Постоянная продувка. Продувка котла: порядок выполнения, назначение
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.
В барабанных паровых котлах для исключения возможности образования накипей необходимо, чтобы концентрация солей в воде была ниже критической, при которой начинается их выпадение из раствора. Для поддержания необходимой концентрации из котла продувкой выводится некоторая часть воды и вместе с ней удаляются соли, поступающие с питательной водой. В результате продувки количество солей, содержащихся в котловой воде, стабилизируется на допустимом уровне, исключающем их выпадение из раствора. Применяются непрерывная и периодическая продувки котла. Непрерывная продувка обеспечивает равномерное удаление растворенных солей и из места их наибольшей концентрации в верхнем барабане. Периодическая продувка применяется для удаления шлама, осевшего в элементах котла, и производится из нижних барабанов и коллекторов котла через каждые 12-16 ч. Схема непрерывной продувки показана на рис. 5.19. Вода непрерывной продувки из котла поступает в расширитель, где поддерживается давление, меньшее чем в котле. В расширителе часть продувочной воды испаряется, и образовавшийся пар поступает в деаэратор. Оставшаяся в расширителе вода удаляется через теплообменник и после ее охлаждения сливается в дренажную систему.
Рис. 5.19.
системе испарения
/ - труба с отверстиями по длине для отвода продувочной воды; 2 - труба для
подвода питательной воды
Величину непрерывной продувки Р, %, устанавливают чаще всего по общему солесодержанию в питательной воде и выражают в процентах паропроизводительности котла
р= О пр /й- 100, (5.5)
где /) пр и /) - расходы продувочной воды и номинальная па-
ропризводительность котла, кг/ч.
Расход питательной воды /) п в при наличии непрерывной продувки составляет
0„.в = В + О пр. (5.6)
Количество воды, удаляемой непрерывной продувкой, определяют из уравнения солевого баланса котла
АмА.в = + Аф^пр’ (5-7)
где /) пв - расход питательной воды, кг/ч;
5 ПВ, 5 И и 5 - солесодержание питательной воды, пара и
продувочной воды, кг/кг.
В котлах низкого и среднего давления количество солей, уносимых паром, незначительно, и членом Лб/ можно пренебречь. Тогда количество воды, удаляемой с продувкой, равно
Аф = АыА.в / Аф-
Подставляя значение О пп из выражения (5.6) и с учетом формулы (5.5), величину продувки определяют
Р=5 п. в 100/(5 пр -5 п. в). (5.8)
В целях уменьшения потерь теплоты с продувкой следует стремиться к уменьшению количества выводимой из котла воды. Эффективным методом снижения количества продувочной воды является ступенчатое испарение воды, сущность которого состоит в том, что испарительную систему котла разделяют на ряд отсеков, соединенных по пару и разделенных по воде. Питательную воду подают только в первый отсек. Для второго отсека питательной водой служит продувочная вода из первого отсека. Продувочная вода из второго отсека поступает в третий отсек и т.д. Продувку котла осуществляют из последнего отсека. Так как концентрация солей в воде второго или третьего отсека значительно выше, чем в воде при одноступенчатом испарении, для вывода солей из котла требуется меньший процент продувки. Системы ступенчатого испарения и продувки обычно выполняют из двух или трех отсеков. Повышение солесодержа-ния воды при нескольких ступенях испарения происходит ступенями и в пределах каждого отсека устанавливается постоянным, равным выходному из данного отсека. При двухступенчатом испарении систему делят на две неравные части - чистый отсек, куда подается вся питательная вода и вырабатывается 75- 80 % пара, и солевой отсек, где вырабатывается 25-20 % пара. На рис. 5.20 показана схема испарительной системы с двухступенчатым испарением с солевыми отсеками, расположенными внутри барабана котла, в его торцах. При двухступенчатом испарении относительная суммарная паропроизводительность солевых отсеков, необходимая для обеспечения заданного солесо-держания воды в чистом отсеке при отсутствии переброса воды в него из солевых отсеков, определяется из выражения
Пц > (100 + /?)? пв / ? в1 -р, (5.9)
где п и - паропроизводительность солевых отсеков, %;
Пв и 5 в1 - солесодержание питательной воды и воды в чистом отсеке, кг/кг; р - продувка из солевого отсека, %.
Оптимальная паропроизводительность солевых отсеков при двухступенчатом испарении определяется допустимым солесо-держанием в паре и при величине продувки в 1 % составляет 10-20 %, а при продувке 5 % - 10-30 %.
Рис. 5.20.
1 - подвод питательной воды; 2 - отвод пара; 3 - продувка чистого отсека; 4 - продувка солевого отсека; 5 - испарительные поверхности нагрева, включенные в солевой отсек; 6 - испарительные поверхности нагрева, включенные
в чистый отсек
Избежать появления накипи на поверхностях нагрева барабанного котла только путем улучшения качества питательной воды и продувки котла не всегда возможно. Поэтому дополнительно применяют коррекционный метод обработки воды, при котором соли Са и переводят в соединения, не растворимые в воде. Для этого вводят в воду реагенты-вещества, анионы которых связывают и осаждают в виде шлама катионы кальция и магния. Образующийся шлам удаляется периодической продувкой.
В качестве корректирующих реагентов применяют тринатри-фосфат № 3 Р0 4 12Н 2 0. При введении этого реагента происходит реакция с кальциевыми и магниевыми соединениями
6Ш 3 ?0 4 + ЮСа80 4 + 2№ОН =
ЗСа 3 (Р0 4) 2 + Са(ОН) 2 + Ю№ 2 80 4 . (5.10)
Получившиеся вещества - Са 3 (Р0 4) 2 ; Са(ОН) 2 ; 1(Ша 2 80 4 - обладают малой растворимостью и выпадают в виде шлама, удаляемого периодической продувкой из нижнего барабана и коллектора котла.
В некоторых случаях в качестве корректирующих веществ используют комплексоны.
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» .
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.
Продувка котла
удаление загрязняющих примесей из пароводяного тракта Котлоагрегат а. Различают непрерывную П. к. - постоянный вывод растворённых примесей с частью котловой воды из верхнего барабана, и периодическую (шламовую) П. к. - повторяющееся не чаще 1 раза в смену удаление нерастворимых примесей с частью котловой воды из нижних коллекторов циркуляционного контура котла. Тепло продувочной воды обычно утилизируется.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Продувка котла" в других словарях:
Операция, имеющая целью очистку котла от скоплений накипи (шлама), различных примесей и смену перенасыщенной солями воды. Различают нижнюю и верхнюю П. к. Нижняя, основная, производится через специальные краны, размещенные в нижней части кожуха… … Технический железнодорожный словарь
продувка (котла) - — Тематики нефтегазовая промышленность EN blowing down …
продувка котла - Операция, имеющая целью очистку котла от шлама и смену воды, содержащей большое количество растворенных солей, органических и коллоидальных соединений, для чего часть ее выпускается из котла наружу, а вместо нее подается из тендера вода с меньшим … Политехнический терминологический толковый словарь
непрерывная продувка котла - Непрерывное удаление из циркуляционного контура котлоагрегата котловой воды с целью поддержания заданного качества. [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN continuous boiler blowdown … Справочник технического переводчика
периодическая продувка котла - (периодическое удаление из нижних коллекторов циркуляционного контура котлоагрегата некоторой части находящейся там воды со шламом) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN periodic boiler… … Справочник технического переводчика
предварительная продувка (котла) - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN pre purging … Справочник технического переводчика
продувка парового котла - Непрерывное удаление из верхней части барабан котла воды для поддержания водного режима и периодическое удаление шлама из нижних барабанов и коллекторов котла. [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в… … Справочник технического переводчика
