стр. 1

стр. 2

стр. 3

стр. 4

стр. 5

стр. 6

стр. 7

стр. 8

стр. 9

стр. 10

стр. 11

стр. 12

стр. 13

стр. 14

стр. 15

стр. 16

стр. 17

стр. 18

стр. 19

стр. 20

стр. 21

стр. 22

стр. 23

стр. 24

стр. 25

стр. 26

стр. 27

стр. 28

стр. 29

стр. 30

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ
ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОМАЗУТНОГО
ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА
ТИПА КВГМ-100

РД 34.26.507-91

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ОРГРЭС

Москва 1993

РАЗРАБОТАНО фирмой по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС

ИСПОЛНИТЕЛИ И.М. ГИПШМАН, И.В. ПЕТРОВ

УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации бывшего Минэнерго СССР 24.12.91 г.

Заместитель начальника А.П. БЕРСЕНЕВ

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОМАЗУТНОГО ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА ТИПА КВГМ-100

РД 34.26.507-91

Срок действия установлен

с 01.01.93 г.

до 01.01.98 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая Типовая инструкция устанавливает общий порядок, последовательность и условия выполнения основных технологических операций, обеспечивающих надежную, экономичную и экологически безопасную эксплуатацию газомазутных водогрейных котлов КВГМ-100.

1.2. Инструкция составлена применительно к котлу с ротационными и паромеханическими форсунками, оснащенному контрольно-измерительной аппаратурой, технологическими защитами, блокировками, сигнализацией и включенному непосредственно в тепловую сеть (приложения 1, 2).

1.3. На основе инструкций Типовой и заводов-изготовителей должны быть разработаны местные с учетом особенностей схем и оборудования, вида и характеристик сжигаемого топлива, требований тепловой сети и потребителей. При составлении местных инструкций, если произведена модернизация оборудования, а также применены технические решения, отличные от названных, отдельные положения Типовой инструкции допускается изменять после согласования с фирмой ОРГРЭС и заводами-изготовителями.

1.4. В процессе эксплуатации котлов КВГМ-100, кроме настоящей Типовой инструкции, необходимо руководствоваться следующими нормативными документами:

1.5. С выходом настоящего документа утрачивает силу «Типовая инструкция по эксплуатации газомазутного теплофикационного водогрейного котла типа КВГМ-100» (М.: СПО Союзтехэнерго, 1986).

2. РАСТОПКА КОТЛА

2.1. Подготовительные операции

2.1.1. Растопка котла производится по распоряжению начальника смены электростанции (дежурного диспетчера теплосети).

2.1.2. Растопка осуществляется под руководством начальника смены котлотурбинного цеха (отопительной котельной) или старшего машиниста, а после выхода котла из монтажа или капитального ремонта - под руководством начальника или заместителя начальника КТЦ (начальника отопительной котельной) или лица, его заменяющего.

2.1.3. При растопке котла после окончания ремонта убедитесь в прекращении всех ремонтных работ, отсутствии ремонтного персонала на местах производства работ и посторонних предметов вблизи подготавливаемого к пуску оборудования, закрытии всех нарядов-допусков на выполнение ремонтных работ.

2.1.4. Растопке после монтажа и капитального ремонта должны предшествовать приемка основного и вспомогательного оборудования, промывка и щелочение внутренних поверхностей нагрева котла.

2.1.5. После монтажа и капитального ремонта газопроводы котла перед подачей в них газа подлежат контрольной опрессовке воздухом при давлении 0,01 МПа (1000 кгс/м 2). Скорость падения давления не должна превышать 600 Па (60 кгс/м 2) за 1 ч. Результаты контрольной опрессовки записываются в нарядах на выполнение газоопасных работ.

Если осмотренные и подвергшиеся контрольной опрессовке участки газопроводов не были сразу же заполнены газом, то при продолжении работ по подготовке к пуску газа осмотр и опрессовка этих участков должны быть проведены повторно.

2.1.6. Мазутопроводы необходимо подвергать гидравлическим испытаниям при давлении, равном 1,5 рабочего.

2.1.7. Топливо во вновь смонтированный или отремонтированный трубопровод котла должно подаваться только после того, как будет проверена герметичность закрытия запорных органов на подводах к горелкам и запальным устройствам.

Проверка герметичности закрытия газовых запорных органов перед горелками и запальными устройствами сжатым воздухом производится в соответствии с указаниями «Типовой инструкции по эксплуатации газового хозяйства тепловых электростанций, сжигающих природный газ».

2.1.8. Осмотреть котел и вспомогательное оборудование и убедиться в:

исправности обмуровки котла и изоляции трубопроводов;

исправности подвижных и неподвижных опор трубопроводов, отводящих и подводящих воду к котлу;

исправности арматуры: при этом обратите внимание на наличие всех крепежных болтов в крышках и фланцевых соединениях, состояние штоков, достаточность набивки и наличие запаса для подтяжки сальников;

исправности приводов к шиберам и задвижкам; при этом проверьте состояние механических рычагов-тяг (отсутствие изгибов, трещин, наличие шайб и шплинтов в шарнирных соединениях), легкость управления шиберами вручную по месту;

соответствии местных указателей положения (реперов) шиберов «Открыто» и «Закрыто» рискам на их осях: проверьте рабочий диапазон перемещения шиберов; установите штурвалы КДУ и МЭО приводов шиберов и задвижек врабочее положение, обеспечивающее дистанционное управление ими от электропривода;

положение реперов по контролю за температурными перемещениями котла зафиксировано в специальном журнале;

исправности дробеочистительной установки или газоимпульсной очистки;

исправности тягодутьевых машин и готовности их к работе согласно специальным инструкциям;

наличии и исправности средств пожаротушения на всех постах;

исправности основного и аварийного освещения, средств связи;

исправности газовых горелок и форсунок котла.

2.1.9. У ротационных форсунок дополнительно проверьте: внешний вид и состояние выходной кромки стакана (зазубрины, забоины, а также биение кромки стакана недопустимы);

наличие масла в масляной ванне (уровень масла в стекле необходимо поддерживать не менее его середины), масло должно быть прозрачным и чистым;

натяжение клиновых ремней (при давлении на ремень с силой 5 кг прогиб их равен 12 - 15 мм).

2.1.10. Паромеханические форсунки допускайте к установке только проверенными и протарированными на водяном стенде.

При сборке тщательно осматривайте форсунки в целях проверки чистоты поверхностей, отсутствия заусенцев, забоин, кокса и грязи; детали форсунок даже с незначительными дефектами к сборке не допускайте.

Тарировку форсунок, работающих с давлением мазута до 2 МПа (20 кгс/см 2), на стенде производить при давлении воды, равном номинальному по топливу; форсунки, рассчитанные на работу с большим давлением, проверяйте при давлении воды не ниже 2 МПа.

Давление воздуха при проверке паромеханических форсунок должно соответствовать давлению пара, идущего на распыливание.

Качество распыливания форсунок на стенде определяется визуально, конус распыленной воды должен иметь мелкодисперсную структуру без заметных на глаз отдельных капель, сплошных струй и легко различимых мест сгущений (полос); проверяйте угол раскрытия конуса (не рекомендуется отклоняться от заводской нормали более чем на ±5°).

При проверке на стенде обращайте внимание на плотность прилегания отдельных элементов форсунки и ее штанги; форсунки с неплотными соединениями отдельных элементов к установке на котел не допускаются.

Отклонение от номинальной производительности отдельных форсунок в комплекте, не должно превышать 1,5 %.

Каждый котел нужно обеспечить запасным комплектом форсунок.

Применение нетарированных форсунок запрещается.

2.1.11. Осмотрите топку и конвективные поверхности нагрева через лазы и лючки; убедитесь в нормальном (внешнем) состоянии горелок, труб поверхностей нагрева, лазов, гляделок, отсутствии людей, посторонних предметов и мусора.

2.1.12. Соберите электрические схемы электродвигателей механизмов и дистанционного управления арматурой и шиберами; подайте напряжение на контрольно-измерительные приборы, защиты, блокировки, авторегуляторы и сигнализацию; проверьте исправность средств измерений, блокировок, защит и дистанционного управления арматурой.

2.1.13. Заполните котел водой, для чего:

проверьте сетевые трубопроводы на магистрали до отключающих задвижек котла и, если трубопроводы находились без воды, заполните их;

откройте вентили воздушников, в том числе в системе охлаждения дробетечек, дренажные вентили;

откройте задвижку на входе воды в котел;

при появлении сплошных струй из линий воздушников закройте их вентили;

убедитесь по показаниям манометров, что давление воды в котле соответствует давлению в сетевых трубопроводах.

2.1.14. Осмотрите котел, убедитесь в отсутствии течей в элементах котла.

2.1.15. После промывки котла через дренажные линии закройте на них вентили.

2.1.16. Откройте задвижку на выходе из котла и установите расход воды и давление не ниже минимально допустимых значений.

2.1.17. Проверьте на ощупь наличие протока воды в системе охлаждения дробетечек.

2.1.18. В случае растопки и последующей работы на мазуте подготовьте мазутопровод котла к заполнению, для чего:

проконтролируйте давление мазута в общем мазутопроводе котельной;

проверьте закрытие вентилей и наличье заглушек на лини подачи пара в мазутопровод котла и слива мазута в емкость;

ключ выбора топлива поставьте в положение «Мазут».

2.1.19. Соберите схему мазутопроводов (рис. 1, 2), с этой целью:

снимите заглушки на прямом и обратном мазутопроводах котла;

проверьте закрытие вентилей с электрическим и ручным приводами на мазуто- и паропроводах;

откройте вентили «ревизии» на паропроводах к котлу;

откройте регулирующий, дроссельный клапаны на мазутопроводе к котлу, поднимите (взведите) отсечной клапан.

2.1.20. Открытием вентилей с электроприводами на прямом и обратном мазутопроводах котла поставьте схему под циркуляцию; убедитесь в плотности арматуры перед форсунками, отсутствии протечек мазута через сальники и фланцевые соединения.

2.1.21. Проконтролируйте температуру мазута в мазутопроводе перед котлом, которая должна находиться в пределах:

для ротационных форсунок - 85 - 100 °С;

для паромеханических - 120 - 135 °С.

2.1.22. Установите разжигаемые форсунки в горелки и подсоедините по топливу, паромеханические дополнительно подключите по пару.

2.1.23. Сдренируйте, прогрейте и поставьте под давление паропровод котла.

2.1.24. В случае растопки и работы на газе подготовьте газопровод котла для заполнения (рис. 3), для чего:

ключ выбора топлива поставьте в положение «Газ».

Закройте арматуру:

входную на подводе газа к котлу, убедиться в надежном соединении фланцев и установке токопроводящей перемычки между ними;

на общем трубопроводе к ЗЗУ, проверьте соединение фланцев и наличие токопроводящей перемычки;

перед основными и запальными горелками;

на вводах сжатого воздуха для продувки газопроводов котла и ЗЗУ, а также на линиях отбора проб газа и дренажей.

Откройте арматуру:

быстродействующий отсечной клапан на подводе газа к котлу;

секционные задвижки и регулирующие клапаны на газопроводе котельной;

на продувочных свечах в пределах котла;

на свечах «безопасности».

Рис. 1. Схема паромазутопроводов котла с ротационными форсунками:

Мазутопровод; - паропровод; 1, 2, 3 - форсунки; - вентиль;
- вентиль с электроприводом; - клапан обратный; - клапан регулирующий;
- клапан дроссельный; - клапан отсечной; - фланцы для заглушки

Рис. 2. Схема паромазутопроводов котла с паромеханическими форсунками:

Мазутопровод; - паропровод; 1, 2, 3 - форсунки; - вентиль;
- вентиль с электроприводом; - клапан обратный; - клапан регулирующий;
- клапан отсечной; - фланцы для заглушки

Рис. 3. Схема газопроводов котла:

Общий газопровод и к горелкам; - газопровод к запальникам;
- продувочная линия; - задвижка вентиль; - вентиль с электроприводом;
- вентиль с электромагнитным приводом; - клапан регулирующий;
- клапан отсечной; - измерительная диафрагма; - манометр; - заглушка;
- пробка; ГРП - газораспределительный пункт

2.1.25. Провентилируйте топку, газоходы, воздуховоды котла; с этой целью:

откройте шиберы газовоздушного тракта;

включите в работу дымосос и вентиляторы (вентилятор) общего воздуха;

направляющими аппаратами вентиляторов (вентилятора) и дымососа установите расход воздуха на котел не менее 25 % номинального (продолжительность вентиляции - не менее 10 мин).

2.1.26. Перед пуском котла убедиться в том, что наружный газопровод котельной продут, заполнен газом и в нем имеется избыточное давление.

2.1.27. После окончания продувки газом проверить герметичность всех соединений газопроводов (сварные, резьбовые, фланцевые и сальниковые уплотнения), газового оборудования и арматуры в котельной мыльной эмульсией или специальными приборами.

2.1.28. Одновременно с этим выполнить при необходимости 1 предпусковую проверку герметичности закрытия запорных органов перед горелками газом. Проверка герметичности производится при включенных в работу дымососе и вентиляторах.

1 Предпусковая проверка герметичности закрытия запорных органов перед горелками и запальными устройствами котла производится при пуске газа в газопроводы котла из режима резерва.

Растопка котла, если обнаружены неплотности запорных органов перед горелками, запрещается.

2.1.29. До окончания операций по розжигу растопочных горелок котла на газе вентиль продувочной свечи на наружном газопроводе котельной должен находиться в открытом положении.

2.2. Растопка котла на мазуте

2.2.1. Подготовить к розжигу две растопочные (нижние) горелки как со щита управления, так и по месту.

2.2.2. С окончанием вентиляции газовоздушного тракта необходимо собрать растопочную схему котла, после чего:

при работе с ротационными форсунками включить приводы и вентиляторы первичного воздуха растопочных горелок; установить лопатки направляющих аппаратов вентиляторов (вентилятора) общего воздуха в положение, соответствующее 30 % расходу воздуха;

шиберы первичного воздуха приоткройте на 25 % (давление первичного воздуха должно составлять 60 - 70 % номинального значения);

при работе котла с паромеханическими форсунками установите лопатки на стороне всасывания вентиляторов (вентилятора) в положение, соответствующее 30 % расходу воздуха.

2.2.3. Подайте пар для распыливания мазута в паромеханические форсунки. Установите требуемое для данного типа форсунок давление пара перед ними.

2.2.4. Ключ «Защита» поставьте в положение «Розжиг», при этом включаются защиты, не препятствующие пуску оборудования.

2.2.5. При автоматическом розжиге произведите пуск котла со щита управления согласно заданным алгоритмам, по месту контролируйте работу горелок.

2.2.6. При дистанционном розжиге горелки со щита управления или ручном по месту выполнить следующие операции:

прикройте, для предупреждения отрыва факела, шибер подвода общего воздуха к разжигаемой горелке, установив давление воздуха перед ней на уровне 300 Па (30 кгс/м 2);

откройте на мазутопроводе перед разжигаемой горелкой вентиль с ручным (при растопке со щита управления) или с электрическим (при розжиге по месту) приводом, а также вентиль с ручным приводом перед ЗЗУ;

включите ЗЗУ горелки, убедитесь визуально по месту и по сигнализации в загорании топлива и устойчивости факела;

приоткройте вентиль с электрическим (при растопке со щита управления) или с ручным (при растопке по месту) приводом перед разжигаемой горелкой. Мазут должен сразу же загореться;

постепенно открывайте шиберы на подводе общего и первичного воздуха к горелке;

откройте полностью вентиль перед разжигаемой горелкой;

контролируйте разрежение в верху топки, поддерживая его на уровне 10 - 30 Па.

В такой же последовательности необходимо разжечь вторую растопочную форсунку.

2.2.7. Установите регулирующим клапаном требуемое давление мазута перед форсунками.

2.2.8. Если в процессе розжига в первой растопочной форсунке мазут не загорится, немедленно прекратите его подачу, погасите запальное устройство и провентилируйте топку и газоходы котла в течение 10 мин при расходе воздуха до 25 % номинального значения. После устранения причин невоспламенения приступайте к повторному розжигу.

2.2.9. Если при работающих растопочных горелках не загорится или погаснет верхняя форсунка, закройте подачу к ней мазута, отключите запальное устройство, устраните причину погасания факела и, продув ее воздухом, переходите к новому розжигу.

Розжиг верхней форсунки до включения защиты по погасанию факела допускается только при работающих растопочных горелках.

2.2.10. В случае полного обрыва факела в топке немедленно прекратите подачу мазута к котлу и выключите запальные устройства. Лишь после устранения причин погасания горелок приступите к растопке.

2.2.11. Погасите запальные устройства работающих горелок, когда горение в топке станет устойчивым.

2.2.12. При достижении теплопроизводительности, достаточной для обеспечения действия защит, которые препятствовали пуску, ключ «Защита» установите в положение «Включено».

2.2.13. После достижения заданной теплопроизводительности включить автоматические регуляторы работы котла.

2.3. Растопка котла на газе

2.3.1. Подготовьте к розжигу две растопочные (нижние) горелки как со щита управления, так и по месту.

2.3.2. С окончанием вентиляции газовоздушного тракта соберите растопочную схему котла, для чего: выведите мазутные форсунки; перекройте шиберы первичного воздуха и поставьте заглушки на место ротационных форсунок; установите давление воздуха равным 200 Па (20 кгс/м 2).

2.3.3. После продувки газопроводов котла и проверки арматуры на герметичность воздействием на регулирующий клапан установите необходимое для розжига растопочных горелок давление газа.

Включите регулятор поддержания заданного давления (расхода) газа.

2.3.4. Ключ «Защита» поставьте в положение «Розжиг», при этом включаются защиты, не препятствующие пуску оборудования.

2.3.5. При автоматическом розжиге произведите пуск котла со щита управления согласно заданным алгоритмам, но месту контролируйте работу горелок.

2.3.6. При дистанционном розжиге горелки со щита управления или ручном по месту, выполните следующие операции:

установите разрежение в верху топки на уровне 10 - 30 Па (1 - 3 кгс/м 2);

прикройте шибер подвода воздуха к разжигаемой горелке для предупреждения отрыва факела;

откройте на газопроводе перед разжигаемой горелкой задвижку с ручным (при растопке со щита управления) или с электрическим (при розжиге по месту) приводом, а также вентиль с ручным приводом перед ЗЗУ;

включите ЗЗУ горелки, убедитесь визуально по месту и по сигнализации в загорании топлива и устойчивом горении факела;

приоткройте задвижку с электрическим (при растопке со щита управления) или с ручным (при растопке по месту) приводом перед разжигаемой горелкой. Газ должен сразу же загореться;

постепенно открывайте шибер на подводе воздуха к горелке;

откройте полностью задвижку перед разжигаемой горелкой;

контролируйте разрежение в верху топки, поддерживая его значение на уровне 10 - 30 Па.

В такой же последовательности разожгите вторую растопочную горелку.

2.3.7. Если в процессе розжига в растопочной горелке газ не загорится, немедленно прекратите его подачу к котлу, погасите запальные устройства и провентилируйте топку и газоходы в течение не менее 10 мин при расходе воздуха до 25 % от номинального значения. После устранения причин невоспламенения топлива, приступайте к повторному розжигу.

2.3.8. Если при работающих растопочных горелках не загорится или погаснет верхняя горелка, закройте подачу к ней газа, отключите запальное устройство, устраните причину погасания факела, и, продув ее воздухом, переходите к новому розжигу.

Розжиг верхней горелки до включения защиты по погасанию факела допускается только при работающих растопочных горелках.

2.3.9. В случае полного обрыва факела в топке немедленно прекратите подачу газа к котлу и выключите запальные устройства.

После устранения причин погасания горелок приступите к растопке.

2.3.10. Погасите запальные устройства работающих горелок, когда горение в топке станет устойчивым.

2.3.11. После розжига растопочных горелок закройте продувочные свечи.

2.3.12. При достижении теплопроизводительности, достаточной для обеспечения действия защит, которые препятствовали пуску, ключ «Защита» установите в положение «Включено».

2.3.13. После достижения заданной теплопроизводительности включите автоматические регуляторы работы котла.

2.4. Перевод котла с мазута на газ

2.4.1. При переводе с мазута на газ выполните следующие операции:

подготовьте и заполните газом газопровод котла;

разожгите на газе одну из нижних растопочных горелок;

закрытием вентилей на мазутопроводе перед горелкой погасите мазутную форсунку;

убедитесь в устойчивом горении газа в горелке;

отключите привод и вентилятор первичного воздуха (при работе на ротационной форсунке), продуйте форсунку паром;

выведите мазутную форсунку из горелки;

закройте свечу «безопасности»;

аналогично переводите с мазута на газ вторую нижнюю растопочную горелку;

ключ выбора топлива поставьте в положение «Газ»;

переведите с мазута на газ третью верхнюю горелку.

2.4.2. После достижения заданной теплопроизводительности включите автоматические регуляторы работы котла.

2.5. Перевод котла с газа на мазут

2.5.1. При переводе с газа на мазут выполните следующие операции:

отключите автоматические регуляторы работы котла;

подготовьте и поставьте мазутопроводы котла под циркуляцию;

установите в одну из нижних растопочных горелок мазутную форсунку и подсоедините по топливу, паромеханические - дополнительно подключите по пару;

разожгите на мазуте эту горелку;

закройте задвижки на газопроводе перед горелкой;

убедитесь в устойчивом горении мазута в горелке;

откройте свечи безопасности;

аналогично переведите с газа на мазут вторую нижнюю растопочную горелку;

ключ выбора топлива поставьте в положение «Мазут»; переведите с газа на мазут третью верхнюю горелку.

2.5.2. После достижения заданной теплопроизводительности включите автоматические регуляторы работы котла.

2.5.3. Прекратите подачу газа к котлу, для чего:

закройте быстродействующий отсечной клапан, входные задвижки на газопроводах подачи газа к котлу и ЗЗУ и импульсные клапаны ЗЗУ;

закройте задвижки перед горелками котла и откройте их свечи безопасности;

снизьте до нуля давление в газопроводе котла путем открытия продувочных свеч.

3. ОБСЛУЖИВАНИЕ КОТЛА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ ПОД НАГРУЗКОЙ

3.1. Не допускайте эксплуатацию котла без включенных технологических защит, блокировок, сигнализации и автоматических регуляторов.

3.2. Ведите режим в соответствии с указаниями режимной карты (приложение 3) по показаниям КИП. Требуйте от дежурного персонала ЦТАИ обеспечения постоянной работоспособности и правильности показаний контрольно-измерительной аппаратуры.

3.3. Своевременно выявляйте отклонения от нормальных условий эксплуатации котла и принимайте оперативные меры к устранению нарушений режима и неполадок в работе оборудования.

3.4. В процессе эксплуатации котла следите за:

режимом горения, работой горелок и форсунок;

отсутствием свищей в трубах поверхностей нагрева, коллекторах,

перепускных трубах и сетевых трубопроводах, периодически прослушивая и осматривая их;

работоспособностью систем контроля, дистанционного управления и авторегулирования, защит, блокировок и сигнализации;

плотностью газовоздушного тракта;

работой дробеочистительной установки или газоимпульсной очистки;

состоянием обмуровки и изоляции;

работой вспомогательного оборудования;

исправностью рабочего и аварийного освещения, систем связи.

3.5. Ежесменно производите осмотр котла и вспомогательного оборудования, обнаруженные дефекты фиксируйте в специальном журнале.

3.6. Осматривайте один раз в смену газопроводы в пределах котла, утечки газа определяйте по звуку, на ощупь, по запаху или покрытием мест, где возможны утечки, мыльным раствором.

При выявлении утечки газа немедленно сообщите об этом начальнику котлотурбинного цеха (котельной) и примите меры к ее устранению, организуйте вентиляцию помещения.

3.7. Расход воды через котел поддерживайте не ниже 1100 т/ч при гидравлической схеме основного режима и 2200 т/ч для пикового режима.

3.8. Избыточное давление воды за котлом при температуре на выходе 150 °С выдерживайте для основного режима на уровне не менее 1 МПа (10 кгс/см 2), для пикового - 1,2 МПа (12 кгс/см 2). При снижении температуры воды на выходе допускается уменьшение избыточного давления за котлом с сохранением недогрева среды до кипения, равного 30 °С для основного режима и 40 °С для пикового. Данные относятся к эксплуатационно чистому состоянию внутренних поверхностей нагрева котла.

3.9. В процессе эксплуатации следите за гидравлическим сопротивлением котла. При увеличении гидравлического сопротивления в 1,5 раза по сравнению с эксплуатационно чистым состоянием тракта или наличии внутренних отложений в трубах с огневой стороны более 1 кг/м 2 производите внутрикотловую химическую очистку поверхностей нагрева. Характерными местами вырезки образцов считать огибающие (наружные) змеевики верхнего конвективного пакета и трубы топочных экранов на отметках горелок. Для контроля за ростом гидравлического сопротивления тракта необходимо иметь на щите управления перепадомер с сигналами по давлению воды на входе в котел и на выходе из него. Для пикового режима дополнительно установите гильзы за каждым из четырех параллельных потоков (на выходе фронтового и заднего экрана справа и слева). Температура воды хотя бы в одном из них не должна быть выше средней за котлом более чем на 10 °С.

3.10. При работе на мазуте в основном режиме с нагрузками выше 80 Гкал/ч выдерживайте температуру воды на входе в котел, равную 70 - 80 °С, ниже 80 Гкал/ч и в пиковом режиме - 80 - 110 °С. При сжигании газа температура воды на входе в котел не должна быть ниже 60 °С.

Повышение температуры воды на входе в котел до требуемого значения осуществляйте с помощью системы рециркуляции среды. Рекомендуется установка насосов рециркуляции, организация устройства перепуска воды в ячейке одного или максимально двух котлов (рис. 4). В пиковом режиме на газе использование насосов рециркуляции не требуется.

Рис. 4. Принципиальная схема рециркуляции среды и устройства перепуска воды в котле:

Котел; - сетевой насос; - рециркуляционный насос; - задвижка;
- клапан регулирующий; - измерительная диафрагма; - термопара

3.11. Регулирование теплопроизводительности котла в диапазоне нагрузок 40 - 100 Гкал/ч производите на трех горелках изменением давления топлива. Снижение теплопроизводительности от 40 до 25 Гкал/ч обеспечивайте при работе двух нижних горелок.

3.12. При ручном управлении операции по изменению теплопроизводительности котла выполняйте в следующем порядке:

для увеличения нагрузки постепенно увеличивайте сначала подачу воздуха, а затем топлива и отрегулируйте тягу;

для уменьшения нагрузки постепенно уменьшите сначала подачу топлива, а затем воздуха и отрегулируйте тягу.

3.13. В условиях сжигания мазута ежесменно производите очистку наружных поверхностей конвективной шахты котла от золовых отложений. Используйте в качестве средств очистки труб от наружных отложений лишь сухие способы (дробеочистительную установку или газоимпульсную очистку). Работа их регламентируется специальными инструкциями.

3.14. При эксплуатации котла соблюдайте дифференцированные нормы качества подпиточной (табл. 1 и 2) и сетевой воды (табл. 3 и 4).

3.15. Качество подпиточной воды открытых систем теплоснабжения должно удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». Подпиточная вода таких систем должна быть подвергнута коагулированию, если цветность пробы ее при кипячении в течение 20 мин увеличивается сверх нормы, указанной в этом ГОСТ.

Таблица 1

И к - предельное значение произведения общей щелочности и кальциевой жесткости воды, выше которого в водогрейном котле протекает интенсивное карбонатное накипеобразование.

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Тип системы теплоснабжения	Растворенный кислород, мг/л	Свободная углекислота, мг/л	Щелочность по фенолфталеину, мг∙экв/л	Показатель рН		Взвешенные вещества, мг/л	Масла и нефтепродукты, мг/л
Открытая	Не более 0,02		Не более 0,1		Не более 0,3*	Не более 5	Не более 0,3	Не более среднегодовых допустимых концентраций (СДК), устанавливаемых действующими нормами радиационной безопасности
Закрытая	Не более 0,02				Не более 0,5	Не более 5	Не более 1

* По согласованию с СЭС возможно 0,5 мг/л

** Верхний предел - при глубоком умягчении воды

3.16. Использование для подпитки тепловых сетей продувочной воды паровых котлов и отмывочной после ионитных фильтров не рекомендуется; присадка гидразина и других токсичных веществ в подпиточную и сетевую воду запрещается.

3.17. При наличии специальных устройств по подавлению выбросов вредных веществ с уходящими газами котла в атмосферу (воздушных сопл над горелками, рециркуляции дымовых газов и др.) включите их в работу. Эксплуатация котла в этих условиях оговаривается дополнениями к местной инструкции, составленными по результатам специализированных испытаний применительно к конкретно используемым методам и схемам.

3.18. Сведения о всех операциях, производимых на котле и вспомогательном оборудовании, заносите в оперативный журнал.

3.19. При сдаче и приемке смены руководствуйтесь указаниями местной инструкции. Приемка смены в аварийных ситуациях не допускается.

4. ОСТАНОВ КОТЛА

4.1. Останов котла, за исключением аварийных ситуаций, производите по распоряжению начальника смены электростанции (дежурного диспетчера теплосети).

4.2. При плановом останове котла, работающего на мазуте, разгрузите его по теплу примерно до 30 % номинальной нагрузки, отключите регулятор топлива после чего:

4.2.1. Поочередно, начиная с верхней, отключите подачу мазута к форсункам, закрыв арматуру на мазутопроводах перед ними; следите за разрежением в верху топки, поддерживая его на уровне 10 - 30 Па.

4.2.2. Отключите приводы ротационных форсунок и пар на распыливание мазута в паромеханических; продуйте форсунки паром и выведите из горелок.

4.2.3. Визуально убедитесь в полном погасании факела в топке.

4.2.4. Провентилируйте топку, газоходы и воздуховоды в течение не менее 10 мин расходом воздуха не менее 25 %; остановите вентиляторы (вентилятор) общего и первичного воздуха, затем дымосос; закройте их направляющие аппараты и шиберы газовоздушного тракта котла.

4.2.5. Отключите защиты, которые вводятся со щита управления; убедитесь в том, что они отключены по световой сигнализации.

4.3. При плановом останове котла, работающего на газе, разгрузите его по теплу примерно до 30 % номинальной нагрузки, отключите регулятор топлива, после чего:

4.3.1. Поочередно, начиная с верхней, отключите подачу газа к горелкам, закрыв арматуру на газопроводах перед ними; следите за разрежением в верху топки, поддерживая его на уровне 10 - 30 Па.

4.3.2. После закрытия обеих задвижек перед горелкой откройте ее свечу безопасности.

4.3.3. После погашения топки закройте быстродействующий отсечной клапан и входные задвижки на газопроводах подачи газа к котлу и ЗЗУ. Откройте продувочные свечи на тупиковых участках газопроводов к горелкам и ЗЗУ.

4.3.4. Визуально убедитесь в полном погасании факела в топке.

4.3.5. Провентилируйте топку, газоходы и воздуховоды в течение не менее 10 мин расходом воздуха не менее 25 %; остановите вентиляторы (вентилятор) общего воздуха, затем дымосос; закройте их направляющие аппараты и шиберы газовоздушного тракта котла.

4.3.6. Отключите защиты, которые вводятся со щита управления; убедитесь в этом по световой сигнализации.

4.4. В условиях вывода котла из работы ключом «Останов» проследите за правильностью действия защит; в случае их отказа произведите необходимые действия вручную.

4.5. При плановом останове котла в ремонт выполните следующие дополнительные операции:

4.5.1. Очистите мазутопровод котла и его отводы к горелкам от мазута продувкой паром в дренажный трубопровод.

4.5.2. Отключите мазутопровод котла от всех мазутных (напорных, циркуляционных, дренажных) магистралей котельной и от продувочных линий заглушками.

4.5.3. Подготовьте систему подачи сжатого воздуха, снимите заглушки на вентилях подачи воздуха в газопроводы котла.

4.5.4. Продуйте сжатым воздухом газопроводы котла до вытеснения газа.

4.5.5. Установите заглушки согласно наряду на газоопасные работы во фланцах входных задвижек газопроводов подачи газа к котлу и ЗЗУ.

4.5.6. После вентиляции топки, газоходов и воздуховодов возьмите пробу воздуха в верхней части топки для анализа на содержание газа.

4.5.7. Сдренируйте воду из котла, с этой целью:

закройте задвижки на входе и выходе воды из котла;

откройте вентили дренажей и воздушников;

включите дренажные насосы для откачки воды из приямка.

4.5.8. Разберите электрические схемы электродвигателей механизмов и дистанционного управления арматурой и шиберами.

4.5.9. Внутренний осмотр, чистку и ремонт котла производите только по письменному разрешению руководства цеха (наряду) при соблюдении правил техники безопасности.

4.5.10. После окончания ремонтных работ убедитесь в отсутствии внутри топки, газоходов котла забытых инструментов, предметов, способных загореться или тлеть, мусора.

4.6. При выводе котла в резерв при наружном воздухе ниже 0 °С примите меры к поддержанию положительных температур в топке и газоходах котла, для чего:

4.6.1. Плотно закройте направляющие аппараты дымососа и вентиляторов, отключающие шиберы по газовоздушному тракту, а также лазы и лючки.

4.6.2. Обеспечьте частичную циркуляцию воды через котел.

4.6.3. Установите тщательное наблюдение за плотностью газовоздушного тракта, поверхностями нагрева, дренажными устройствами, импульсными линиями водяного тракта.

4.7. При длительном (более 3 сут) останове в резерв газопроводы к котлу отключите с установкой заглушек.

4.8. В случае вывода котла в резерв на срок более 30 сут произведите внутреннюю консервацию поверхностей нагрева. Консервацию осуществляйте заполнением котла водой и поддержанием в нем полного рабочего давления теплосети открытием байпасов на входной и выходной задвижках.

5. АВАРИЙНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

5.1. При нарушениях в работе оборудования:

тщательно проверьте эксплуатационные параметры и на основании показаний приборов и внешних признаков составьте представление о нарушении режима;

сообщите начальнику смены КТЦ или станции о случившемся;

установите характер и место повреждения;

включите резервное и отключите поврежденное оборудование;

убедитесь в нормальной работе резервного оборудования;

примите меры к восстановлению поврежденного оборудования.

5.2. При несчастных случаях немедленно окажите медицинскую помощь пострадавшему в соответствии с действующими правилами.

Организуйте вызов медицинского персонала и уведомите о происшедшем начальника смены КТЦ и станции.

5.3. Зафиксируйте в оперативном журнале имеющиеся данные об аварии с указанием начала, характера протекания и действий персонала по ее ликвидации, а также времени отдельных событий (включения и отключения оборудования, срабатывания блокировок, защит и сигнализации).

5.4. Котел должен быть немедленно остановлен защитами или непосредственно персоналом в случае:

выхода из строя расходомеров воды, если при этом возникают нарушения режима, требующие подрегулировки питания;

останова всех сетевых насосов;

недопустимого понижения давления воды в выходном коллекторе (защита с выдержкой времени до 9 с);

разрыва труб поверхностей нагрева, коллекторов и трубопроводов;

погасания факела в топке;

понижения давления мазута за регулирующим клапаном (для паромеханических форсунок);

повышения или понижения давления газа за регулирующим клапаном;

отключения дымососа или дутьевых вентиляторов (вентилятора) общего воздуха;

отключения всех вентиляторов первичного воздуха (при работе на ротационных форсунках);

взрыва в топке и газоходах, загорания горючих отложений, разрушения обмуровки, других повреждений, угрожающих персоналу и оборудованию;

пожара, представляющего опасность для персонала, оборудования и цепей дистанционного управления отключающей арматуры, входящей в схему защит;

понижения расхода воды через котел меньше минимально допустимого значения с выдержкой времени до 9 с;

повышения температуры воды на выходе сверх допустимой с выдержкой времени до 9 с;

исчезновения напряжения на устройствах дистанционного и автоматического управления или всех контрольно-измерительных приборах;

разрыва мазутопровода и газопровода в пределах котла;

одновременного понижения давления газа и мазута (при совместном их сжигании) за регулирующими клапанами ниже пределов, установленных местной инструкцией.

5.5. Котел должен быть также остановлен при условии:

обнаружения свищей в поверхностях нагрева, коллекторах, трубопроводах; появления течей и парений в арматуре и фланцевых соединениях;

резкого ухудшения качества воды перед котлом, которое может привести к повреждениям труб или недопустимо для открытых систем теплоснабжения;

неисправности отдельных защит или устройств дистанционного и автоматического управления, а также контрольно-измерительных приборов.

Время останова котла в этих случаях определяется главным инженером электростанции (начальником котельной).

6. ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ, ВЗРЫВО- И ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ

6.1. Соблюдайте требования техники безопасности при обслуживании котла, а именно:

6.1.1. Площадки обслуживания должны иметь покрытие из рифленой стали с уклоном лестниц, не превышающим 50°.

6.1.2. Размещение органов управления и средств информации должно соответствовать ГОСТ 12.2.032-78 .

6.1.3. Работы внутри топки и газоходов производите только на достаточно охлажденном котле. До начала их выполнения обеспечьте тщательное удаление из котла вредных газов и снижение температуры путем использования местных вентиляционных установок. Не допускается работа при температуре на рабочем месте выше 60 °С.

6.1.4. При работах внутри топки, газоходов и воздуховодов с переносными электрическими лампами их количество необходимо иметь не менее двух с питанием от разных источников напряжением 12 В.

6.1.5. Для предотвращения соприкосновения обслуживающего и иного персонала с движущимися и вращающимися частями машин и механизмов, которые расположены на высоте менее 2 м от уровня пола или площадок, эти элементы должны быть снабжены сплошными или сетчатыми ограждениями.

Пуск и даже кратковременная работа без предохранительных ограждений запрещается.

6.1.6. Следите, чтобы котельное помещение было обеспечено достаточным дневным светом, а в ночное время - электрическим освещением. Помимо рабочего освещения, в котельных должно предусматриваться аварийное от источников питания, независимых от общей электроосветительной сети.

6.1.7. Запрещается вносить в топку открытое пламя или другие запальные средства без тщательной вентиляции котла с помощью тягодутьевых машин, проверки герметичности закрытия газовых задвижек перед горелками и взятия проб воздуха для анализа на содержание горючего газа. Проводите вентиляцию не менее 10 мин. Определять плотность запорных органов горелок путем открытого пламени не допускается.

6.1.8. Не стойте во время растопки напротив гляделок и лючков. На работающих котлах гляделки следует открывать осторожно и смотреть через них лишь при отсутствии выбивания газа.

6.1.9. При разрыве или нарушении плотности газопровода котельной немедленно отключите поврежденный участок с двух сторон задвижками с обязательной установкой заглушек. Одновременно создайте усиленную вентиляцию помещений.

В зоне распространения газа прекратите все работы, выведите из нее людей. Запрещается включать или отключать освещение и электрооборудование, применять огонь и производить какие-либо действия, способные вызвать загорание газовоздушной смеси.

6.1.10. Перед допуском к работе внутри топки, газоходов и воздуховодов котла:

убедитесь в закрытии задвижек на газовых горелках;

закройте и заприте на замок газовую задвижку на входе, разберите схему электропривода, установите после нее заглушку, откройте продувочные свечи и продуйте газопроводы в пределах котла сжатым воздухом;

возьмите пробу воздуха в топке, газоходах и воздуховодах для анализа на присутствие газа.

6.1.11. При длительном останове котла (от 3 до 10 сут) или переводе на сжигание мазута заприте на замок газовую задвижку и после нее установите заглушку с выступающей частью.

6.2. Требования пожаро- и взрывобезопасности сводятся к следующему:

6.2.1. В помещении, где находятся котлы, должны быть в наличии все необходимые средства пожаротушения (пожарные краны, стволы, рукава, огнетушители согласно нормам, принятым для электростанций).

При работе на мазуте установите в соответствующих местах закрытые ящики объемом не менее 1 м 3 с сухим песком.

6.2.2. Не храните рядом с котлом бензин, керосин, спирт, масла и другие легковоспламеняющиеся материалы. Небольшое их количество в пределах недельного эксплуатационного расхода должно содержаться в специальных кладовых в прочной металлической таре. Смазочные масла в объеме суточной потребности могут храниться вблизи рабочих мест в специальных бочках, шкафах и масленках.

6.2.3. Нитрокраски, дихлорэтан и иные вещества, особо опасные в пожарном отношении, хранить в помещении котельной запрещается.

Указанные материалы держите в кладовых вне котельной.

6.2.4. Персонал, обслуживающий газопроводы, не должен допускать образования в них взрывоопасных смесей. При включении газопроводов в работу продуйте их газом со сбросом газовоздушной смеси через продувочные свечи. Продолжительность продувки газопровода котла при заполнении - не менее 10 мин. После продувки отберите пробу газа на кислород, содержание которого не должно превышать 1 %. Продувка газопроводов через горелки в топку котла запрещается.

6.2.5. В котельной, использующей в качестве топлива газ, концентрация его в помещении не должна превышать 1/5 нижнего предела взрывоопасности и допустимого по санитарным нормам значения.

6.2.6. В мазутопроводах при входе и выходе из котельной на запорной арматуре с электроприводом и местным управлением необходимо вывесить таблички «Закрыть при пожаре».

6.2.7. Не разогревайте огнем замерзшие части мазутного хозяйства (арматуру, трубы, резервуары).

6.2.8. Разлитый или протекший из-за нарушений плотности мазут немедленно удалите, а загрязненные места досуха протрите.

6.2.9. В случае возникновения пожара:

дайте сигнал тревоги и вызовите пожарную команду;

организуйте тушение пожара имеющимися средствами.

Ко всем средствам пожаротушения должен быть обеспечен свободный доступ.

Приложение 1

ОБЪЕМ ОСНАЩЕНИЯ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ, СРЕДСТВАМИ АВТОРЕГУЛИРОВАНИЯ

Для контроля за работой котла на щите управления должны быть установлены следующие приборы, обеспечивающие измерение и контроль:

температуры воды на выходе (для пикового режима дополнительно за каждым из четырех параллельных потоков) - регистрирующий и показывающий прибор;

температуры воды на входе - регистрирующий и показывающий прибор;

давления воды на входе - показывающий прибор;

давления воды на выходе - регистрирующий и показывающий прибор;

гидравлического сопротивления тракта (перепадомер) - регистрирующий прибор;

расхода газа - регистрирующий и показывающий прибор;

давления газа в газопроводе к котлу - показывающий прибор;

давления газа за регулирующим клапаном - показывающий прибор;

давления мазута в мазутопроводе к котлу - показывающий прибор;

расхода мазута - регистрирующий и показывающий прибор;

давления мазута за регулирующим клапаном - показывающий прибор;

температуры мазута в коллекторе - показывающий прибор;

давления воздуха за дутьевым вентилятором - показывающий прибор;

температуры воздуха за дутьевым вентилятором - показывающий прибор;

расхода воздуха на котел - показывающий прибор;

температуры уходящих газов - регистрирующий и показывающий прибор;

разрежения в топке - показывающий прибор;

разрежения за котлом - показывающий прибор;

температуры подшипников дымососа и вентиляторов - регистрирующий прибор;

амперной нагрузки дымососа и вентиляторов - показывающие приборы;

положения направляющих аппаратов дымососа, вентиляторов, регулирующих клапанов - показывающие приборы;

давления пара на распыливание мазута в форсунках в коллекторе - показывающий прибор;

факела в топке.

По месту должно быть обеспечено измерение:

давление газа и мазута перед горелками;

давление пара для распыливания мазута перед каждой форсункой;

давление общего и первичного воздуха перед горелками.

2 . Автоматические устройства и регуляторы

Котел должен иметь:

электрические запальные растопочные устройства с автоматическим управлением;

регуляторы процесса горения (топлива, воздуха, разрежения);

устройства дистанционной растопки и останова;

регулятор расхода воды через котел;

регулятор рециркуляции (поддержание температуры воды на входе).

3 . Технологическая сигнализация

На щит управления котлом выносятся сигналы отклонения основных технологических параметров от установленных значений, которые вызывают включение световых табло и звукового сигнала:

останова котла;

погасания факела в топке;

снижения или повышения давления газа за регулирующим клапаном;

снижения давления мазута за регулирующим клапаном;

отключения дымососа;

отключения вентиляторов (вентилятора) общего и первичного воздуха;

снижения или повышения давления воды на выходе;

снижения расхода воды через котел;

повышения температуры воды на выходе;

отключения ротационной форсунки;

исчезновения напряжения в цепях защиты;

изменения разрежения в топке;

снижения температуры мазута перед котлом.

4 . Дистанционное управление

С пульта управления должно производиться дистанционное управление задвижками:

на входе и выходе воды из котла;

на перемычке между подающим и отводящим трубопроводами, если она существует в схеме;

на линии подачи газа к котлу;

на линии подачи газа к запальным устройствам;

на газопроводах к горелкам;

на свечах безопасности;

на линии подачи мазута к котлу;

на линии рециркуляции мазута;

на мазутопроводах к горелкам;

на закрытие быстродействующих запорных клапанов.

С пульта управления должно производиться управление регулирующими органами:

подачи газа на котел;

подачи мазута на котел;

привода направляющих аппаратов вентиляторов, дымососа, шиберов газовоздушного тракта;

включения электродвигателей вентиляторов, дымососа, ротационных форсунок.

Приложение 2

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА КВГМ-100

Газомазутный водогрейный котел КВГМ-100 предназначен для установки на ТЭЦ в целях покрытия пиков тепловых нагрузок и в качестве основного источника теплоснабжения в районных отопительных котельных.

Котел - прямоточный, П-образной компоновки, рассчитан для подогрева воды до 150 °С с перепадами 40 °С при пиковом режиме эксплуатации и 80 °С в основной схеме (рис. 5). Как типовое решение применительно к основному режиму принято однопоточное питание котла от фронтового экрана топки. Гидравлическая схема пикового режима включает два параллельных потока, охватывающих только топочные или конвективные поверхности.

Топочная камера котла экранирована трубами диаметром 60´3 мм, образующими фронтовой, два боковых и промежуточный экраны. Конвективные поверхности нагрева расположены в опускном газоходе, который сомкнут с топкой и дополнительно экранирован боковыми и задними панелями. Пакеты труб разделены по высоте на три одинаковые части, состоящие из вертикальных стояков диаметром 83´4 мм и горизонтальных U -образных змеевиков 28´3 мм. Трубные пучки набраны в шахматном порядке. Вертикальные стояки присоединены к нижним и верхним камерам, размещенным на боковых стенах конвективной шахты. В настоящее время верхний пакет разделен еще на два с уменьшенным вдвое числом труб внутри каждой части и сохранением прежней U -образной конструкции и диаметра змеевиков.

Очистка наружной поверхности конвективных труб от золовых отложений осуществляется с помощью металлической дроби. Дробеочистительная установка имеет два автономных контура пневмотранспорта дроби, ввод производится охлаждаемыми сферическими разбрасывателями. В настоящее время наметился переход на использование газоимпульсного способа очистки конвективной шахты (приложение 4).

Котел оборудован тремя газомазутными горелками РГМГ-30 с ротационными форсунками Р-3500, установленными на фронтовой стене топки в два яруса треугольником вершиной вверх. Производительность горелки по газу - 4175 м 3 /ч, мазуту - 3835 кг/ч. Требуемое давление газа перед горелкой - 0,04 МПа (0,4 кгс/см 2), мазута - 0,2 МПа (2 кгс/см 2). К горелкам, сжигающим мазут, подаются два потока воздуха - общий и первичный, на газе поступает только общий воздух. По согласованию с потребителями производится поставка котла с газомазутными горелками ПГМГ-40, имеющими паромеханические форсунки ФМП 4600/1000. Давление мазута перед форсунками принято менее 2 МПа (20 кгс/см 2).

Рис. 5. Гидравлическая схема водогрейного котла КВГМ-100:

а - основной режим; б - пиковый режим
- верхний коллектор; - нижний коллектор;
1 - фронтовой экран топки; 2 - боковые экраны топки; 3 - промежуточный экран;
4 - конвективные пакеты; 5 - боковые экраны конвективной шахты;
6 - задний экран конвективной шахты

Тягодутьевая установка в первоначальном варианте состояла из двух вентиляторов общего воздуха ВДН-15, трех вентиляторов первичного воздуха 30 ЦС-85 и дымососа ДН-18´2. Сейчас котлы оборудуются одним вентилятором общего воздуха ВДН-18, дымососом ДН-22´2 и теми же вентиляторами первичного воздуха.

В новых котлах с целью подавления оксидов азота предусматривается устройство в топке воздушных сопл и системы рециркуляции дымовых газов. Тягодутьевая установка в этом случае включает вентилятор дутьевой ВДН-17 и острого дутья ВДН-15, дымосос общий ДН-24´2 и рециркуляции газов ДН-15НЖ.

Расчетные данные и конструктивные характеристики водогрейного котла КВГМ-100

Номинальная теплопроизводительность, МВт (Гкал/ч)................................ 116,3 (100)

Давление воды, МПа (кгс/см 2):

расчетное................................................................................................... 2,5 (25)

минимальное на выходе.......................................................................... 1,0 (10)

Температура воды, °С:

на входе..................................................................................................... 70/110

на выходе................................................................................................... 150

Недогрев воды до кипения на выходе, °С...................................................... 30

Расход воды, т/ч................................................................................................. 1235/2460

Минимальное гидравлическое сопротивление тракта, МПа (кгс/см 2):

при первоначальной заводской конструкции верхнего конвективного пакета 0,25 (2,5)

после реконструкции заводом верхнего конвективного пакета......... 0,35 (3,5)

Минимальный КПД котла брутто, %:

на газе........................................................................................................ 93,2

на мазуте.................................................................................................... 91,8

Максимальный удельный расход условного топлива, кг/МВт (кг/Гкал∙ч -1), м 3 /МВт (м 3 /Гкал∙ч -1) 134 (156)

Диапазон регулирования теплопроизводительности от номинальной, %.. 20 - 100

Время растопки котла не более, ч.................................................................... 0,5

Средняя наработка на отказ не менее, ч.......................................................... 5500

Срок службы между капитальными ремонтами не менее, год..................... 2

Полный назначенный срок службы, год......................................................... 20

Удельный выброс оксидов азота, г/м 3

на мазуте.................................................................................................... 0,38

на газе........................................................................................................ 0,3

Габаритные размеры, мм:

длина.......................................................................................................... 14680

ширина....................................................................................................... 9850

высота........................................................................................................ 14365

Масса металла, кг............................................................................................... 135000

Примечание. В числителе указаны показатели основного режима, в знаменателе - пикового.

Приложение 3

ПРИМЕРНАЯ ФОРМА РЕЖИМНОЙ КАРТЫ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА КВГМ-100

Режим работы: основной, пиковый.

Топливо: газ, мазут.

Наименование показателя	Теплопроизводительность от номинальной, %
Давление воды на выходе, МПа (кгс/см 2)
Температура воды на входе, °С
Температура воды на выходе, °С
Недогрев воды до кипения на выходе, °С
Расход воды, т/ч
Гидравлическое сопротивление тракта, МПа (кгс/см 2)
Число работающих горелок, шт.
Расход топлива, м 3 /ч
Давление топлива за регулирующим клапаном, МПа (кгс/см 2)
Давление топлива перед горелками, МПа (кгс/см 2)
Давление общего воздуха за вентиляторами, кПа (кгс/м 2)
Давление общего воздуха перед горелками, кПа (кгс/м 2)
Давление первичного воздуха за вентиляторами для ротационных форсунок, кПа (кгс/м 2)
Температура мазута, °С
Разрежение в верху топки, Па (кгс/м 2)
Температура уходящих газов, °С
КПД котла брутто, %
Удельные выбросы оксидов азота, г/м 3
Примечание. Режимная карта выдана по состоянию котла на _____________________.

Приложение 4

ПЕРЕЧЕНЬ МЕРОПРИЯТИЙ, НАПРАВЛЕННЫХ НА ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ, ЭКОНОМИЧНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА КВГМ-100

Отмеченные недостатки	Предлагаемые мероприятия	Разработчики
1. Пониженное давление воды в котле	Установка регулирующих клапанов РК-1 в отводящих трубопроводах станции	Проектные организации
2. Недостаточная надежность верхнего конвективного пакета	Разделение на два пакета с сохранением U-образной конструкции, диаметра труб и уменьшением вдвое числа змеевиков в каждой части Разделение на два пакета из прямых труб диаметром 32 мм с организацией перемешивания воды в рассечке между частями	ЦКТИ, завод-изготовитель котла Союзтехэнерго, ВТИ, Харьковский филиал ЦКБ НПО «Энергоремонт»
3. Малая эффективность дробеочистительной установки	Устройство газоимпульсной очистки труб конвективной шахты	Уралтехэнерго, завод-изготовитель котла
4. Повышенные выбросы оксидов азота с уходящими газами в атмосферу	Установка воздушных сопел на фронтовой и боковых стенах топки, устройство системы рециркуляции дымовых газов	ЦКТИ, завод-изготовитель котла, ВНИПИэнергопром
	Установка воздушных сопел на фронтовой и боковых стенах топки	ВТИ, СКБ ВТИ
	Перенос горелок на боковые стены топки, устройство воздушных сопел над ними	Харьковский филиал ЦКБ НПО «Энергоремонт»

1. Общие положения. 1 2. Растопка котла. 2 2.1. Подготовительные операции. 2 2.2. Растопка котла на мазуте. 7 2.3. Растопка котла на газе. 8 2.4. Перевод котла с мазута на газ. 9 2.5. Перевод котла с газа на мазут. 9 3. Обслуживание котла во время работы под нагрузкой. 10 4. Останов котла. 13 5. Аварийные положения. 14 6. Основные указания по технике безопасности, взрыво- и пожаробезопасности. 15 Приложение 1. Объем оснащения контрольно-измерительными приборами, средствами авторегулирования. 17 Приложение 2. Краткое описание водогрейного котла КВГМ-100. 19 Приложение 3. Примерная форма режимной карты водогрейного котла КВГМ-100. 21 Приложение 4. Перечень мероприятий, направленных на повышение надежности, экономичности и экологической безопасности водогрейного котла КВГМ-100. 22

И.А. Урманов, главный инженер, А.В. Мамошкин, технический директор,
ЗАО «ИЦ АВЕЛИТ», г. Белгород

Журнал «Новости теплоснабжения» №2, 2010 г., www.ntsn.ru

Постановка вопроса

Водогрейные котлы (ВК) серии КВГМ тепловой мощностью 20, 30, 50 и 100 Гкал/ч с типовыми горелочными устройствами (ГУ) ГМГ на 20, 30 и 40 МВт и РГМГ на 20 и 30 МВт имеют широкое применение на территории республик бывшего СССР для нагрева воды в пиковых и основных режимах отопительных и промышленных котельных, со второй половины XX в. по настоящее время.

За прошедший период эксплуатация ВК и ГУ практически не изменилась и сегодня, в XXI веке, абсолютно не удовлетворяет современным требованиям по надежности, эффективности, экономичности и экологичности генерации тепловой энергии.

При эксплуатации:

• имеют место нестабильные режимы горения с пульсацией в топке и как следствие раскачка экранной системы котла, а также элементов газового оборудования по фронтовому экрану;
• на КВГМ-50 и КВГМ-100 возникает противофазная резонансная раскачка давления воздуха по горелкам с усилением амплитуды колебания разрежения;
• наблюдается эжекция в аксиальные аппараты с локальным обгоранием лопаток.

Указанные недостатки приводят к:

• разрушениям обмуровки и (на котлах КВГМ-50 и КВГМ-100) ребер жесткости каркаса;
• непрерывным нарастаниям присосов (за осенне-зимний период в среднем на 20-30%);
• тепловой перегрузке конвективной части котлов (из-за низкой светимости в топке и больших разрежений);
• снижению КПД котлов и дополнительным энергозатратам на тягу и дутье.

Для снижения пульсации (вибрации котла) наладочный персонал вынуждено организует режимы горения, с давлением воздуха отвечающее значениям a=1,3-1,5 за топкой. При этом в режимных картах, как правило, по «экономическим» соображениям показаны фиктивные значения a=1,3-1,4 за дымососом.

Проблемы ГУ хронические и не решаются по двум основным причинам.

1. Теплоэнергетический рынок ВК и ГУ инерционен, у производителей (поставщиков) отсутствует посыл и потребность к оптимизации ГУ, да и зачем что-либо менять, если продукция находит сбыт.

2. В значительной степени утрачен инженерный потенциал. На уровне НИОКБ или в ВУЗах поиска решений также нет по причине отсутствия государственных программ и соответственно финансирования проектов.

Такое положение дел, вернее, их отсутствие, сегодня не устраивает ни владельцев ВК и ГУ, ни реальных потребителей услуг по отоплению и горячему водоснабжению. Последние задаются вопросом: «Как соответствуют «хронические проблемы ВК и ГУ» требованиям времени в области энергосбережения, энергоэффективности и техногенной безопасности с инновационными подходами к решению технологических проблем?!».

И все же «разрубить гордиев узел» можно и нужно, в одном, довольно простом и эффективном варианте – создания консорциума наладочно-монтажной организации с собственником генерации тепловой энергии. Первые, если это профессионалы, обязаны по роду деятельности, организовать и обеспечить модернизацию ГУ. Вторые заинтересованные в минимизации эксплуатационных затрат, повышении экологичности и экономичности генерации тепла и горячей воды должны обеспечить необходимый уровень эксплуатации и обслуживания энергетического оборудования.

Проведенное нами детальное обследование состояния энергетического оборудования (более 20 котлов серии КВГМ), выяснение опыта ведения режимов и объемов обслуживания этого оборудования, а также изучение отчетов наладочных организаций, проводивших пусконаладочные работы, и проведенные по фактическому состоянию оборудования аэродинамические и теплотехнические испытания подтверждают повсеместное наличие вышеназванных проблем этой серии котлов.

Решение проблем при работе котла КВГМ-100 с тремя горелками ГМГ 40

В качестве примера приводим установленные причины пульсаций и других негативных факторов работы КВГМ-100, оборудованного тремя горелками ГМГ 40, как наиболее проблемного котла.

1. Наличие блуждающей эжекции высокотемпературных продуктов в аксиальные аппараты горелок с обгоранием лопаток.

«Блуждающая» эжекция в горелки объясняется тем, что воздушные короба горелок «ломают» высокоскоростной поток воздуха (10-25 м/с), создавая зоны высоких и низких давлений. В местах сопряжений этих зон, под действием сил, возникающих при обтекании лопаток аксиального аппарата происходит подсос высокоскоростными потоками, истекающими из напорных участков воздуха из зон низкого давления, создавая тем самым обратные токи из топки в горелки. Этим и объясняется обгорание лопаток. Зона эжекции зависит от нагрузки. Очаги обгорания лопаток определяются долговременностью использования определенных нагрузок.

2. Наличие сильной пульсации во всем диапазоне нагрузок, которая незначительно снижается при увеличении подачи воздуха до a=1,3-1,5 за топкой.

Попробуем разобраться в причинах пульсации горения. Нижние две горелки по подводу воздуха схожи с горелками с улиткообразным подводом воздуха. Известно, что тангенциальные и улиткообразные горелки грешат той же эжекцией, причем, нарастающей по силе пропорционально нагрузке их воздухом. Проведем расчеты, предполагая, что все три горелки улиткообразные и влияние аксиальных аппаратов незначительно. Тогда вместо хаотичной эжекции мы получаем концентрическую, степень фокусировки которой в меньшей степени зависит от изменения нагрузки; она зависит от степени крутки:

где a – полувысота; b – ширина воздушного короба; d – диаметр амбразуры горелки.

При увеличении расхода воздуха, т.е. скорости, геометрия обратных токов не меняется. Меняется лишь глубина разрежения пропорционально квадрату скорости потока.

При существующем аксиальном аппарате средняя скорость воздуха из горелки: V ср. =Q/S, где Q – расход воздуха, принимаемый как 10Q газ ·a. Здесь a (избыток воздуха в горелке) можно принять 1,1, а Q газ – это расход газа через горелку. Не вся площадь сечения амбразуры горелки S при улиткообразном подводе пропускает воздух, а лишь S–S обр. токов. Чтобы определить площадь обратных токов S обр. токов необходимо рассчитать степень крутки b. В нашем случае b=0,6·0,4/0,7 2 =0,49. Для такой степени крутки площадь обратных токов составляет 16,7%, а доля радиуса обратных токов – 41%. Есть также незначительная зона (5%), где воздух стоит, которой в данном случае пренебрежем.

Тогда среднюю по сечению осевую скорость воздуха определим по уравнению V ср =10Q газ ·a/[(pd 2 /4)·(1–0,167)3600] и получим для минимальной и максимальной нагрузок горелки: V min =1,1·10·2000/[(3,14·0,7 2 /4)·(1–0,167)3600]=19,1 (м/с); V max =1,1·10·4175/[(3,14·0,7 2 /4)·(1–0,167)3600]=39,8 (м/с).

Понятно, что равномерность скорости в нашем случае весьма условна. При такой скорости воздуха и при наличии аксиального аппарата приходится иметь дело с форсированной турбулентной горелкой, обладающей неустойчивым корнем факела.

Рассчитаем глубину проникновения газовых струй в поток воздуха на минимальной и максимальной нагрузке. Скорости воздуха на этих нагрузках уже рассчитаны, необходимо рассчитать скорость газовых струй, которую усреднено можно принять:

W газ =Q газ /(3600s),

где s=21·p·0,016 2 /4=0,00422 м 2 , при количестве отверстий n=21, диаметром d отв =16 мм.

W min газ =Q min газ /(3600·0,00422)=2000/(3600·0,00422)=131,65 (м/с);

W max газ =Q max газ /(3600·0,00422)=4175/(3600·0,00422)=274,82 (м/с).

Теперь можно рассчитать глубину проникновения струи газа со средней скоростью W газ по сечению отверстия в поток воздуха со средней осевой скоростью V ср по рекомендуемой формуле для перпендикулярного проникновения газа в поток:

h=2,2(W газ /V ср)(r г /r в) 0,5 d отв,

где r г, r в – плотность газа и воздуха соответственно; d отв – диаметр газового отверстия.

h min =2,2·(131,65/19,1)·0,84·16=203,8 (мм);

h max =2,2·(274,82/39,8)·0,84·16=204,2 (мм).

Данный расчет показывает, что на любой нагрузке газ попадает в зону эжекции, т.к. 204/350=58,3% (здесь 350 мм – радиус газового коллектора), а мы имеем 41% радиуса обратных токов, прилегающую 5% зону нулевых скоростей и однозначно неравномерность обеспечения воздухом по образующей горелки. Тогда можно предположить, что проблема больших пульсаций не связана с всасыванием продуктов сгорания в горелку. Она связана с образованием локальных зон, где происходит всасывание в горелку газа, смешивания его до взрывных концентраций, хлопков с выбросами больших энергий, что и является причиной сильных пульсаций.

Для подтверждения этой гипотезы был проведен эксперимент. Чтобы отсечь газ от проникновения в горелку, было принято решение установить обечайку на расстоянии 1/2h+10 (мм) от газовых отверстий. Здесь 10 мм – запас, необходимый для возможных зон недостаточных скоростей воздуха, для рассеяния струй газа и воспрепятствования после «отражения» от обечайки, обволакиванию образующей горелки газом с последующим примыканием его к фронтовому экрану. В результате получили снижение пульсации и измененный ее характер.

Причина больших пульсаций определена, а остаточная пульсация, очевидно, результат хаотично блуждающих корней факелов.

При условиях, имеющих место в условно холодной топке, с использованием для горения холодного воздуха неустойчивость горения закономерность. Так как скорость распространения пламени в зоне воспламенения значительно меньше скорости газо-воздушной смеси. К тому же сама смесь неоднородна и не повсеместно находится в необходимом для стабильного горения диапазоне 5-15%. Для обеспечения существования стационарного факела при указанных условиях, необходимо наличие в топке непрерывного мощного источника зажигания, от которого пламя может распространиться по всему сечению горючей смеси.

Итак, произведенные расчеты и опыты позволяют сделать заключение, что пульсация устранима, причем достичь этого можно при хороших экономических показателях работы котлов. Для этого необходимо провести модернизацию горелок с устранением всех вышеизложенных негативных факторов объясняющих первопричины пульсаций.

Практический опыт внедрения комплексной модернизации горелок на котлах серии КВГМ подтвердил возможность устранения пульсаций во всем диапазоне нагрузок с одновременным повышением экономической эффективности работы котлов.

Положительные результаты модернизации горелок, устраняющие вышеперечисленные недостатки работы типовых горелок, позволили нам подать заявку на изобретение горелочного устройства.

Рационализацию и модернизации эксплуатируемых сегодня горелок целесообразно проводить на рабочих местах в соответствии с авторскими решениями и под авторским надзором.

Литература

1. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Н.В. Кузнецов.

2. Методические указания по испытаниям котельных агрегатов работающих на природном газе. Минхимпром СССР.

3. Теплотехнические испытания котельных установок. В.И. Трембовля.

4. Методические указания по составлению режимных карт котельных установок и оптимизация управления ими. РД 34.25.514-96.

5. Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива. Я.Л. Пекер.

6. Упрощенная методика теплотехнических расчетов. Н.Б. Равич. М.: «Наука».

7. Экономия топлива на электростанциях и в энергосистемах. А.С. Горшков. М.: «Энергия», 1967.

8. Опыт сжигания газа на электростанциях и в промышленных котельных. БТИ «ОРГРЭС», М.,1962.

9. Теория горения и топочные устройства. Под ред. Д.М. Хзмаляна. М.: «Энергия», 1976.

Наименование
Теплопроизводительность, МВт (Гкал/ч)
Давление воды, МПа: расчетное изб. минимальное на выходе абс.
Температура воды, ºC: на входе: в пиковом режиме в основном режиме, не менее на выходе на мазуте, не менее на выходе на газе, не более
Расход воды, т/ч, не менее: в пиковом режиме в основном режиме
Расход топлива: газа, м 3 /ч мазута, кг/ч
Температура уходящих газов (газ/мазут), ºC
Площадь поверхности нагрева, м 2: радиационная конвективная
Объем топочной камеры, м 3
Габаритные размеры, м:
Масса в объеме поставки, т
КПД котла, %: на мазуте

Конвективная поверхность нагрева котлов состоит из трех пакетов, расположены в вертикальном газоходе. Каждый пакет набирается из П-образных ширм, выполненных из труб Ø 28×3 мм. Ширмы пакетов расположены параллельно фронту котла и установлены таким образом, что из трубы образуют шахматный пучок с шагами S 1 = 64 мм иS 2 = 40 мм. Боковые стены конвективного вертикального газохода закрыты трубами Ø 83×3,5 мм с шагомS = 128 мм, являющимися коллекторами для П-образных ширм конвективных пакетов.

Котлы полностью унифицированы между собой и отличаются только глубиной топочной камеры и конвективного газохода.

При работе на мазуте котлы по воде должны включаться по прямоточной схеме (подвод воды осуществляется в поверхности нагрева топочной камеры, а отвод воды – из конвективных поверхностей нагрева). При работе только на газообразном топливе включение котлов по воде выполняется по противоточной схеме (подвод вода – в конвективные поверхности нагрева, а отвод воды – из поверхностей нагрева топочной камеры).

Продукты горения выходят из топки через проход между задним экраном и потолком топочной камеры и движутся сверху вниз через конвективную шахту.

Техническая характеристика котлов типов КВ-ГМ-50-150, КВ-ГМ-100-150 приведена в табл. 3.14.

Водогрейные котлы типа ПТВМ предназначены для работы на газообразном (основное) и жидком (для кратковременной работы) топливе. Эти котлы имеют башенную компоновку, т.е. конвективные поверхности нагрева располагаются непосредственно над топочной камерой, выполненной в виде прямоугольной шахты. Топочная камера котлов полностью экранирована трубами Ø 60×3 мм, расположенными с относительным шагомS /d = 1,07. Топка котлов типа ПТВМ-180 помимо фронтового, заднего и двух боковых экранов имеет два ряда двухсветных экранов, которыми она разделяется на три сообщающиеся камеры.

Конвективные поверхности нагрева котлов типа ПТВМ различной теплопроизводительности однотипны и отличаются только длиной П-образных змеевиков и числом параллельных змеевиков, составляющих одну секцию. Змеевики выполнены из труб Ø 28×3 мм. Поперечный шаг труб равен S 1 = 64 мм, а продольный –S 2 = 33 мм. Трубы располагаются горизонтально, в шахматном порядке и омываются перпендикулярно к ним направленным газовым потоком.

Принципиальной особенностью котлов башенной компоновки является применение большого числа сравнительно мелких горелок с подводом воздуха от индивидуальных дутьевых вентиляторов. В качестве горелочных устройств на котлах типа ПТВМ используются газомазутные горелки с периферийным подводом газа и механическим распыливанием мазута. Число устанавливаемых горелок в зависимости от теплопроизводительности котла различно, но располагаются они во всех типоразмерах на двух противоположных сторонах поровну. Регулирование тепловой производительности котлов осуществляется изменением числа работающих горелок без изменения режима остальных при постоянном расходе воды и переменном температурном перепаде. Котлы работают на естественной тяге, и каждый котел имеет собственную дымовую трубу, высота которой от уровня земли должна быть не менее 55 м; как правило, трубы располагаются непосредственно над котлами и крепятся к их каркасу.

На рис. 3.21 показан котел ПТВМ-50. Газовые горелки размещаются на боковых стенах, поэтому трубы боковых экранов в местах установки горелок разведены. Фронтовой и задний экраны выполнены одинаково. Конвективные поверхности размещены по высоте в два ряда.

Газо-мазутное горелочное устройство должно обеспечивать оптимальное условие для правильного смешивания топлива с воздухом, горение смеси и передачи теплоты от факела к тепловоспринимающим поверхностям нагрева.

Газовые горелки различаются по способу смешивания сжигаемого газа с воздухом. Существуют следующие группы горелочных устройств:

Горелки, газ и воздух в которых предварительно не смешиваются и подаются в топку раздельными потоками;

Горелки, которые обеспечивают поступление в зону горения потока газовоздушной смеси, содержащей весь необходимый для горения воздух, но конструкция смесителя обеспечивает только грубое предварительное смешивание газа с воздухом;

Горелки, в которых весь воздух предварительно хорошо перемешивается с газом в специальных смесителях.

В зависимости от способа распыления мазута форсунки делят на:

Механические (за счет давления мазута);

Паровые (за счет энергии паровой струи);

Паро-механические;

Воздушные высоконапорные или низконапорные;

Ротационные (центробежные).

Котел КВГМ - 100 оборудован тремя горелками РГМГ - 30 (ротационная газо-мазутная). К достоинствам этой горелки можно отнести: бесшумность при работе, широкий диапазон регулирования, а так же экономичность эксплуатации, так как расход энергии на распыления ниже, чем при механическом, паровом или воздушном распылении.

Распыление жидкого топлива в ротационных форсунках происходит за счет сбрасывания пленки мазута с быстро вращающегося стакана, на который вытекает мазут, подаваемый под небольшим давлением.

Рассмотрим устройство горелки РГМГ-30. Основными частями горелочного устройства являются: ротационная форсунка, газовая часть периферийного типа, воздухо - направляющее устройство вторичного воздуха. Ротор форсунки представляет собой полый вал, на котором закреплены питатели и распыливающий стакан.

Ротор приводится в движение от асинхронного электродвигателя с помощью клиноременной передачи. В передней части форсунки установлен завихритель первичного воздуха аксиального типа с профильными лопатками, установленными под углом 30°.

Первичный воздух от вентилятора первичного воздуха подается к завихрителю через специальные окна в корпусе форсунки.

Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха состоит из воздушного короба, завихрителя аксиального типа с профильными лопатками, установленными под углом 40°, и переднего кольца, образующего устье горелки.

Газовая часть горелки периферийного типа состоит из газораспределяющей кольцевой камеры с однорядной системой газовыдающего отверстия одного диаметра и двух газоподводящих труб.

Горелки устанавливаются на коробе дутья, который крепится к вертикальным камерам фронтового экрана. Из этого короба вторичный воздух поступает в регистры горелок. Ротационные газомазутные горелки требуют так же подвода первичного воздуха, который подается от высоконапорного вентилятора. К РГМГ - 30 устанавливается по одному вентилятору типа 30ЦС - 85 на каждую горелку. Электродвигатели вентиляторов имеют частоту вращения 3000 об/мин. и мощность 7,3 кВт.

Таблица8 - Характеристики горелок РГМГ-30.

Показатель	Единица измерения	Значение
Номинальная тепловая мощность	МВт (Гкал/ч)
Коэффициент рабочего регулирования тепловой мощности.
Давление мазута перед форсункой
Давление газа перед горелкой
Давление первичного воздуха
Аэродинамическое сопротивление по вторичному воздуху. (при t=10°С)
Вязкость мазута перед форсункой
Коэфф. избытка воздуха за топкой при сжигании
Коэфф. избытка воздуха за топкой при сжигании газа.
Номинальный расход газа при Qнр=40,38 мДж/кг
Номинальный расход газа Qнр=35,4 мДж/м3
Марка Электродвигателя.	АОЛ-2-31-2М101
Мощность электродвигателя
Масса горелки
Габаритные размеры горелки:

А. Жигурс, председатель правления, А. Церс, член правления,
С. Плескачев, инженер-теплотехник, АО «Ригас Силтумс», г. Рига, Латвия

Предисловие

АО «Rigas siltums» (АО «Ригас Силтумс») является главным поставщиком тепловой энергии в г. Риге. Оно производит, доставляет и реализует тепловую энергию, а также обеспечивает техническое обслуживание внутренних отопительных систем потребителей.

Тепловая энергия производится на принадлежащих АО «Ригас Силтумс» 5 крупных котельных (далее - теплоцентрали - ТЦ) и 37 небольших автоматизированных газовых котельных, а также закупается у принадлежащих АО «Латвэнерго» теплоэлектроцентралях ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2. Объем закупаемой тепловой энергии составляет 70% от общего объема реализации. Остальные 30% производятся собственными источниками тепла.

На территории бывшего СССР, как и в других странах, в системах централизованного теплоснабжения (ЦТ) получили широкое применение водогрейные котлы КВГМ-50 и КВГМ-100 с номинальными мощностями 58 и 116 МВт соответственно.

Моральное и физическое устаревание используемого оборудования, а также ужесточение норм уровня вредных выбросов в атмосферу явились главными причинами проведенной реконструкции.

Одним из наиболее успешных мероприятий по реконструкции источников тепла является замена существующих горелок на современные, которые обеспечивают:

■ стабильную работу котлов в расширенном диапазоне нагрузок от 5 до 100%;

■ существенное снижение уровня вредных выбросов в атмосферу: NO x - 150 мг/нм 3 , CO - 60 мг/нм 3 при сжигании природного газа и NO x - 400 мг/нм 3 при сжигании жидкого топлива, что соответствует Латвийским и Европейским нормам и правилам;

■ продление срока эксплуатации котельных агрегатов.

Для обеспечения надежной работы котлов в автоматическом режиме и дистанционного управления с диспетчерского пульта, параллельно с заменой горелок были реконструированы автоматизированные системы управления (АСУ) с интеграцией в существующие системы.

Вышеупомянутые модернизации были проведены на принадлежащих АО «Ригас Силтумс» теплоисточниках ТЦ «Vecmilgravis» (один котел КВГМ-100), ТЦ «Imanta» (три котла КВГМ-100), а также ТЦ «Ziepniekkalns» (два котла КВГМ-50).

В предлагаемой статье изложена общая информация о приобретенном опыте и методике процесса модернизации.

Реконструкция котла КВГМ-100 на ТЦ «Vecmilgravis» с использованием современной горелки для работы на природном газе и дизельном топливе

Информация о ТЦ. Теплоцентраль «Vecmilgravis» была сдана в эксплуатацию в 1980 г. для обеспечения теплоснабжения прилегающих промышленных предприятий и жилых районов. На данный момент тепловая мощность ТЦ составляет 157 МВт, годовой объем производимой тепловой энергии достигает 155 тыс. МВт-ч. Основным видом топлива является природный газ, аварийным - дизельное топливо (до реконструкции - мазут).

Основное оборудование ТЦ «Vecmilgravis»: котел № 1 ПТВМ-30М мощностью 40,7 МВт и котел № 2 КВГМ-100 мощностью 116,3 МВт.

На данный момент установленная тепловая мощность водогрейных котлов более чем в 3 раза превышает максимальную нагрузку в зимний период, что вынуждает работать в, так называемом, режиме пониженных нагрузок: средняя тепловая нагрузка зимой составляет 25,8 МВт или около 22,2% от номинальной мощности котла КВГМ-100, а средняя тепловая нагрузка летом - всего 5,4 МВт (4,6% от номинальной мощности котла КВГМ-100).

Мощность и количество котельного оборудования оказывает непосредственное влияние на надежность работы ТЦ, что соответственно уменьшает возможность резервирования - в случае неисправности котла КВГМ-100 зимой, в период наиболее низких температур, ТЦ не сможет обеспечить тепловую нагрузку в 50 МВт (при расчетной температуре -22 О С), в свою очередь летом мощность обоих котлов слишком велика для обеспечения стабильной работы в период минимальных тепловых нагрузок.

Принимая во внимание вышеупомянутые причины, в 2003 г. было принято решение о модернизации котла КВГМ-100 с заменой одной из горелок. Было проведено тщательное исследование предлагаемой продукции, в результате которого наиболее оптимальным был признан вариант с установкой горелки производства одной из немецких фирм.

До реконструкции котел был оснащен тремя комбинированными газомазутными горелками ротационного типа РГГМ-30 со следующими характеристиками: производительность каждой горелки на газе - 4175 нм 3 /ч, на мазуте - 3835 кг/ч; давление газа перед горелками - 3000 кг/м 2 , давление мазута - 2 кг/см 2 .

В процессе модернизации третья горелка была заменена на новую автоматизированную, оборудованную собственным вентилятором, комбинированную горелку фирмы ELCO Ktockner RPD-70 GL-RD (рис. 1), способную работать на природном газе и дизельном топливе.

Одним из главных критериев выбора горелки типа RPD-70 был диапазон регулировки эффективной мощности - от 3 до 20 МВт, а также наиболее приемлемая для котлов КВГМ конфигурация пламени - ограниченная длина факела и его развертывание.

Когда тепловая нагрузка превышает 19 МВт, в работу задействуют остальные 2 горелки. Котел ПТВМ-30М, оборудованный шестью нерегулируемыми горелками, задействуется только в случае остановки котла КВГМ-100, находясь остальное время в состоянии резерва.

Выводы. Главное достижение проведенной модернизации - уникальная способность современной горелки работать при минимальных нагрузках, что в свою очередь благоприятно сказывается на уровне комфорта работы обслуживающего персонала. Учитывая то, что модернизация котла КВГМ-100 на ТЦ «Vecmilgravis» рассматривалась как экспериментальный вариант, в дальнейшем использовались другие технологии.

Реконструкция котлов КВГМ-100 на ТЦ «Imanta» с ипользованием современных газомазутных горелок, обеспечивающих низкий уровень вредных выбросов NO x в атмосферу Информация о ТЦ. Теплоцентраль «Imanta» была сдана в эксплуатацию в 1974 г. для обеспечения тепловых нагрузок Рижского левобережья. Функциональное размещение зданий и строений ТЦ соответствует технологическим требованиям производства тепловой энергии с использованием двух видов топлива - природного газа и мазута.

До реконструкции основное производство обеспечивали три водогрейных котла КВГМ-100 (установленные в 1974, 1976 и 1980 гг.) с номинальной мощностью 116 МВт каждый и два паровых котла ДКВР-20-13/250 с номинальной мощностью 16 МВт каждый.

Описание процесса модернизации. Модернизация ТЦ «Imanta» была разбита на несколько этапов:

■ строительство когенерационного блока с реновацией существующих зданий;

■ реконструкция железобетонной дымовой трубы - в существующей трубе, используемой как несущая конструкция, было установлено три теплоизолированных, изготовленных из высококачественной нержавеющей стали марки 10 HNAP (COR-TENA) ствола с внутренним диаметром Ду 1,7 м по одному на каждый из водогрейных котлов КВГМ-100 № 3, 4, 5;

■ демонтаж паровых котлов ДКВР;

■ установка нового парового котла VAPOR TTK-300 SH;

■ модернизация водогрейных котлов КВГМ-100 № 3, 4 и 5 с заменой фронтальных экранов и горелок;

■ реализация мероприятий по снижению уровня шума, который заметно возрос после модернизации котлов КВГМ; учитывая географическое расположение станции, плотно окруженной со всех сторон жилыми районами, было принято решение об установке звукоизолирующих экранов;

■ оборудование системы мониторинга вредных выбросов - была установлена современная система непрерывного мониторинга уровня вредных выбросов в атмосферу с использованием технологии абсорбционной спектроскопии «in situ» (по месту), которая осуществляет замеры состава дымовых газов непосредственно в канале, тем самым обеспечивая наиболее приближенный к реальности результат (рис. 2);

■ установка на котле № 3 конденсационного экономайзера;

■ реконструкция системы водоснабжения;

■ установка промышленного теплового насоса для повышения эффективности работы когенерационного энергоблока.

Водогрейные котлы КВГМ-100. В 2006 г. были произведены следующие работы по реконструкции водогрейного котла КВГМ-100 № 3.

1. Разработаны проекты реконструкции фронтального экрана (рис. 4) и замены горелок, которые были согласованы с заводом-изготови- телем и другими организациями. После консультаций с изготовителями котла, были выбраны горелки фирмы JOHN ZINK типа Dynaswirl Low NO x , которые доказали свою надежность в течение длительного периода эксплуатации. Принимая во внимание технические характеристики устанавливаемых горелок, для сохранения параметров установленной мощности котла с одновременным понижением уровня вредных выбросов, было принято решение осуществить замену трех старых горелок на четыре современные.

2. Как подготовительный этап для установки горелок, была осуществлена надлежащая реконструкция фронтального экрана.

3. Была осуществлена доставка и установка четырех газомазутных горелок аксиального типа фирмы «TODD Combustion» (рис. 3), которые обеспечивают стабильную работу котельного агрегата (в диапазоне нагрузок от 5 до 100% при работе на природном газе, от 15 до 100% - на

мазуте), а также высокий КПД (до 92%) при номинальных нагрузках.

4. Были проведены ремонтные работы элементов котла с частичной заменой конвективной части, в том числе: перестройка металлоконструкций, лестниц и фронтальных площадок обслуживания; установка ультразвуковой системы очистки поверхностей нагрева; замена системы освещения площадок котла.

5. Была осуществлена доставка и установка газового оборудования и газопроводов.

6. В необходимом объеме были произведены реконструкция и подключение электрооборудования.

7. Была реконструирована автоматизированная система управления (АСУ) котла с интеграцией в существующие системы.

8. Был проведен комплекс пуско-наладочных работ, оформление рабочей документации и обучение обслуживающего персонала. Следует отметить, что по причине относительно низкокачественного мазутного топлива, а также недостаточно отработанной технологии, пуско-нала- дочные работы на жидком топливе заняли несколько более длительное время, нежели предполагалось изначально.

9. Отдельно была произведена установка системы мониторинга уровня вредных выбросов.

В 2007 г. была осуществлена аналогичная реконструкция водогрейных котлов КВГМ-100 № 4 и 5.

Реконструкция АСУ. В процессе модернизации была осуществлена полная реконструкция системы управления горелками, а также частичная реконструкция системы управления котлами. Автоматика управления водогрейными котлами состоит из программируемого контроллера S7-300, который собирает информацию, поступающую с датчиков котельного оборудования, обрабатывает ее для последующей визуализации, обеспечивает коммуникацию с сервером котельной и осуществляет процесс управления оборудованием теплоцентрали.

В свою очередь автоматика управления горелками состоит из четырех автоматов зажигания DURAG D-GF 150, которые оснащены лампами контроля пламени D-LE 603 UA-CG. Согласно определенному алгоритму, автомат зажигания горелки обеспечивает полностью автоматические режимы розжига и тушения.

График потребления и обеспечения тепловых нагрузок на ТЦ «Imanta». Для обеспечения тепловых нагрузок на ТЦ «Imanta» используются четыре теплоисточника: когенерационный энергоблок (КЭ) и три водогрейных котла КВГМ-100 № 3, 4 и 5. Работая в базовом режиме, когенерационный энергоблок обеспечивает тепловую нагрузку от 15 до 45 МВт. КЭ работает в круглосуточном режиме, за исключением периода проведения ремонтно-профилактических мероприятий.

Когда тепловая нагрузка превышает 45 МВт, в работу постепенно включаются водогрейные котлы КВГМ-100 № 3, 4 и 5 соответственно. В случае останова КЭ, всю тепловую нагрузку обеспечивают водогрейные котлы.

График обеспечения тепловых нагрузок с постепенным подключением водогрейных котлов отображен на рис. 5.

Проводимая и планируемая реконструкция ТЦ «Imanta». В данный момент на ТЦ «Imanta» начата реализация нового проекта - оборудование водогрейного котла КВГМ-100 № 3 конденсационным экономайзером. Используемые в производстве экономайзера износостойкие материалы позволят осуществлять его эксплуатацию в конденсационном режиме в течение 20 лет. Целью проекта является значительное повышение эффективности работы котла за счет снижения потребления природного газа и достижения более высокого КПД. Установка экономайзера позволит дополнительно снизить объем закупок предприятием эмиссионных квот.

В процессе разработки находится проект реконструкции системы водоснабжения, а также для повышения эффективности когенерационного энергоблока разработка проекта установки промышленного теплового насоса мощностью до 5 МВт.

Выводы. Поставленная цель реконструкции ТЦ «Imanta» - установка современных автоматизированных горелочных устройств для улучшения экологических показателей в отношении уровня вредных выбросов в атмосферу, расширение диапазона регулирования рабочих нагрузок котельных установок, а также автоматизация процесса управления - была успешно достигнута. Надежная работа реконструированных котлов КВГМ-100 безусловно является главным позитивным моментом проведенной модернизации.

К сожалению, следует отметить, что в процессе реконструкции не была полностью модернизирована система управления гидравликой котла.

В обозримом будущем предусматривается разработка компьютерной программы симуляции работы теплоцентрали, которая позволит существенно усовершенствовать процесс обучения обслуживающего персонала. Благодаря моделированию работы станции при различных режимах, станет возможным достижение оптимальных технологических решений.

Реконструкция котлов КВГМ-50 на ТЦ «Ziepniekkalns» с использованием современных газомазутных горелок, обеспечивающих низкий уровень вредных выбросов NO x в атмосферу

Информация о теплоцентрали. Теплоцентраль «Ziepniekkalns» была сдана в эксплуатацию в 1988 г. для обеспечения тепловых нагрузок промышленных предприятий и жилых зданий Рижского микрорайона Ziepniekkalns.

Тепловая схема ТЦ «Ziepniekkalns» включает в себя работавшее до начатой в 2008 г. реконструкции следующее оборудование:

■ два водогрейных котла типа КВГМ-50 с номинальной мощностью 58 МВт каждый, а также два паровых котла марки ДЕ-25-14ГМ с максимальной теплопроизводительностью 16 МВт каждый и параметрами пара P=14 бaр и t=191 О С;

■ система питательного водоснабжения паровых котлов с атмосферным деаэратором производительностью до 20 м 3 /ч и питательными насосами; паровые котлы также обеспечивают собственные нужды котельной включая поставку пара для мазутного хозяйства; потребление пара мазутного хозяйства составляет до 3 т/ч, другим потребителям пар не поставляется.

В связи с существенной степенью износа паровых котлов ДЕ-25-14ГМ и вспомогательного оборудования, в ближайшее время предусмотрено их отключение. Вместо них планируется установить один автоматизированный паровой котел производительностью до 3 т/ч с использованием существующей дымовой трубы. Для сохранения технической возможности обратного подключения демонтаж существующих паровых котлов не предусмотрен.

На данный момент паровые и водогрейные котлы подсоединены к отдельным дымовым трубам - паровые к металлической трубе высотой 43 м и диаметром 1 м, а водогрейные к металлической трубе высотой 50 м и диаметром 1,6 м.

Сейчас, после реконструкции с заменой горелок котла КВГМ-50 № 1, тепловая мощность ТЦ составляет 126 МВт и производится до 155 тыс. МВтч тепловой энергии в год.

Основным видом топлива является природный газ, резервным - мазут.

Описание процесса модернизации. После успешно проведенной модернизации ТЦ «Imanta»,15 мая 2008 г был подписан договор о первой очереди модернизации ТЦ «Ziepniekkalns» - реконструкции водогрейных котлов КВГМ-50 № 1 и 2 с заменой горелок. Договор предусматривает распределение объема работ на два основных этапа - поочередную реконструкцию каждого водогрейного котла.

Принимая во внимание фактическое снижение спроса на поставляемую тепловую энергию в районе Ziepniekkalns, было принято решение в процессе модернизации снизить установленную мощность котлов, что в отличие от ТЦ «Imanta» позволило оставить неизменным количество горелок. Возможность котлов работать в режиме пониженной мощности позволяет обеспечить стабильную работу теплоцентрали в летний период пониженных тепловых нагрузок. Снижение уровня вредных выбросов в атмосферу, в свою очередь, дает дополнительный экономический эффект - уменьшение объема закупок эмиссионных квот.

В конце 2008 г. были успешно завершены реконструкционные работы котла КВГМ-50 № 1 (рис. 6).

Работая на природном газе, был достигнут КПД котла 93%, а работая на мазуте с низким содержанием серы (1%) - 89%, что отвечает нормативным требованиям. На данный момент проводятся работы второго этапа проекта - аналогичная реконструкция котла КВГМ-50 № 2.

Вторая очередь модернизации предусматривает реализацию когенерационного цикла с использованием в качестве топлива древесной щепы с электрической мощностью 4 МВт и тепловой мощностью до 22 МВт. Планируется, что когенерационный энергоблок будет производить до 21 тыс. МВт.ч электрической энергии в год и теплоцентраль в целом до 173 тыс. МВт.ч тепловой энергии в год.

Выводы. Надежная работа реконструированного котла КВГМ-50 № 1 на ТЦ «Ziepniekkalns» очередной раз доказывает полезность проводимой модернизации. К сожалению, также как и на ТЦ «Imanta», автоматика управления гидравлики котла не была полностью модернизирована. Также следует отметить, что проект модернизации не предусматривает реконструкции системы отвода дымовых газов. На данный момент дымоходы обоих котлов выведены в ствол общей дымовой трубы, что, разумеется, не является наилучшим решением.

Проведенная АО «Ригас Силтумс» реконструкция водогрейных котлов КВГМ-50 и КВГМ-100 на ТЦ «Imanta» и ТЦ «Ziepniekkalns» с установкой современных горелок за период эксплуатации доказала свою эффективность:

■ экономией природного газа;

■ расширением диапазона нагрузок котлов от 5 до 100%;

■ существенным уменьшением уровня вредных выбросов в атмосферу - NO x - 150 мг/нм 3 , CO - 60 мг/нм 3 , сжигая природный газ и NO x - 400 мг/нм 3 , сжигая жидкое топливо, что соответствует Латвийским и Европейским нормам и правилам. Для дальнейшего понижения уровня вредных выбросов в будущем предусматривается установка системы рециркуляции дымовых газов, которая не потребует каких-либо изменений воздушного короба или горелок;

■ продлением срока надежной эксплуатации котлов.

Планируемая модернизация автоматизированной системы управления котельных и теплоцентралей необходима для обеспечения надежности непрерывного технологического процесса, а также по экономическим соображениям - существенно снижаются затраты на обслуживающий персонал.

Литература

1. TODD Combustion A Koch Industries/ John Zink Company, Справочники 2001-2002 гг., США.

2. DURAG Industrie Elektronik GmbH & Co KG, Справочники 2001-2004 гг., Германия.

3. ООО «Торговый дом Дорогобужкотломаш», Справочники, Россия.

4. Ежемесячный журнал «Новости теплоснабжения», 2002 г., Россия.

5. Ежемесячный журнал «Теплоэнергетика», Россия.

6. Ежемесячный журнал «Мировая Энергетика», Россия.

7. Новые методы диспетчеризации и управления объектами теплоснабжения в современных условиях, АО «RlGAS SILTUMS», 2008 г.

8. Годовые отчеты АО «RlGAS SILTUMS» за 2000-2007 гг.