часть воды из паровых котлов выпускают и заменяют ее питательной водой. Периодическая продувка при наличии непрерывной служит для выпуска шлама. Непрерывную продувку в барабанных котлах выполняют из верхних барабанов 9 (рис.9.3), где концентрируется большее количества солей, а периодическую – из нижних барабанов или коллекторов. Непрерывная продувка должна обеспечивать при работе котла постоянный вывод избытка солей из котловой воды. Котловая вода непрерывной продувки из барабана 9 отводится в аппарат, называемый сепаратором непрерывной продувки , в котором происходит расширение воды и отделение пара. Из сепаратора пар отводится в деаэратор питательной воды, а горячая вода, содержащая соли – в дренаж 11, или используется для подогрева сырой воды.

Чтобы в котле не скапливались шлам, ил, песок и масло, котел периодически продувают. Для удаления примесей питательной воды, скапливающихся в нижней части котла, служит нижнее продувание, а для удаления масла и грязи, плавающих в верхних слоях воды,-верхнее продувание.

Нижнее продувание, как. уже говорилось, производится через кран нижнего продувания, а верхнее-через кран верхнего продувания.

Верхнее продувание производят следующим образом.

1) В котел подкачивают воду выше рабочего уровня на величину того ее количества, которое должно быть удалено из котла при продувке, т. е. на 3-5 см по водоуказательному прибору.

2) Открывают полностью кингстон (бортовой кран).

3) Открывают медлинным поворотом ручки кран верхнего продувания (при быстром открытии этого крана вода, устремившаяся через него в отливную трубу, может вызвать сильные удары). При этом верхние слои воды уходят в воронку приемной трубы крана„ увлекая за собой пену

4) Наблюдают по водоуказательному стеклу, когда уровень воды в котле понизится до прежнего (но не ниже рабочего); и в этот момент быстрым поворотом ручки закрывают кран верхнего проду: вания.

5) Закрывают кингстон.

Порядок производства нижнего продувания такой же, как и верхнего, но с той существенной разницей, что верхнее продувание осуществлялось при полном котельном давлении, а для нижнего продувания так можно поступать только в том случае, если в качестве крана нижнего продувания установлен дисковый кран или, когда в трубопроводе нижнего продувания установлена дроссельная шайба. В противном случае, чтобы уменьшить опасность большого выдувания из котла воды и возможности оголения при этом потолка огневой камеры, перед нижним продуванием давление в котле необходимо понизить до 2-3 ат.

После нижнего продувания в котел нужно ввести антинакипин.

Очередность продувок и количество воды, которое следует удалить из котла при продуваниях, зависят от типа котла, количества в нем воды, качества ее, наличия фильтров питательной воды и грязевиков., и устанавливаются механиком парохода по согласованию с механико-судовой службой пароходства.

С учетом всех этих обстоятельств очередность продувок устанавливается от четырех до шести раз в сутки. Количество выдуваемой из котла воды по водоуказательному стеклу колеблется в пределах:

для верхнего продувания-от 2 до 4 см;

для нижнего продувания-от 2 до 5 см.

Выше было отмечено, что при отсутствии дроссельной шайбы или дискового крана перед нижним продуванием давление пара в котле приходилось понижать до 2-3 ат. Это значит, что для соблюдения указанной очередности продувок давление нужно понижать до шести раз в сутки. Если по условиям работы парохода этого нельзя было делать, то нижнее продувание приходилось производить один раз в 2-6 суток и выдувать из котла большее количество воды.

Из сказанного ясно, какое значение имеют дроссельные шайбы и дисковые краны.

Следует иметь в виду, что продувание, в особенности нижнее, является очень ответственной операцией, так как, производя его, по недосмотру или неумению можно упустить воду и вызвать тем самым серьезную аварию котла. Поэтому кочегар может производить нижнее продувание только с разрешения своего вахтенного начальника и вместе с ним. При открывании кранов продувания crpoj- го запрещается надевать на их ручки трубу или применять ломик, так как при этом легко сломать ручку крана., и тогда его нельзя будет закрыть.

Общая характеристика

Сведение к минимуму величины продувки котла способно значительно сократить потери энергии, поскольку температура продувочной воды непосредственно связана с температурой пара, производимого в котле.

При испарении воды в котле остаются растворенные твердые примеси, что приводит к росту общего содержания растворенных твердых веществ внутри котла. Эти вещества могут выпадать из раствора с образованием отложений, затрудняющих теплопередачу. Кроме того, повышенное содержание растворенных веществ способствует пенообразованию и уносу котловой воды с паром.

С целью поддержания концентрации взвешенных и растворенных твердых веществ в установленных пределах используются две процедуры, каждая из которых может осуществляться как в автоматическом режиме, так и вручную:

• нижняя продувка производится с целью удаления примесей из нижних частей котла с целью поддержания приемлемых характеристик теплообмена. Как правило, эта процедура выполняется вручную в периодическом режиме (несколько секунд каждые несколько часов);
• верхняя продувка предназначена для удаления растворенных примесей, скапливающихся у поверхности воды, и, как правило, представляет собой непрерывный процесс, выполняемый в автоматическом режиме.

Сброс продувочной воды котла приводит к потерям энергии, составляющим 1-3% энергии производимого пара. Кроме того, дополнительные затраты могут быть связаны с охлаждением сбрасываемых вод до температуры, установленной регулирующими органами.

Существует несколько способов сокращения объема продувочной воды:

• возврат конденсата. Конденсат не содержит твердых взвешенных или растворимых примесей, которые могли бы накапливаться внутри котла. Возврат половины конденсата позволяет сократить величину продувки на 50 %;
• в зависимости от качества питательной воды могут быть необходимы умягчение, декарбонизация и деминерализация воды. Кроме того, могут быть необходимы деаэрация воды и ее кондиционирование с использованием специальных добавок. Требуемая величина продувки определяется общим содержанием примесей в питательной воде, поступающей в котел. В случае питания котла сырой водой коэффициент продувки может достигать 7-8 %; водоподготовка позволяет снизить эту величину до 3% и менее;
• может быть также рассмотрен вариант установки автоматизированной системы управления продувкой. Как правило, такие системы основаны на измерении электропроводности; их использование позволяет обеспечить оптимальный баланс между соображениями надежности и энергосбережения. Величина продувки определяется на основе содержания примеси с наибольшей концентрацией и соответствующего предельного значения для данного котла (например, кремний - 130 мг/л; хлорид-ион <600 мг/л). Дополнительная информация по данному вопросу приведена в документе EN 12953 -10;
• спуск продувочной воды при среднем или низком давлении, сопровождающийся выпариванием, - еще один способ утилизации части энергии, содержащейся в этой воде. Это метод применим на тех предприятиях, где имеется паровая сеть с меньшим давлением, чем то, при котором производится пар. С точки зрения эксергии это решение может быть более эффективным, чем простая рекуперация тепла продувочной воды при помощи теплообменника.

Термическая деаэрация питательной воды также приводит к потерям энергии в размере 1-3%. В процессе деаэрации из питательной воды, находящейся под повышенным давлением при температуре около 103 °C, удаляются CO 2 и кислород. Соответствующие потери могут быть сведены к минимуму посредством оптимизации расхода выпара деаэратора.

Экологические преимущества

Содержание энергии в продувочной воде зависит от давления в котле. Соответствующая зависимость представлена в табл. Величина продувки выражается как процентная доля общего потребления питательной воды. Таким образом, величина продувки 5 % означает, что 5% питательной воды, поступающей в котел, расходуется на продувку, а остальное количество преобразуется в пар. Очевидно, сокращение величины продувки способно обеспечить энергосбережение.

Кроме того, сокращение величины продувки приведет к сокращению объема сточных вод, а также затрат энергии или холода на любое охлаждение этих вод.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Сбросы химических веществ, используемых для водоподготовки, регенерации ионообменных смол и т.д.

Производственная информация

Оптимальная величина продувки определяется различными факторами, включая качество питательной воды и соответствующие процессы водоподготовки, долю возвращаемого конденсата, тип котла и эксплуатационные условия (расход воды, рабочее давление, тип топлива и т.д.). Как правило, коэффициент продувки составляет 4-8 % свежей воды, подаваемой в котел, однако может достигать 10% в случае высокого содержания растворенных веществ в подпиточной воде. Для оптимизированных котельных величина продувки не должна превышать 4 %. При этом величина продувки должна определяться содержанием добавок (антивспениватель, поглотитель кислорода) в подготовленной воде, а не концентрацией растворенных солей.

Применимость

Уменьшение величины продувки ниже критического уровня может привести к проблемам, связанным с пенообразованием и образованием накипи. Для снижения этого критического уровня могут использоваться другие меры, описанные выше (возврат конденсата, водоподготовка).

Недостаточные объемы продувки могут привести к износу и повреждению оборудования, а избыточные - к непроизводительному расходу энергии.

Экономические аспекты

Возможна значительная экономия энергии, реагентов, подпиточной воды и холода, что делает этот подход применимым практически в любых ситуациях.

Мотивы внедрения

• экономические соображения
• надежность производственного процесса.

По материалам "Справочного документа по наилучшим доступным технологиям обеспечения энергоэффективности"

Для того чтобы добавить описание энергосберегающей технологии в Каталог, заполните опросник и вышлите его на c пометкой «в Каталог» .