Периодическая продувка котла. Непрерывная продувка паровых котлов. Техника выполнения непрерывной продувки

Питательная вода котловых установок не является полностью обессоленной. Соли поступают как с подпиточной водой, так и с солями комплексонов, используемых при химобработке питательной воды, а также могут образовываться при конденсации пара и поступать вместе с возвратом конденсата.

При кипении воды в котле концентрация солей возрастает, так как растворенные соли остаются в котловой воде и не уносятся вместе с паром. На поверхности раздела фаз образуется пена, которая влечет ряд негативных последствий.

Пена может влиять на точность измерение уровня воды в котле и, следовательно, на безопасность эксплуатации оборудования.

Поднимаясь с паром в паропроводы, пена ведет к снижению сухости пара, прикипает к поверхностям паропроводов и теплообменных аппаратов и, следовательно, ведет к снижению эффективности теплопередачи.

Поддерживать высокое качество пара, характеризуемое чистотой и степенью сухости и измеряемое уровнем солесодержания в питательной воде (TDS), является функцией продувки. Иногда эта продувка называется непрерывной или верхней продувкой(рис.1). Она может быть как ручной, так и автоматической, но в обоих случаях конструкция затвора на имеет принципиальную особенность.

Наиболее эффективно непрерывная продувка выполняется путем автоматизации данного процесса – непрерывного измерения уровня TDS и регулирования интенсивности продувки регулирующим клапаном, а также при утилизации вторичного пара и при использовании тепла дренируемой котловой воды для подогрева, например, той же подпитки.

Рисунок 1.

Твердые остатки солей под собственной тяжестью опускаются на дно котлов, образуя накапливающийся слой нерастворимых солей. Для удаления этого осадка применяется периодическая нижняя продувка (рис.2). Резкое открытие клапана нижней продувки с большим проходным сечением создает большой перепад давления на седле клапана, под действием которого формируется разряжение на седле, засасывающее большую часть солей.

Рисунок 2.

Необходимость обеспечить высокое быстродействие и наличие твердых осадков в дренируемой воде накладывают определенные требования к конструкции клапанов нижней продувки. Клапаны периодической нижней продувки могут быть с ручным приводом и с пневмоприводом в автоматических системах.

Дисковые клапаны периодической продувки являются исключительно удачным техническим решением для данной задачи.

Качество и параметры воды (давление и температура) также определяют конструкцию расширителей продувки или сепараторов вторичного пара, используемых для утилизации тепла и охлаждения воды перед ее сбросом в дренаж.

Нижняя продувка не заменяет продувку, ведущую к снижению солесодержания в питательной воде. Регулирование солесодержания (TDS) путем применения только нижней продувки ведет к большим потерям котловой воды и теплоты, уносимой с водой.

По сравнению с ручным регулированием точность поддержания требуемого уровня TDS автоматическими средствами намного выше, особенно, при изменяющемся уровне TDS питательной воды. Высокая точность ограничивает интенсивность образования пены при условии снижения потерь теплоты на верхней продувке и снижения интенсивности отложения твердых остатков или потерь котловой воды на нижней продувке.

Требования к качеству котловой воды паровых кот­лов по общему солесодержанию (сухому остатку) следует принимать по данным заводов-изготовителей котлов.

Щелочность котловой воды по фенолфталеину в чис­том отсеке котлов со ступенчатым испарением и в кот­лах без ступенчатого испарения следует принимать ^0,05 мг-экв/кг при конденсатно-дистиллятном питании и ^0,5 мг-экв/кг при питании котлов с добавкой умяг­ченной воды.

Наибольшее значение щелочности котловой воды не нормируется.

Указанные нормы качества котловой воды поддержи­ваются докотловой очисткой добавочной воды, внутри - котловой (коррекционной) обработкой котловой воды и регулированием продувки котла. При продувке котла из него удаляются как растворенные соли, так и взвешен­ный шлам.

В условиях концентрации котлов применяется непре­рывная и периодическая продувка.

Непрерывная продувка осуществляется для поддержания определенного солесодержания (сухого ос­татка) или щелочности котловой воды на уровне, необ­ходимом для получения чистого пара.

К оборудованию непрерывной продувки относятся сепаратор продувки с теплообменником отсепарирован - ной воды (если такой имеется) и холодильник отбора проб котловой воды из трубопровода.

Пуск сепаратора производится в следующем поряд­ке: полностью открывается второй вентиль от котла на линии непрерывной продувки, затем первый от бараба­на вентиль на 7з-"/б оборота, после чего открывается вентиль на выходе воды из сепаратора на сброс в кана­лизацию.

Необходимо медленно открыть клапан на трубопро­воде поступления продувочной воды из котла в сепара­тор, затем клапан на трубопроводе выхода отсепариро - ванной воды через регулятор уровня на теплообменник или в дренаж. При нормальной работе давление в сепа­раторе не должно превышать 0,02-0,03 МПа (0,2- 0,3 кгс/см2).

Отключение сепаратора непрерывной продувки необ­ходимо выполнять следующим образом: вначале закры­вают клапан на трубопроводе поступлення продувочной воды в сепаратор и в последнюю очередь клапан на ли­нии продувочной воды из котла, после чего закрывают задвижку на выходе отсепарированной воды из сепара­тора на теплообменник или в дренаж.

Периодически необходимо сбрасывать через дренаж­ный трубопровод шлам, скопившийся в нижней части сепаратора.

Поддержание заданной щелочности в котле (солесо - держания) производится регулированием степени откры­тия первого вентиля по ходу воды из котла.

Размер непрерывной продувки определяется при теп - лохимических испытаниях котла, исходя из норм каче­ства питательной и котловой воды.

Периодическая продувка производится для удаления шлама, оседающего в нижних точках котла. Продувка осуществляется из нижнего барабана и кол­лекторов экранов парового котла, а при ступенчатом ис­парении - из нижних точек выносных циклонов.

Периодическую продувку следует производить при растопке котла с давлением 0,3-0,4 МПа (3-4 кгс/см2) в часы пониженных нагрузок или кратковременных оста­новок. Во избежание упуска воды продувку котла необ­ходимо проводить двум машинистам (кочегарам): один следит по водоуказательным приборам за уровнем воды в котле, другой производит продувку. Перед ее началом необходимо поставить об этом в известность обслужи­вающий персонал смены, а также убедиться в том, что другие котлы, находящиеся в ремонте или чист­ке, отключены от общей продувочной линии за­глушками.

До начала продувки необходимо проверить, есть ли вода в деаэраторе (запас не менее половины уровня в баке). Кроме того, уровень воды в барабане котла дол­жен быть немного выше нормального при автоматичес­ком питании, а при ручном питании - высший.

Убедившись в наличии достаточного количества во­ды и в деаэраторном баке, и барабане котла и в исправ­ности питательных, водоуказательных устройств, можно производить продувку котла. Сначала полностью откры­вают второй по ходу продувочной воды от котла клапан, затем медленно и осторожно первый клапан от бараба­на котла.

Длительность продувки из одной точки не должна превышать 30 с, включая время открывания и закрыва­ния клапана.

Необходимо осторожно производить продувку соле­вых отсеков (циклонов) в связи с их малым водяным объемом.

По окончании продувки вентили закрываются в об­ратном порядке - вначале первый, а затем второй от котла.

Необходимо убедиться, что запорная арматура на продувочной линии закрыта надежно и не пропускает воду.

Если не удается плотно закрыть продувочные венти­ли после продувки, то следует усилить питание и немедленно остановить котел. Применение рычагов при открывании и закрывании продувочных клапанов запре­щается.

В случае появления гидравлических ударов в проду­вочном трубопроводе или резкого падения уровня воды в котле продувку необходимо прекратить, а после вто­ричной проверки состояния котла снова продолжить.

Количество продувок задается в зависимости от за - шламленности котловой воды в сроки, установленные местными графиками, по не реже 1 раза в сутки, если котловая вода прозрачная. При неисправности питатель­ных насосов или водоуказательных стекол производить продувку запрещается.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Общая характеристика

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

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

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

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

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

Существует несколько способов сокращения объема продувочной воды:

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

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

Экологические преимущества

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

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

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

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

Производственная информация

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

Применимость

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

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

Экономические аспекты

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

Мотивы внедрения

• экономические соображения
• надежность производственного процесса.

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

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

Время на чтение: 3 мин

Даже при условии использования качественной воды и постоянного обслуживания периодически возникает необходимость очистки оборудования от шлаков. С этим может помочь продувка котла.

Цель продувки котлов

Подпиточная вода, как правило, содержит примеси, которые при попадании в барабанный котёл аккумулируются, что ведёт к повышенному содержания солей в воде.

Это влечёт за собой необходимость выведения этих веществ из системы водяного цикла. В барабанных котлах используется непрерывный процесс удаления, называемый продувкой.

Цель этого процесса – избавление от шлама, окисленного железа, механического сора, во избежание попадания этих веществ в экраны тепловой установки и концентрирования в коллекторах. Вода должна удовлетворять нормам, указанным в документации оборудования, инструкциях водно-химического режима.

Промыв проводится на рабочем оборудовании сотрудниками котельной по распоряжению специалиста по химическому контролю до двух раз в сутки в зависимости от цвета воды.

Продувка парового котла

При испарении воды в паровом оборудовании на поверхности нагрева оседают соли, которые при дальнейшем нагреве поступают в виде шлама в нижних узлах котла. Это приводит к ухудшению теплообмена и увеличению расхода топлива, а в конечном счёте к повреждению труб, барабана.

Поэтому важно обеспечить работу оборудования без накипи и своевременную вентиляцию топки. Для поддержания правильного режима работы и проводится очистка паровых установок, то есть выведение посторонних примесей вместе с водой. Продувка бывает двух видов, которые подробно рассмотрим ниже, а именно периодическая – выполняется периодически для удаления шлама из экранов, барабана, коллекторов нижней части котла.

Этот процесс быстрый, но с большим расходом воды. Сброс воды производится в охлаждающий расширитель перед попаданием в канализацию. Непрерывное же промывание паровых котлов отводит примеси постоянно из верхней части котла. Вода поступает в сепаратор, где пар и вода разделяются.

Водогрейный

Чтобы увеличить устойчивость работы, водогрейные котлы подключаются в систему отопления через водоводяные теплообменники.

Подпиточная вода в котле должна быть высокого качества, для этого проводится непрерывная и периодическая продувка замкнутого контура. Данная процедура позволяет исключить содержание соединений железа.

Виды продувки

Как было сказано выше различают два типа очистки: периодическая и непрерывная. Первая предназначена для избавления от шламовых примесей, а вторая для обеспечения необходимого минимального уровня содержания солей в котловой воде. Частота периодической и объём непрерывной продувок определяется специалистами по техническому обслуживанию.

Периодическая продувка

Этот вид выполняется двумя сотрудниками при уровне воды в барабане больше среднего. При этом один непосредственно осуществляет промыв, а второй контролирует уровень воды.

Периодическое промывание осуществляется в несколько этапов:

1. Убеждаются в исправности линии.Участок трубы между котлом и вентилем промыва должен быть горячим, а за вентилем – холодным.
2. Убеждаются в работоспособности запорной арматуры и измерительных приборов.
3. Плавно открывается второй вентиль.
4. После этого открывается осторожно первый от котла вентиль во избежание гидроудара.
5. Период времени открытия первого вентиля не должен быть больше, чем 30 сек. Далее закрывается второй за ним вентиль.

После завершения процесса следует убедиться в закрытии всех вентилей и линия герметична. Время начала и окончания процедуры отображается в журнале смены.
При периодическом промыве производится отвод воды с примесями из нижней части котла. Помимо этого промывание помогает уменьшить уровень содержания солей в котловой воде. Качество процедуры определяется прибором по измерению давления в линии.

Непрерывная продувка котла

Непрерывная продувка выполняется через открытый на постоянной основе вентиль, который располагается на линии промыва, из верхней части котла. Вокруг барабана укладывается труба с отверстиями для равномерного поступления воды.

Это необходимо для избавления от солесодержащей воды, которая замещается таким же объёмом более чистой подпиточной водой. Как правило, объём промывания составляет до 3% воды. Этого достаточно для поддержания необходимого уровня содержания солей в воде.

Специалист по химическому анализу определяет количество солей в воде, и в зависимости от этого устанавливается процент отвода воды. Вода из котла поступает в сепаратор, где происходит разделение пара и воды, пар поступает в деаэратор, а загрязнённая вода после охлаждающего расширителя в канализацию.

Схемы продувки котла

На рисунке представлена схема проведения непрерывной и периодической продувок парогазовой установки мощностью 450 кВт. Насыщенный пар из расширителя непрерывной продувки направляется в сепаратор пониженного давления. Паропровод снабжён запорными вентилями и обратным клапаном.

Дренаж из РНП поступает в ёмкость чистых стоков. После РНП жидкость поступает в расширитель периодической продувки, а после этого загрязнённая вода сбрасывается в сливной бак из котла.

Чертеж паропровода из сепаратора непрерывной продувки к деаэратору

На данном проектном чертеже отображена конструкция паропровода низкого давления из РНП в атмосферный деаэратор. Паропровод снабжён запорной арматурой и обратным клапаном во избежание попадания пара в расширитель.

Чертеж выхлопа от предохранительного клапана РНП

На данном чертеже отображён трубопровод выхлопа от предохранительного клапана расширителя непрерывной продувки. Он проходит к главному корпусу и затем направляется на крышу (не выше 2 м) для обеспечения безопасности сотрудникам. На трубопроводе выхлопа устанавливается гидравлический затвор для отведения дренажа.

Чертеж выпара из расширителя периодической продувки

На рисунке представлен выпар из РПП. Его выводят на пределы помещения. В отличие от выхлопа, выпар отводится постоянно. Выпар необходимо охлаждать, для чего используют устройство подачи холодной воды в трубопровод (охладитель выпара).