Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación de Rusia
_________________
Presupuesto del estado federal institución educativa más alto educación vocacional UNIVERSIDAD POLITÉCNICA ESTATAL DE SAN PETERSBURGO
INSTITUTO DE SISTEMAS DE ENERGÍA Y TRANSPORTE
Departamento de Ingeniería Energética
Departamento de Reactores e Instalaciones de Calderas
DISCIPLINA: INSTALACIONES DE CALDERAS TEMA: LIMPIEZA DE SUPERFICIES DE CALENTAMIENTO DE CALDERAS
DEPÓSITOS EXTERNOS
"_____"___________2013
San Petersburgo
Mecanismos de formación de depósitos. ................................................. ...... .................................... | ||
Limpieza de las superficies calefactoras de los depósitos de ceniza formados mediante el método de soplado. 6 |
||
Limpieza por vibración de superficies calefactoras................................... .................... ................................ ........... | ||
Limpieza por disparo de superficies calefactoras de “cola”. ................................................. ...... ............ | ||
Lista de fuentes utilizadas................................................ ........................................................... .... | ||
1 Mecanismos de formación de depósitos.
La contaminación externa ocurre durante el funcionamiento en las superficies de las rejillas de calefacción, en las rejillas de los hornos, en un embudo frío y en las primeras filas de los tubos del sobrecalentador de una caldera que funciona con combustible sólido pulverizado. Estos depósitos se forman a una temperatura del gas más alta que la temperatura de ablandamiento de las cenizas a la salida del horno, así como en zonas de alta temperatura del horno con mala organización aerodinámica del proceso de combustión. Normalmente, la escoria comienza en los espacios entre los tubos de criba, así como en las zonas estancadas y en las áreas de hornos. Si la temperatura del ambiente de combustión en la zona de formación de depósitos de escoria es más baja que la temperatura a la que las cenizas comienzan a deformarse, entonces la capa exterior de escoria está formada por partículas endurecidas. A temperaturas más altas, la capa exterior de escoria puede fundirse, lo que favorece la adhesión de nuevas partículas y un aumento de la escoria.
El crecimiento de los depósitos de escoria puede continuar indefinidamente. Forma característica Los depósitos de escoria tienen una estructura derretida, dura y a veces vítrea. También contienen inclusiones metálicas que surgen durante la fusión de componentes de cenizas que contienen óxidos metálicos.
La velocidad del flujo de gas tiene un efecto significativo en los depósitos contaminantes: aumenta la velocidad gases de combustión y la concentración de cenizas y arrastre en las mismas se observa en pasillos de gas, entre las paredes de la chimenea y tuberías, con gran distancia entre tuberías o serpentines, etc.
La contaminación de las superficies calefactoras con cenizas y hollín provoca un aumento de la temperatura.
La contaminación de las tuberías de cribado y de las primeras filas de las tuberías de la caldera provoca un aumento de la temperatura del vapor sobrecalentado, de la temperatura del gas y de la escoria. La escoria unilateral y la contaminación por cenizas de la chimenea pueden provocar desequilibrios en la temperatura y la velocidad del gas, lo que perjudica el rendimiento y reduce la fiabilidad de las superficies de calentamiento posteriores.
Se pueden formar depósitos densos en los tubos de criba de la cámara de combustión y en las superficies de calefacción de los conductos de humos convectivos, normalmente al quemar fueloil. Además, los fuelóleos sulfurosos, cuando se queman con un gran exceso de aire, producen depósitos densos en las tuberías del sobrecalentador y del calentador de aire-vapor.
Cuando se queman fuelóleos con un alto contenido de vanadio, se forman densos depósitos de vanadio en las tuberías del sobrecalentador con una temperatura de pared de 600–650ºС.
La aparición de depósitos de hollín y arrastre en las superficies de calentamiento de la cola se puede detectar mediante un aumento de la resistencia (la diferencia en el vacío detrás de la chimenea y delante de ella).
El método principal para proteger la pantalla y los sobrecalentadores convectivos de la escoria es elección correcta Temperaturas del gas frente a las superficies calefactoras. Esto se puede lograr haciendo que la cámara de combustión tenga una altura tal que
El enfriamiento de los gases a la temperatura requerida se garantiza nivelando el campo de temperatura en la salida del horno mediante recirculación de gas en la parte superior de la cámara de combustión.
Dependiendo de la naturaleza de su acción, los medios para proteger las superficies calefactoras de depósitos externos se pueden dividir en activos y preventivos. Los medios activos influyen en las características cualitativas y cuantitativas de los depósitos de cenizas y escorias, es decir, estos medios tienen como objetivo prevenir la formación de depósitos y reducir su resistencia mecánica. Estos incluyen diversos aditivos que reducen la intensidad de la formación de depósitos o su resistencia, métodos de quema de combustibles en hornos de calderas, etc.
La formación de depósitos en las superficies calefactoras es el resultado de una serie de complejos procesos físicos y químicos.
Sedimentos por zona de temperatura Las formaciones se dividen en depósitos en superficies de calentamiento de baja y alta temperatura. Los primeros se forman en la zona de temperaturas moderadas y bajas de los gases de combustión en superficies de calentamiento que tienen relativamente baja temperatura paredes (economizadores y el extremo “frío” del calentador de aire). Los segundos se forman en la zona de alta temperatura de la pared de la cámara de combustión, en los economizadores de calderas con altos parámetros de vapor, sobrecalentadores de vapor y en el extremo caliente del calentador de aire.
Según la naturaleza de la unión de las partículas y la resistencia mecánica de la capa, los depósitos se dividen en sueltos, ligados sueltos, ligados fuertes y fusionados (escoria).
Según su composición mineral y química, se distinguen entre depósitos unidos a álcalis, fosfatos, aluminosilicatos, sulfitos y con un alto contenido de hierro. Dependiendo de la ubicación a lo largo del perímetro de la tubería lavada por el flujo de gas, los depósitos se dividen en frontales, traseros y depósitos en zonas de espesor mínimo de capa límite.
Los depósitos sinterizados en las superficies frontales de las tuberías suelen formar crestas, cuya altura puede alcanzar entre 200 y 250 mm.
En la parte trasera la altura de los depósitos es menor. En determinadas condiciones, los depósitos sinterizados pueden obstruir los espacios entre tubos.
La formación de depósitos puede estar asociada no solo con la deposición de cenizas, sino también con la condensación en tuberías relativamente frías de las superficies de calentamiento de compuestos alcalinos u óxido de silicio sublimados de la parte mineral del combustible durante su combustión. Los límites de temperatura y la intensidad de la condensación de vapores de compuestos alcalinos y óxido de silicio en las superficies calefactoras dependen principalmente de su presión parcial en los productos de combustión.
En algunos casos, la formación de depósitos está muy influenciada por los procesos químicos que tienen lugar en la capa de depósito (formación de compuestos unidos a sulfatos, etc.).
Figura 1. Dependencia del coeficiente de contaminación de las superficies calefactoras de la velocidad del gas:
a – haces de tubos al tresbolillo; b – haces de tuberías de pasillo
La contaminación de las tuberías está influenciada significativamente por su diámetro, el paso entre las tuberías y el orden de disposición: en pasillo o escalonado. La reducción del diámetro y el paso de la tubería en haces de tuberías escalonados reduce significativamente la contaminación. Hay más contaminación en los haces de tuberías en corredor que en los escalonados.
Figura 2. Contaminación de tuberías con ubicación de mina (según datos de VTI):
a – flujo ascendente; b – flujo descendente; c – flujo horizontal
2 Limpieza de las superficies calefactoras de los depósitos de ceniza formados mediante el método de soplado.
El soplado es el medio principal y más común para proteger las superficies calefactoras de la escoria y la contaminación por cenizas. A pesar de que el soplado debe tener un carácter preventivo, durante el funcionamiento suele ser necesario eliminar los depósitos formados, lo que también ocurre en calderas modernas. En base a estas consideraciones, es necesario determinar dos tipos de operación del chorro: soplado de cenizas y desescoriado. El primero se refiere a los depósitos sueltos, el segundo a los depósitos duraderos.
La energía del chorro debe descomponer los depósitos en pequeñas partículas y llevarlas a un estado de suspensión, después de lo cual el flujo de gases de combustión las evacua fuera de la unidad.
Todos los tipos de soplado conocidos en la práctica energética se realizan mediante lavado tangencial, frontal o transversal.
El lavado tangencial se puede realizar con boquilla giratoria, como es el caso del dispositivo OPR-5, o soplando los pasillos diagonales del economizador de agua con el dispositivo OPE. Cuando se lava tangencialmente, el chorro parece eliminar una capa de depósitos. El lavado frontal se caracteriza por dos características: perpendicularidad entre el eje del chorro y la capa
depósitos de escoria-ceniza y alineación de los ejes de los chorros y de la tubería en un mismo plano. En caso de impacto frontal sobre la tubería, el chorro parece cortar la cáscara de escoria a lo largo del eje de la tubería a lo largo de su generatriz y tiende a desprenderla. Este método no se utiliza en su forma pura debido a la gran complejidad de su implementación y al peligro de desgaste erosivo de las tuberías sopladas.
Durante el lavado transversal, el chorro actúa perpendicularmente a la tubería. A diferencia del anterior, el chorro atraviesa el cuerpo del tubo y deposita escoria sobre él según el esquema de corte de la madera a través de las fibras. El lavado transversal, por ejemplo, se produce cuando se combinan
Movimiento de traslación del chorro de soplado con su rotación.
Debido a la compleja configuración de los grupos de calderas, ninguno de los tipos de lavado descritos existe de forma aislada. Pero en cada caso particular de soplado, por regla general, uno u otro tipo de lavado prevalece sobre los demás.
Cuando el vapor se expande, reduce la temperatura (a unos 100 °C). En el hogar y en los conductos de humos la temperatura es mucho más alta. Como resultado del enfriamiento desigual local de la escoria por el chorro, surgen en ella campos de temperatura y, en consecuencia, tensiones. Aparecen grietas en los depósitos de flujo.
La descomposición de los depósitos de escoria mediante un chorro de soplado se produce bajo la influencia de tres factores: térmico, dinámico y abrasivo.
Una característica específica del chorro de vapor es la presencia de humedad, cuya proporción puede oscilar entre el 8 y el 18%.
Cuando se depositan sobre la superficie de la escoria, las gotas de humedad se evaporan instantáneamente, ya que el agua que contienen se calienta a la temperatura de saturación, su tamaño es pequeño y la presión térmica de la escoria es alta. Como resultado de la evaporación de las gotas de humedad, se produce un enfriamiento adicional de la escoria y las tensiones térmicas en ella aumentan aún más.
Dado que el chorro de aire a la salida de la boquilla siempre es más frío que el chorro de vapor al menos 200 °C, entonces, dentro del marco del factor térmico, el chorro de aire, en igualdad de condiciones, es más eficiente que el chorro de vapor. Incluso en el caso de la escoria líquida, cuando se enfría bruscamente con un chorro de aire, la corteza de escoria pierde sus propiedades plásticas y adquiere una mayor fragilidad.
El ángulo entre la dirección del chorro que se aproxima y la superficie que se está lavando se suele denominar ángulo de ataque. Un avión con un ángulo de ataque de 90° tiene el mayor alcance. La fuerza de impacto del chorro depende del caudal, el ángulo de ataque y la distancia.
Figura 3. Dispositivo de soplado Ilmarine-TsKTI para calentar las superficies calefactoras de la pantalla: 1 - motor eléctrico; 2 - accionamiento manual; 3 - mecanismo de válvula;
4 - caja de cambios; 5 - cabezal de boquilla.
Los dispositivos de soplado se colocan de tal manera que las zonas de acción activa de los chorros de soplado cubran todas las áreas de escoria y deriva de cenizas. Además, conviene recordar que la presión dinámica debe ser suficiente para destruir la formación de escoria, pero no para destruir las tuberías. Según diversos estudios y observaciones, el límite superior se toma en el rango de 1000-1100 kg/m2, el inferior, en el rango de 25-200 kg/m2 a una distancia de 1 mm de la superficie calentada que se está lavando.
Normalmente, los sopladores funcionan con vapor a una presión de 22-30 kg/cm2.
El sistema de soplado de vapor se puede alimentar mediante un circuito autónomo o grupal. En esquema autónomo El sistema de soplado funciona con el vapor de la caldera que se está soplando. El esquema de grupo se caracteriza por la presencia de alguna fuente de energía externa, por ejemplo, una turbina de extracción, un compresor de chorro de vapor central o una caldera de vapor especial con bajos parámetros y baja productividad. El plan grupal es más rentable que el autónomo.
3 Limpieza por vibración de superficies calefactoras.
La limpieza por vibración y la agitación son dos variaciones del mismo método para proteger la superficie calefactora. Se diferencian en la frecuencia y amplitud de la oscilación de la bobina soplada, así como en la magnitud de la fuerza aplicada. Durante la limpieza por vibración, la frecuencia de oscilación es de miles y, cuando se agita, es de unidades o decenas de períodos por minuto.
La ventaja de este método es que no requiere la introducción de sustancias extrañas (vapor, aire, agua) en la chimenea, pero la desventaja es su alcance limitado (sólo se puede utilizar para limpiar bucles de tuberías elásticas).
Hay dos formas posibles de vibración de la bobina: coaxial y transversal. Con la vibración coaxial, los movimientos coinciden con el plano de la bobina en reposo (por ejemplo, mover una pantalla vertical hacia arriba y hacia abajo).
La vibración transversal consiste en la desviación alterna de la bobina en ambas direcciones desde la posición central de reposo. Este tipo de limpieza por vibración se ha generalizado cada vez más.
Figura 4. Dispositivo para limpieza por vibración de la superficie calefactora:
1 - vibrador; 2 - tracción; 3 - sello; 4 - superficie calefactora.
El primer experimento de limpieza por vibración se llevó a cabo en la URSS en 1949; se consideró que la frecuencia de vibración era de aproximadamente 50 Hz. Al principio se temía un deterioro de la estructura metálica de la tubería como resultado de la limpieza por vibración, pero después de 2.600 horas de trabajo con limpieza por vibración no se produjo ningún deterioro en las propiedades del metal, según informa VTI. Se obtuvieron datos similares en la RDA.
Debido a que el tiro siempre debe estar en la chimenea, existe un problema con su calentamiento. Se conocen varios diseños de varillas:
1. Varilla masiva (sólida). Fácil de fabricar, barato, pero sólo se puede utilizar hasta 600 °C.
2. Varilla tubular hueca refrigerada por agua. Puede usarse para cualquier
temperaturas. Fabricado según el principio “tubería en tubería”. Agua de refrigeración 120
°C, en la varilla se calienta hasta 130...160 °C. El flujo de agua de refrigeración a través de una varilla es de 1,5 t/h.
3. Varilla maciza de acero resistente al calor. Es enorme, voluminoso y tiene un coste de fabricación elevado.
EN En Rusia se utilizan predominantemente varillas refrigeradas por agua.
Para pasar la varilla a través del revestimiento se utiliza un inserto de hierro fundido de forma ovalada, mientras que el eje mayor del eje se instala verticalmente para asegurar el libre movimiento de la varilla hacia abajo de 35 a 40 mm. La funda que rodea la varilla está rellena de pelusa de amianto y el exterior está cubierto con una funda elástica hecha de tela de amianto.
El accionamiento mecánico de la limpieza por vibración es:
Vibrador con motor eléctrico;
Herramienta de impacto neumática como un martillo neumático;
Cilindro de potencia neumática.
Los vibradores excéntricos se utilizan con motores eléctricos de jaula de ardilla Corriente trifásica con una potencia de 0,6-0,9 kW a 288 rpm. La limpieza por vibración se suele realizar con una frecuencia de aproximadamente 50 períodos por segundo con una amplitud de oscilación de 0,2 a 1 mm en una caldera fría y de 0,25 a 0,4 en una caldera en funcionamiento.
4 Limpieza por disparo de superficies calefactoras de “cola”.
La limpieza con granalla, en comparación con el soplado, tiene dos ventajas importantes: un rango casi ilimitado de flujo de granalla y la eliminación (con una limpieza con granalla regular) del peligro de bloquear las superficies de calentamiento con depósitos retirados de las unidades más altas.
Página 4 de 10
Diseño y diagramas limpieza exterior Superficies calefactoras de calderas ZiOMAR.
Maydanik M. N., Shchelokov V.I., Pukhova N.I.
Agentes de limpieza externos para superficies calefactoras. |
Horno |
Superficies semirradiativas y convectivas (bajo presión). |
Calentadores de aire |
Dispositivos: |
|||
agua soplando |
|||
Dispositivos de soplador de vapor: |
|||
“pistola” de vapor soplando |
|||
pulso de gas |
|||
vibración |
|||
limpieza sonica |
|||
Plantas de limpieza de perdigones |
La escoria y la contaminación de las superficies calefactoras de las cámaras de combustión y los conductos convectivos son uno de los principales problemas en el diseño y desarrollo de calderas de carbón pulverizado que queman lignitos, carbones bituminosos y lignitos de baja calidad. En la mayoría de los casos, las medidas de diseño y operación por sí solas no pueden garantizar una campaña a largo plazo sin escoria para tales calderas, por lo que, junto con ellas, la instalación varios medios Limpieza exterior de superficies calefactoras.
A continuación se detallan los agentes de limpieza en la práctica nacional y extranjera, utilizados principalmente como operativos.
Ámbito de aplicación
Los dispositivos de limpieza sónica no se han generalizado debido a sus capacidades limitadas para eliminar depósitos de cenizas y problemas ambientales. Lo mismo se aplica a la limpieza por vibración, que requiere especial soluciones constructivas para limpiar las superficies calefactoras y puede reducir su vida útil. Estos dispositivos pueden ser necesarios cuando se queman combustibles con un contenido mineral altamente corrosivo, como el esquisto bituminoso de Estonia.
Como solución alternativa Es preferible utilizar dispositivos de limpieza por impulsos de gas. Tienen comparativamente diseño sencillo, pero en la formación de depósitos fuertes son significativamente menos eficientes que los sopladores de vapor. Como ha demostrado la experiencia operativa de la caldera P-67 en Berezovskaya GRES-1, al quemar carbón Berezovsky, los dispositivos de limpieza por impulsos de gas para calentar las superficies del eje convectivo resultaron ineficaces.
Dispositivos de pulso La limpieza ha demostrado su eficacia para eliminar depósitos de cenizas sueltas y sueltas, mientras que son más adecuadas para calderas relativamente pequeñas y para la limpieza local de semirradiación. superficies convectivas calefacción, incluidos calentadores de aire regenerativos. Su uso es posible en centrales eléctricas con una fuente constante de suministro de gas.
Las unidades de limpieza por granalla son las más adecuadas para limpiar calentadores de aire tubulares, así como economizadores de tubos lisos con haces de tubos relativamente juntos. Se pueden utilizar con éxito siempre que se realice un mantenimiento regular y constante en centrales eléctricas con una cultura operativa relativamente alta. Al mismo tiempo, sus diseños requieren mejoras. Las soluciones técnicas más modernas (elaboradas en un momento en la planta de Kotloochistka) no se implementaron en producción industrial.
El chorreado con agua y vapor son los más versátiles en la mayoría de los casos para su aplicación y los más métodos efectivos limpieza de superficies calefactoras. En las calderas ZiO se utilizan como principales agentes de limpieza. pantallas de combustión Superficies calefactoras semirradiativas y convectivas.
Agua soplando.
Para limpiar las rejillas de combustión se utilizan en la mayoría de los casos sopladores de agua, que son los más medios efectivos eliminación de depósitos externos de cenizas. Los dispositivos de soplado de vapor se instalan en la cámara de combustión si es imposible utilizar el soplado de agua debido a la confiabilidad del metal de la tubería (en particular, para algunos sobrecalentadores de radiación con relativamente temperatura alta tubo metálico). El soplado de vapor de las rejillas de combustión también se puede utilizar cuando se queman carbones con baja tendencia a la escoria.
Se utilizan dos tipos de dispositivos como dispositivos para soplar agua de las rejillas de la cámara de combustión:
dispositivos de largo alcance que, al oscilar e invertir el movimiento de la boquilla, dirigen el chorro a través de la cámara de combustión, soplando las paredes opuestas y laterales;
Dispositivos de baja altura que, al extender el cabezal de la boquilla hacia el interior del hogar, realizan el soplado "hacia sí mismos".
Los dispositivos se pueden utilizar de forma independiente o en combinación entre sí para aumentar la eficiencia de limpieza y proporcionar una mayor cobertura de las paredes del horno. La elección del tipo y los parámetros de los dispositivos, el esquema de soplado está determinada por el diseño del dispositivo de combustión, el tamaño de la cámara de combustión, la intensidad y la naturaleza de la contaminación. Al diseñar esquemas de limpieza de la cámara de combustión, se utiliza un programa informático especialmente desarrollado. El programa le permite determinar ubicación óptima, número y tipo de dispositivos, configuración y dimensiones de las zonas de soplado de dispositivos individuales y el área general limpiada de la cámara de combustión, seleccione parámetros óptimos Dispositivos y agente de trabajo. Al desarrollar el programa se resumieron los resultados de los estudios sobre la limpieza de rejillas de combustión realizados en VTI, SibVTI, ZiO y otras organizaciones, así como muchos años de experiencia Operación de sopladores de agua y vapor en calderas nacionales y extranjeras.
Los sopladores de agua de largo alcance proporcionan un efecto de limpieza debido principalmente al efecto térmico de los chorros de agua sobre la capa de depósitos de ceniza. Tienen una gran superficie que cubre las paredes de la cámara de combustión; para limpiar todo el hogar, normalmente es necesario instalar sólo de cuatro a ocho dispositivos por caldera. Estos dispositivos son convenientes de usar para limpiar embudos fríos y zonas entre quemadores del horno; le permiten limpiar las ventanas de los ejes de entrada de gas (desde el lado del horno) y las troneras de los quemadores. ZiO utilizó con éxito un sistema de soplado de agua con dispositivos de este tipo (diseñado por la planta de Kotlooochistka), en particular, en las calderas P-64 de las unidades de energía de 300 MW de las centrales térmicas de Gatsko y Uglevik (Yugoslavia), quemando Lignitos yugoslavos.
Actualmente, ZiO ha diseñado y suministrado el mismo esquema de limpieza de hornos para las calderas de las unidades de energía de 210 MW de la central nuclear de Neyveli (India), diseñadas para quemar carbones de baja calidad (lignitos). La caldera tiene una disposición de torre con unas dimensiones del horno de 13,3 x 13,3 m y una altura de su parte vertical de unos 30 m. Para la limpieza del horno se instalan ocho dispositivos de largo alcance que garantizan el soplado de casi toda la cámara de combustión. suficiente eficiencia del chorro.
Para calderas con cámaras de combustión grandes, la eficiencia de limpieza de los dispositivos de largo alcance se reduce debido al alcance limitado de los chorros de agua, especialmente en las condiciones de funcionamiento de las cámaras de combustión de la caldera. Además, los dispositivos domésticos de largo alcance utilizados no son lo suficientemente fiables, presentan numerosos defectos de diseño y no son adecuados para una limpieza local selectiva. zonas separadas cámara de combustión. En este sentido, en los esquemas para limpiar las cámaras de combustión de las calderas ZiO, comenzaron a usarse ampliamente sopladores de agua de baja retráctil. Estos dispositivos suelen tener un radio de soplado de hasta 4 - 4,5 my forman un chorro con un mayor efecto hidrodinámico sobre la capa de depósitos de ceniza que los dispositivos de largo alcance.
Los primeros dispositivos industriales domésticos de bajo retráctil se instalaron en las calderas P-67 en Berezovskaya GRES-1. Las pruebas han demostrado que dispositivos de este tipo pueden proporcionar una buena eficacia de limpieza para carbones con una tendencia muy alta a la formación de escoria.
EN últimos años En las calderas ZiO se instalan dispositivos de agua de baja retracción tanto para la limpieza completa de las cámaras de combustión como para la limpieza local en las zonas del horno con mayor intensidad de contaminación. El esquema de limpieza del horno utilizando únicamente dispositivos de baja retráctil se implementó en la caldera P-78 de la unidad de energía de 500 MW de la central nuclear de Yimin (China), que quema lignito. Esta caldera está equipada con 82 dispositivos de agua de baja altura fabricados en ZiO. Actualmente se están realizando trabajos de puesta en servicio del sistema de soplado de agua. Esquema similar La limpieza del horno está diseñada para la caldera P-50R reconstruida en la central eléctrica del distrito estatal de Kashirskaya, donde se deben reemplazar los sopladores de vapor.
En la caldera OR-210M de la central termoeléctrica de Skawina (Polonia), que quema carbón, cuya reconstrucción fue realizada por la planta, se instalaron seis dispositivos de agua de baja altura del tipo SK-58-6E de Clyde-Bergemann (Alemania). instalado. Los dispositivos se utilizaron para limpiar la zona del horno en la zona del nivel superior de los quemadores y encima de los quemadores, donde se esperaba la mayor intensidad de contaminación. En estas áreas, los dispositivos proporcionaron una eficiencia de limpieza aceptable, pero no pudieron hacer frente a la escoria de las troneras de los quemadores ubicados en el área de operación de los dispositivos. Esto último se explica en gran medida por el hecho de que el chorro de agua del aparato, dirigido a través de los quemadores, es arrastrado por el flujo de la mezcla de polvo, gas y aire. Esto limita la capacidad de los dispositivos retráctiles pequeños para limpiar la zona del quemador de los hornos, especialmente para diseños modernos de dispositivos de quemador y disposiciones estrechas de conductos de aire de polvo y gas.
En la caldera considerada, se supone que se instalan sopladores de agua de largo alcance para limpiar toda la zona del quemador del horno. El sistema de soplado de agua del horno con instalación de dispositivos de soplado de agua de largo y corto alcance fue desarrollado para la caldera Ep-670-140 de la unidad de energía de 210 MW de la central térmica de Pljevlja (Yugoslavia), cuya reconstrucción ( con el paso a la quema de una amplia gama de lignitos y lignitos) se lleva a cabo en ZiO. El sistema, distribuido en cuatro niveles a lo largo de la altura de la cámara de combustión, prevé la instalación de ocho dispositivos de largo alcance (en el primer y cuarto nivel) y 12 dispositivos de corto alcance (en el segundo y tercer nivel). En el primer y cuarto nivel, se instala un aparato de largo alcance en cada pared de la cámara de combustión; en el segundo nivel, se instala un aparato de corto alcance. En el tercer nivel, se instalan dos dispositivos retráctiles bajos en cada pared de la cámara de combustión.
El uso de agentes de limpieza duplicados viene dictado por la necesidad, debido a las condiciones de contaminación de las rejillas de combustión, de una limpieza intensiva de las áreas locales del horno. En este caso, casi todo el esquema tecnológico del sistema de soplado de agua se implementa de manera más completa, completo con un panel de control común, con la ayuda del cual automático y mando a distancia funcionamiento de todos los sopladores y circuitos de suministro de agua.
Los parámetros de agua requeridos en el sistema los proporciona una unidad de bombeo equipada con dos bombas TsNS-38-198. Durante el soplado, los dispositivos reciben agua de una bomba y la otra está en reserva.
Se instalan una válvula de cierre y un filtro en la tubería de suministro de agua a la unidad de bombeo para evitar que ingrese a la bomba y al equipo. materia particulada tallas grandes mostrando un manómetro para monitorear la presión del agua en la tubería de suministro. En tuberías de succión y presión. unidad de bombeo Se utilizan válvulas de cierre y válvulas de retención para apagar la bomba en espera y evitar flujos inversos de agua.
Se instala una válvula de control en la tubería de presión común de la unidad de bombeo, que se utiliza para regular generalmente la presión del agua en el sistema (al configurar el sistema). Para controlar y monitorear automáticamente el funcionamiento del sistema, se instalan una válvula de cierre con accionamiento eléctrico, un sensor de presión de agua y un manómetro indicador a lo largo del flujo de agua.
Desde la tubería de presión de la unidad de bombeo, el agua ingresa al tubo ascendente y luego se distribuye a través de tuberías hasta los niveles de instalación del aparato. Las tuberías para suministrar agua a los dispositivos en niveles individuales están en bucle. Desde la tubería circular, el agua se suministra a través de tuberías a cada dispositivo en el nivel (a la válvula de cierre del dispositivo).
Se instalan válvulas de control y sensores de presión en las tuberías de suministro de agua a los dispositivos (en niveles). Las válvulas de control se utilizan para regular la presión frente a los dispositivos (al configurar el sistema), los sensores de presión se utilizan para controlar el funcionamiento del sistema.
El tubo ascendente está equipado con una línea de drenaje en la que está instalada una válvula de cierre con accionamiento eléctrico. Esta válvula se utiliza para controlar automáticamente el funcionamiento del sistema.
Soplado de vapor.
Actualmente, los sopladores de vapor se utilizan principalmente para limpiar superficies semiradiantes y convectivas. EN lugares difíciles de alcanzar También se pueden instalar adicionalmente dispositivos de soplado de “pistola” de vapor.
El soplado de haces de tubos se realiza principalmente mediante dispositivos retráctiles profundos con movimiento helicoidal del tubo de boquilla. Para calderas de unidades potentes, la profundidad requerida de extensión del tubo de soplado alcanza los 10-12 m. En algunos casos (principalmente según las condiciones de disposición y diseño de las superficies de calentamiento), se utilizan dispositivos de tipo péndulo embutidos que llevan. Se puede utilizar soplado de sectores, dispositivos de tornillo de boquillas múltiples, solo con el movimiento de rotación del tubo de soplado, que se encuentra constantemente en el conducto de gas (a una temperatura de gas relativamente baja), etc.
Al diseñar sistemas de soplado de vapor, se utilizan cálculos dinámicos de gas de boquillas y presiones dinámicas de chorros, radios de acción efectivos de los dispositivos para seleccionar los parámetros del agente de trabajo, tamaños estándar y diseños de los dispositivos. Los programas de cálculo se basan en los resultados de los estudios experimentales de soplado de vapor realizados por VTI y SibVTI, incluidos los encargados por la planta.
En los últimos años, las calderas ZiO se han equipado con sopladores de vapor de Clyde-Bergemann. Los dispositivos retráctiles profundos de esta empresa se utilizaron con éxito, en particular, en las calderas ya mencionadas P-78 de la central nuclear de Imin y OR-210M de la central nuclear de Skavina.
Para la caldera reconstruida Ep-670-140 en la central nuclear de Pljevlja se diseñó un esquema tecnológico típico de soplado de vapor con varios tipos de sopladores de vapor. El sistema de soplado de vapor utiliza tres tipos de dispositivos: para limpiar los paquetes de sobrecalentador ubicados en el conducto de gas giratorio, 14 dispositivos retráctiles profundos del tipo PS-SL, para limpiar las pendientes del conducto de gas giratorio, seis dispositivos pendulares retráctiles profundos del tipo RK-PL con un sector de soplado limitado y para limpiar los paquetes de sobrecalentador ubicados en el eje convectivo, siete dispositivos de tornillo del tipo PS-SB, cuyo tubo de soplado se encuentra constantemente en el conducto de gas. En el tiro rotativo, los dispositivos se instalan simétricamente en las paredes laterales derecha e izquierda (a diferentes alturas), en el pozo convectivo, en una pared del pozo de la caldera.
Como agente de trabajo se utiliza vapor sobrecalentado, que se suministra a los dispositivos después de una unidad reductora de presión con una presión de 3-4 MPa. Cabe señalar que cuando se suministra vapor al sistema desde la ruta intermedia de sobrecalentamiento de vapor hasta esquema tecnológico Además, se enciende el regulador de presión de vapor (para mantener una presión constante frente a los dispositivos cuando cambia la carga de la caldera). Todos los dispositivos están equipados con una válvula de mariposa de cierre incorporada, que se ajusta de modo que durante el soplado la presión del vapor en el tubo de soplado de los dispositivos sea de 1,2 a 1,6 MPa. La presión de chorro dinámica requerida se establece seleccionando el diámetro de boquilla apropiado.
El vapor se suministra al sistema (después de la instalación reductora de presión) a través de una tubería común con un diámetro de 133/113 mm con una válvula de cierre manual instalada, una válvula de cierre eléctrica, que se utiliza para controlar automáticamente el sistema y un manómetro para controlar la presión del vapor en la entrada del sistema. La tubería común está equipada con una línea de drenaje.
Desde una tubería común, el vapor se distribuye a través de dos tuberías con un diámetro de 89/81 mm, suministrando vapor primero a los dispositivos PS-SB instalados en el eje de convección, y luego a los dispositivos PS-SL y RK-PL ubicados en el paredes laterales izquierda y derecha. Al final de las tuberías de suministro se instalan manómetros de contacto y termómetros, así como líneas de drenaje, que se utilizan para purgar y calentar las tuberías del sistema antes de encender los dispositivos. En las líneas de drenaje se instalan válvulas de cierre motorizadas, derivaciones con arandelas de estrangulamiento y válvulas de cierre.
Se utilizan manómetros, termómetros y válvulas de drenaje motorizadas para controlar automáticamente el funcionamiento del sistema. Los bypass (con arandela de estrangulación) de las tuberías de drenaje son necesarios para garantizar, durante el soplado, un flujo constante de vapor a través de las tuberías de suministro de vapor a los dispositivos para evitar la condensación de vapor en ellas. Válvula de cierre encendida tubería común y las válvulas de cierre en las tuberías de drenaje se utilizan durante trabajos de reparación y en situaciones de emergencia.
El sistema de soplado de vapor está equipado con un panel de control general, con la ayuda del cual se realiza el control automático y remoto del funcionamiento de todos los sopladores y accesorios, calentamiento y drenaje del sistema.
Actualmente, las calderas ZiO diseñadas para quemar combustible de escoria están equipadas con sistemas de limpieza complejos, que incluyen principalmente sopladores de agua y vapor, sistemas de control automático y sistemas de suministro de agente de trabajo con válvulas de cierre y control. En algunos casos, se pueden complementar con dispositivos de soplado de “pistola” de vapor, así como con otros medios de limpieza.
A. P. Pogrebnyak, jefe del laboratorio,
Doctor en Filosofía. SI. Voevodin, investigador destacado,
VL Kokorev, diseñador jefe del proyecto,
ALABAMA. Kokorev, ingeniero líder,
JSC "NPO CKTI", San Petersburgo
en la actualidad condiciones económicas, cuando la mayoría de las empresas deciden maximizar la eficiencia de sus equipos, incl. y salas de calderas que les pertenecen, con el fin de reducir el coste de producción en el contexto de los precios de la energía en constante aumento, atención especial se centra en soluciones técnicas no tradicionales que ahorran combustible, aumentan la eficiencia y la durabilidad de los equipos.
Una de las principales áreas de ahorro. varios tipos líquido y combustible sólido(gasóleo, gasóleo, carbón, turba, esquisto bituminoso, residuos de madera etc.) es aumentar la eficiencia de las calderas de vapor y agua caliente, unidades tecnológicas que queman este tipo de combustibles, evitando la contaminación de sus superficies de calentamiento con depósitos de cenizas.
La experiencia de muchos años en el funcionamiento de calderas de vapor y agua caliente, calderas de calor residual y otras unidades tecnológicas equipadas con medios tradicionales para limpiar superficies de calefacción ha demostrado su eficiencia y confiabilidad insuficientes, lo que reduce significativamente la eficiencia de operación (disminución de la eficiencia en 2-3 %) y requiere grandes costos de mano de obra para la producción de limpieza manual. Además, estos métodos de limpieza tienen otras desventajas importantes, a saber:
El soplado de vapor, junto con importantes costos de energía y mano de obra, promueve el desgaste corrosivo y erosivo de las superficies calefactoras, especialmente cuando se quema combustible con alto contenido de azufre, lo que reduce su vida útil entre 1,5 y 2 veces; la presencia de humedad contribuye al endurecimiento de los depósitos en las tuberías debido a la sulfatación, lo que provoca frecuentes paradas de las calderas para su limpieza manual;
La limpieza con granalla es un método de limpieza complejo y que consume mucha energía, que requiere una gran cantidad de mano de obra durante su uso y durante la reparación del equipo utilizado, y no proporciona eficacia y limpieza confiable debido a grandes pérdidas de perdigones, así como a que los perdigones se atasquen en el sistema de tuberías del dispositivo de limpieza y en las superficies calefactoras;
La limpieza por vibración y por impacto provoca daños mecánicos en las superficies calefactoras que se limpian.
Estas deficiencias están libres de los sistemas de limpieza por impulsos de gas (GCP), desarrollados en JSC NPO TsKTI sobre la base de su propia investigación con cámaras de impulsos de pequeño tamaño, que están diseñadas para limpiar depósitos de superficies de calentamiento por convección de unidades de calderas industriales (DKVR, DE, KV-GM, PTVM, GM, BKZ, etc.), así como calderas de servicios públicos. baja potencia(a partir de 0,5 MW). Los sistemas de OGM desarrollados tienen distintos grados de automatización, hasta llegar a ser totalmente automatizados.
El principio de funcionamiento del sistema GIO es influir en los depósitos formados en las superficies calefactoras mediante choque dirigido y ondas acústicas generadas debido a la combustión explosiva de un volumen limitado de mezcla de gas y aire (0,01-0,1 m3), realizada en una cámara de pulso. situado fuera del conducto de humos de la caldera. Debido a la salida de productos de combustión de la cámara de pulso a velocidad supersónica, se produce un efecto ondulatorio complejo y termogasdinámico sobre los depósitos externos, la transferencia de calor y las superficies circundantes.
Los componentes de trabajo del sistema son: gas natural, combustible o gas envasado(propano) y aire de su propio ventilador.
Los principales elementos estructurales del sistema GIO son: cámaras de pulso, bloques de boquillas, colectores, unidad de proceso, unidad de encendido y control (ICU), complejo de control del sistema (versión automatizada).
La cámara de pulso (foto 1) está diseñada para organizar el proceso de combustión explosiva y es un recipiente cilíndrico con un diámetro de 159-325 mm (dependiendo de las características de la superficie a limpiar y del tipo de combustible) y una altura de no más de 1 m la cámara de pulso está conectada al conducto de humos de la caldera mediante un bloque de boquillas, que está diseñado para introducir los productos de la explosión de la mezcla de gas y aire en el conducto de humos de la caldera y dirigir las ondas de choque generadas hacia la superficie de calentamiento.
La unidad tecnológica GIO tiene unas dimensiones de 250x1300 mm (foto 2), se instala directamente al lado de la caldera y realiza todas las funciones tecnológicas de acuerdo con el algoritmo de funcionamiento del sistema de limpieza. La unidad tecnológica incluye un ventilador, una unidad para preparar y encender la mezcla, una línea de gas con racores y un manómetro.
Los elementos del bloque tecnológico se controlan mediante el BZU (foto 3), el cual está conectado mediante un cable a la red eléctrica y cuenta con conectores para la conexión al encendedor, ventilador y electroválvula. El BZU ajusta el número de impulsos y el intervalo entre ellos.
En la versión automatizada del OGM, el complejo de control consta de una unidad de control y una o más unidades ejecutivas que realizan las funciones de una unidad de control. En este caso, el sistema se pone en funcionamiento "desde un botón" y la parada y restauración de todos los elementos del sistema se produce automáticamente.
Frecuencia de limpieza: desde varias veces al día para calderas que funcionan con combustibles sólidos (carbón, esquisto bituminoso, turba, etc.), hasta una vez a la semana cuando funcionan con gas natural. La duración del ciclo de limpieza es de 10 a 15 minutos, el consumo de gas (propano) por ciclo de limpieza es de 0,5 a 2,5 kg.
El trabajo con OGM no proporciona efectos nocivos para el personal de servicio y elementos estructurales caldera
Las ondas de choque generadas por las cámaras de pulso se propagan a todos los puntos del conducto de humos de la caldera, lo que garantiza una limpieza uniforme de las superficies calefactoras. GMO se puede utilizar para limpiar superficies calefactoras que funcionan en un entorno con gases neutros y agresivos (SO2, HF, etc.).
El sistema GMO tiene un funcionamiento confiable y es fácil de operar y mantener; no requiere reparaciones preventivas entre inspecciones de la caldera. Se puede instalar no sólo en calderas en construcción, sino también en calderas en funcionamiento. El tiempo de inactividad de la caldera para la instalación de OGM es de 5 a 10 días. y depende del número de cámaras de pulso montadas.
El uso de OGM, además de ahorrar energía al mejorar la aerodinámica del conducto de gas y reducir costos al eliminar la limpieza manual, puede aumentar significativamente la eficiencia del calentamiento por convección de las superficies de las calderas (ver tabla). La eficiencia de las calderas de vapor y agua caliente que funcionan con combustibles líquidos y sólidos aumenta entre un 1,5 y un 2% debido al uso de OGM, lo que permite alcanzar un valor cercano al de diseño.
Aplicación de OGM en calderas. varios tipos proporciona un efecto económico que permite recuperar los costos de implementación únicamente a través del ahorro de combustible, en un período de seis meses a un año.
Actualmente, un pequeño tamaño sistema móvil OGM para pequeñas calderas de empresas energéticas municipales.
[correo electrónico protegido]
| descargar gratis Experiencia en la implementación de la limpieza por impulsos de gas en calderas de tecnología energética y calderas para energía industrial y municipal, Pogrebnyak A.P., Voevodin S.I., Kokorev V.L., Kokorev A.L. ,
AP Pogrebnyak, jefe del laboratorio, V.L. Kokorev, diseñador jefe del proyecto, A.L. Kokorev, ingeniero líder, I.O. Moiseenko, ingeniero de primera categoría, A.V. Gultyaev, ingeniero líder, N.N. Efimova, diseñadora líder, JSC NPO TsKTI, San Petersburgo
El desarrollo de medios pulsados para limpiar superficies calefactoras lo iniciaron los especialistas de NPO TsKTI en 1976-1978. debido al hecho de que la experiencia de muchos años en el funcionamiento de calderas para energía industrial y municipal, calderas de calor residual y dispositivos energético-tecnológicos de diversas industrias, equipados con medios de limpieza tradicionales, ha demostrado su eficiencia y confiabilidad insuficientes, lo que redujo significativamente la eficiencia de funcionamiento de las unidades (disminución de la eficiencia entre un 2 y un 3%).
Desde la creación de los primeros dispositivos industriales de limpieza por impulsos de gas (GCP) en NPO TsKTI, comenzó la cooperación con las principales plantas de fabricación de calderas (Belenergomash, BiKZ, DKM). Por ejemplo, en 1986, el GIO TsKTI estaba equipado con un modelo de cabeza de la caldera de calor residual RKZh-25/40 producida por la planta de calderas de Belgorod, instalada detrás del horno para fundir concentrados de cobre en un baño líquido en la minera Balkhash. y la planta metalúrgica, que garantizó una limpieza eficaz de sus superficies de calentamiento por radiación y convección. El uso de GIO TsKTI para limpiar las superficies de calentamiento de las calderas de calor residual producidas por BZEM detrás de los hornos de lecho fluidizado para quemar piritas en la línea de producción de ácido sulfúrico en la Asociación de Producción de Azot en la ciudad de Meleuz (KS-250 VTKU, KS-450VTKU ) resolvió el problema de enfriar los gases de combustión a un nivel que permitiera la creación de condiciones para el funcionamiento confiable de los precipitadores eléctricos.
La experiencia positiva se convirtió en un requisito previo para elegir GMO como agente de limpieza durante el desarrollo de proyectos de NPO TsKTI para una serie unificada de calderas de calor residual para BZEM, cuya producción se decidió comenzar a principios de los años 90. .
Los OGM también se introdujeron ampliamente para reemplazar los dispositivos de limpieza y soplado de vapor en las calderas producidas por la planta de calderas de Biysk (calderas DE, KE, DKVR) y la planta de Dorogobuzhkotlomash (calderas KV-GM, PTVM). En la planta de construcción de maquinaria de Kusinsky se inició la producción industrial de economizadores equipados con dispositivos GIO.
En 1986, GIO TsKTI entró en producción industrial en la planta de Ilmarine (Tallin) y, en 1990, comenzaron las entregas de sistemas GIO de fábrica a instalaciones energéticas industriales y municipales en la URSS. Sin embargo, en 1991, estos suministros se detuvieron y muchas plantas de calderas comenzaron a producir dispositivos OGM de su propia producción para completar sus equipos, que, por regla general, tenían una serie de defectos de diseño.
Los especialistas de NPO TsKTI continuaron implementando OGM de diseño propio en las calderas para varios propósitos y desde 1989 también en cámaras de convección de hornos de gasóleo. Al mismo tiempo, se mejoraron los OGM para aumentar su nivel técnico, confiabilidad y seguridad, como resultado de lo cual se crearon sistemas de OGM totalmente automatizados.
Los primeros experimentados y dispositivos industriales Los OGM fueron diseñados bajo un esquema de control casi completamente manual de los actuadores, lo que complicó significativamente el proceso de su operación, requiriendo ajustes frecuentes del equipo, requiriendo habilidades especiales y entrenamiento adicional personal de mantenimiento y operación. Para eliminar estos factores, comenzaron los desarrollos. medios tecnicos para la automatización de sistemas de OGM. El primer sistema GIO totalmente automatizado se implementó en 1998 como parte de un contrato con la empresa de calderas AALBORG KEYSTONE (Dinamarca) en una caldera de calor residual instalada detrás de generadores diésel de 30 MW en la central eléctrica de Zavodov. Mar Muerto en Israel (foto 1).
Foto 1. OGM en la caldera de calor residual de la central eléctrica Dead Sea Plants (Israel).
El GMO se instaló para reemplazar dispositivos de soplado de aire poco confiables e ineficaces en el sobrecalentador de vapor de una caldera de calor residual que funciona bajo una presión de hasta 3000 Pa, lo que, a su vez, requirió el desarrollo de soluciones de diseño para proteger las unidades y tuberías del GMO contra gases de combustión. Al mismo tiempo, el sistema GMO funcionó de manera estable tanto en modo automático (desde el panel de control de la estación) como en modo manual, ejecutando todos los programas especificados en todos los modos de funcionamiento de la caldera en todo el rango de presiones de gases de combustión (de 0 a 3000 Pa). sin reajuste. Las unidades de aspiración instaladas en las boquillas de escape de las cámaras de pulso aseguraron una protección confiable de las cámaras y sistema de tuberías OGM de gases de combustión. GIO garantizó una limpieza eficaz de las superficies de calentamiento del sobrecalentador ubicado fuera de la zona de escoria y la desescoriación en frío de los paquetes de sobrecalentador ubicados en la zona de escoria.
En 1999, una caldera OL-20 de Rafako (Polonia) con un horno para quemar cáscaras de girasol fue equipada con un sistema automatizado de OGM, que se puso en operación comercial en Zaporozhye MZHK.
En el proceso de introducción de GIO en los equipos de las empresas caldereras nacionales y extranjeras en el período de 2000 a 2005, se crearon sistemas con unidades unificadas y complejos de control automático en OJSC NPO TsKTI (foto 2).
Foto 2. Unidades unificadas del sistema GMO para la unidad de caldera.
En 2006, en el horno de calentamiento de gasóleo VDM-1, diseñado y suministrado por Foster Wheeler para la planta AD LUKOIL-Neftokhim-Burgas (Bulgaria), se instaló el sistema GMO en lugar del sistema de limpieza previsto en el diseño del horno mediante sopladores de vapor. (foto 3) y aseguró una limpieza efectiva de los serpentines con aletas de la cámara de convección con una reducción significativa en el consumo de metal, las dimensiones y los costos operativos en comparación con el soplado con vapor.
Foto 3. Elementos del sistema GMO en el horno VDM-1 de LUKOIL – Neftochim-Burgas AD (Bulgaria).
El trabajo con empresas extranjeras de construcción de calderas contribuyó a aumentar el nivel técnico y la confiabilidad de los sistemas GIO, lo que contribuyó a la implementación de GIO TsKTI para las instalaciones en Rusia.
Desde 2006 existe un acuerdo entre OJSC Dorogobuzhkotlomash y OJSC NPO TsKTI para el suministro de unidades tecnológicas para los sistemas GIO de calderas de agua caliente producidas por la planta. Actualmente se han suministrado unas 40 unidades tecnológicas. En este caso, las cámaras de pulso y las tuberías se fabrican en fábrica. Esta forma de cooperación es beneficiosa para ambas partes.
Desde mediados de la década de 2000 Se han reanudado los suministros de sistemas automatizados GIO TsKTI a las principales plantas de fabricación de calderas en Rusia y los países de la CEI. Para la planta de construcción de maquinaria eléctrica Belozersky (Bielorrusia) se desarrollaron proyectos para una serie de prototipos de calderas E-30-3.9-440DF, E-20-3.9-440DF, E-10-3.9-440DF, que queman turba y desechos de madera. . El GIO de la caldera E-30-3.9-440DF se puso en funcionamiento en Belorusskaya GRES-1 en marzo de 2013. En un futuro próximo está previsto suministrar el GIO para los modelos E-20-3.9-440DF y E-10. -3,9 calderas -440DF. Para este tipo de calderas, se ha creado un nuevo complejo de control del circuito colector con un bloque tecnológico común y válvulas solenoides Suministro de una mezcla de gas y aire a varios grupos de cámaras de pulso. En mayo de 2013, la caldera KVGM-139.6-150 de nueva construcción, CHPP-2 de Novosibirsk, se entregó a la planta de calderas de Biysk. Actualmente se ha desarrollado un proyecto y está previsto suministrar a OJSC Sibenergomash dos GIO para calderas E-100-1.6-535GMN que funcionan con una potencia de 4000 Pa, destinados a su instalación en la central térmica de la planta petroquímica de Angarsk. El suministro de aire para aspiración se realiza desde el ventilador de la caldera.
En 2008, se instaló el sistema GIO automatizado en dos calderas de calentamiento de agua KVGM-100 de la sala de calderas n.° 1 de la Empresa Unitaria del Estado Federal "Combinación de Minería y Química" (Zheleznogorsk, Región de Krasnoyarsk), que funciona con fueloil con alto contenido de azufre.
El dispositivo de limpieza de perdigones previsto en el proyecto no se utilizó debido a su baja eficiencia y confiabilidad. Antes de la introducción de los OGM, cada dos meses las calderas se detenían para limpiarlas manualmente, mediante lavado con agua de las superficies de calefacción debido al aumento significativo de la temperatura de los gases de combustión (más de 60 ° C) y la resistencia de la trayectoria del gas, que condujo a la imposibilidad de operar calderas con una carga superior al 50% de la denominación El lavado con agua en condiciones de depósitos de azufre en los elementos de los paquetes convectivos provocó la corrosión del metal por ácido sulfúrico, lo que redujo la vida útil de las superficies calefactoras a aproximadamente la mitad. Además, existía el problema de neutralizar el agua de lavado ácida.
Al realizar este trabajo se instalaron seis cámaras de pulso con un diámetro de 325 mm, conectadas en tres grupos, en las secciones de los paquetes convectivos de cada caldera. La mezcla gas-aire se suministró a cada grupo de cámaras desde unidades tecnológicas (3 unidades por caldera), realizando todas las funciones necesarias de acuerdo con el algoritmo de funcionamiento. El sistema GMO se controla desde una unidad de control construida sobre la base de un controlador industrial y ubicada en la sala de control. La limpieza de paquetes convectivos se realiza mediante el funcionamiento secuencial de cámaras de pulso a lo largo del flujo de gases de combustión.
Como resultado de la introducción de los sistemas GIO, la eficiencia de cada caldera aumentó entre un 1% y un 1,5%, y el encendido regular del GIO una vez al día garantiza que las superficies de calefacción se mantengan en condiciones operativamente limpias y mantengan la temperatura de los gases de combustión en los niveles óptimos. nivel de valores regulatorios. La reducción de la resistencia a lo largo del recorrido de los gases de combustión permite que las calderas funcionen con la carga nominal. El rechazo del lavado con agua aumenta significativamente la vida útil de las superficies calefactoras. La producción de energía térmica aumentó debido a la eliminación de las paradas de calderas para trabajos que requieren mucha mano de obra. limpieza manual. Los costes operativos de los OGM son insignificantes: una bombona de propano de 50 litros garantiza el funcionamiento del sistema de OGM durante tres semanas, y el consumo energía eléctrica no supera los 2 kW con una duración del ciclo de limpieza de 10 a 12 minutos.
Continúa la cooperación con clientes extranjeros. Así, en agosto de 2013 finalizaron los trabajos de diseño del sistema GIO para la caldera de calor residual K-35/2.0-130, destinada a su instalación detrás de la unidad de regeneración de catalizador en la línea de craqueo catalítico de la empresa AD LUKOIL-Neftokhim-Burgas. planta (Bulgaria) . La caldera de calor residual debe funcionar a una presión de hasta 10.000 Pa, lo que requirió, al desarrollar el proyecto, prever la protección de las unidades GIO y las tuberías contra la penetración de gases de combustión en ellas debido al suministro constante de aire desde ventilador propio GIO a las unidades de aspiración ubicadas entre las cámaras de pulso y el conducto de humos de la caldera, en relación con esto, se adoptaron nuevas soluciones de diseño y circuito para mejorar el complejo de control para su uso en condiciones de operación específicas. Actualmente se está trabajando para fabricar y completar el sistema GMO, certificándolo según el cumplimiento de los requisitos de la Directiva de la Unión Europea 97/23/CE para obtener un certificado internacional y el derecho a aplicar el marcado CE. La puesta en servicio está prevista para abril de 2014.
Además de mejorar e implementar los sistemas OGM, los especialistas de NPO TsKTI continuaron el trabajo de investigación y desarrollo de sistemas neumáticos de limpieza por impulsos (PCP), que comenzó hace unos 35 años. Amplia aplicación Se recibieron sistemas neumáticos de limpieza por impulsos en los países. Europa occidental y Estados Unidos. En los últimos años, algunas empresas han entrado en mercado interno. El comienzo de la reanudación del trabajo ruso en esta área fue el desarrollo de JSC NPO TsKTI proyecto técnico Sistemas PIO en versión piloto industrial para calderas KV-R-8-115 de OJSC Kovrovkotlomash. Al desarrollar este proyecto, se utilizaron una serie de nuevas soluciones técnicas para aumentar la confiabilidad, eficiencia y facilidad de operación del sistema PIO, ampliando el alcance de su aplicación.
Literatura
1. Pogrebnyak A.P., Valdman A.M. Experiencia en el dominio de calderas de calor residual para hornos de fundición de metales no ferrosos // Actas de TsKTI. 1989. vol. 250.
2. Gdalevsky I.Ya., Grishin V.I., Pogrebnyak A.P., Valdman A.M. Experiencia en la implementación industrial de limpieza por pulsos de gas en plantas de calentamiento de agua, calderas de vapor y calderas de calor residual // Actas de TsKTI. 1989. vol. 248.
3. Izotov Yu. P., Golubov E. A., Kocherov M. M. Aumento de la eficiencia del calentamiento de superficies de calderas de calor residual para hornos de pirita en lecho fluidizado.
4. Calderas de recuperación de calor y calderas de tecnología energética: Catálogo de la Industria. M., 1990.
5. Romanov V.F., Pogrebnyak A.P., Voevodin S.I., Yakovlev V.I., Kokorev V.L. Resultados del dominio de los sistemas automatizados de limpieza por impulsos de gas (GCP) diseñados por TsKTI en calderas industriales y municipales y en hornos tecnológicos de refinerías de petróleo // Actas de TsKTI. 2002. Edición. 287.
6. Aparatos y dispositivos para la limpieza de superficies calefactoras: Catálogo de la industria. M., 1987.
7. Pogrebnyak A.P., Kokorev V.L., Voevodin S.I., Kokorev A.L., Gultyaev A.V Efimova N.N. Resultados de la implementación de sistemas automatizados GIO TsKTI en hornos de calefacción de gasoil, calderas de calor residual y calderas de agua caliente // Actas de TsKTI. 2009. Número 298.
8. A. s. No. 611101 Dispositivo de la URSS para la limpieza por impulsos de superficies calefactoras de generadores de vapor de depósitos externos / Pogrebnyak et al., 1978.
9. Pogrebnyak A.P., Kokorev V.L., Voevodin S.I., Kokorev A.L., Semenova S.A. Dispositivos para la limpieza pulsada y acústica de superficies tecnológicas y de transferencia de calor. Creación, desarrollo y perspectivas // Actas de TsKTI. 2009. vol. 298.
10. Pat. 123509 Federación Rusa. Dispositivo para la limpieza por impulsos de superficies calefactoras de depósitos externos / Pogrebnyak A.P., Kokorev V.L., Kokorev A.L., Moiseenko I.O. Publ. 27/12/2012. Toro. N° 36.