Что такое непрерывная продувка парового котла

Продувка котлов: обессоливание или умягчение питательной воды?

Самая распространенная проблема не только для паровых котлов, но и для всего теплообменного оборудования – известковые отложения. Под воздействием высоких температур происходит выпадение в осадок карбоната кальция: трудноудаляемые отложения, более известные, как накипь. Их образование обусловлено присутствием в воде ионов жесткости: кальция и магния. Для удаления этих элементов большое распространение получила установка умягчения. Общий принцип работы установки основан на принципе ионного обмена, т.е. фильтрующий материал установки селективно «забирает» из воды ионы жесткости, «заменяя» их на ионы натрия Na. Вследствие этого, наибольшее распространение системы водоподготовки для паровой котельной получила схема 2-х ступенчатого умягчения с предварительной фильтрацией (в случае присутствия в воде повышенных концентраций мутности и железа). Согласно требованиям, предъявляемым к питательной и котловой воде, нормируется общая жесткость: от 0,02 мг-экв/л и ниже, в зависимости от давления и температуры воды в котле. В применяемой схеме первая ступень умягчения – основная, работает с полной загрузкой, обеспечивая удаление солей жесткости на 99% до 0,1 мг-экв/л, вторая ступень – барьерная, работает в облегченном режиме, обеспечивая удаление оставшегося 1% солей жесткости, что, позволяет достичь нормативных значений.

Как показывает практический опыт специалистов, выбор оборудования химводоподготовки на основе 2-х ступенчатого умягчения не универсален, и зачастую бывает неправильным. В некоторых случаях, паровые котлы, оснащенные такой системой подготовки воды, начинают сбоить еще в процессе ПНР, а добиться их выхода на номинальный режим работы становится невозможно. Связано это с тем, что при подборе оборудования не учитывался показатель солесодержания (или связанные с ним показатели минерализация, сухой остаток и электропроводности) исходной воды. Данный показатель информирует о количественном значении растворенных в воде солей.

Почему же он так важен? Дело в том, что при работе котла подаваемая питательная вода нагревается, превращается в пар, а растворенные соли, попадающие вместе с водой, остаются в котле. При дальнейшей работе, происходит постепенное увеличение концентрации растворенных солей в котловой воде, поэтому солесодержание в котловой воде всегда выше, чем в питательной. Но расти электропроводность (солесодержание) может только до определенного предела, регламентируемого производителем котельного оборудования. Для снижения солесодержания в современных паровых котлах предусматривается система автоматической продувки. Около верхнего уровня воды в котле устанавливается датчик, контролирующий непрерывно электропроводность воды. Данные значения передаются на шкаф управления парового котла, который управляет клапаном верхней непрерывной продувки. При интенсивном повышении, происходит приоткрытие клапана, позволяющее сбросить часть солесодержащей котловой воды (при этом в котел в таком же объеме будет добавляться питательная вода, с меньшим солесодержанием). При сохранении тенденции повышения электропроводности, происходит дальнейшее срабатывание клапана до полного открытия. При тенденции снижения происходит прикрытие клапана. Таким образом, поддерживается регламентируемое солесодержание воды в котле.

При солесодержании питательной воды ≤ 280-330 мг/л (электропроводность 560-660 мкСм/см) поддержание оптимального значения в котловой воде может обеспечиваться открытием продувочного клапана, однако при значениях 400 мг/л (800 мкСм/см) и выше, площадь поперечного сечения не позволит обеспечить достаточный сброс клапаном, что в итоге приводит к постоянному повышению солесодержания (электропроводности) котловой воды до предельных границ, последующему аварийному отключению горелки, и принудительному останову котла.

Продувка котлов по сухому остатку, %, определяют по следующему расчету:

Наиболее оптимальное решение для снижения солесодержания (электропроводности) питательной воды котлов – применение в схеме системы ХВП установок обессоливания (обратного осмоса). Данная установка позволяет снизить солесодержание исходной воды на 99%, с одновременным снижением жесткости до 0,1–0,2 мг-экв/л, т.е. полностью замещает первую ступень при сравнении со схемой умягчения в две ступени. При этом значительно снижаются эксплуатационные расходы, связанные:
– с потреблением таблетированной (или технической) соли;
– с перерасходом газа;
– с увеличением потребления воды для охлаждения продувки.

Из недостатков эксплуатации установки обратного осмоса можно отметить следующие:
– непрерывный сброс стоков с установки (в размере 25% от объема очищенной воды). Однако при достаточно высоком солесодержании (расчетный процент продувки – 25-30%), соответствующий объем воды (и более) сбрасывается из котла продувочным клапаном. При этом температура стока с установки обратного осмоса не превышает температуры исходной воды, а при сбросе продувки дополнительно расходуется газ для нагрева.
– высокое энергопотребление (ориентировочно 0,6-0,7 кВт на 1 м 3 /час обработанной воды),
– необходимость проведения периодической (1 раз в 3-6 месяцев) химической промывки установки.

Практически средний расчетный срок окупаемости установки обессоливания (обратного осмоса) при применении для обработки питательной воды паровых котлов составляет от 18 до 36 месяцев. Модернизация водоподготовительных установок котельных с применением установок обратного осмоса в настоящее время активно применяется на различных предприятиях во многих отраслях промышленности для обеспечения наладки оптимального водно-химического режима.

Для проверки правильности подбора системы подготовки воды, Вы можете воспользоваться калькулятором продувки паровых котлов.

Источник

Автоматизация непрерывной продувки парового котла

В продолжение рубрики «Конфликт интересов. Как не навредить системе, улучшая работу отдельных установок», сегодня мы поговорим о том, как влияют на общую эффективность паровой системы мероприятия, направленные на оптимизацию работы котельного оборудования, а именно автоматизация непрерывной продувки парового котла и использование тепла непрерывной продувки.

Попробуем разобраться, для чего необходима непрерывная продувка парового котла.

При испарении воды в паровом котле любые примеси, содержащиеся в питательной воде, не уносятся с паром, а остаются в воде котла. В связи с этим концентрация растворённых твёрдых веществ в воде котла со временем все больше и больше увеличивается. Солесодержание в котле повышается, что в свою очередь приводит к вспениванию на поверхности котла. Пена с поверхности уносится из котла в паропровод. Также вспенивание является причиной по отключению котла по защите «Уровень в барабане».

Для исключения этих проблем производители котлов определяют максимальное значение солесодержания в котле. По величине максимального солесодержания в котле и существующего солесодержания в питательной воде, можно найти минимальную величину непрерывной продувки котла:

Dнп = Dк * Спв / (Смах – Спв)

Dнп — расход непрерывной продувки;
Dк — расход питательной воды на котел (т/ч);
Спв — солесодержание питательной воды (мкг/кг);
Смах — максимальное солесодержание в котле (мкг/кг)

Тепловые потери с непрерывной продувкой будут составлять:

Qпот = Dнпс * iнп — Dнпб * iсб

Qпот — тепло теряемое с непрерывной продувкой (ккал/ч);
Dнпс — существующий расход непрерывной продувки (т/ч);
Dнпб — расход непрерывной продувки, после установки блока утилизации тепла непрерывной продувки (т/ч);
iнп — энтальпия непрерывной продувки при давлении в котле (ккал/кг);
iсб — энтальпия непрерывной продувки после установки блока утилизации тепла непрерывной продувки (ккал/кг).

При отсутствии автоматики на непрерывной продувке котла, существующий расход непрерывной продувки значительно превышает минимально необходимый расход непрерывной продувки. Это связано с тем, что анализы по солесодержанию в котлах проводят 1 раз в сутки и для недопущения на котлах солесодержания выше предельного, приходится поддерживать солесодержание в котле на минимально допустимом уровне.

Превышение сброса непрерывной продувки котла приводит к потерям тепловой энергии, составляющим 1–3% тепловой энергии производимого пара.

При наличии автоматики регулирования непрерывной продувки, возможно поддержание солесодержания в котле на 2-3% ниже максимально допустимого солесодержания, что приводит к снижения расхода непрерывной продувки.

При автоматизации непрерывной продувки мои коллеги и я предлагаем использовать тепло непрерывной продувки для получения пара вторичного вскипания и нагрева какого либо существующего потока:
— подпиточной воды на деаэратор, (Рис. 1)
— питательной воды перед паровым котлом. (Рис. 2)

Проанализируем воздействие перечисленных мероприятий энергоэффективности относительно воздействия их на другие параметры работы установки:

Источник

Периодическая и непрерывная продувка котла

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:

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.

Содержание солей в котловой воде определяет лаборант химического анализа. Оператор котельной выполняет указания лаборанта и производит регулирование процента вывода котловой воды из второй ступени испарения (солёный отсек) при помощи вентиля на линии непрерывной продувки.

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.

Источник

Продувка парового котла

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.

Источник

Непрерывная и периодическая продувка котла

Поделиться «Непрерывная и периодическая продувка котла»

В статье дана информация о непрерывной и периодической продувке котла, приведена реальная схема продувки и конструкторские чертежи связанные с РНП и РПП

Проблемы из-за солей в котловой воде

В котловой воде должен поддерживаться постоянный солевой состав, т.е. ввод солей и загрязнений с питательной водой должен соответствовать выводу их из котла. Это достигается проведением непрерывной и периодической продувок.

При недостаточном выводе солей из котла происходит накопление их в котловой воде и интенсивное накипеобразование на теплонапряжённых участках экранных труб, что снижает теплопроводимость труб, приводит к отдулинам, разрывам, аварийным остановам, и соответственно к снижению надёжности и экономичности работы котла. Поэтому оптимальный и своевременный вывод солей и шлама из котла имеет решающее значение.

Сепараторы пара в барабане

Чем выше параметры пара, тем хуже растворяются соли в питательной воде. Чем меньше растворенных солей в котловой воде и чем суше в итоге пар, тем он считается чище. Вынос влаги с паром считается недопустимым, так как в ней содержатся соли, и при испарении они осядут на внутренних поверхностях труб в виде осадка.

жалюзийный сепаратор барабана котла

Внутри барабана котла находятся специальные устройства (сепараторы), которые отделяют влагу от пара. Очень часто внутри барабанов котлов устанавливаются циклонные сепараторы, которые отделяют водные частицы от пара. Также применяют жалюзийные сепараторы, такой сепаратор показан на схеме барабана среднего давления.

Для предотвращения выпадения накипи на поверхностях теплообмена котла, в барабан вводят фосфаты, при этом в котловой воде образуются труднорастворимые соединения в виде шлама. Вывод солей из барабана котла достигается за счет продувки.

продувка из барабана котла

Обычно барабан разбивается на чистый отсек и грязные. Вода из чистого отсека продувается в грязный.

Это делается для того, чтобы потерять как можно меньше воды с продувкой. Продувка будет осуществляться из грязного (солевого отсека), где концентрация солей намного выше, чем в чистом отсеке, следовательно унос воды с продувкой из грязного отсека будет ниже.

Грязные отсеки меньше, чистого, поэтому основная часть пара генерируется в чистом отсеке и следовательно общее содержание солей в паре падает. Это называется ступенчатым испарением. Ступенчатое испарение в барабане котла (или за его пределами в случае использования выносных циклонов) снижает затраты на подготовку воды, и затраты на топливо, так как с продувкой мы теряем тепло.

Как осуществляется непрерывная продувка котла

Котловая вода должна быть такого качества, чтобы исключить:

Расчет величины продувки котла:

Продувка определяется в процентах от номинальной паропроизводительности котла:

Согласно пункту 4.8.27 правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ величина непрерывной продуки котла принимается:

Т.е если у Вас к примеру, конденсационная станция с турбиной К-330-240 с расходом свежего пара 1050 т/ч то величина продувки составит 10,5 т/ч.

Соответственно расход пара из котла определяется как разность расхода пительной воды и расхода продувки.

Размер непрерывной продувки при различных режимах работы должен дистанционно поддерживаться по расходомеру непрерывной продувки или регулироваться машинистом котла по требованию персонала химцеха.

Периодическая продувка

Периодическая продувка производится с целью вывода шлама из нижних точек всех коллекторов и направляется в расширитель периодической продувки и далее через барбатёр в промливневую канализацию.

Периодическая продувка, как ясно из названия не носит постоянного характера и производится время от времени. Периодическая продувка ограничена по времени и продолжается не более 30 секунд. Считается, что почти весь шлам удаляется сразу в первые секунды продувки.

Пример с эксплуатации: Периодическая продувка котла №3 проводится в среду и субботу персоналом КТЦ под контролем оперативного персонала химцеха. Каждая панель экранов продувается при полном открытии вентиля периодической продувки в течение 30 сек. При нарушении режимов по требованию персонала химцеха производятся внеочередные периодические продувки. При растопках котла периодические продувки производятся при 20, 60 атм в барабане котла и при достижении номинальных параметров.

Размер непрерывной продувки и время проведения периодических продувок фиксируются в суточных ведомостях экспресслаборатории дежурным лаборантом или начальником смены химцеха.

Источник