Введение
Издавна проблема обогрева помещения была крайне острой в нашей стране, особенно в низкотемпературных регионах. Многие российские объекты теплоэнергетики, построенные еще в середине прошлого века, нуждаются в модернизации котельного оборудования. Потенциал котельных давно себя исчерпал. Морально и физически устаревшее оборудование не позволяет обеспечить необходимый режим теплоснабжения объектов, создаёт угрозу жизни и здоровью населения, тормозит дальнейшее развитие производства.
С проблемой обновления оборудования котельных сегодня нередко приходится сталкиваться руководителям самых различных организаций и служб на производстве и в жилищно-коммунальном секторе. В сложившейся ситуации руководство предприятий не планирует строительство новых котельных, а принимает оптимальное решение - провести модернизацию существующих.
Не стоит избавляться от котла, который еще в отличном состоянии. Старые котлы имеют ряд несомненных достоинств. Они надежны и просты в эксплуатации, доступны при проведении ремонтных работ. Если заменить горелку и установить современную автоматику, то можно продлить срок эксплуатации теплоагрегата ещё на несколько лет.
По оценкам специалистов замена оборудования в котельной обходится более чем на 30 % дешевле строительства новой котельной. В результате модернизации предприятие получает автоматизированную котельную с высокой производственной надежностью, что позволяет значительно сократить затраты на энергоносители и снизить эксплуатационные расходы.
Во многих котельных отечественные водогрейные агрегаты вполне работоспособны и могли бы послужить еще не один год.
В настоящее время существующий парк котельных активно обновляется и модернизируется, однако число требующих реконструкции объектов еще велико. В удручающем состоянии находятся системы автоматизации. Во многих регионах России износ газового оборудования, газоиспользующих установок, средств автоматизации котельных составляет от 60 до 80 %, а по некоторым позициям, например автоматическим системам безопасности, в отдельных случаях может приближаться к 100 %.
Газовые горелки являются одним из основных элементов любого нагревающего прибора. Правильный выбор типа горелки, качественная установка и грамотное расположение играют очень важную роль в качестве работы и времени эксплуатации обогревающих приборов, их способность поддерживать определенный температурный режим в помещении.
Они используются в различных целях - для отопительных котлов, воздухонагревателей, сушильных установок или промышленного применения. Конструкции газовых горелок обеспечивают смешение топлива и кислорода для оптимального горения, придавая им необходимые направление и скорость. Газовые горелки направляют поток газовоздушной смеси к выходному отверстию для ее воспламенения и сгорания.
Выбор горелочного устройства имеет большое значение для правильного функционирования котла. На рынке представлены, в основном, горелки импортного производства, отвечающие всем требованиям по безопасности, экономичности и надежности. Применение той или иной марки горелки зависит скорее всего от уровня цены, так как уровень качества примерно одинаков для основных производителей.
В настоящее время в поселке Красный Коммунар Сакмарского района Оренбургской области имеется собственная котельная с 3 паровыми котлами: ДЕ-25/14 ГМ - 2 шт. и ДЕ-6,5/14 ГМ - 1 шт. Фактическая загрузка котельной составляет 30 ÷ 40 % установленной мощности. Это приводит к перерасходу эксплуатационных затрат и высокой себестоимости тепловой энергии.
1. Краткая характеристика котельной и оборудования
Отопительно-производственная котельная предназначена для выработки пара и горячей воды на отопление, горячее водоснабжение и производственные нужды ст. Сакмарская.
В котельной установлено 3 котла:
- ДЕ-25/14 ГМ № 1;
- ДЕ-25/14 ГМ № 2, в настоящее время отсутствует разрешение на эксплуатацию;
- ДЕ-6,5/14 ГМ № 3.
Котлы ДЕ Бийского котельного завода предназначены для выработки насыщенного пара с разрешенным давлением до 1,27 МПа.
Котлы ДЕ - двухбарабанные, вертикально-водотрубные с естественной циркуляцией, с топкой, предназначенной для сжигания газа и мазута.
Основными элементами котлов является верхний и нижний барабаны, соединенные между собой пучком труб, образующих конвективную поверхность нагрева, и топочные экраны, образующие радиационные поверхности нагрева.
Котлы работают на природном газе и мазуте, оборудованы вихревыми горелками типа ГМ, изготовленными Бийским котельным заводом.
Каждый котел ДЕ оборудован дутьевым вентилятором, дымососом, блочным чугунным экономайзером.
Котел № 1 оборудован блочным чугунным экономайзером ЭП1-646.
Котел № 3 оборудован блочным чугунным экономайзером ЭБ2-142И. Направляющие аппараты дымососов и вентиляторов имеют автоматизированный привод.
Котел ДЕ-25/14 ГМ оборудован горелкой типа ГМ-16.
Котел ДЕ-6,5/14 ГМ оборудован горелкой типа ГМ-4,5.
Источник водоснабжения котельной - водопровод. Для приготовления питательной воды в котельной предусмотрена химводоочистка - двухступенчатая натрий-катионитовая установка и атмосферный деаэратор ДА-100. Подпитка составляет 30 м3/сут.
Общекотельное оборудование включает в себя газовое оборудование (отдельно стоящий ГРП и общекотельные газопроводы), паропроводы, паро- и водо-водяные теплообменники, соединительные трубопроводы питательной, прямой, обратной, подпиточной (химочищенной) и исходной воды, питательные и сетевые насосы. Подпиточные насосы отсутствуют, подпитка осуществляется за счет давления водопроводной сети или давления насосов сырой воды.
Каждый котел оборудован необходимыми контрольно-измерительными приборами и приборами автоматики безопасности системы «Кристалл» (Бийский котельный завод). Регулирование основных параметров (давление газа, воздуха на горелку, разрежения) выполняется в ручном режиме. Поддержание уровня в барабане и давления в питательной линии поддерживается в автоматическом режиме.
Подключенная тепловая нагрузка составляет 10,9 Гкал/час, представленная в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Тепловая нагрузка котельной поселка Красный Коммунар
| Нагрузка | расход | |
| Теплоты (Гкал/ч) | Воды (т/ч) | |
| Отопление | 5,86 | 275,62 |
| Горячее водоснабжения | 4,8 | |
| Вентиляция | - | - |
| Технологические нужды | 0,24 | 0,38 |
| Всего | 10,9 |
котельный горелка паровой привод
Наименование и адреса абонентов, подключенных к котельной:
- локомотивное депо
- мельница АСОЛЬ
- база ПЧ-26
- пост СЦБ и Связи
- вокзал
- контора ЭЧ
- жилой поселок
Технические характеристики оборудования, установленные на котельной, описаны в таблицах 1.2 - 1.15.
Таблица 1.2 - Газовая горелка ГМ-16
| Номинальный расход топлива (Q = 8500 ккал/м) | 1880 м3/ч |
| Номинальное давление газа перед горелкой | 25 кПа (2500 кгс/ м3) |
| Номинальное давление воздуха перед горелкой | 3,50 кПа |
| Коэффициент рабочего регулирования | 5,0 |
| Диаметр газовыпускных отверстий | |
| Минимальный коэффициент избытка воздуха при номинальной нагрузке | 1,05 |
| Число газовыпускных отверстий |
Таблица 1.3 - Паровой котел ДЕ-25/14
| Год изготовления | 1990 г. |
| Номинальная паропроизводительность | 25 т/ч |
| Разрешенное давление пара в барабане котла (абс.) | 1,37 МПа |
| Температура питательной воды на входе в экономайзер | 100 °С |
| То же на выходе из экономайзера | 135 °С |
| Площадь поверхности нагрева: радиационная конвективная испарительная | 60,46 м 2 209,8 м 2 2703 м 2 |
| Температура продуктов сгорания за котлом | 319 °С |
| Температура уходящих газов за экономайзером | 142 °С |
| Паровой объем котла | 2,61 м3 |
| Водяной объем котла | 16,5 м3 |
| Номинальные потери тепла в окружающую среду | 1,0 % |
| То же котлоагрегата | 2,1 % |
| КПД брутто котлоагрегата | 92,3 % |
Таблица 1.4 - Паровой котел ДЕ-6,5/14 ГМ
| Гoд изготовления | 1989 г. |
| Производительность | 6,5 т/ч |
| Разрешенное давление пара в барабане котла | 1,27 МПа |
| Температура питательной воды на входе в экономайзер | 100 °С |
| То же на выходе из экономайзера | 135 °С |
| Площадь поверхности нагрева: радиационная конвективная | 32 м 2 57 м 2 |
| Номинальные потери тепла в окружающую среду | 1,8% |
| Температура продуктов сгорания за котлом | 255 °С |
| Температура уходящих газов за экономайзером | 130 °С |
| Питательный объем котла | 0,63 м3 |
| Паровой объем котла | 1,18 м3 |
| Водяной объем котла | 5,6 м3 |
Таблица 1.5 - Газовая горелка ГМ-4,5
| Номинальная теплопроизводительность | 4,5 Гкал/ч |
| Диапазон регулирования от номинальной теплопроизводительности | 20 ÷ 100 % |
| Номинальное давление газа перед горелкой | 25 кПа |
| Номинальный расход газа | 530 нм3/час |
Таблица 1.6 - Дымосос ДН-12,5-1500
| Производительность | 39900 м 3 /ч |
| Напор | 3510 Па |
| Частота вращения | 1500 об/мин |
| Мощность электродвигателя | 55 кВт |
| Изготовитель | Бийский котельный завод |
Таблица 1.7 - Дутьевой вентилятор ВДН-11.2
| Производительность | 28700 м 3 /ч |
| Напор | 4410 Па |
| Частота вращения | 1500 об/мин |
| Мощность электродвигателя | 55 кВт |
| Изготовитель | Бийский котельный завод |
Таблица 1.8 - Дымосос ДН-10-1000
| Производительность | 13620 м 3 /ч |
| Напор | 990 Па |
| Частота вращения | 1000 об/мин |
| Мощность электродвигателя | 11 кВт |
| Изготовитель | Бийский котельный завод |
Таблица 1.9 - Дутьевой вентилятор ВДН-9-1000
| Производительность | 9930 м 3 /ч |
| Напор | 1250 Па |
| Частота вращения | 1000 об/мин |
| Мощность электродвигателя | 11 кВт |
| Изготовитель | Бийский котельный завод |
Таблица 1.10 - Блочный чугунный экономайзер ЭБ 1-646
| Площадь поверхности нагрева646 м3 | |
| Гидравлическое сопротивление | Не более 196,2 кПа (2 кгс/см2) |
| Аэродинамическое сопротивление | Не более 343,5 Па (35 кгс/ м2) |
| Число колонок | |
| Длина труб | 3 м |
Таблица 1.11- Блочный чугунный экономайзер ЭБ 2-142
| Площадь поверхности нагрева142 м 3 | |
| Гидравлическое сопротивление | Не более 196,2 кПа (2 кгс/см2) |
| Аэродинамическое сопротивление | Не более 196,2 Па (20 кгс/ м2) |
| Число колонок | |
| Длина труб | 2 м |
Таблица 1.12 - Питательные насосы ЦНСГ-38/198
| Производительность | 38 м 3/ч |
| Напор | 8 м |
| Частота вращения | 2950 об/мин |
| Мощность электродвигателя | 37 кВт |
| Изготовитель | Катайский насосный завод |
Таблица 1.13 - Сетевой насос ЦН 400/120
| Производительность120 м3/ч | |
| Напор | 120 м |
| Частота вращения | 1500 об/мин |
| Мощность электродвигателя | 200 кВт |
Таблица 1.14 - Сетевой насос Д-500/63
| Производительность | |
| Напор | 63 м |
| Частота вращения | 1470 об/мин |
| Мощность электродвигателя | 160 кВт |
Таблица 1.15- Сетевой насос Д-200/90
| Производительность200 м3/ч | |
| Напор | 90 м |
| Частота вращения | 2950 об/мин |
Общие сведения котельного оборудования