2.2 Внутренняя программа Перевооружение и модернизация
2.2.1 Описание существующей котельной, основное и вспомогательное оборудование Внутренняя программа Перевооружение и модернизация.
34 Цель Модернизация отопительного оборудования в соответствии с действующими экологическими стандартами по выбросам, а также в целях уменьшения затратна содержание котельной. Оборудование, первоначально установленное на заводе «Бёмер-
Арматура» двухходовые Котлы Logano в течение 15 лет обеспечивали теплом завод в Германии, в городе Шпрокхёфель, откуда были поставлены, будут заменены на аналогичные котлы BOSCH UNIMAT немецкого производства. Решение о реконструкции местной котельной было принято в апреле 2015 г. В результате реконструкции котельной планировалось увеличить мощность котельной, путем замены котла Logano SK-725(1070 кВт) на котел мощностью кВт. без перестройки помещения котельной и без замены дымовой трубы. К установке был принят котел BOSCH UNIMAT - UT-L 10 (1350 кВт) как соответствующий по мощности, имеющий высокое качество, приемлемую стоимость и компактные размеры в плане котельного зала, поскольку площади увеличивать не планировалось. Котлы Logano SK-725(1070 кВт) были снабжены двухтопливными горелками, способными работать на дизельном топливе. Несмотря на долговечность используемого оборудования, оно изношено и требовало дорогостоящего капитального ремонта. В частности, котлам необходимы замена жаровых труби комплексная дефектоскопия сварных швов. При этом стоимость капитального ремонта составила бы около 80% стоимости нового аналогичного оборудования. В связи с этим руководством было принято решение о проведении реконструкции котельной с использованием новых котлов BOSCH UNIMAT UT-L10. Реконструкция котельной на заводе «Бёмер-Арматура» предусматривает установку двух водогрейных котлов BOSCH UNIMAT UT-L 10 , новой системы химводоочистки, новых горелок, системы автоматики Buderus Logamatic, а также системы диспетчеризации. При этом завод планировал отказаться от постоянного присутствия персонала в котельной, а контроль и управление вывести в диспетчерскую.
35
2.3 Сравнительные показатели существующих и новых котлов, подробное описание оборудования котельной При ранее существующей котельной система теплоснабжения - закрытая. Теплоноситель - вода с параметрами СВ период открытия завода «Бёмер-Арматура» к установке были приняты два стальных водогрейных котла SK-725 тепловой мощностью 1070 кВт фирмы
«Logano» производства Германии, работающие на жидком топливе, производства года. В качестве топлива принято дизельное с теплотой сгорания н - 10800 ккал/кг и температурой вспышки паров выше 61 С. Среднесуточный расход дизельного топлива котлами составляет –
2349,1 кг/сут. Конструкция котла состоит из стального корпуса, заключенного в металлический кожух. В комплект входит автоматическое поддержание горения, управление температурой происходит вручную. При старой котельной подача воды на душевые осуществляется от элек- троводонагревателей. При реконструкции котельной котлы подбираются с учетом дополнительной нагрузки на душевые.
Cхемой предусматривается установка двух сетевых насосов марки IL
65/150-5.5/2 (один рабочий, один резервный) фирмы «Wilo» Приготовление горячей воды осуществляется пластинчатым теплообменником. Для циркуляции ГВС в системе водоснабжения предусмотрена установка циркуляционного насоса марки Star-Z 25/6 фирмы «Wilo». Температура горячей воды регулируется при помощи клапана трехходового. Защита котлового контура от тепловых расширений в системе производится двумя расширительными баками закрытого типа ERLCE-750 объемом
V=750 л фирмы «Elbi».
36 На котлах предусмотрена байпасная линия между подающими обратным трубопроводами с установкой циркуляционных насосов фирмы «Wilo», обеспечивающих подачу теплоносителя в трубопровод обрата котла с температурой не ниже плюс 65 С. Для приготовления подпиточной воды применена водоумягчительная установка производительностью 1.9 м³/ч. Первоначально для котельной предусматривалась очистка воды только механическим фильтром, но эксплуатационные затраты были более высоки, к тому же в отдельных случаях необходимо производить удаление осадков вручную. После в котельной для очистки воды установили Катионитные фильтры. Такие фильтры удаляют из воды ионы, оставшиеся после первой ступени, имеют меньшую высоту катионитам, работают в области малых ионных нагрузок, поэтому должны глубоко регенерироваться и полностью не истощаются. Фильтры первой и второй ступеней имеют одинаковую конструкцию, а различаются лишь в отдельных деталях. Преимущества
- не требует устройства дозатора.
- может быть легко приспособлен к изменению состава исходной воды.
- более удобна в условиях переменного потребления умягченной воды, хотя установки непрерывного действия могут работать при умеренных колебаниях расхода воды.
- служит емкостью для хранения умягченной воды, причем вскоре после окончания перемешивания весь объем воды пригоден к употреблению.
- для установок малой производительности характерна меньшая капитальная стоимость и простота эксплуатации Подпитка котлового контура осуществляется автоматически из бака запаса воды с помощью насосов подпитки С 304 фирмы «Wilo» (один рабочий, один резервный. КПД Котлов у новых 98%, у старых 80%.
37 Температура теплоносителя. 80 - 60 Су новых 90 - 70 С. За счет увеличения Т между подачей и обраткой, за счет увеличения температуры на подаче) Дизельная горелка для котла устанавливается в самом оборудовании, для ее непрерывной работы необходимо поддерживать определенное значение давления. Поэтому очень важно установить компрессор, который будет выступать в роли постоянного источника питания. Работает она следующим образом топливо передвигается из котла на горелку с помощью насоса, который
способен работать и с обратной циркуляцией, она необходима для постоянного движения теплоносителя между баком и насосом. При этом горелка берет столько топлива, сколько ей необходимо, остальное возвращается в резервуар. Перед этим оно должно пройти через фильтры, очиститься от механических загрязнений. Топливо разбрызгивается с помощью форсунки в камере сгорания, где воспламеняется. Режимы работы горелок, большинство горелок оснащены автоматическим блоком управления, осуществляющим контроль над безопасной работой оборудования и регулировкой температуры. Режим работы горелок может быть
- одноступенчатый (горелка работает на 100% своей мощности. Для осуществления регулирования температуры теплоносителя происходит постоянное включение и выключение горелки.
- двухступенчатый режим позволяет горелке работать на 40% от всей своей мощности и на 100%.
- двухступенчатый промежуточный режим осуществляет плавное переключение между 40 и 100% мощности горелки.
- модулируемый режим работы горелки осуществляет регулирование температуры теплоносителя, путем плавного переключения мощности в диапазоне от 10 до 100% всей мощности.
38 Рабочий и резервный котел на предприятии, оснащены горелками модели- это вентиляторные горелки на дизельном топливе, мощностью на 1- ой ступени – 486 - 948 кВт, на ой ступени – 948 - см. таблицу
2.2 -Технические данные Riello) Форсунки для й и й ступени Первая форсунка определяет расход горелки на й ступени. Вторая форсунка работает вместе с й и определяет расход горелки на й ступени. Как правило, обе форсунки имеют одинаковую производительность, нов случае необходимости форсунка й ступени может иметь
- расход меньше чем 50% от общего расхода, в том случае если вы хотите уменьшить пиковое противодавление, создаваемое в момент розжига (горелка будет давать хорошие показатели горения даже при соотношении между й и й ступенью 40 – 100% [9].
- расход больше чем 50% от общего расхода, в том случае если вы хотите показатели горения на й ступени. Указаны приблизительные размеры. (см таблицу- Габаритные размеры открытой горелки) Таблица 2.1 - Габаритные размеры открытой горелки мм
A
B
C
D
E
F (1)
G
H
I (1)
RL
130 625 338 287 555 680 250 – 385 189 430 951 - 1086 Таблица 2.2 - Технические данные Riello Модель
RL-130
L 130 Мощность я ступень кВт
Мкал/ч кг/час
948 – 1540 816 – 1325 80 – 130
39 я ступень кВт
Мкал/ч кг/час
486 – 948 418 – 816 41 – 80 Продолжение таблицы 2.2 Топливо Дизельное топливо
- низшая теплотворная способность кВт/кг
Мкал/кг
11,8 10,2 (10.200 ккал/кг)
- плотность кг/дм
3 0,82 – 0,85
- вязкость при С мм
2
/с макс
6 (Е – 6 сСт) Работа
- Попеременно (минимум 1 остановка за 24 часа)
- Двухступенчатая (сильное и слабое пламя) и одноступенчатая (есть пламя - нет пламени) Форсунки
Кол-во
2 Стандартное применение Котлы водяные, паровые, на диатермическом масле Температура в помещении С
0 - 40 Температура воздуха горения С макс
60 Электропитание Вольт Гц
230 - 400 с нейтралью +/10 %
50 - три фазы Электродвигатель об/мин
2800 Вт
2200 Вольт
220/240 – 380/415 А
8,5 – 4,9
40 Трансформатор розжига
V1 - V2
I1 - I2 230 В - 2 х 5 кВ
1,9 А - 30 мА Насос производительность (при 12 бар) диапазон давлений температура топлива кг/час бар С макс.
164 10 - 20 60 Потребляемая электрическая мощность Вт макс
2600 Рисунок 1- Газовая горелка
1 - Электроды розжига 2 - Головка горелки 3 - Винт для регулировки головки горелки 4 - Винт для крепления вентилятора к фланцу 5 - Направляющие для открывания горелки и проверки головки горелки 6 - Предохранительный электромагнитный клапан 7 – Насос 8 - Вход воздуха в вентилятор 9
- Воздушная заслонка 10 - Гидравлический цилиндр для регулировки положения воздушной заслонки при работе на й и й ступени. Вовремя остановки горелки воздушная заслонка полностью закрывается, чтобы уменьшить до минимума потери тепла из котла, вызванные тягой из дымохода, куда попадает воздух из вентилятора 11 - Штуцер для замера давления вентилятора 12 - Фланец для крепления к котлу 13 - Диск стабилизации пламени 14 – Электродвигатель- Удлинители для направляющих (5); 16 - Трансформатор розжига- Пускатель двигателя и реле тепловой защиты с кнопкой возврата 18 - Блок клапанов й и й ступени 19 - Клeммник; 20 - Два электрических выключателя один для розжига - отключения горeлки»,один для й - й ступени- Отверстие для проводов для электрических подключений, выполняемых монтажной организацией 22 - Автомат горения с сигнальной лампой блокировки и кнопкой перезапуска 23 - Глазок контроля пламени 24 - Регулятор давления насоса 25 - Фотоэлемент для контроля наличия пламени Рисунок 2.2 – Горелка RL-130 2) На предприятии было установлено автоматическое регулирование носителей. Отопление цехов было заменено с регистров на воздушные системы
Volcano, совместно с автоматическими терморегуляторами, которые в свою очередь, при достижении заданной температуры в помещение, прекращают подачу теплоносителя к тепловым приборам, термодатчик подает сигнал на электрический клапан, который прикрывает подачу теплоносителя к приборам. Благодаря этому температура теплоносителя на обратном трубопроводе незначительно понижается, а установленные температурные
параметры котла включения-выключения котла, позволяют намного сократить его включение, соответственно расход топлива уменьшается. Отопительные агрегаты Volcano VR могут быть интегрированы в качестве элемента в систему современных отопительных систем, применяемых на больших и средних объектах. Аппарат работает на воздухе, находящемся в помещении. У отопительных агрегатов Volcano VR есть немаловажных плюсов
42
- воздушно-отопительный агрегат Volcano VR эффективно и быстро нагревает помещение, легко и быстро устанавливается.
- входе эксплуатации он работает практически бесшумно благодаря специфической конструкции осевого вентилятора.
- все параметры можно регулировать в соответствии с потребностями данного момента.
- кроме того, применение агрегатов Volcano экономит средства при их эксплуатации. Эти агрегаты весьма экономичны и потребляют очень немного электроэнергии при своей работе.
- при этом эти агрегаты весьма производительны и эффективны. Они быстро и надежно согреют любое помещение. Их можно использовать также в качестве тепловой завесы при въезде через периодически открывающиеся ворота РАСЧЕТ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ И КПД КОТЛА BOSCH Исходные данные
Марка котла – BOSCH;
;
; Состав рабочей массы топлива W
p
= 0; A
p
= 0,025; S
p
= 0,3; C
p
= 86,15;
Н
р
=13,5; N
p
= 0,03; O
p
= 0;
=42,7;
=13,5 где р – влага в рабочем топливе, %; Ар зольность топлива, %; р – количество летучей серы, %;
С
р
– количество углерода, %;
Н
р
– количество водорода, %; р количество азота, %;
О
р
– количество кислорода, %;
Q
н
р
кг
W
p
– влажность, %;
Расчёт теоретических объёмов воздуха и продуктов сгорания происходит последующим формулам [16]: Теоретический объём воздуха
(3.1) Теоретические объёмы продуктов сгорания
(3.2) Теоретический объем азота
44
(3.3) Теоретический объем водяных паров
(3.4) Энтальпия теоретически необходимого воздуха при температуре газов С, кДж/кг ( кДж/м
3
):
(3.5) Энтальпия газов при α=1 и температуре газов
𝜗 , кДж/кг ( кДж/м
3
):
(3.6) Энтальпия золы, содержащейся в дымовых газах, кДж/кг:
(3.7) где,
,
,
,
– энтальпиям воздуха, трехатомных газов, водяных паров и 1 кг золы при постоянном давлении, значение которых приведены. Для всех видов топлив энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха, кДж/кг (кДж
):
(
)
(3.8)
3.2 Тепловой баланс котла
45 Общее уравнение теплового баланса на единицу топлива, кДж/кг
(3.9) где
– низшая теплота сгорания рабочей массы жидкого топлива, тепло внешнего подогреваемого воздуха кДж/кг (кДж/м
3
);
– тепло внешнего подогрева подаваемого в КП воздуха за счет посторонних источников тепла
– физическое тепло топлива. Тепло внешнего подогрева воздуха кДж/кг(кДж/м
3
)
(3.10) где
– присос воздуха в пылеприготовительной установке
– присос воздуха ВЗП;
– энтальпия теоретически необходимого объема воздуха при температуре его предварительного подогрева вне КП, определяется по температуре линейной интерполяцией энтальпия теоретического объема холодного воздуха при температуре Сиз таблицы 2) Физическое тепло топлива, кДж/кг
(3.11) Теплоемкость рабочей массы топлива, кДж/кг;
(3.12)
46 где
- теплоемкость сухой массы топлива, кДж/(кг
К) Коэффициент полезного действия КП определяется по обратному балансу) Потеря тепла с уходящими газами, %:
(3.14) где энтальпия уходящих газов, определяется по величине Для учетов потери на охлаждение по газоходам определяется коэффициентом) Потери тепла с физическим теплом шлака, %:
𝜗
(3.16) где
– доля шлакоудаления
𝜗
– энтальпия шлака, кДж/кг, Температура шлака при твердом шлакоудалении принимается т
=600 С
(3.17)
47 Полное количество теплоты, полезно отданное в КП, кВт
QКП = D (г - IПВ) (3.18) где
Dкп – расход воды, кг/с;
Iгв
– энтальпия горячей воды, кДж/кг;
IПВ
– энтальпия питательной воды на входе ВЭ, кДж/кг (по таблице водяного пара) Расход топлива, кг/с (мс)
(3.19)
Расчетный расход топлива, кг/с[16]:
ВР = В (1- q4/100) (3.20)
Ву= В ЭТ (3.21)
ЭТ =
/29300 (3.22)
3.3 Тепловой расчет топочной камеры Активный объем топочной камеры, м
(3.23)
48 где
; глубина топочной камеры м ;
d – ширина топочной камеры, обычно равна диаметру топким. Степень экранирования топки
Х=Н
л ст
(3.24) Эффективность толщины излучающего слоя топким ст
(3.25) Температура газов на выходе из топке,
:
𝜗
(3.26) Полезное тепловыделение в топке, кДж/кг:
(3.27) Количество тепла вносимое в топку с воздухом, кДж/кг
+
(3.28) где
– энтальпия горячего воздуха, поступающего в топку, определяется из таблицы 1.2 для температуры воздуха из воздухоподогревателя, при температуре Параметр распределения температур М, определяется в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топке
Х
Т.
При камерном сжигании мало реакционных топлив и углей:
М=0,56
Х
т
(3.29) Для камерных топок при горизонтальном расположении осей горелок и верхнем отводе газов из топки величину Х
т принимают равной относительному уровню расположения горелок.
Х
т
=h
т
/Н
т
(3.30) где уровень расположения горелок или форсунок, м. высота топким. Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива, кДж/кг
0
С:
(3.31) Коэффициент тепловой эффективности экранов
𝛹
= х ε (3.32) где ε – коэффициент загрязнения, учитывающей снижение тепловоспри- ятия или закрытие изоляции поверхностей, определяется по таблице [6]. Степень черноты топки ат, можно определить по приложению или по формуле
50
ат аф / (аф+ (1 - аф) 𝛹
(3.33) где
аф – эффективная степень черноты факела твердого топлива.
аф = 1 – е-крs (3.34) где к – коэффициент ослабление лучей топочной среды р – давление в топке, МПа, для КП, работающих без наддува, принимается равным 0,1;
s – эффективность толщины излучающего слоям+ k
зл μзл (3.35) где суммарная объемная доля трехатомных газов
– коэф. ослабления лучей трехатомными газами
μзл – концепция золы в дымовых газах
Скачать 2.63 Mb.