Промышленные газовые котлы: принцип действия водогрейных, паровых моделей, эксплуатация на природном или сжиженном газе

Промышленные газовые котлы: принцип действия водогрейных, паровых моделей, эксплуатация на природном или сжиженном газе Анемометр

Автоматика и система управления

Сложность управления промышленным котлом связана с постоянно изменяющимися температурой и давлением воды, мгновенным расходом газа, забором воздуха для горелки и другими факторами.

Чтобы исключить человеческий фактор, все управление осуществляется с помощью специальных контроллеров.

Данные для их работы поступают с датчиков температуры, давления, расхода воздуха и газа. Для большей надежности в современных котлах автоматику разделяют на две части:

  • Автоматика подачи топлива, которая отвечает за работу модуляционной горелки и поддержание стабильной работы всей системы.
  • Автоматика безопасности учитывает критические условия работы котла, наличие пламени в топке, подачу газа, нагрев теплоносителя. В случае неисправности происходит отключение котла и прекращение подачи топлива. Некоторые модели котлов снабжены системами самодиагностики.

Внимание! Обычно используется природный газ: метан. Он легче воздуха и является оптимальным топливом. В отдельных случаях допускается сжигание пропан-бутановой смеси. Этот газ тяжелее воздуха и требует соответствующей настройки оборудования.

Виды промышленных котельных установок

Промышленные газовые котлоагрегаты классифицируются по мощности на агрегаты малой, средней и большой мощности. К первой группе относятся водогрейные, паровые и конденсационные генераторы, мощностью до 20 МВт и КПД до 96 %. Обычно их применяют для теплоснабжения небольших предприятий.

Для комплексного теплоснабжения с выдачей нагрузки по отоплению, горячему водоснабжению и вентиляции предприятия устанавливают котельные с суммарной мощностью до 100 МВт.

Такое оборудование устанавливается на больших квартальных котельных, способных обеспечить теплом не только промышленных, но и жилищно-бытовых потребителей. Для снабжения горячей водой и паром крупных заводов и районных городских предприятий тепловых сетей используют газовые котлы с мощностью от 600 МВт.

По назначению газовые котельные на предприятии подразделяются:

  1. Отопительные – для централизованного снабжения на нужды отопления, вентиляции и ГВС бытовых и промышленных потребителей;
  2. Производственные – для технологического обеспечения теплом в виде пара и горячей воды промпредприятий.
  3. Отопительно-производственные – для комплексного снабжения теплом систем теплоснабжения и технологических процессов.
  4. По схеме котельные делятся на закрытого типа, когда вся сетевая вода по магистральным тепловым сетям возвращается обратно к источнику и открытую систему, когда часть горячего теплоносителя потребляется на технологические или бытовые нужды.
  5. В промышленности технологическими потребителями тепловой энергии в виде пара являются бумажные, химические и металлургические производства, нефтехимические комплексы, ректификационные и химические реакторы, сорбционно-десорбционной агрегаты процесса газа очистки, гальванические линии и устройства для ламинирования поверхностей.

Перспективным направлением стала установка комбинированных котельных пароводородных котельных, автономных блок-модулей, крышных систем теплоснабжения.

Хорошими мобильными системами считаются блок-модульные, собираемые на заводе и транспортируемые к месту установки в собранном виде.

На месте запуск таких систем проходит по ускоренной программе «под ключ», учитывая, что монтаж и наладочные работы выполнены на производстве.

Водогрейные котлы на газе

Промышленные водогрейные газовые котлы являются отопительным оборудованием, пользующимся наибольшей популярностью. Модели отличаются следующими параметрами:

  • Принцип нагрева теплоносителя – котлы снабжены одним или двумя теплообменниками. В котельном оборудовании промышленного типа, используется первичный теплообменник, типа «водяной рубашки», полностью окружающей камеру сгорания, а также, дымовые каналы ломаной конструкции.
  • Количество теплообменников – промышленные котлы, в большинстве случаев, оснащаются одним теплообменником. Для нагрева ГВС, к водоснабжению подключается бойлер косвенного нагрева с объемом до 2500 литров.
  • Возможность работы на альтернативном типе топлива – сжиженном газе, дизеле, отработанном масле.
  • Котлы, оснащенные модуляционной горелкой, автоматически подстраиваются к рабочим параметрам системы отопления: давлению в магистрали, резкому похолоданию, качеству теплоносителя и топлива.

Принцип работы промышленного водогрейного котла, практически ничем не отличается от бытового отопительного оборудования. Разница заключается в большей мощности, достигающей нескольких мВт.

Выбор марки промышленного котла

Промышленные котельные оснащают теплогенераторами российского, немецкого и итальянского производства. Популярностью пользуются следующие модели котлов:

  • Промышленные газовые котлы российского производства – отличаются неприхотливостью к рабочим параметрам системы отопления. Стоят, в среднем, в 2 раза дешевле зарубежных аналогов. Отечественные котлы промышленного типа, предлагает компания Термотехник.
  • Промышленные котлы на газе, зарубежного производства, изготавливаются в Германии, Италии, Словакии. Особой популярностью, пользуются:
    • Buderus Logano и Logano PLUS;
    • Vaillant atmoCRAFT;
    • Viessmann Vitoplex, Vitorond и Vitocrossal;
    • Ferroli Prextherm;
    • Riello RTQ;
    • Sime Simerac;
    • Lamborghini MEGA PREX;
    • De Dietrich серии C и DTG;
    • Protherm в серии Бизон NO.

    Продукцию отличает неизменное качество сборки и высокая степень безопасности и теплоэффективности.

При подборе котельного оборудования, ориентируются на фактические потребности производства. Если существует необходимость исключительно в отоплении, выбирают водогрейные котлы. Паровые теплогенераторы, востребованы в некоторых видах мебельного и деревоперерабатывающего производства, в сельском хозяйстве и нефтяной промышленности.

Газовая горелка

Главной частью любого котла является горелка. По типу подачи газа они делятся:

  • на инжекторные, засасывающие газ вместе с воздушной струей;
  • на наддувные, применяющие принудительное нагнетание воздуха мощным вентилятором;
  • на диффузные, подающие газ к месту горения через специальные диффузионные каналы.

Фото 1. Промышленный котел на газу марки Энтророс. В устройстве установлена наддувная газовая горелка.

Распространенная конструкция горелки — набор из нескольких параллельных стержневых устройств, которые расположены равномерно по всему объему топки. Они снабжены отверстиями для выхода смеси газа с воздухом и обеспечивают равномерный нагрев. Для повышения эффективности между стержнями помещают трубопровод с теплоносителем. Такие установки способны достичь КПД в 98—99%.

Еще один популярный вариант горелки промышленного котла мощностью от 100 кВт и выше имеет факельное устройство. На одной из стенок агрегата устраивается специальное сопло, в которое нагнетается газовоздушная смесь. Факельное горение хорошо показало себя в двух и трехходовых котлах, используется для получения теплоносителя с температурой 115—120 градусов или пара.

Котельная, расположенная в доме

Котельной может считаться любое место, где размещается котел. Данный агрегат разрешено монтировать в кухне, а также в других помещениях: в подвалах, на цокольных этажах. Высота комнаты, где будет работать любое газовое оборудование (плита, котел), должна быть не менее 2,5 метров.

Нормы объема помещения для газового котла зависят от мощности агрегата.

  1. Для устройств, вырабатывающих до 30 кВт тепла, достаточно небольшого объема помещения — 7,6 м3.
  2. Мощность, находящаяся в пределах 30-60 кВт, потребует большей комнаты: ее минимальный объем обязан составлять 13,5 м3.
  3. На каждый киловатт мощности более производительного прибора (> 60 кВт) объем рассчитывается отдельно. Показатели его находятся в пределах 15 м3 (плюс 0,2 м3). Такой объем позволяет устанавливать котлы любой мощности, но, естественно, рамки быть должны. Их требует техника пожарной безопасности.

Помещение обязано иметь качественную вентиляцию, оптимальна комбинация естественной и принудительной разновидности. В кухне должно быть достаточно большое окно, а также форточка, открывающаяся наружу. Альтернатива — стеклопакеты, имеющие смещающиеся или поворотные элементы.

Есть отдельное требование к площади остекления. Нормой читается 0,03 м2 на 1 кубометр объема. Например, для комнаты с объемом 16 м3 необходимая площадь окна составляет 0,48 м2. Размеры окна в таком случае будут такими: ширина — 0,5 м, высота — метр. Площадь всех рам в этом случае в расчет не принимается.

Монтаж механизированной вытяжки, прибора над газовой плитой, обеспечение дополнительной вентиляции комнаты (щель под дверью либо отверстия в нижней части полотна) настоятельно рекомендуется. Такие же требования (за исключением вытяжки для плиты) предъявляют другим помещениям в доме, где планируют организовывать отдельную котельную.

Котельное оборудование

Котлы являются основным элементом организации и реализации паросилового цикла системы теплоснабжения. Корпус маломощных котлов низкого давления изготавливают из чугуна, а среднего и высокого давления из котловой стали.

Для того чтобы правильно подобрать тип и количество котлов, выполняют технико-экономические расчеты, с учетом следующих факторов:

  1. Максимальная и минимальная тепловая нагрузка потребителей в зимнее и летнее время.
  2. Расстояние и диаметры тепловых сетей с разбивкой к каждому потребителю.
  3. Качество воды и топлива.
  4. Уровень автоматизации газовой котельной.
  5. Размеры котельной.

Следующим по важности элементом котлоагрегата является горелочное устройство, где происходит процесс смешивания газа и воздуха и розжиг газовоздушной смеси с образованием факела. Сам процесс горения происходит в топочной камере.

Выбор котла по теплопроизводительности горелки должен соответствовать ее мощности с учетом аварийного резерва. Неплохое газовое оборудование Лемакс можно приобрести в Ишиме.

Работа горелки обеспечивается газовым оборудованием котельной: ГРУ или ГРП, регуляторами, фильтрами, приборами контроля и системой безопасности. Все элементы газового хозяйства относятся к объектам повышенной опасности, их работа регламентируется СНиП II-35-76 «Котельные установки».

Котельные и помещения для них

Все газовые котельные, находящиеся с частных домах, делятся на внутренние, пристроенные или отдельно стоящие. Внутри дома котлы нередко монтируют в кухнях. Однако для большого количества дополнительного оборудования необходимо выделение достаточно просторного помещения — отдельной комнаты. Этот способ подразумевает минимальные расходы на организацию котельной.

Про анемометры:  Ардуино и микросхемы | Датчик газа MQ-4 Метан Модуль

Агрегаты, работающие на магистральном газе, позволяется устанавливать в любом из нежилых помещений. Исключение составляют приборы, которые подключают к баллонам со сжиженным газом. Их нельзя монтировать ни в подвалах, ни на цокольных этажах. Котельная, пристроенная к зданию, дает шанс сократить расходы. Вход нередко делают не только снаружи, а из дома, гарантируя себе максимальное удобство.

Оптимальными считаются отдельно стоящие газовые котельные. Такое расположение особенно рекомендуется, если общая мощность оборудования превышает 200 кВт. В этом случае газовая установка будет максимально безопасной, а шум работающих приборов не будет досаждать жильцам.

Минус у этого варианта всего один — это большие расходы, необходимые для создания дополнительного строения. Относительным недостатком этого варианта можно назвать теплопотери на участке входа коммуникаций в дом. Однако с этой проблемой можно не столкнуться, если обеспечить качественное утепление конструкций.

Оборудование в пристройке

Если в здании наблюдается дефицит свободного пространства, то первым возможным решением становится размещение приборов в пристройке. При такой ситуации потребуется согласование операции в отделе архитектуры, создание проекта, строительство и внесение изменений в технический паспорт.

Если препон на пути к цели не возникло, то в этом случае требования к помещению схожи с теми, что рекомендуют соблюдать для комнат дома. Это касается размеров, важных для газового оборудования, и других моментов. К ним относится:

  1. Минимальная высота помещения — 2,5 м, расстояние от окон или дверей — метр.
  2. Корректно сделанная вытяжная вентиляция, двери, имеющие вентиляционные отверстия.
  3. Обязательный элемент — достаточно широкое окно с форточкой, открывающейся наружу.
  4. Качественный дымоход, соблюдение требований пожарной безопасности: использования негорючих отделочных материал.

Котельная, располагающаяся внутри здания или в пристройке, должна иметь выход на улицу. Дверь обязана открываться наружу, иметь внизу вентиляционные отверстия. Дополнительное требование — наличие автоматических приборов, контролирующих степень загазованности помещения.

Особенности эксплуатации и обслуживания

После того, как монтаж настенных котлов или их напольных аналогов завершен, начинается период эксплуатационного обслуживания. Чтобы избежать поломок и аварийных ситуаций, оборудование должно осматриваться с определенной периодичностью. Помимо самого газового агрегата не в меньшем внимании нуждаются трубопроводы отопительной системы.

Нередко причиной аварии является закупорка магистрали накопившимся на внутренней поверхности труб налетом солей. Эта проблема особенно актуальна при использовании жесткой воды в системе. Решить ее можно периодическим проведением профилактической чистки – путем закачки в трубопровод специальных реагентов.

Рекомендация! Существенно продлить эксплуатацию газового агрегата и повысить безопасность позволяют умные системы автоматического контроля. Современные приборы оснащаются датчиками давления газа, интенсивности пламени, тяги дымохода, нагрева и аварийного контроля первичного контура, давления воды, предохранительного клапана, протечки горячей воды. В случае ЧП котел будет автоматически отключен, а хозяин оповещен даже на удалении – по СМС или интернету.

Переоборудование котлов, работающих на твердом топливе, для сжигания газового топлива

Газообразное топливо обладает целым рядом преимуществ перед твердым — высокой теплотой сгорания, отсутствием золы, удобством транспортирования. Использование газообразного топлива устраняет загрязнение воздушного бассейна летучей золой, сернистыми соединениями, одновременно улучшая условия труда в котельной.

При работе на газообразном топливе полностью устраняются потери теплоты с механическим недожогом (неполное сгорание топлива), резко уменьшается количество отложений в газоходах, существенно улучшаются условия теплосъема. Все это ведет к существенному росту коэффициента полезного действия котла, а также его теплопроизводительности.

Переоборудование секционных котлов для сжигания газового топлива заключается в установке на них газогорелочного устройства того или иного типа с соответствующими газооборудованием и автоматикой. Переоборудование чугунных и стальных секционных котлов осуществляется одними и теми же способами.

При переоборудовании котлов на газовое топливо необходимо соблюдать ряд условий, главное из которых — соблюдение равномерного температурного поля по объему топки. Это особенно важно для чугунных котлов, так как даже незначительные температурные перекосы по длине пакета секций или по высоте ведут к выходу из строя последних.

Газогорелочное устройство, применяемое при переоборудовании, должно обеспечивать широкий диапазон регулирования тепловой мощности котла (от 40 до 110 %), без существенного снижения качества сжигания топлива, а также обеспечивать во всем диапазоне регулирования минимальные выбросы загрязняющих веществ с продуктами горения.

В настоящее время наиболее часто встречаются следующие варианты перевода секционных котлов с твердого топлива на газ.

В случае наличия газа низкого давления и при разрежении в топке не менее 10—14 Па используют подовые горелки без принудительной подачи воздуха.

При наличии меньшего значения разрежения используют горелки с принудительной подачей воздуха и предварительной подготовкой газовоздушной смеси.

При наличии газа среднего давления используются инжекци-онные горелки И КГ в нижней части топки.

Основными элементами при переводе на газ с использованием подовой горелки являются горизонтальный туннель (щель) и газовый коллектор, размещенный в нижней части туннеля вдоль оси (см. рис. 7.9).

К достоинствам такого способа перевода на газ относятся его простота (горелку можно изготовить в кустарных условиях), при этом достигается равномерное распределение температуры по длине топки. Горелки работают бесшумно и устойчиво.

Недостатком такого способа является большой расход шамотного кирпича, а также необходимость в тщательной наладке горелок и систематическом контроле за их работой. К числу недостатков относится также большая высота факела над щелью.

Пример перевода чугунного котла «Универсал-6» с твердого топлива на газ с использованием инжекционной горелки И ГК показан на рис. 7.10. Инжекционные горелки устанавливают только в нижней части топки примерно на 700—800 мм ниже опорной поверхности секций.

а) 4 б)

Установка горелки ИКГ на котел «Универсал-6»

Рис. 7.10. Установка горелки ИКГ на котел «Универсал-6»

а — продольный разрез; б — поперечный разрез; / — газовая горелка; 2 — запальное отверстие; 3 — смотровое отверстие; 4 — взрывной клапан

Пример перевода на газ котла «Тула-3» с использованием горелки с принудительной подачей воздуха и предварительной подготовкой газовоздушной смеси показан на рис. 7.11. Горелка также устанавливается в нижней части топки примерно на 700—800 мм ниже опорной поверхности секций.

Выравниванию тепловых потоков способствует и устройство дополнительных сводов из шамотного кирпича, ограждающих нижние части секций от прямого воздействия факела.

При переоборудовании жаротрубных котлов с внутренними топками в жаровых трубах для сжигания газового топлива из жаровых труб удаляют колосниковую решетку и порог и на место старой фронтовой гарнитуры монтируют новую, на которую устанавливают горелки.

При использовании газа низкого давления жаротрубные котлы оборудуют горелками с принудительной подачей воздуха, среднего давления — инжекционными или с принудительной подачей воздуха. Так как сгорание газа происходит с большим выделением теплоты, то в жаровой трубе создаются высокие тепловые напряжения, которые могут привести к опасному перегреву стенок.

Установка горелки ГГВ на котле «Тула-3»

Рис. 7.11. Установка горелки ГГВ на котле «Тула-3»

/ — воздуховод; 2 — горелка; 3 — электрод контроля пламени; 4 — газопровод; 5 — смотровое окно; 6 — секция котла; 7 — взрывной клапан

Для предотвращения прогорания стенок жаровой трубы ее переднюю наиболее теплонапряженную часть футеруют огнеупорным кирпичом. Длина футеровки зависит от длины факела и составляет 1—3 м. Футеровку делают сплошной или с просветами в виде решетки (рис. 7.12), что способствует лучшей отдаче теплоты жаровой трубе, кроме того, футеровка способствует повышению температуры в зоне горения газа и более полному его сгоранию.

В конце футеровки может быть установлена дожигательная решетка из огнеупора длиной 1 —2 кирпича. В случае использования горелок с хорошим смесеобразованием газа и воздуха и работающих на малых избытках воздуха использование дожигатель-ной решетки нецелесообразно.

Промышленные газовые котлы: принцип действия водогрейных, паровых моделей, эксплуатация на природном или сжиженном газе

Рис. 7.12. Установка инспекционных горелок среднего давления

на жаротрубном котле

1 — отключающая задвижка; 2 — контрольный кран; 3 — рабочий кран; 4 — продувочный газопровод; 5 — отвод к запальнику; 6 — газопровод безопасности; 7 — манометр; 8 — опора горелки;

При переоборудовании водотрубных котлов для сжигания газообразного топлива устанавливают инжекционные горелки среднего давления или горелки с принудительной подачей воздуха среднего или низкого давления. В зависимости от того, необходимо ли резервировать другой вид топлива (жидкое или твердое), принимают следующие основные методы переоборудования:

  • 1. При постоянной работе на газообразном топливе горелки устанавливают на фронтовой стенке котла, колосниковую решетку и другие устройства для сжигания твердого или жидкого топлива демонтируют, превращая топку в камерную.
  • 2. При резервировании жидкого топлива на фронте котла устанавливают комбинированные газомазутные горелки, обеспечивающие быстрый переход с одного топлива на другое и достаточную эффективность их сжигания. Колосниковую решетку и другие устройства для сжигания твердого топлива демонтируют.
  • 3. При резервировании твердого топлива сохраняют колосниковую решетку и все устройства для подачи угля и его распределения по решетке, расположенные на фронте котла. Газовые горелки в этом случае устанавливают на боковых стенках топки, а колосниковую решетку защищают от перегрева слоем толщиной 200—300 мм битого огнеупорного кирпича. Горелки могут располагаться также на фронте котла или на поду топки.
Про анемометры:  Газовый котел BaltGaz Turbo E 24: отзывы

В настоящее время имеется большое число газомазутных горелок различных конструкций, удовлетворяющих требованиям экономичной и безопасной эксплуатации котлов и обеспечивающих примерно равное качество сжигания и длины факела на обоих видах топлива.

При резервировании твердого топлива и требовании быстрого перехода с одного вида топлива на другой установка горелок возможна, как правило, только на боковых стенках топки. Если эти стенки экранированы, то полное сохранение экранов или демонтаж минимального числа труб возможны только при использовании горелок с узким устьем или установке нескольких горелок небольшой тепловой мощности.

Если нет необходимости быстрого перехода с газового на твердое топливо, то горелки устанавливают на фронтовой стенке топки, колосниковую решетку сохраняют, защищая ее от перегрева, а пневмомеханические забрасыватели на время работы на газе демонтируют. На рис. 7.13 показан пример такого перевода с использованием горелок с принудительным подводом воздуха.

При установке горелок в обмуровке фронтовой стенки выкладывается амбразура, имеющая диаметр устья горелки на протяжении толщины, равной половине кирпича, а затем на протяжении, эквивалентном толщине кирпича, диаметр, примерно, равный 2,5 диаметра устья горелки.

Колосниковая решетка предохраняется от перегрева двумя слоями шамотного кирпича, уложенного плашмя. Между кирпичом и колосниками прокладывается асбестовый картон, обеспечивающий отсутствие подсосов воздуха в топку через колосниковую решетку. Нижняя часть экранных труб защищается от излучения факела решетчатыми шамотными стенками высотой 1,5 м.

Установка газомазутных горелок ГМГМ на водотрубных

Рис. 7.13. Установка газомазутных горелок ГМГМ на водотрубных

котлах

  • 1 — воздухопровод вторичного воздуха; 2 — воздухопровод первичного воздуха; 3 — горелка; 4 — газопровод; 5 — конический туннель; 6 — амбразура; 7 — смотровой лючок; 8 — защитная стенка из шамотного кирпича; 9 — лаз;
  • 10 запально-защитное устройство

При переводе с твердого топлива на газ все котлы для защиты обмуровки и газоходов от разрушений при взрывах оборудуют взрывными предохранительными клапанами. Клапаны устанавливают в обмуровке топки, последнего газохода котла и экономайзера.

Допускается не устанавливать взрывные клапаны в обмуровке котлов, имеющих один ход продуктов горения, а также в газоходах перед дымососами. При выполнении взрывного предохранительного клапана из асбеста необходимо следить за его целостностью, так как вследствие пульсаций в топке возможен его разрыв и повышенный присос холодного воздуха.

7.9. Выбор числа и места установки горелок при переводе различных типов котлов с твердого топлива на газ

Число и расположение горелок зависят от конструкции топки, производительности котла и диапазона его регулирования, степени экранирования топки, необходимости резервирования другого вида топлива и ряда других факторов. При выборе горелок следует учитывать диапазон не только устойчивой, но и экономичной работы, в котором они обеспечивают полное сжигание газа в данной топке при минимальном значении коэффициента избытка воздуха а.

При переоборудовании водотрубных котлов малой производительности, имеющих экранированную топку, устанавливают чаще всего 2 или даже 1 горелку. Такое решение возможно при работе котла только на газе или при использовании газомазутных горелок. Более 2 горелок устанавливают, если:

  • – фронт котла занят устройствами для забрасывания твердого топлива, и горелки приходится располагать на боковых стенках топочной камеры, причем установка горелок большой тепловой мощности требует вырезки многих экранных труб;
  • – топка котла не экранирована или имеет значительные неэк-ранированные участки, которые из-за сосредоточенного подвода теплоты при работе горелок большой мощности нагреваются до температуры, способной вызвать их разрушение;
  • – топка экранирована, но имеет большие размеры (например, высоту), и требуется обеспечить равномерность распределения теплоты;
  • – топка имеет недостаточные размеры (особенно высоту) для свободного развития факела, а конструкция котла (например, чугунного секционного) определяет особые требования к равномерности распределения теплоты.

При выборе типа горелок учитывают давление газа на вводе в котельную. Предпочтительнее среднее давление (до 3000 Па), при котором газопроводы имеют меньшие диаметры и можно не применять принудительную подачу воздуха.

Важным условием является необходимость резервирования другого вида топлива (жидкого или твердого). Наиболее рационально использовать в котельной только газовое топливо, а в условиях стационарного газоснабжения целесообразно применять котлы, сконструированные специально для сжигания газа, позволяющие наиболее эффективно использовать топливо.

При работе котлов только на газе появляется возможность использовать контактные экономайзеры, что приводит к дополнительной экономии 12—18 % топлива. Если необходимо резервное топливо, то сохраняют устройства для быстрого перехода на его сжигание. В качестве резервного используют топливо, на котором котлы работали до перехода на газ.

Важным условием, определяющим полноту сгорания газа, является свободное развитие факела в топке и окончание процесса горения до выхода продуктов горения в конвективную часть котла. Длина факела должна быть меньше расстояния до противоположной стенки топки на 1 —1,5 м.

Соприкосновение факела с поверхностями нагрева приводит к его резкому охлаждению и к неполноте сгорания, а в некоторых случаях — к образованию сажи. Местный перегрев поверхности нагрева может вызвать образование в ней трещин или разрывов, а также нарушить циркуляцию воды в котле. Соприкосновение факела с кирпичной футеровкой топки приводит к ее быстрому разрушению.

В горелках, имеющих устройства для крутки воздуха, наблюдается некоторое отклонение факела и потока продуктов горения в сторону, соответствующую направлению крутки. Это следует учитывать при установке таких горелок в топках небольших котлов в одном горизонтальном ряду, чтобы не допустить касания факелами боковых стенок топки.

При расположении на фронте котла горелок, не имеющих крутки воздуха, следует учитывать, что топки некоторых котлов имеют выход продуктов горения у одной из ее боковых стенок, куда может отклониться факел и затянуться в камеру дожигания или конвективную часть котла.

Следует учитывать естественное расширение факела на выходе из устья горелки или туннеля. При цилиндрическом туннеле и отсутствии закручивающих устройств центральный угол расширения факела составляет примерно 26°. У горелок с круткой воздуха или смеси угол расширения зависит от формы туннеля и степени крутки и может составлять от 30 до 120°.

Для защиты боковых экранов от местного перегрева при использовании газомазутных горелок в некоторых случаях применяют отражательные стенки из огнеупорного кирпича. Установка глухих стенок уменьшает тепловоспринимающую поверхность экранов и может привести к перегреву и даже разрыву экранных труб в местах, где они соприкасаются со стенками.

Обычно отражательные стенки выполняют в виде решеток, через которые циркулируют продукты горения, и располагают их на расстоянии не менее 50 мм от экранных труб. Опыт эксплуатации современных котлов на мазуте и газе подтверждает возможность надежной, длительной и безаварийной их работы без устройства защитных стенок.

Прием доменного газа на котел и включение горелок доменного газа

(черт. 554537)

6.1 Перед приемом газа убедиться в наличии воды в водоотводчике, высота водяного столба должна быть не менее 2000 мм. О наличии столба воды в водоотводчике судить по ее переливу в воронку. Дренажные задвижки на линиях от газопровода к водоотводчику должны быть открыты, а дренажные задвижки от водоотводчика закрыты.

6.2 Проверить закрытие главных запорных задвижек 1-ГД (97), 2-ГД (96), регулирующего клапана 3-ГД, клапана отсекателя 4-ГД и задвижек 5-ГД – 20-ГД перед горелками.

6.3 Проверить открытие задвижек на свечах газопровода 3-ГДС, 5-ГДС – 10-ГДС.

6.4 Снять заглушку за задвижкой 2-ГД.

6.5 Включить прибор давления доменного газа в газопроводе.

6.6 Открыть задвижки 1-ГДС ,2-ГДС торцевой продувочной свечи на тупиковом участке газопровода. Продуть газопровод в течение 5 минут и закрыть торцевую продувочную свечу. Момент окончания продувки определяется по пункту 3.5.2.

6.7 Открыть полностью задвижку 2-ГД, регулирующий клапан 3-ГД, клапан отсекатель 4-ГД, продуть газопровод паром (открыть вентили на трубопроводе для пропарки газопровода 1-П, 2-П).

При этом температура стенки газопровода не должна превышать 65°С.

6.8 Закрыть задвижку 3-ГДС на продувочной свече между коренными задвижками.

6.9 Открыть задвижку 1-ГД, закрыть вентили 1-П, 2-П на линии пропарки и продуть газопровод через торцевые продувочные свечи .

По окончании продувки закрыть задвижки на продувочных свечах 5,6,7,8,9,10-ГДС.

6.10 Открыть свечи 11-24-ГДС перед задвижками у горелок и продуть газопровод.

По окончании продувок закрыть задвижки 11-24-ГДС.

6.11 Включить горелки доменного газа.

Для этого необходимо:

– увеличить разрежение вверху топки до 3-4 кгс/м2 (30-40 Па);

– при наличии факела запальника подать доменный газ в разжигаемую горелку;

– визуально убедиться в воспламенении газа;

– если газ не загорелся, или, загоревшись, погас, немедленно отключить подачу газа в горелку, закрыв задвижку у горелки и открыв свечу. Выяснить причину невоспламенения газа и не ранее, чем через 10 минут вновь подать газ на горелку;

– поочередно включить необходимое количество горелок.

Открыть воздушные шиберы перед горелками.

Отрегулировать горение и разрежение вверху топки.

6.12 Распределить воздух по горелкам доменного и природного газов для поддержания нормального горения.

6.13 При отключении доменного газа, ввиду необходимости проведения ремонтных работ, пропарить газопровод паром.

Про анемометры:  Газовый и электрокотел в одной системе: специфика параллельного подключения

Для этого необходимо выполнить следующее:

6.13.1 Открыть вентили на линиях конденсата доменного газа 3, 4, 5, 6, 7, 10-Д к водоотводчику.

6.13.2 Включить прибор давления доменного газа в газопроводе.

6.13.3 Пропарка всех участков газопровода должна вестись в течение 10-15 мин, при этом через свечи должен выходить пар (трубы на продувочных свечах должны быть горячими).

Давление пара в газопроводе держать не более 200 кгс/м2 (2 кПа). Подача пара в газопровод должна быть постепенной.

6.13.4 Открыть задвижку 2-ГД, регулирующий клапан 3-ГД, отсечной клапан 4‑ГД.

6.13.5 Открыть вентиль 2-П и постепенно вентиль 1-П, и подать пар в газопровод до задвижек у горелок котла.

Произвести пропарку этого участка через продувочные задвижки.

6.13.6 По окончании пропарки уменьшить расход пара, прикрыв вентили 1-П, 2-П.

6.13.7 Закрыть всю запорную и регулирующую арматуру на газопроводе, все задвижки на свечи открыть. Отсечные клапана не закрывать.

Примечание. Выполнение ремонтных работ, установка и снятие заглушек на действующих газопроводах разрешается при наличии наряда-допуска бригадой не менее 2-х человек в присутствии газоспасателей с обязательным отбором проб после того, как в 2-х последовательно взятых пробах из внутренней полости газопровода содержание СО не будет превышать 20 мг/м3.


Дата добавления: 2022-07-08; просмотров: 449 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге:ВВЕДЕНИЕ | Водяной экономайзер. | Поверхностный пароохладитель и установка приготовления конденсата. | Эксплуатация тепловых защит. | Номинальные характеристики котла и вспомогательного оборудования. | Осмотр перед растопкой. | Подготовка к пуску | ОБСЛУЖИВАНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ И АРМАТУРЫ КОТЛА | Порядок остановки котла. | Основные условия аварийной остановки котла. |


mybiblioteka.su – 2022-2022 год. (0.03 сек.)

Принцип работы

Газовые промышленные котельные независимо от своей мощности, практически, имеют одинаковую схему управления и принцип действия. Конструкционные различия наблюдаются только у водоводяных и пароводяных котлов. Котельные установки промышленных предприятий состоят из основного и вспомогательного оборудования.

К основному относят сам котел и устройства, заключенные в его корпусе – трубные пакеты, сепараторы, коллекторы, барабаны. К вспомогательному оборудованию относятся газогорелочное устройство, насосы, вентиляторы, дымососы, арматура, гарнитура, система автоматики управления и безопасности.

Промышленные газовые котлы: принцип действия водогрейных, паровых моделей, эксплуатация на природном или сжиженном газе
В водогрейных котлах вода нагревается до максимальной температуры 150 С, в результате сжигания топлива и передаче тепла от дымовых газов к магистральному теплоносителю. Панели выполняют газоплотными, чтобы повысить теплопередачу, для этого – стальные трубы сваривают между собой.

После топки дымовые газы вод воздействием разряжения, создаваемого дымососом, поступаю в конвекторный блок, где трубы смонтированы в шахматном порядке, что увеличивает поверхность нагрева и скорость передачи воды сетевому теплоносителю.

В водогрейном котле вода движется принудительно, скорость движения определяют сетевые насосы, обеспечивающие необходимую производительность и напор. Вход и выход воды выполняется через котловой коллектор.

Принцип работы парового котла отличается от водогрейного. Движение воды во внутреннем его контуре, происходит благодаря естественной циркуляции холодных и нагретых пароводяных сред.

В результате процесса теплопередачи на выходе котла получается насыщенный или перегретый пар. Для сбора его в современных котлах устанавливаются барабаны и сепарационные устройства в верхнем барабане, чтобы удалять из пара мельчайшие частички котловой воды.

Сетевая вода через паровой котел не циркулирует, он запитывается химочищенной питательной водой, с помощью специальных питательных насосов. Контур сетевой воды не пересекается с питательным, а нагрев ее происходит в пароводяных сетевых теплообменных аппаратах, в которых пар от котла через трубную систему нагревает подающий теплоноситель до максимальной температуры 150 С.

Разновидности

Функциональность бытового газо-котельного оборудования во многом зависит от разновидности его основных частей. Существует несколько типов классификации – по следующим критериям:

Подразделяются на настенные и напольные. Первые обладают небольшими размерами и мощностью не выше средней. Они занимают мало площади и предназначены для небольших помещений. Вторые более производительны и рассчитаны на отопление просторных домов. Для них нужно оборудовать надежную котельную по всем строительным нормам.

  • Виду дымоотвода и камеры сгорания.

Бывают атмосферные и турбированные. В первом случае отходы сжигания топлива удаляются естественной тягой, а забор кислорода поступает в камеру открытого типа из самого помещения, во втором – принудительно встроенным вентилятором, при этом приток кислорода в камеру закрытого типа осуществляется снаружи через воздуховод.

  • Количеству теплообменников.

Котлы с одним контуром работают на обогрев бойлер, с двумя – помимо отопления обеспечивают горячей водой.

Системы дымоотвода

Система дымовентиляции котельной служит для создания разряжения в газовом тракте котлоагрегата и выводе дымовых газов из котла в атмосферу . Она состоит и дымососа, вентилятора, дымоходов и дымовой трубы.

Контрольно-измерительные приборы и автоматика безопасности (КИПиА) предназначены для контроля за работой установки по режимным картам, регулировки нагрузки котла и обеспечения безопасной эксплуатации оборудования.

Во всех современных котлоагрегатам установка КИПиА является обязательным требованием, в соответствии с нормами и правил по эксплуатации котельных установок.

Защита котельного оборудования срабатывает с включением звуковой и световой сигнализации для оповещения оперативного персонала.

Параметры защиты КИПиА:

  • отрыв факела в котле;
  • высокое давление пара, газа, воды;
  • низкое разряжение в топке котла;
  • отключение электроэнергии;
  • низкий уровень воды в котле;
  • низкое давление воздуха, воды и газа.

При срабатывании сигнализации, через короткое время, если оперативный персонал не исправил сбой, котел останавливается системой КИПиА, через принудительное отключение подачи газа в топку.

Типы газовых горелок

В промышленном оборудовании, устанавливаются горелки с разным принципом работы и устройством. Не имея профильного образования, самостоятельно сложно понять, о чем идет речь в описании устройства. Чаще всего, встречаются следующие термины:

  • Газовые горелки с принудительной подачей воздуха – в горелках данного типа, воздух нагнетается с помощью вентилятора. Горелочные устройства с принудительной тягой, устанавливаются в паровых и некоторых типах водогрейных котлов.
  • Модулируемые горелки – горелочное устройство работает на нагрев теплоносителя следующим образом. При достижении теплоносителем необходимой температуры, гаснет, а после остывания до установленного минимума, включается. Модулируемая горелка меняет интенсивность нагрева, работая в пределах от 15-100% мощности.
  • Инжекционные горелки низкого давления – предназначены для промышленного обогрева с применением сжиженного газа. КПД устройств небольшой. Во время работы, требуется установка стабилизирующих устройств.
  • Котлы пульсирующего горения – отдельная категория теплогенераторов. По сути, в конструкции нет горелочного устройства как такового. Горение осуществляется в замкнутой емкости и продолжается, пока температура теплоносителя не достигнет заданных параметров. Устройство применяется в водогрейных агрегатах.

При выборе горелочного устройства, обращают внимание на возможность работы при низком давлении, а также возможности переоборудования под сжигание баллонного газа.

Требования к промышленным газовым котельным

Газовые котельные – пожароопасные объекты, к ним предъявляются особые требования на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации. Основные требования закреплены в СНиП II-35- «Котельные установки».

Требования к насосам обозначены в СП 89.13330.2022. Вода и пар должны соответствовать – ГОСТу 20995-75, 2761-84, а система химводоподготовки – СНиП 2.04.02-84 “Водоснабжение”. Более подробно с требованиями и правилами можно ознакомиться в книге «Котельные установки промышленных предприятий» (Сидельковский Л.Н. Юренев В.Н).

Котлы промышленных котельных устанавливают в отдельностоящем здании, которое по огнестойкости определяется производственными требованиями. Для монтажа крупногабаритных элементов и узлов котла должны быть предусмотрены монтажные проемы.

Проектирование и строительство промышленных котельных выполняется с учётом существующих планов застройки и инженерных коммуникаций в районе предполагаемого строительства.

Проектом должны быть предусмотрены котельный зал, насосный зал, топливное хозяйство, помещения для химводоочистки и КИПиА.

Эксплуатация и техника безопасности

Поскольку система, работающая с газом, не является безопасной, то при любых отклонениях от нормы, надо отключить оборудование и обратиться в компанию, занимающуюся его ремонтом и обслуживанием. Подачу топлива необходимо немедленно прекратить в нескольких случаях. К ним относится:

  • появление запаха газа;
  • перегрев теплоносителя;
  • отключение электроэнергии;
  • срабатывание тревожной сигнализации;
  • нарушение целостности участка трубопровода;
  • пламя, погасшее без отключения и каких-либо других причин;
  • некачественная работа вентиляции, недостаточная тяга в дымоходе;
  • изменение показаний датчиков, которые явно свидетельствуют о неполадках в системе;
  • обнаружение некорректной работы системы или приборов контроля, одного или нескольких.

Чтобы предотвратить внештатные ситуации, рекомендуют ежедневно проверять электрический кабель и его изоляцию. Любой дефект требует его скорейшей замены. Наличие в газовой котельной водопровода или емкостей с водой — обязательное условие. К дополнительным мерам предосторожности относится:

  • приобретение огнетушителей;
  • монтаж пожарной сигнализации;
  • запас песка, другого безопасного сыпучего материала.

Для больших котельных необходимо подготовить схемы эвакуации, однако к «газовым помещениям», обслуживающим частные дома, это требование, как правило, не относится.

Помещение для этого вида нагревательного оборудования, в первую очередь, призвано обеспечить безопасность людей, поэтому говорить про принцип работы газовой котельной не совсем правильно. Действует в ней именно оборудование, а комната лишь создает оптимальные условия для приборов. И для человека, защищенного ее стенами от далеко не самого безопасного вида топлива.

В завершение темы — популярное видео, короткое, емкое и, судя по отзывам, честное:

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий