O realizacji systemów pulsacyjnego czyszczenia powierzchni grzewczych. Doświadczenie we współpracy z firmami zajmującymi się produkcją kotłów. Urządzenie do impulsowego czyszczenia powierzchni kotłów

Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej

_________________

Budżet państwa federalnego instytucja edukacyjna wyższy edukacja zawodowa UNIWERSYTET POLITECHNICZNY W ST. PETERSBURGU

INSTYTUT SYSTEMÓW ENERGETYKI I TRANSPORTU

Katedra Energetyki

Katedra Reaktorów i Instalacji Kotłowych

DZIEDZINA: INSTALACJE KOTŁÓW TEMAT: CZYSZCZENIE POWIERZCHNI GRZEWCZYCH KOTŁÓW

DEPOZYTY ZEWNĘTRZNE

„_____”___________2013

Sankt Petersburg

	Mechanizmy powstawania osadów. .................................................. ...............................
	Oczyszczanie powierzchni grzewczych z powstałego osadu popiołu metodą przedmuchową. 6
	Wibracyjne czyszczenie powierzchni grzewczych........................................... .................. .................................. ...........
	Oczyszczanie śrutowe „ogonowych” powierzchni grzewczych. .................................................. ...... .......
Lista wykorzystanych źródeł............................................ .................................................. ....

1 Mechanizmy powstawania osadów.

Zanieczyszczenia zewnętrzne powstają podczas pracy na powierzchniach ekranów grzewczych, na sitach pieców, w zimnym lejku oraz w pierwszych rzędach rur przegrzewaczy kotła opalanego paliwem stałym pyłowym. Osady te powstają przy temperaturze gazu wyższej od temperatury mięknienia popiołów na wylocie z pieca, a także w strefach wysokotemperaturowych pieca o słabej aerodynamicznej organizacji procesu spalania. Zazwyczaj żużlowanie rozpoczyna się w przestrzeniach pomiędzy rurami sitowymi, a także w strefach zastoju i obszarach pieca. Jeżeli temperatura środowiska spalania w strefie tworzenia się osadów żużla jest niższa niż temperatura, w której popiół zaczyna się odkształcać, wówczas zewnętrzna warstwa żużla składa się z utwardzonych cząstek. W wyższych temperaturach zewnętrzna warstwa żużla może się stopić, co sprzyja przyleganiu nowych cząstek i wzrostowi żużla.

Wzrost złóż żużla może trwać w nieskończoność. Charakterystyczny kształt Złoża żużla mają stopioną, twardą, czasem szklistą strukturę. Zawierają także wtrącenia metaliczne, które powstają podczas topienia składników popiołów zawierających tlenki metali.

Na osady zanieczyszczające istotny wpływ ma prędkość przepływu gazu – zwiększenie prędkości gazy spalinowe a koncentrację popiołu i porywanie w nich obserwuje się w korytarzach gazowych, pomiędzy ścianami przewodu kominowego a rurami, przy dużych odległościach między rurami lub wężownicami itp.

Zanieczyszczenie powierzchni grzewczych popiołem i sadzą prowadzi do wzrostu temperatury

Zanieczyszczenie rur sitowych i pierwszych rzędów rur kotłowych prowadzi do wzrostu temperatury pary przegrzanej, temperatury gazu i powstawania żużla. Jednostronne żużlowanie i zanieczyszczenie popiołem przewodu kominowego może powodować brak równowagi w temperaturze i prędkości gazu, co pogarsza wydajność i zmniejsza niezawodność kolejnych powierzchni grzewczych.

Na rurach sitowych w komorze spalania i powierzchniach grzewczych w kanałach konwekcyjnych mogą tworzyć się gęste osady, najczęściej podczas spalania oleju opałowego. Ponadto siarkowe oleje opałowe spalane z dużym nadmiarem powietrza tworzą gęste osady na rurach przegrzewacza i nagrzewnicy powietrzno-parowej.

Podczas spalania olejów opałowych o dużej zawartości wanadu na rurach przegrzewacza o temperaturze ścianek 600–650°С tworzą się gęste osady wanadu.

Pojawienie się osadów i osadzania się sadzy na powierzchniach grzewczych ogona można wykryć poprzez wzrost oporu (różnica podciśnienia za i przed kominem).

Główną metodą ochrony przegrzewaczy ekranowych i konwekcyjnych przed żużlem jest właściwy wybór temperatury gazu przed powierzchniami grzewczymi. Można to osiągnąć poprzez wykonanie komory spalania na takiej wysokości, na której

Schłodzenie gazów do wymaganej temperatury zapewnia się poprzez wyrównanie pola temperaturowego na wylocie z paleniska, poprzez recyrkulację gazu w górnej części komory spalania.

W zależności od charakteru działania środki ochrony powierzchni grzewczych przed osadami zewnętrznymi można podzielić na aktywne i zapobiegawcze. Środki aktywne zapewniają wpływ na cechy jakościowe i ilościowe złóż popiołów i żużli, tj. środki te mają na celu zapobieganie tworzeniu się osadów i zmniejszanie ich wytrzymałości mechanicznej. Należą do nich różne dodatki zmniejszające intensywność tworzenia się osadów lub ich wytrzymałość, metody spalania paliw w piecach kotłowych itp.

Tworzenie się osadów na powierzchniach grzewczych jest efektem szeregu złożonych procesów fizycznych i chemicznych.

Osady wg strefa temperaturowa Formacje dzielą się na osady na niskotemperaturowych i wysokotemperaturowych powierzchniach grzewczych. Te pierwsze powstają w strefie umiarkowanych i niskich temperatur spalin na powierzchniach grzewczych, które mają stosunkowo niska temperaturaściany (ekonomizery i „zimna” strona nagrzewnicy). Drugie powstają w strefie wysokiej temperatury ściany komory spalania, na ekonomizerach kotłów o wysokich parametrach pary, przegrzewaczach pary i gorącej końcówce nagrzewnicy powietrza.

Ze względu na charakter połączenia cząstek i wytrzymałość mechaniczną warstwy osady dzieli się na luźne, związane luźne, związane mocne i stopione (żużel).

Na podstawie składu mineralnego i chemicznego rozróżniają złoża związane alkaliami, fosforanami, glinokrzemianami, siarczynami i osadami o wysokiej zawartości żelaza. W zależności od położenia na obwodzie rury przemywanej przez przepływ gazu, osady dzieli się na czołowe, tylne oraz osady w strefach o minimalnej grubości warstwy przyściennej.

Osady spiekane na czołowych powierzchniach rur tworzą zwykle grzbiety, których wysokość może sięgać 200–250 mm.

Z tyłu wysokość osadów jest mniejsza. W pewnych warunkach spiekane osady mogą blokować przestrzenie międzyrurowe.

Tworzenie się osadów może być związane nie tylko z osadzaniem się popiołu, ale także z kondensacją na stosunkowo zimnych rurach powierzchni grzewczych związków alkalicznych lub tlenku krzemu, sublimowanych z mineralnej części paliwa podczas jego spalania. Granice temperatur i intensywność kondensacji par związków alkalicznych i tlenku krzemu na powierzchniach grzewczych zależą głównie od ich ciśnienia cząstkowego w produktach spalania.

W niektórych przypadkach na powstawanie osadów duży wpływ mają procesy chemiczne zachodzące w warstwie osadu (tworzenie się związków związanych z siarczanami itp.).

Rysunek 1. Zależność współczynnika zanieczyszczenia powierzchni grzewczych od prędkości gazu:

a – naprzemienne wiązki rur; b – wiązki rur korytarzowych

Na zanieczyszczenie rur istotny wpływ ma ich średnica, odstęp między rurami, a także kolejność ułożenia – korytarzowa lub schodkowa. Zmniejszenie średnicy i skoku rur w naprzemiennych wiązkach rur znacznie zmniejsza zanieczyszczenie. W wiązkach rur korytarzowych występuje więcej zanieczyszczeń niż w wiązkach naprzemiennych.

Rys. 2. Zanieczyszczenie rur terenem kopalni (wg danych VTI):

a – przepływ w górę; b – przepływ w dół; c – przepływ poziomy

2 Oczyszczenie powierzchni grzewczych z powstałego osadu popiołu metodą przedmuchu.

Dmuchanie jest głównym i najczęstszym sposobem ochrony powierzchni grzewczych przed żużlem i zanieczyszczeniem popiołem. Pomimo tego, że przedmuch ma mieć charakter zapobiegawczy, w trakcie eksploatacji często pojawia się konieczność usuwania powstałych osadów, co ma miejsce również na nowoczesne kotły. Na podstawie tych rozważań należy określić dwa rodzaje pracy strumieniowej: zdmuchiwanie popiołu i odżużlanie. Pierwsza dotyczy osadów sypkich, druga trwałych.

Energia strumienia powinna rozbić osady na drobne cząstki i wprowadzić je w stan zawisu, po czym strumień spalin wyprowadzi je na zewnątrz jednostki.

Wszystkie znane w praktyce energetycznej rodzaje nadmuchu wykonywane są metodą płukania stycznego, czołowego lub poprzecznego.

Mycie styczne można wykonać albo za pomocą dyszy obrotowej, jak ma to miejsce w urządzeniu OPR-5, albo poprzez przedmuch ukośnych korytarzy ekonomizera wody za pomocą urządzenia OPE. Podczas mycia stycznego strumień wydaje się strugać warstwę osadów. Mycie czołowe charakteryzuje się dwiema cechami: prostopadłością osi strumienia do warstwy

osady żużla i popiołu oraz ustawienie osi dysz i rury w jednej płaszczyźnie. Przy czołowym uderzeniu w rurę strumień wydaje się przecinać skorupę żużla wzdłuż osi rury wzdłuż jej tworzącej i ma tendencję do jej wyrzucania. Metody tej nie stosuje się w czystej postaci ze względu na znaczną złożoność jej realizacji i niebezpieczeństwo erozyjnego zużycia wdmuchiwanych rur.

Podczas mycia poprzecznego strumień działa wzdłuż normalnej do rury. W przeciwieństwie do poprzedniego, strumień przecina korpus rury i osadza się na nim żużel zgodnie ze schematem cięcia drewna w poprzek włókien. Na przykład mycie poprzeczne następuje podczas łączenia

ruch translacyjny strumienia nadmuchowego wraz z jego obrotem.

Ze względu na złożoną konfigurację wiązek kotłów, żaden z opisanych rodzajów mycia nie istnieje w oderwaniu. Ale w każdym konkretnym przypadku dmuchania z reguły ten lub inny rodzaj prania przeważa nad innymi.

Kiedy para się rozszerza, obniża temperaturę (do około 100°C). W palenisku i kanałach kominowych temperatura jest znacznie wyższa. W wyniku lokalnego nierównomiernego chłodzenia żużla strumieniem powstają w nim pola temperaturowe, a w konsekwencji naprężenia. W osadach płynących pojawiają się pęknięcia.

Rozkład osadów żużla strumieniem nadmuchowym następuje pod wpływem trzech czynników: termicznego, dynamicznego i ściernego.

Specyficzną cechą strumienia nadmuchu pary jest obecność wilgoci, której udział może wynosić od 8 do 18%.

Po osadzeniu się na powierzchni żużla kropelki wilgoci natychmiast odparowują, ponieważ woda w nich jest podgrzewana do temperatury nasycenia, ich rozmiar jest niewielki, a ciśnienie termiczne żużla jest wysokie. W wyniku odparowania kropel wilgoci następuje dodatkowe ochłodzenie żużla i jeszcze bardziej zwiększają się w nim naprężenia termiczne.

Ponieważ strumień powietrza na wyjściu z dyszy jest zawsze zimniejszy od strumienia pary o co najmniej 200°C, to w ramach współczynnika termicznego strumień powietrza nadmuchowego, przy wszystkich innych parametrach niezmienionych, jest bardziej wydajny niż strumień strumień pary. Nawet w przypadku ciekłego żużla, gdy jest on gwałtownie chłodzony strumieniem dmuchawy, skorupa żużla traci swoje właściwości plastyczne i nabiera zwiększonej kruchości.

Kąt pomiędzy kierunkiem nadlatującego strumienia a mytą powierzchnią nazywany jest zwykle kątem natarcia. Największy zasięg ma strumień o kącie natarcia 90°. Siła uderzenia strumienia zależy od natężenia przepływu, kąta natarcia i odległości.

Rysunek 3. Urządzenie nadmuchowe Ilmarine-TsKTI do powierzchni grzewczych ekranu grzewczego: 1 - silnik elektryczny; 2 - napęd ręczny; 3 - mechanizm zaworowy;

4 - skrzynia biegów; 5 - głowica dyszy.

Urządzenia nadmuchowe rozmieszczone są w taki sposób, aby strefy aktywnego działania dysz nadmuchowych obejmowały wszystkie obszary znoszenia żużla i popiołu. Ponadto należy pamiętać, że ciśnienie dynamiczne musi być wystarczające, aby zniszczyć powstawanie żużla, ale nie zniszczyć rur. Według różnych badań i obserwacji, górną granicę przyjmuje się w przedziale 1000-1100 kg/m2, dolną - w przedziale 25-200 kg/m2 w odległości 1 mm od mytej powierzchni podgrzewanej.

Typowo dmuchawy napędzane są parą o ciśnieniu 22-30 kg/cm2.

System nadmuchu pary może być zasilany z obwodu autonomicznego lub grupowego. Na schemat autonomiczny Układ nadmuchowy napędzany jest parą pochodzącą z nadmuchanego kotła. Schemat grupowy charakteryzuje się obecnością zewnętrznego źródła zasilania, na przykład wyciągu turbinowego, centralnej sprężarki strumieniowej pary lub specjalnego kotła parowego o niskich parametrach i niskiej wydajności. Schemat grupowy jest bardziej opłacalny niż autonomiczny.

3 Wibracyjne czyszczenie powierzchni grzewczych.

Czyszczenie wibracyjne i wytrząsanie to dwie odmiany tej samej metody ochrony powierzchni grzewczej. Różnią się one częstotliwością i amplitudą oscylacji dmuchanej cewki, a także wielkością przyłożonej siły. Podczas czyszczenia wibracyjnego częstotliwość oscylacji jest liczona w tysiącach, a podczas wstrząsania w jednostkach lub dziesiątkach okresów na minutę.

Zaletą tej metody jest to, że nie wymaga wprowadzania substancji obcych (pary, powietrza, wody) do przewodu kominowego, wadą jest jednak ograniczony zakres (można ją stosować jedynie do czyszczenia elastycznych pętli rurowych).

Istnieją dwie możliwe formy drgań cewki: współosiowa i poprzeczna. W przypadku wibracji współosiowych ruchy pokrywają się z płaszczyzną cewki spoczynkowej (na przykład przesuwanie pionowego ekranu w górę i w dół).

Wibracje poprzeczne polegają na naprzemiennym odchylaniu cewki w obu kierunkach od środkowego położenia spoczynkowego. Ten rodzaj czyszczenia wibracyjnego stał się coraz bardziej powszechny.

Rysunek 4. Urządzenie do wibracyjnego czyszczenia powierzchni grzewczej:

1 - wibrator; 2 - przyczepność; 3 - uszczelka; 4 - powierzchnia grzewcza.

Pierwszy eksperyment czyszczenia wibracyjnego przeprowadzono w ZSRR w 1949 roku; przyjęto, że częstotliwość wibracji wynosi około 50 Hz. Początkowo istniały obawy, że na skutek czyszczenia wibracyjnego nastąpi pogorszenie struktury metalu rury, jednak po 2600 godzinach pracy przy czyszczeniu wibracyjnym nie stwierdzono pogorszenia właściwości metalu – podaje VTI. Podobne dane uzyskano w NRD.

W związku z tym, że ciąg musi zawsze znajdować się w kominie, pojawia się problem z jego nagrzaniem. Znanych jest kilka konstrukcji prętów:

1. Masywny (solidny) pręt. Łatwy w produkcji, tani, ale można go stosować tylko do 600 °C

2. Chłodzony wodą drążony pręt rurowy. Można używać do dowolnego

temperatury. Produkowane w oparciu o zasadę „rura w rurze”. Woda chłodząca 120

°C, w pręcie nagrzewa się do 130…160 °C. Przepływ wody chłodzącej przez jeden pręt wynosi 1,5 t/h.

3. Masywny pręt wykonany ze stali żaroodpornej. Jest masywny, nieporęczny i ma wysoki koszt produkcji.

W W Rosji stosuje się głównie pręty chłodzone wodą.

Do przeprowadzenia pręta przez okładzinę zastosowano owalną wkładkę żeliwną, natomiast duża oś wału zamontowana jest pionowo, aby zapewnić swobodny ruch pręta w dół o 35..40 mm. Tuleja wokół pręta wypełniona jest puchem azbestowym, a od zewnątrz pokryta elastyczną tuleją wykonaną z tkaniny azbestowej.

Napęd mechaniczny czyszczenia wibracyjnego to:

Wibrator z silnikiem elektrycznym;

Pneumatyczne narzędzie udarowe, takie jak młot pneumatyczny;

Cylinder zasilany powietrzem.

Stosowane są wibratory mimośrodowe silniki elektryczne klatkowe prąd trójfazowy o mocy 0,6-0,9 kW przy 288 obr./min. Czyszczenie wibracyjne przeprowadza się zwykle z częstotliwością około 50 okresów na sekundę przy amplitudzie oscylacji od 0,2 do 1 mm na zimnym kotle i od 0,25 do 0,4 na pracującym kotle.

4 Śrutowe czyszczenie „ogonowych” powierzchni grzewczych.

Czyszczenie śrutowe w porównaniu do nadmuchu ma dwie istotne zalety: praktycznie nieograniczony zasięg strugi śrutu oraz eliminację (przy regularnym czyszczeniu śrutu) niebezpieczeństwa zatykania powierzchni grzewczych osadami usuwanymi z wyżej położonych jednostek.

Strona 4 z 10

Projekt i schematy sprzątanie zewnętrzne powierzchnie grzewcze kotłów ZiOMAR

Majdanik M. N., Shchelokov V.I., Pukhova N.I.

Zewnętrzne środki czyszczące do powierzchni grzewczych	Piec ekrany	powierzchnie półpromieniowe i konwekcyjne (pod ciśnieniem)	Nagrzewnice powietrza
Urządzenia:
dmuchanie wody
dmuchawy parowe Urządzenia:
dmuchanie „pistoletu” parowego
impuls gazowy czyszczenie
wibracja czyszczenie
czyszczenie dźwiękowe
Strzałowe oczyszczalnie ścieków

Żużlowanie i zanieczyszczenie powierzchni grzewczych komór spalania i kanałów konwekcyjnych to jeden z głównych problemów projektowania i rozwoju kotłów pyłowych spalających niskiej jakości węgle brunatne, kamienne i brunatne. W większości przypadków same środki projektowe i operacyjne nie są w stanie zapewnić długotrwałej pracy takich kotłów bez żużla, dlatego wraz z nimi instalacja różne środki zewnętrzne czyszczenie powierzchni grzewczych.
Poniżej podano środki czyszczące stosowane w praktyce krajowej i zagranicznej, stosowane głównie jako środki eksploatacyjne.

Zakres zastosowania

Soniczne urządzenia czyszczące nie stały się powszechne ze względu zarówno na ograniczone możliwości usuwania osadów popiołu, jak i problemy środowiskowe. To samo dotyczy czyszczenia wibracyjnego, które wymaga specjalnego czyszczenia konstruktywne rozwiązania do czyszczonych powierzchni grzewczych i może skrócić ich żywotność. Urządzenia takie mogą być niezbędne przy spalaniu paliw o dużej zawartości minerałów korozyjnych, takich jak estońskie łupki bitumiczne.
Jak alternatywne rozwiązanie Zalecane jest stosowanie urządzeń czyszczących pulsacją gazową. Mają porównywalnie prosty projekt, ale w tworzeniu silnie związanych osadów są one znacznie mniej wydajne niż dmuchawy parowe. Jak pokazało doświadczenie eksploatacyjne kotła P-67 w Bieriezowskiej GRES-1, podczas spalania węgla Bieriezowskiego, impulsowe urządzenia czyszczące gazowe powierzchnie grzewcze szybu konwekcyjnego okazały się nieskuteczne.
Urządzenia impulsowe czyszczenie sprawdziło się w usuwaniu luźnych i luźno związanych osadów popiołu, natomiast są one bardziej odpowiednie dla stosunkowo małych kotłów i do lokalnego oczyszczania półpromieniowania, powierzchnie konwekcyjne ogrzewanie, w tym regeneracyjne nagrzewnice powietrza. Ich zastosowanie jest możliwe w elektrowniach posiadających stałe źródło zasilania gazem.
Jednostki czyszczące metodą śrutową najlepiej nadają się do czyszczenia rurowych nagrzewnic powietrza, a także ekonomizerów gładkorurowych ze stosunkowo blisko położonymi wiązkami rur. Można je z powodzeniem stosować pod warunkiem regularnej i stałej konserwacji w elektrowniach o stosunkowo wysokiej kulturze pracy. Jednocześnie ich konstrukcje wymagają udoskonalenia. Nie wdrożono najnowocześniejszych rozwiązań technicznych (opracowanych niegdyś w fabryce w Kotloochistce). produkcja przemysłowa.
W większości przypadków najbardziej wszechstronne i najbardziej uniwersalne są czyszczenie wodą i parą skuteczne metody czyszczenie powierzchni grzewczych. W kotłach ZiO stosowane są jako główne środki czyszczące ekrany spalania, półpromieniowe i konwekcyjne powierzchnie grzewcze.

Dmuchanie wody.

Do czyszczenia sit spalania najczęściej wykorzystuje się dmuchawy wodne, których jest najwięcej skuteczne środki usuwanie zewnętrznych osadów popiołu. Urządzenia nadmuchowe parowe instaluje się w komorze spalania, jeżeli ze względu na niezawodność metalu rury nie można zastosować nadmuchu wodnego (w szczególności w przypadku niektórych przegrzewaczy radiacyjnych o stosunkowo wysoka temperatura metalowa rura). Przedmuch parą sit paleniskowych można stosować także przy spalaniu węgli o małej tendencji do żużlowania.
Jako urządzenia do nadmuchu wody na sita komór spalania stosuje się dwa typy urządzeń:
urządzenia dalekiego zasięgu, które oscylując i odwracając ruch dyszy, kierują strumień przez palenisko, wydmuchując przeciwległe i boczne ściany;
nisko chowane urządzenia, które po wysunięciu głowicy dyszy do paleniska dmuchają w swoją stronę.
Urządzenia można stosować niezależnie lub w połączeniu ze sobą w celu zwiększenia efektywności czyszczenia i zapewnienia większego pokrycia ścian pieca. Wybór rodzaju i parametrów urządzeń, schemat nadmuchu zależy od konstrukcji urządzenia spalającego, wielkości paleniska, intensywności i charakteru zanieczyszczeń. Przy projektowaniu schematów czyszczenia komory spalania wykorzystuje się specjalnie opracowany program komputerowy. Program pozwala określić optymalna lokalizacja, liczbę i rodzaj urządzeń, konfigurację i wymiary stref nadmuchu poszczególnych urządzeń oraz ogólnie czyszczoną powierzchnię komory spalania, wybierz optymalne parametry urządzenia i czynnik roboczy. Przy opracowywaniu programu podsumowano wyniki badań dotyczących czyszczenia sit spalania przeprowadzonych w VTI, SibVTI, ZiO i innych organizacjach, a także wiele lat doświadczenia obsługa dmuchaw wodnych i parowych na kotłach krajowych i zagranicznych.
Dmuchawy wodne dalekiego zasięgu zapewniają efekt czyszczący przede wszystkim dzięki termicznemu działaniu strumieni wody na warstwę osadów popiołu. Mają dużą powierzchnię pokrywającą ściany komory spalania; do oczyszczenia całego paleniska zwykle konieczne jest zainstalowanie tylko czterech do ośmiu urządzeń na kocioł. Urządzenia te są wygodne w użyciu do czyszczenia zimnych kominów i stref międzypalnikowych paleniska, pozwalają na czyszczenie szyb szybów zasysających gaz (od strony paleniska) oraz strzelnic palnika. Instalacja nadmuchu wody z urządzeniami tego typu (zaprojektowana przez zakład Kotlooochistka) została z sukcesem zastosowana przez ZiO w szczególności na kotłach P-64 bloków energetycznych 300 MW elektrociepłowni Gatsko i Uglevik (Jugosławia), spalając Węgiel brunatny jugosłowiański.
Obecnie taki sam schemat czyszczenia pieca został zaprojektowany i dostarczony przez ZiO dla kotłów bloków energetycznych o mocy 210 MW Neyveli TPP (Indie), przeznaczonych do spalania węgli niskiej jakości (brunatnych). Kocioł ma układ wieżowy o wymiarach paleniska w rzucie 13,3 x 13,3 m i wysokości jego części pionowej około 30 m. Do czyszczenia paleniska zainstalowano osiem urządzeń dalekiego zasięgu, które zapewniają przedmuch niemal całej komory spalania wystarczająca wydajność strumienia.
W przypadku kotłów z dużymi komorami spalania skuteczność czyszczenia urządzeń dalekiego zasięgu jest zmniejszona ze względu na ograniczony zasięg strumieni wody, zwłaszcza w warunkach pracy komór spalania kotła. Ponadto stosowane domowe urządzenia dalekiego zasięgu są niewystarczająco niezawodne, mają szereg wad konstrukcyjnych i słabo nadają się do lokalnego, selektywnego czyszczenia oddzielne strefy komora spalania. W związku z tym w schematach czyszczenia komór spalania kotłów ZiO zaczęto powszechnie stosować nisko chowane dmuchawy wodne. Urządzenia te mają zazwyczaj promień nadmuchu dochodzący do 4 – 4,5 m i tworzą strumień o większym działaniu hydrodynamicznym na warstwę osadów popiołu niż urządzenia dalekiego zasięgu.
Pierwsze domowe urządzenia przemysłowe nisko chowane zostały zainstalowane na kotłach P-67 w Berezowskiej GRES-1. Badania wykazały, że urządzenia tego typu mogą zapewnić dobrą skuteczność oczyszczania węgli o bardzo dużej skłonności do żużlowania.
W ostatnie lata W kotłach ZiO montowane są urządzenia wodne niskopociągowe zarówno do całkowitego czyszczenia komór spalania, jak i do miejscowego czyszczenia w obszarach paleniska o największym natężeniu zanieczyszczeń. Schemat czyszczenia pieca z wykorzystaniem wyłącznie urządzeń nisko wsuwanych wdrożono na kotle P-78 bloku energetycznego o mocy 500 MW Yimin TPP (Chiny), spalającego węgiel brunatny. Kocioł ten wyposażony jest w 82 urządzenia wodne niskopociągowe wyprodukowane w ZiO. Obecnie trwają prace rozruchowe na instalacji nadmuchu wody. Podobny schemat czyszczenie pieca przeznaczone jest dla zrekonstruowanego kotła P-50R w Państwowej Elektrowni Okręgowej Kashirskaya, gdzie należy wymienić dmuchawy parowe.
Na kotle OR-210M Skawina TPP (Polska), spalającym węgiel, którego przebudowę przeprowadził zakład, zamontowano sześć niskozaciąganych urządzeń wodnych typu SK-58-6E firmy Clyde-Bergemann (Niemcy). zainstalowany. Urządzenia służyły do ​​czyszczenia przestrzeni paleniskowej w rejonie górnej kondygnacji palników oraz nad palnikami, gdzie spodziewano się największego natężenia zanieczyszczeń. Urządzenia w tych obszarach zapewniały akceptowalną skuteczność czyszczenia, jednak nie radziły sobie z zażużlaniem strzelnic palników znajdujących się w obszarze pracy urządzeń. To ostatnie można w dużej mierze wytłumaczyć faktem, że strumień wody z aparatu skierowany w stronę palników jest porywany przez przepływ mieszaniny pyłowo-gazowo-powietrznej. Ogranicza to możliwości małych urządzeń wysuwnych do czyszczenia strefy palników pieców, szczególnie w przypadku nowoczesnych układów urządzeń palnikowych i ciasnych układów kanałów powietrza pyłowego i gazowego.
W rozważanym kotle należy zamontować dmuchawy wodne dalekiego zasięgu, które oczyszczą całą strefę palnikową paleniska. Dla kotła Ep-670-140 bloku energetycznego 210 MW elektrociepłowni Pljevlja (Jugosławia) opracowano instalację nadmuchową pieca wraz z instalacją urządzeń nadmuchowych dalekiego i krótkiego zasięgu, której przebudowa ( z przejściem na spalanie szerokiej gamy węgli brunatnych i brunatnych) prowadzona jest w ZiO. System, na czterech poziomach wzdłuż wysokości paleniska, umożliwia instalację ośmiu urządzeń dalekiego zasięgu (na pierwszym i czwartym poziomie) oraz 12 urządzeń krótkiego zasięgu (na drugim i trzecim poziomie). Na pierwszym i czwartym poziomie na każdej ścianie paleniska zainstalowane jest jedno urządzenie dalekiego zasięgu; na drugim poziomie zainstalowane jest jedno urządzenie krótkiego zasięgu. Na trzecim poziomie na każdej ścianie paleniska zainstalowane są dwa nisko wysuwane urządzenia.
Stosowanie duplikatów środków czyszczących jest podyktowane koniecznością, ze względu na warunki zanieczyszczenia sit paleniskowych, intensywnego czyszczenia lokalnych obszarów paleniska. W tym przypadku prawie cały schemat technologiczny systemu nadmuchu wody jest najpełniej zrealizowany, wraz ze wspólnym panelem sterowania, za pomocą którego automatyczne i zdalne sterowanie działanie wszystkich dmuchaw i obwodów doprowadzających wodę.
Wymagane parametry wody w instalacji zapewnia agregat pompowy wyposażony w dwie pompy TsNS-38-198. Podczas nadmuchu urządzenia zasilane są wodą z jednej pompy, druga znajduje się w rezerwie.
Na rurociągu doprowadzającym wodę do agregatu pompującego zainstalowany jest zawór odcinający i filtr, aby zapobiec przedostawaniu się wody do pompy i sprzętu. cząstki stałe duże rozmiary pokazujący manometr do monitorowania ciśnienia wody w rurociągu zasilającym. Na rurociągach ssących i ciśnieniowych jednostka pompująca stosowane są zawory odcinające i zawory zwrotne aby wyłączyć pompę w trybie gotowości i zapobiec wstecznemu przepływowi wody.
Na wspólnym rurociągu ciśnieniowym agregatu pompowego zainstalowany jest zawór regulacyjny, który służy do ogólnej regulacji ciśnienia wody w systemie (podczas konfiguracji systemu). Aby automatycznie kontrolować i monitorować pracę systemu, w dalszej części przepływu wody zainstalowany jest zawór odcinający z napędem elektrycznym, czujnik ciśnienia wody i manometr wskazujący.
Z rurociągu ciśnieniowego agregatu pompowego woda wpływa do pionu, a następnie rurociągami rozprowadzana jest na poziomy instalacji aparaturowej. Rurociągi doprowadzające wodę do urządzeń na poszczególnych kondygnacjach są zapętlone. Z rurociągu pierścieniowego woda doprowadzana jest rurociągami do każdego urządzenia na poziomie (do zaworu odcinającego urządzenia).
Zawory regulacyjne i czujniki ciśnienia instalowane są na rurociągach doprowadzających wodę do urządzeń (w poziomach). Zawory regulacyjne służą do regulacji ciśnienia przed urządzeniami (podczas ustawiania instalacji), czujniki ciśnienia służą do monitorowania pracy instalacji.
Pion wyposażony jest w przewód drenażowy, na którym zamontowany jest zawór odcinający z napędem elektrycznym. Zawór ten służy do automatycznego sterowania pracą układu.

Dmuchanie parą.

Obecnie dmuchawy parowe służą głównie do czyszczenia powierzchni półpromienistych i konwekcyjnych. W trudno dostępne miejsca Można dodatkowo zamontować urządzenia nadmuchowe typu „pistolet parowy”.

Wdmuchiwanie wiązek rur odbywa się głównie za pomocą urządzeń głęboko wciąganych ze śrubowym ruchem rury dyszy. W przypadku kotłów mocnych jednostek wymagana głębokość przedłużenia rury dmuchawy sięga 10-12 m. W niektórych przypadkach (głównie zgodnie z warunkami rozmieszczenia i konstrukcji powierzchni grzewczych) głęboko tłoczone urządzenia wahadłowe, które przenoszą. można stosować nadmuch sektorowy, urządzenia śrubowe wielodyszowe – tylko przy ruchu obrotowym rury dmuchawy, która stale znajduje się w kanale gazowym (przy stosunkowo niskiej temperaturze gazu) itp.
Przy projektowaniu instalacji nadmuchowych pary, obliczeniach gazodynamicznych dysz i ciśnień dynamicznych strumieni, wykorzystuje się efektywne promienie działania urządzeń do doboru parametrów czynnika roboczego, standardowych rozmiarów i rozmieszczenia urządzeń. Programy obliczeniowe opierają się na wynikach badań eksperymentalnych wdmuchiwania pary przeprowadzonych przez VTI i SibVTI, w tym na zlecenie zakładu.
W ostatnich latach kotły ZiO zostały wyposażone w dmuchawy parowe firmy Clyde-Bergemann. Urządzenia głęboko chowane tej firmy z powodzeniem zastosowano w szczególności we wspomnianych już kotłach P-78 Imin TPP i OR-210M Skavina TPP.
Dla rekonstruowanego kotła Ep-670-140 w Pljevlja TPP zaprojektowano typowy schemat technologiczny nadmuchu pary różnymi typami dmuchaw parowych. W instalacji nadmuchu pary wykorzystuje się trzy rodzaje urządzeń: do czyszczenia pakietów przegrzewaczy znajdujących się w obrotowym kanale gazowym, 14 urządzeń głęboko chowanych typu PS-SL, do czyszczenia skarp obrotowego kanału gazowego - sześć głęboko chowanych urządzeń wahadłowych typu RK-PL z ograniczonym sektorem nadmuchowym i do czyszczenia pakietów przegrzewaczy, umieszczonych w szybie konwekcyjnym, siedmiu urządzeń śrubowych typu PS-SB, których rura nadmuchowa jest stale umieszczona w kanale gazowym. W kominie obrotowym urządzenia montuje się symetrycznie na prawej i lewej ścianie bocznej (na różnych wysokościach), w szybie konwekcyjnym - na jednej ścianie szybu kotła.
Jako czynnik roboczy stosuje się parę przegrzaną, dostarczaną do urządzeń za reduktorem ciśnienia o ciśnieniu 3-4 MPa. Należy zauważyć, że gdy para jest dostarczana do układu z pośredniej ścieżki przegrzania pary do schemat technologiczny Dodatkowo załączany jest regulator ciśnienia pary (w celu utrzymania stałego ciśnienia przed urządzeniami przy zmianie obciążenia kotła). Wszystkie urządzenia posiadają wbudowaną przepustnicę odcinającą, która jest ustawiona tak, aby podczas nadmuchu ciśnienie pary w rurze dmuchawy urządzeń wynosiło 1,2 - 1,6 MPa. Wymagane dynamiczne ciśnienie strumienia ustala się poprzez dobór odpowiedniej średnicy dyszy.
Doprowadzenie pary do układu (po instalacji redukcji ciśnienia) odbywa się wspólnym rurociągiem o średnicy 133/113 mm z zamontowanym na nim ręcznym zaworem odcinającym, elektrycznym zaworem odcinającym, który służy do automatycznego sterowania układu oraz manometr do kontroli ciśnienia pary na wlocie układu. Wspólny rurociąg jest wyposażony w linię drenażową.
Ze wspólnego rurociągu para rozprowadzana jest dwoma rurociągami o średnicy 89/81 mm, dostarczając parę najpierw do urządzeń PS-SB zainstalowanych w szybie konwekcyjnym, a następnie do urządzeń PS-SL i RK-PL zlokalizowanych na lewą i prawą ścianę boczną. Na końcu rurociągów zasilających instalowane są manometry kontaktowe i termometry oraz przewody drenażowe, które służą do przepłukania i podgrzewania rurociągów instalacji przed włączeniem urządzeń. Na przewodach spustowych instalowane są zmotoryzowane zawory odcinające, obejścia z podkładkami dławiącymi i zawory odcinające.
Manometry, termometry i zawory spustowe z napędem silnikowym służą do automatycznego sterowania pracą systemu. Obejścia (z podkładką dławiącą) rurociągów drenażowych są niezbędne, aby podczas nadmuchu zapewnić stały przepływ pary przez rurociągi doprowadzające parę do urządzeń i zapobiec kondensacji pary wodnej w nich. Zawór odcinający włączony wspólny rurociąg i zawory odcinające na rurociągach odwadniających stosowane są podczas prac remontowych oraz w sytuacjach awaryjnych.
Instalacja nadmuchowa pary wyposażona jest w ogólny panel sterowania, za pomocą którego odbywa się automatyczne i zdalne sterowanie pracą wszystkich dmuchaw i armatury, ogrzewaniem i opróżnianiem instalacji.
Obecnie kotły ZiO przeznaczone do spalania paliwa żużlowego wyposażone są w rozbudowane systemy oczyszczania, na które składają się głównie dmuchawy wody i pary, układy automatycznego sterowania oraz układy podawania czynnika roboczego z zaworami odcinającymi i regulacyjnymi. W niektórych przypadkach można je uzupełnić o urządzenia nadmuchowe „pistoletów” parowych, a także inne środki czyszczące.

A. P. Pogrebnyak, kierownik laboratorium,
Doktorat SI. Wojewodin, czołowy badacz,
V.L. Kokorev, główny projektant projektu,
GLIN. Kokorev, wiodący inżynier,
JSC „NPO CKTI”, St.Petersburg

W bieżącym warunki ekonomiczne, kiedy większość przedsiębiorstw decyduje się na maksymalizację wydajności swoich urządzeń, m.in. i należących do nich kotłowni, w celu obniżenia kosztów produkcji w kontekście stale rosnących cen energii, szczególną uwagę koncentruje się na nietradycyjnych rozwiązaniach technicznych, które oszczędzają paliwo, zwiększają wydajność i trwałość urządzeń.

Jeden z głównych obszarów oszczędzania różne typy płyn i paliwo stałe(olej opałowy, olej napędowy, węgiel, torf, łupki bitumiczne, odpady drzewne itp.) ma na celu zwiększenie sprawności kotłów parowych i gorącowodnych, jednostek technologicznych spalających tego typu paliwa, poprzez zapobieganie zanieczyszczeniu ich powierzchni grzewczych osadami popiołu.

Wieloletnie doświadczenie w eksploatacji kotłów parowych i wodnych, kotłów na ciepło odzysknicowe i innych jednostek technologicznych wyposażonych w tradycyjne środki czyszczenia powierzchni grzewczych wykazało ich niewystarczającą sprawność i niezawodność, co znacznie zmniejsza efektywność pracy (spadek sprawności o 2-3 %) i wymaga dużych kosztów pracy przy produkcji ręcznego czyszczenia. Ponadto te metody czyszczenia mają wiele innych istotnych wad, a mianowicie:

Nadmuch pary, wraz ze znacznymi kosztami energii i robocizny, sprzyja korozyjnemu i erozyjnemu zużyciu powierzchni grzewczych, zwłaszcza podczas spalania paliw o wysokiej zawartości siarki, co skraca ich żywotność o 1,5-2 razy; obecność wilgoci przyczynia się do twardnienia osadów na rurach w wyniku zasiarczenia, co skutkuje częstymi przestojami kotłów w celu ręcznego czyszczenia;

Czyszczenie śrutowe jest złożoną i energochłonną metodą czyszczenia, wymagającą znacznego nakładu pracy podczas jej użytkowania oraz podczas naprawy używanego sprzętu i nie zapewnia skutecznej i niezawodne czyszczenie na skutek dużych strat śrutu, a także utknięcia śrutu w instalacji rurowej urządzenia czyszczącego i w powierzchniach grzewczych;

Czyszczenie wibracyjne oraz czyszczenie udarowe powodują mechaniczne uszkodzenia czyszczonych powierzchni grzewczych.

Wady te są wolne od systemów czyszczenia pulsacyjnego gazu (GCP) opracowanych w JSC NPO TsKTI na podstawie własnych badań z komorami pulsacyjnymi o małych rozmiarach, które są przeznaczone do oczyszczania osadów z konwekcyjnych powierzchni grzewczych kotłów przemysłowych (DKVR, DE, KV-GM, PTVM, GM, BKZ itp.), a także kotły użytkowe niska moc(od 0,5 MW i więcej). Opracowywane systemy GMO charakteryzują się różnym stopniem automatyzacji, aż do w pełni zautomatyzowanych.

Zasada działania systemu GIO polega na oddziaływaniu na osady powstałe na powierzchniach grzewczych poprzez ukierunkowane fale uderzeniowe i akustyczne powstające w wyniku wybuchowego spalania ograniczonej objętości mieszaniny gazowo-powietrznej (0,01-0,1 m3), prowadzonego w komorze pulsacyjnej znajduje się poza kanałem kominowym kotła. W wyniku wypływu produktów spalania z komory pulsacyjnej z prędkością naddźwiękową, na zewnętrznych osadach, przenoszeniu ciepła i otaczających powierzchniach zachodzi złożony efekt falowy i termogazodynamiczny.

Elementami roboczymi w systemie są: gaz ziemny, paliwo lub gaz w butlach(propan) i powietrze z własnego wentylatora.

Głównymi elementami konstrukcyjnymi systemu GIO są: komory impulsowe, bloki dysz, kolektory, jednostka procesowa, jednostka zapłonowo-sterująca (ICU), kompleks sterowania systemem (wersja zautomatyzowana).

Komora pulsacyjna (zdjęcie 1) przeznaczona jest do organizacji procesu spalania wybuchowego i jest cylindrycznym pojemnikiem o średnicy 159-325 mm (w zależności od właściwości czyszczonej powierzchni i rodzaju paliwa) oraz wysokości powyżej 1 m. Komora pulsacyjna połączona jest z kanałem kominowym kotła za pomocą bloku dyszowego, którego zadaniem jest wprowadzenie produktów wybuchu mieszaniny gazowo-powietrznej do komina kotła i skierowanie powstającej fali uderzeniowej na powierzchnię grzejną.

Jednostka technologiczna GIO ma wymiary 250x1300 mm (zdjęcie 2) i jest instalowana bezpośrednio przy kotle i realizuje wszystkie funkcje technologiczne zgodnie z algorytmem działania układu czyszczącego. Zespół technologiczny składa się z wentylatora, zespołu przygotowania i rozpalania mieszanki, przewodu gazowego z armaturą oraz manometru.

Sterowanie elementami bloku technologicznego odbywa się za pomocą BZU (fot. 3), który jest podłączony kablem do sieci elektrycznej i posiada złącza umożliwiające podłączenie do zapalarki, wentylatora i elektrozaworu. BZU ustawia liczbę impulsów i odstęp między nimi.

W zautomatyzowanej wersji GMO kompleks kontrolny składa się z jednostki sterującej i jednej lub więcej jednostek wykonawczych, które pełnią funkcje jednostki sterującej. W tym przypadku system zostaje uruchomiony „z przycisku”, a zatrzymanie i przywrócenie działania wszystkich elementów systemu następuje automatycznie.

Częstotliwość czyszczenia – od kilku razy dziennie dla kotłów opalanych paliwami stałymi (węgiel, łupki bitumiczne, torf itp.), do raz w tygodniu przy pracy na gaz ziemny. Czas trwania cyklu czyszczenia wynosi 10-15 minut, zużycie gazu (propan) na cykl czyszczenia wynosi 0,5-2,5 kg.

Praca nad GMO nie zapewnia szkodliwe skutki dla personelu serwisowego i elementy konstrukcyjne bojler

Fale uderzeniowe generowane przez komory pulsacyjne rozchodzą się we wszystkich punktach przewodu kominowego kotła, co zapewnia równomierne oczyszczenie powierzchni grzewczych. GMO można stosować do czyszczenia powierzchni grzewczych pracujących w środowisku zarówno gazów obojętnych, jak i agresywnych (SO2, HF itp.).

System GMO jest niezawodny w działaniu oraz łatwy w obsłudze i konserwacji, nie wymaga napraw zapobiegawczych pomiędzy przeglądami kotła. Można go montować nie tylko na kotłach w budowie, ale także na kotłach eksploatowanych. Przestój kotła dla instalacji GMO wynosi 5-10 dni. i zależy od ilości zamontowanych kamer impulsowych.

Zastosowanie GMO, poza oszczędnością energii poprzez poprawę aerodynamiki przewodu gazowego i obniżeniem kosztów poprzez eliminację ręcznego czyszczenia, może znacząco zwiększyć efektywność konwekcyjnych powierzchni grzewczych kotłów (patrz tabela). Sprawność kotłów parowych i gorącowodnych zasilanych paliwami ciekłymi i stałymi wzrasta o 1,5-2% dzięki zastosowaniu GMO, co pozwala na osiągnięcie wartości zbliżonej do projektowej.

Zastosowanie GMO na kotłach różne typy zapewnia efekt ekonomiczny, który pozwala odzyskać koszty wdrożenia jedynie poprzez oszczędność paliwa, w okresie od sześciu miesięcy do roku.

Obecnie niewielki systemu mobilnego GMO dla małych kotłów komunalnych przedsiębiorstw energetycznych.

[e-mail chroniony]

| pobierz za darmo Doświadczenie we wdrażaniu czyszczenia impulsowego gazu w kotłach technologii energetycznej oraz kotłach dla energetyki przemysłowej i komunalnej, Pogrebnyak A.P., Voevodin S.I., Kokorev V.L., Kokorev A.L. ,

AP Pogrebnyak, kierownik laboratorium, V.L. Kokorev, główny projektant projektu, A.L. Kokorev, wiodący inżynier, I.O. Moiseenko, inżynier pierwszej kategorii, A.V. Gultyaev, wiodący inżynier, N.N. Efimova, wiodący projektant, JSC NPO TsKTI, St. Petersburg

Rozwój pulsacyjnych środków do czyszczenia powierzchni grzewczych rozpoczęli specjaliści z NPO TsKTI w latach 1976-1978. z uwagi na to, że wieloletnie doświadczenie w eksploatacji kotłów dla energetyki przemysłowej i komunalnej, kotłów na ciepło odpadowe oraz urządzeń energotechnicznych różnych gałęzi przemysłu, wyposażonych w tradycyjne środki czyszczące, wykazało ich niewystarczającą sprawność i niezawodność, co znacząco obniżyło efektywność eksploatację bloków (spadek sprawności o 2-3%).

Od momentu powstania pierwszych przemysłowych urządzeń do pulsacyjnego oczyszczania gazów (GCP) w NPO TsKTI rozpoczęła się współpraca z wiodącymi kotłowniami (Belenergomash, BiKZ, DKM). Na przykład w 1986 r. GIO TsKTI zostało wyposażone w próbkę czołową kotła odzysknicowego RKZh-25/40 wyprodukowanego przez Kotłownię Biełgorod, zainstalowaną za piecem do wytapiania koncentratów miedzi w kąpieli płynnej w kopalni Bałchasz i Kombinatu Metalurgicznego, co zapewniło skuteczne oczyszczenie jego radiacyjnych i konwekcyjnych powierzchni grzewczych. Zastosowanie GIO TsKTI do czyszczenia powierzchni grzewczych kotłów odzysknicowych produkcji BZEM za piecami ze złożem fluidalnym do wypalania pirytu na linii produkcyjnej kwasu siarkowego w Stowarzyszeniu Produkcyjnym Azot w mieście Meleuz (KS-250 VTKU, KS-450VTKU ) rozwiązało problem chłodzenia gazów spalinowych do poziomu umożliwiającego stworzenie warunków niezawodnej pracy elektrofiltrów.

Pozytywne doświadczenia stały się przesłanką wyboru GMO jako środka czyszczącego przy opracowywaniu projektów NPO TsKTI dla ujednoliconej serii kotłów na ciepło odzysknicowe dla BZEM, których produkcję zdecydowano się rozpocząć na początku lat 90-tych. .

GMO powszechnie wprowadzono także w celu zastąpienia urządzeń do oczyszczania śrutu i nadmuchu pary w kotłach produkowanych przez Kotłownię Bijsk (kotły DE, KE, DKVR) i zakład Dorogobużkotłomasz (kotły KV-GM, PTVM). W Zakładzie Budowy Maszyn Kusinsky uruchomiono przemysłową produkcję ekonomizerów wyposażonych w urządzenia GIO.

W 1986 roku GIO TsKTI zostało wprowadzone do produkcji przemysłowej w zakładzie Ilmarine (Tallin), a w 1990 roku rozpoczęły się dostawy fabrycznych systemów GIO do przemysłowych i komunalnych obiektów energetycznych w ZSRR. Jednak w 1991 roku dostawy te zostały wstrzymane, a wiele kotłowni rozpoczęło produkcję urządzeń GMO własnej produkcji w celu uzupełnienia wyposażenia, które z reguły posiadało szereg wad konstrukcyjnych.

Specjaliści NPO TsKTI kontynuowali wdrażanie GMO własnego projektu w kotłach do różnych celów, a od 1989 roku także w komorach konwekcyjnych pieców olejowych. Jednocześnie udoskonalano GMO w kierunku podniesienia ich poziomu technicznego, niezawodności i bezpieczeństwa, w wyniku czego stworzono w pełni zautomatyzowane systemy GMO.

Pierwszy doświadczony i urządzenia przemysłowe GMO zostały zaprojektowane z myślą o prawie całkowicie ręcznym schemacie sterowania siłownikami, co znacznie komplikuje proces ich działania, wymuszając częste regulacje sprzętu, wymagające specjalnych umiejętności i dodatkowe szkolenie personel zajmujący się konserwacją i obsługą. Aby wyeliminować te czynniki, rozpoczęto prace rozwojowe środki techniczne do automatyzacji systemów GMO. Pierwszy w pełni zautomatyzowany system GIO został wdrożony w 1998 roku w ramach kontraktu z firmą produkującą kotłownie AALBORG KEYSTONE (Dania) na kotle na ciepło odzysknicowe zainstalowanym za generatorami diesla o mocy 30 MW w elektrowni Zavodov Morze Martwe w Izraelu (zdjęcie 1).

Zdjęcie 1. GMO w kotle odzysknicowym elektrowni na Morzu Martwym (Izrael).

GMO zainstalowano w celu zastąpienia zawodnych i nieefektywnych urządzeń nadmuchowych przegrzewacza pary kotła na ciepło odzysknicowego pracującego pod ciśnieniem do 3000 Pa, co z kolei wymagało opracowania rozwiązań konstrukcyjnych zabezpieczających jednostki i rurociągi GMO przed gazy spalinowe. Jednocześnie system GMO pracował stabilnie zarówno w trybie automatycznym (z panelu sterowania stacji), jak i w trybie ręcznym, realizując wszystkie zadane programy we wszystkich trybach pracy kotła w całym zakresie ciśnień spalin (od 0 do 3000 Pa) bez ponownej regulacji. Jednostki zasysające zainstalowane na dyszach wylotowych komór pulsacyjnych zapewniały niezawodną ochronę komór i system rur GMO ze spalin. GIO zapewniło skuteczne oczyszczenie powierzchni grzewczych przegrzewacza zlokalizowanego poza strefą żużlowania oraz odżużlanie na zimno pakietów przegrzewaczy znajdujących się w strefie żużlowania.

W 1999 roku kocioł OL-20 firmy Rafako (Polska) z piecem do wypalania łuski słonecznika został wyposażony w zautomatyzowaną instalację GMO i został oddany do komercyjnej eksploatacji w Zaporożu MZHK.

W procesie wprowadzania GIO na sprzęt krajowych i zagranicznych przedsiębiorstw kotłowni w latach 2000–2005 w OJSC NPO TsKTI stworzono systemy ze zunifikowanymi jednostkami i kompleksami automatycznego sterowania (zdjęcie 2).

Zdjęcie 2. Ujednolicone jednostki systemu GMO dla bloku kotłowego.

W 2006 roku na olejowym piecu opałowym VDM-1, zaprojektowanym i dostarczonym przez firmę Foster Wheeler dla zakładu LUKOIL-Neftokhim-Burgas AD (Bułgaria), w miejsce przewidzianego w projekcie pieca systemu czyszczenia za pomocą dmuchaw parowych zainstalowano system GMO (zdjęcie 3) i zapewnił skuteczne czyszczenie wężownic żebrowych komory konwekcyjnej przy znacznym zmniejszeniu zużycia metalu, wymiarów i kosztów eksploatacji w porównaniu do nadmuchu parą.

Zdjęcie 3. Elementy instalacji GMO na piecu VDM-1 firmy LUKOIL – Neftochim-Burgas AD (Bułgaria).

Współpraca z zagranicznymi firmami zajmującymi się budową kotłowni przyczyniła się do podniesienia poziomu technicznego i niezawodności systemów GIO, co przyczyniło się do wdrożenia GIO TsKTI dla obiektów w Rosji.

Od 2006 roku obowiązuje umowa pomiędzy OJSC Dorogobuzhkotlomash a OJSC NPO TsKTI na dostawę jednostek technologicznych dla systemów GIO kotłów ciepłej wody produkowanych przez zakład. Obecnie dostarczono około 40 jednostek technologicznych. W tym przypadku komory impulsowe i rurociągi są produkowane fabrycznie. Taka forma współpracy jest korzystna dla obu stron.

Od połowy 2000 roku wznowiono dostawy zautomatyzowanych systemów GIO TsKTI do wiodących kotłowni w Rosji i krajach WNP. Dla Zakładu Budowy Maszyn Elektroenergetycznych Belozersky (Białoruś) opracowano projekty serii prototypowych kotłów E-30-3.9-440DF, E-20-3.9-440DF, E-10-3.9-440DF do spalania torfu i odpadów drzewnych . GIO kotła E-30-3,9-440DF został oddany do eksploatacji w Belorusskaya GRES-1 w marcu 2013 roku. W najbliższej przyszłości planowane jest dostarczenie GIO dla E-20-3,9-440DF i E-10 -3,9 kotłów -440DF. Dla tego typu kotłów nowy kompleks sterujący obwodem rozdzielacza ze wspólnym blokiem technologicznym i zawory elektromagnetyczne dostarczanie mieszaniny gazowo-powietrznej do kilku grup komór pulsacyjnych. W maju 2013 roku zrealizowano dostawę nowo wybudowanego kotła KVGM-139.6-150 Nowosybirsk CHPP-2 do Kotłowni Bijsk. Obecnie opracowano projekt i planuje się dostawę do OJSC Sibenergomash dwóch GIO dla kotłów E-100-1.6-535GMN pracujących pod ciśnieniem 4000 Pa, przeznaczonych do instalacji w elektrociepłowni zakładu petrochemicznego w Angarsku. Doprowadzenie powietrza do zasysania zapewnia wentylator kotła.

W 2008 roku wdrożono zautomatyzowany system GIO na dwóch kotłach wodnych KVGM-100 kotłowni nr 1 Federalnego Państwowego Przedsiębiorstwa Unitarnego „Kombinat Górniczo-Chemiczny” (Zheleznogorsk, Obwód Krasnojarski), pracujące na oleju opałowym o wysokiej zawartości siarki.

Przewidziane w projekcie urządzenie do czyszczenia śrutu nie zostało zastosowane ze względu na jego niską wydajność i niezawodność. Przed wprowadzeniem GMO kotły zatrzymywano co dwa miesiące w celu ręcznego czyszczenia, stosując wodne przemywanie powierzchni grzewczych, ze względu na znaczny wzrost temperatury spalin (o ponad 60°C) i opór ścieżki gazowej, co doprowadziło do braku możliwości eksploatacji kotłów przy obciążeniu powyżej 50% nominału Mycie wodą w warunkach osadzania się siarki na elementach pakietów konwekcyjnych spowodowało korozję metalu pod wpływem kwasu siarkowego, co skróciło żywotność powierzchni grzejnych o około połowę. Dodatkowo pojawił się problem neutralizacji kwaśnej wody myjącej.

Podczas wykonywania tych prac w sekcjach pakietów konwekcyjnych każdego kotła zainstalowano sześć komór pulsacyjnych o średnicy 325 mm, połączonych w trzech grupach. Do każdej grupy komór doprowadzana była mieszanina gazowo-powietrzna z zespołów technologicznych (po 3 sztuki na każdy kocioł), realizując wszystkie niezbędne funkcje zgodnie z algorytmem działania. Sterowanie systemem GMO odbywa się z jednostki sterującej wykonanej w oparciu o sterownik przemysłowy i umieszczonej w sterowni. Oczyszczanie pakietów konwekcyjnych odbywa się poprzez sekwencyjną pracę komór pulsacyjnych wzdłuż strumienia spalin.

W wyniku wprowadzenia systemów GIO sprawność każdego kotła wzrosła o 1-1,5%, a regularne załączanie GIO raz dziennie zapewnia utrzymanie powierzchni grzewczych w czystości eksploatacyjnej oraz utrzymanie temperatury spalin na poziomie poziom wartości regulacyjnych. Zmniejszenie oporów na drodze spalin pozwala na pracę kotłów przy obciążeniu znamionowym. Odmowa mycia wodą znacznie zwiększa żywotność powierzchni grzewczych. Zwiększono produkcję energii cieplnej dzięki wyeliminowaniu przestojów kotłów ze względu na prace pracochłonne. czyszczenie ręczne. Koszty eksploatacji GMO są niewielkie: jedna 50-litrowa butla z propanem zapewnia działanie instalacji GMO przez trzy tygodnie, a zużyta energia elektryczna nie przekracza 2 kW przy czasie trwania cyklu czyszczenia 10-12 minut.

Kontynuowana jest współpraca z klientami zagranicznymi. Tym samym w sierpniu 2013 roku zakończono prace nad projektem instalacji GIO dla kotła odzysknicowego K-35/2,0-130 przeznaczonego do montażu za instalacją regeneracji katalizatora na linii krakingu katalitycznego spółki LUKOIL-Nieftokhim-Burgas AD roślina (Bułgaria) . Kocioł na ciepło odpadowe musi pracować pod ciśnieniem do 10 000 Pa, co wymagało przy opracowywaniu projektu zabezpieczenia bloków GIO i rurociągów przed przedostawaniem się do nich spalin na skutek stałego dopływu powietrza z własnego wentylatora GIO do zespołów zasysających zlokalizowanych pomiędzy komorami pulsacyjnymi a kanałem spalinowym kotła, w związku z tym przyjęto nowe rozwiązania konstrukcyjne i obwodów mające na celu ulepszenie kompleksu sterującego do stosowania w określonych warunkach pracy. Obecnie trwają prace nad wyprodukowaniem i skompletowaniem systemu GMO, certyfikując go na zgodność z wymogami Dyrektywy Unii Europejskiej 97/23/WE w celu uzyskania międzynarodowego certyfikatu i prawa do stosowania oznakowania CE. Uruchomienie zaplanowano na kwiecień 2014 roku.

Wraz z udoskonalaniem i wdrażaniem systemów GMO specjaliści NPO TsKTI kontynuowali rozpoczęte około 35 lat temu prace badawczo-rozwojowe nad systemami pneumatycznego czyszczenia impulsowego (PCP). Szerokie zastosowanie w krajach otrzymano pneumatyczne systemy czyszczenia impulsowego Europa Zachodnia i USA. W ostatnich latach niektóre firmy weszły w rynek krajowy. Początkiem wznowienia rosyjskich prac w tym obszarze był rozwój JSC NPO TsKTI projekt techniczny Systemy PIO w pilotażowej wersji przemysłowej dla kotłów KV-R-8-115 firmy OJSC Kovrovkotlomash. Przy opracowaniu tego projektu zastosowano szereg nowych rozwiązań technicznych mających na celu zwiększenie niezawodności, wydajności i łatwości obsługi systemu PIO, poszerzając zakres jego zastosowania.

Literatura

1. Pogrebnyak A.P., Valdman A.M. Doświadczenie w opanowywaniu kotłów na ciepło odpadowe do pieców do wytapiania metali nieżelaznych // Postępowanie TsKTI. 1989. tom. 250.

2. Gdalevsky I.Ya., Grishin V.I., Pogrebnyak A.P., Valdman A.M. Doświadczenie w przemysłowych wdrożeniach oczyszczania impulsowego gazu w ciepłowniach wodnych, kotły parowe i kotły na ciepło odpadowe // Postępowanie TsKTI. 1989. tom. 248.

3. Izotov Yu. P., Golubov E. A., Kocherov M. M. Zwiększanie wydajności powierzchni grzewczych kotłów na ciepło odpadowe w piecach do wypalania pirytu w złożu fluidalnym.

4. Kotły z odzyskiem ciepła i kotły technologii energetycznej: Katalog branżowy. M., 1990.

5. Romanov V.F., Pogrebnyak A.P., Voevodin S.I., Jakowlew V.I., Kokorev V.L. Wyniki doskonalenia zautomatyzowanych systemów oczyszczania impulsowego gazu (GCP) zaprojektowanych przez TsKTI na kotłach energetyki przemysłowej i komunalnej oraz na piecach technologicznych rafinerii ropy naftowej // Postępowanie TsKTI. 2002. Wydanie. 287.

6. Aparaty i urządzenia do czyszczenia powierzchni grzewczych: Katalog branżowy. M., 1987.

7. Pogrebnyak A.P., Kokorev V.L., Voevodin S.I., Kokorev A.L., Gultyaev A.V. Efimova N.N. Wyniki wdrożenia zautomatyzowanych systemów GIO TsKTI w piecach do ogrzewania olejowego, kotłach na ciepło odpadowe i kotłach na gorącą wodę // Postępowanie TsKTI. 2009. Wydanie 298.

8. A. s. Nr 611101 ZSRR Urządzenie do impulsowego czyszczenia powierzchni grzewczych wytwornic pary z osadów zewnętrznych / Pogrebnyak i in., 1978.

9. Pogrebnyak A.P., Kokorev V.L., Voevodin S.I., Kokorev A.L., Semenova S.A. Urządzenia do pulsacyjnego i akustycznego czyszczenia powierzchni cieplnych i technologicznych. Tworzenie, rozwój i perspektywy // Postępowanie TsKTI. 2009. Cz. 298.

10. Pat. 123509 Federacja Rosyjska. Urządzenie do pulsacyjnego czyszczenia powierzchni grzewczych z osadów zewnętrznych / Pogrebnyak A.P., Kokorev V.L., Kokorev A.L., Moiseenko I.O. wyd. 27.12.2012. Byk. Nr 36.