Mjere za poboljšanje učinkovitosti kotlova. Analiza stanja opreme i učinkovitosti kotlovnice. Ukupni gubitak topline u kotlu izračunava se pomoću formule

P.B. Roslyakov, K.A. Plešanov,
Moskovski energetski institut (tehničko sveučilište)

ANOTACIJA

U nastavku razmatramo metodu sagorijevanja goriva s kontroliranim kemijskim izgaranjem, što omogućuje smanjenje emisije dušikovih oksida za 20-40% i povećanje učinkovitosti kotla. Prikazani su rezultati primjene metode, eksperimentalna i teorijska istraživanja.

1. UVOD

Ruska energetska strategija za razdoblje do 2030. godine, koju je odobrila ruska vlada, postavlja nove zadatke za poboljšanje energetske i ekološke učinkovitosti ruskog goriva i energetskog kompleksa u cjelini. Ovi zahtjevi su formulirani za novu i već funkcionalnu energetsku opremu, a posebno za parne kotlove.

2. NAČINI IZGARANJA GORIVA

2.1. Tradicionalne ideje o izgaranju goriva u ložištima kotlova

Većina tehničke flote kotlova u Rusiji razvijena je prije 80-ih. U to se vrijeme vjerovalo da gorivo treba sagorijevati uz visoku toplinsku napetost poprečnog presjeka komore za izgaranje qF, koeficijent viška zraka a, pri visokim temperaturama u aktivnoj zoni izgaranja (ACZ) - To omogućuje minimiziranje gubitaka kemijskim i mehaničko podgorijevanje goriva. Ali u takvim uvjetima emisija dušikovih oksida NOX je maksimalna. Stoga je problem poboljšanja ekoloških karakteristika postojećih kotlova posebno akutan.

2.2. Načini poboljšanja ekoloških karakteristika kotlova, implementirani u fazi izgaranja goriva

Uvođenje mjera za smanjenje emisija štetnih tvari (HS) na starim kotlovima, kao što su stupnjevito, stupnjevito izgaranje, recirkulacija produkata izgaranja i sl. dovodi, u pravilu, do smanjenja učinkovitosti kotla, zahtijeva značajnu količinu rekonstrukcije i značajne financijske troškove.

Nakon usvajanja 2004. Saveznog zakona „O ratifikaciji Protokola iz Kyota uz Okvirnu konvenciju Ujedinjenih naroda o promjeni klime“, zemlja je posebnu pozornost posvetila učinkovitosti termoelektrana i smanjenju emisija stakleničkih plinova CO2 u atmosfera. Stoga suvremeni načini redukcije oksida

dušik ne samo da bi trebao poboljšati ekološku sigurnost kotla, već i povećati njegovu radnu učinkovitost. Metoda izgaranja goriva s kontroliranim kemijskim podgorijevanjem, razvijena u MPEI, kombinira zahtjeve za poboljšanjem ekološke i ekonomske učinkovitosti kotla.

Metoda je optimalna s gledišta implementacije, jer je jednostavan, jeftin i brzo implementiran.

3. IZGARANJE GORIVA S KONTROLIRANIM KEMIJSKIM PODIZAGARAVANJEM

3.1. Fizička suština metode

Glavna ideja metode izgaranja goriva s umjerenim nedovoljno izgaranjem je smanjiti lokalni višak zraka u komori za izgaranje smanjenjem količine organiziranog zraka koji se dovodi u peć. Smanjenje slobodnog kisika u zoni izgaranja potiskuje stvaranje toplinskih i gorivih dušikovih oksida, dok se emisija produkata nepotpunog izgaranja goriva, kontrolirana sadržajem ugljičnog monoksida CO u produktima izgaranja, blago povećava (slika 1.) .

3.2. Određivanje optimalnog načina izgaranja goriva

Eksperimentalnim istraživanjima koja su provedena pri izgaranju različitih vrsta goriva u kotlovima različitih kapaciteta utvrđena su ekološka i ekonomska svojstva kotlova. Dimni plinovi iz termoelektrana stoga sadrže različite količine nečistoća štetnih za okoliš

Ekološka sigurnost rada kotla ocijenjena je pokazateljem ukupne toksične opasnosti ΠΣ, koji uzima u obzir sadržaj štetnih nečistoća i njihovu toksičnost. Rezultati istraživanja sa sadržajem CO u plinovima koji izlaze iz kotla unutar standardiziranih granica od 300-400 mg/nm3* daju smanjenje ΠΣ za 1,5-2 puta. Istovremeno, porast doprinosa produkata nepotpunog izgaranja goriva (benzo(a)piren (B(A)P) i CO) porastao je na samo 2-10% (slika 2).

Učinkovitost kotla procijenjena je njegovom učinkovitošću. Tijekom proučavanja kotlova na prirodni plin maksimalna učinkovitost se javlja kada je sadržaj CO u dimnim plinovima od 50 do 100 mg/Nm3 (slika 3).

Numerički eksperimenti provedeni korištenjem ROSA-2 SPP, razvijenog u Odjelu za parogeneratore Moskovskog elektrotehničkog instituta, pokazali su da sadržaj CO u ispušnim plinovima kotla na razini od 50 mg/nm odgovara izgaranju prethodno izmiješana homogena smjesa goriva i zraka pri<х=1. При этом КПД котла максимален, т.к. потери от недожога топлива

U stvarnim uvjetima izgaranja prirodnog plina s podgorijevanjem, smanjenje emisije ΝΟΧ pada u rasponu od 20 do 40%. Daljnje povećanje CO u dimnim plinovima kotla je nepraktično, jer učinkovitost kotla se smanjuje, a emisije ΝΟΧ se neznatno mijenjaju.

bKz- /5-i.yi M; ί - numerički eksperiment

Kao opći kriterij učinkovitosti metode, uzimajući u obzir i ekološku sigurnost i učinkovitost kotla, ukupna uplata stanice S^ za emisiju štetnih tvari (HS) 5VV u skladu s korištenim gorivom 5T: 5Σ = 5T + Sm. Cijena goriva uzeta je jednaka 2230 rubalja. za 1000 m3 prirodnog plina (utvrdjene cijene u prvom kvartalu 2009. godine).

Uz trenutne regulatorne naknade za štetne emisije, prevladavajuća vrijednost ovisnosti 5Σ = DSO), prikazana na sl. 5, ima punjenje goriva (više od 99,9%). Posebno treba istaknuti da je prirodni plin trenutno najjeftinije gorivo u Rusiji. Međutim, kod izgaranja drugih vrsta goriva, vrijednost 5Σ također će uglavnom biti određena cijenom goriva, tj. učinkovitost kotla.

Iz navedenog proizlazi da je optimalni režim rada kotla pri radu s umjerenim nedogorevanjem onaj način rada u kojem se postiže maksimalna učinkovitost. Neznatan udio naknada TE za emisije štetnih tvari u atmosferu u ukupnim troškovima poslovanja ukazuje na nesvrsishodnost uvođenja skupih mjera zaštite zraka. Često njihova implementacija na postojećim kotlovima, osim značajnih kapitalnih troškova za rekonstrukciju kotla, dovodi do povećanja pogonskih troškova. Ovakvo stanje argument je u korist povećanja postojećih regulatornih naknada za emisije štetnih tvari u atmosferu.

Sve vrijednosti u tekstu i ilustracijama date su na temelju standardnih uvjeta: temperatura 0 "C, tlak 101,3 kPa i višak zraka u plinovima a = 1,4.

3.3. Rezultati rada stranih istraživača

Rezultati istraživanja i implementacije predložene metode izgaranja s kontroliranim podgorijevanjem potvrđuju se zaključcima inozemnih radova u kojima se ova tehnologija izgaranja razmatra kao kombinirano rješenje problema povećanja ekološke sigurnosti i učinkovitosti rada kotla.

Konkretno, u radovima posvećenim izgaranju krutog goriva u kotlovima, zabilježeno je smanjenje emisije dušikovih oksida od 10 do 30%. Za prirodni plin, učinkovitost smanjenja NOX kreće se od 10 do 20%.

Tijekom proučavanja predložene metode izgaranja goriva, njegova implementacija je provedena u elektranama (BKZ-75-3.9GM, TsKTI-75-3.9, TP-150, TGM-84B, TPE-430) i postrojenjima za grijanje vode ( KVGM-180-150) kotlovi na kojima su dobiveni pozitivni rezultati.

Rezultati istraživanja omogućuju nam da preporučimo predloženu metodu izgaranja goriva s umjerenim podgorijevanjem za smanjenje emisije dušikovih oksida u postojećim podkritičnim tlačnim kotlovima (SCP) kapaciteta pare do 500-640 t/h, gdje je neisplativo provoditi skupe mjere zaštite zraka.

4. UVOĐENJE IZGARANJA GORIVA UZ KONTROLIRANO KEMIJSKO IZGARAVANJE

Kod tradicionalnog izgaranja, konačno izgaranje goriva mora se dogoditi isključivo u komori za izgaranje. Potpuno izgaranje goriva u ložištu postignuto je organiziranim povećanjem količine zraka koji se dovodi u ložište i održavanjem visokih temperatura u zoni izgaranja. Razlog tome je nedostatak potrebnih instrumenata za praćenje sastava produkata izgaranja. Povećani višak zraka u ložištu doveo je do povećanog stvaranja dušikovih oksida i prekomjernih gubitaka u dimnim plinovima iz kotla. Sadašnja razina tehnološkog razvoja omogućuje ugradnju uređaja za praćenje sastava produkata izgaranja u plinske kanale kotlova, što može poboljšati i učinkovitost kotla i njegove ekološke karakteristike.

Suvremene ekološki prihvatljive metode izgaranja goriva karakteriziraju odgode procesa izgaranja. Vrlo često, kao u slučaju izgaranja goriva s kontroliranim kemijskim podgorijevanjem, konačna pretvorba produkata kemijskog podgorjevanja događa se u konvektivnom oknu kotla. Budući da je pri primjeni metode izgaranja goriva s kontroliranim kemijskim nedogorjevanjem potrebno održavati optimalni višak zraka, na kotlove treba ugraditi sustave za kontinuirano instrumentalno praćenje produkata izgaranja za određivanje koncentracija CO, O2 i NO u produktima izgaranja.

Većina kotlova koji trenutno rade u termoelektranama puštena je u rad prije više od 20 godina, stoga, u pravilu, njihove radne karakteristike više ne odgovaraju u potpunosti projektiranim vrijednostima. To se prije svega odnosi na usis hladnog zraka u ložište i plinske kanale kotla, kao i na ravnomjernu raspodjelu goriva i zraka kroz plameničke uređaje. Stoga, prije uvođenja načina izgaranja goriva s kontroliranim umjerenim nedovoljno izgaranjem na takvim kotlovima, potrebno je zabrtviti ložište, provjeriti standardne instrumente i eliminirati izobličenja u kanalima zrak-gorivo. Potonji vam omogućuje optimizaciju procesa izgaranja goriva i smanjenje prinosa CO i B(A)P.

Potpuna identifikacija načina izgaranja goriva zahtijeva ugradnju uređaja za praćenje sastava plina u nekoliko dionica plinskog puta kotla.

Ova preporuka je zbog činjenice da pretvorba produkata nepotpunog izgaranja goriva duž putanje kotla dovodi do promjene štetnosti dimnih plinova. Izračunate ovisnosti ukupne štetnosti produkata izgaranja u radnom (iza rotirajuće komore) i kontrolnom (iza dimnjaka) odjelu će se razlikovati pri radu s nedovoljno izgaranjem. Stoga će odabir optimalnih radnih uvjeta za kotao s umjerenim podgorijevanjem samo na temelju rezultata mjerenja sastava plinova u radnom dijelu biti pogrešan.

Zbog toga je neophodna kontrola koncentracija O2 i CO u režimskim i kontrolnim dionicama. Poznato je da je stvaranje dušikovih oksida potpuno završeno u komori za izgaranje i dalje duž putanje plina njihov maseni protok i koncentracija (u smislu suhih plinova i α = 1,4) praktički se ne mijenjaju. Stoga se kontrola sadržaja ΝΟΧ može u načelu organizirati u bilo kojoj od navedenih dionica plinskog puta, gdje je osigurana najveća reprezentativnost rezultata.

Prilikom provođenja testova prilagodbe u svrhu izrade karata učinkovitosti, također je preporučljivo provesti instrumentalna mjerenja sadržaja benzo(a)pirena u režimskim i kontrolnim dionicama plinskog puta. Treba imati na umu da sadržaj B(a)P daje neznatan doprinos ukupnoj štetnosti ispušnih plinova emitiranih u atmosferu (vidi sl. 2, krivulja 4).

Posebno treba napomenuti da se sustav kontinuiranog praćenja sastava plina, uključujući instrumente za analizu Cb, CO i NO, može koristiti ne samo za provedbu niskotoksičnih načina izgaranja, već i kao sustav praćenja za obračun naknade za štetne emisije u atmosferu i njihovo raspršivanje u susjednim područjima.

Suvremeni zahtjevi za automatizacijom procesa proizvodnje električne energije i upravljanja izgaranjem goriva zahtijevaju integraciju sustava nadzora dimnih plinova u automatizirani sustav upravljanja stanice. Na temelju toga, u prosincu 2007., Znanstveno-tehničko vijeće (STC) RAO UES Rusije, na sastanku sekcije "Ušteda energije i ekološki problemi energetike", pregledalo je i odobrilo rezultate rada na istraživanju i implementacija predložene metode izgaranja. NTS je prepoznao kao moguće uvođenje metode izgaranja goriva s kontroliranim umjerenim nedogorevanjem u termoelektranama opremljenim stacionarnim mjernim sustavima za praćenje ispušnih plinova, CO i NOX u produktima izgaranja koji rade u sklopu automatiziranog sustava upravljanja kotlovima.

ZAKLJUČAK

Eksperimentalna istraživanja provedena su na kotlovima s učinkom pare od 75 do 500 t/h (BKZ-75-39GM, TsKTI-75-39, TP-150, TGM-84B, TPE-430) pri izgaranju prirodnog plina.

Rezultati ispitivanja pokazuju stabilno smanjenje emisija NOX za 20-40%. Ukupna štetnost produkata izgaranja smanjuje se 1,5-2 puta.

Ostvareno je povećanje bruto učinkovitosti kotla na 1%. Istodobno dolazi do smanjenja troškova vuče i puhanja na 0,1%.

Uštede na gorivu i naknadama za emisije štetnih tvari iznose 0,5-2 milijuna rubalja / godišnje za svakih 100 t/h izlazne pare kotla.

Provedba predložene metode izgaranja ne zahtijeva značajne materijalne i vremenske troškove. Da bi se povećala njegova učinkovitost, kotlovi moraju biti opremljeni uređajima za instrumentalno praćenje sastava dimnih plinova (O2, CO i NOX).

POPIS SIMBOLA

FEC - kompleks goriva i energije; Učinkovitost - faktor učinkovitosti; PPP - aplikacijski programski paket; ACS - sustav automatskog upravljanja.

BIBLIOGRAFIJA

1. Energetska strategija Rusije za razdoblje do 2030. godine.

http://minenergo.gov.ru/news/min_news/l 515.html

2. Izgaranje prirodnog plina s kontroliranim kemijskim izgaranjem kao učinkovit način smanjenja emisija dušikovih oksida / P.V. Roslyakov, I.L. Ionkin, L.E. Egorova // Novo u ruskoj elektroenergetici. 2006. br. 12. str. 23-35.

3. Učinkovito izgaranje goriva s kontroliranim kemijskim podgorijevanjem / P.V. Roslyakov, I.L. Ionkin, K.A. Pleshanov // Termoenergetika. 2009. br.1. 20-23 str.

4. Kontrola štetnih emisija iz termoelektrana u atmosferu. P.V. Roslyakov, I.L. Ionkin, I.A. Zakirov i drugi; M.: Izdavačka kuća MPEI, 2004.

5. GOST P 50831-95. Kotlovske instalacije. Termomehanička oprema. Opći tehnički zahtjevi. - M.: Izdavačka kuća za standarde IPK, 1996.

6. Uredba Vlade Ruske Federacije od 12. lipnja 2003. br. 344 „O standardima plaćanja za emisije onečišćujućih tvari u atmosferski zrak iz stacionarnih i pokretnih izvora, ispuštanja onečišćujućih tvari u površinska i podzemna vodna tijela, odlaganje industrijskih i potrošni otpad” (s izmjenama i dopunama od 1. srpnja 2005.)

7. Mjerenje ugljičnog monoksida u energetskim kotlovima na ugljen. Yokogawa Corporation of America, 2008.

8. Smanjenje emisije NOX korištenjem mjerenja ugljičnog monoksida (CO). Rosemount Analytical, 1999.

9. Analiza emisija. Toyota, 2001.

10. Prednosti mjerenja i kontrole protoka ugljena/zraka na emisiju NOx i učinak kotla. S. Laux, J. Grusha, Foster Wheeler Power Group, 2003.

11. Proučavanje procesa pretvorbe ugljikovog monoksida i benzo(a)pirena duž plinskog puta kotlovskih postrojenja / P.V. Roslyakov, I.A. Zakirov, I.L. Ionkin i dr. // Termoenergetika. 2005. br. 4. str. 44-50.

12. Kontrolirano kemijsko sagorijevanje učinkovita je metoda za smanjenje emisija dušikovih oksida. Zapisnik od 18. prosinca 2007. sa sastanka sekcije "Ušteda energije i ekološki problemi energetike" Znanstveno-tehničkog vijeća RAO UES Rusije.

2007-06-19

Čimbenici koji utječu na tehničko stanje kotlovske opreme u komunalnim poduzećima Smanjenje rezervi goriva i energetskih resursa dovodi do brzog povećanja nedostatka i cijena organskih goriva. Posljedica toga je smanjenje kalorijske sposobnosti, odstupanje od standarda kvalitete, pogoršanje njegovog kemijskog sastava uvođenjem niskokaloričnih sastojaka i povećanje udjela unutarnjeg balasta. Sve to dovodi do ubrzane korozije opreme i, kao posljedica toga, stvaranja izvanrednih situacija, kao i smanjenja učinkovitosti i zagađenja zraka.

4.2. Promjene tijekom vremena, omjer temperature dovoda/povrata (1 - bez emitera, 2 - s emiterom)

6. Rezultati laboratorijskih ispitivanja kotla Victor-100 na dizelsko gorivo (1 - bez radijatora, 2 - s radijatorom)

9. Utjecaj smanjenja protoka kotlovske vode na temperaturu rashladne tekućine (Q je protok kotlovske vode m3/h u kotlu, N je nazivna snaga kotla, kW)

11.2 Temperature rosišta raznih vrsta goriva (1 - prirodni plin, 2 - ukapljeni plin, 3 - dizelsko gorivo, 4 - loživo ulje)

Ovaj problem je najakutniji u sektoru stambenih i komunalnih usluga, gdje, prema regionalnim upravama, više od 57% kotlova radi više od 20 godina, a 40% ima učinkovitost manju od 82%. (Slika 1 prikazuje strukturu kotlovske opreme koja radi u javnom sektoru Ukrajine od 1. siječnja 2007.)

Na rad kotlovske opreme negativno utječe nerazumna decentralizacija opskrbe toplinom, neovlašteni odabir rashladne tekućine, prijenos bez mjera za modernizaciju postojeće opreme na niskotemperaturne načine rada, smanjenje snage kotla zbog niskog tlaka plina, kršenje rasporeda rada, skala naslage na konvektivnim površinama izmjenjivača topline, povećanje troškova utrošene električne energije, kršenje propisa o popravcima, materijalno i moralno trošenje pomoćne opreme i toplinske mreže.

Navedeni čimbenici dovode do podgorijevanja goriva, korozije i preranog kvara opreme, smanjenja kvalitete opskrbe toplinom i opravdanih zahtjeva potrošača. Trenutna situacija zahtijeva hitno rješavanje niza problema modernizacije sustava proizvodnje i distribucije toplinske energije, kao i korištenje jeftinih metoda za produljenje vijeka trajanja postojeće opreme.

Potonja okolnost je posljedica činjenice da je postojeću opremu nemoguće u kratkom roku potpuno zamijeniti novom opremom zbog nedostatka potrebnih sredstava. Politika naglog povećanja tarifa za komunalne usluge dovodi do povećanja inflacije, što negativno utječe na razvoj gospodarstva zemlje i životni standard stanovništva. Stoga je tehnička ponovna oprema i modernizacija kotlovske opreme važan zadatak.

Utvrđivanje radne učinkovitosti kotlovske opreme i izrada tehničkih rješenja za njezinu modernizaciju

Utvrđivanje radne učinkovitosti kotlovske opreme trebalo bi započeti energetskim pregledom, tijekom kojeg se proučava ne samo tehničko stanje opreme, već i strukturni, organizacijski i ekonomski čimbenici koji utječu na njezin rad. Posebno je potrebno utvrditi godišnju potrošnju energije, određivanje obujma nabave i vlastite proizvodnje, te korištenja i distribucije energije, određivanje njezine cijene te omjer troškovnih pokazatelja za različite vrste energije (električna energija, plin , loživo ulje, voda, toplina, para, dovod zraka, dovod hladnoće i tako dalje.). Raspon pitanja potrebnih za donošenje ispravnih odluka uključuje:

pojašnjenje sezonskih, mjesečnih, dnevnih, satnih fluktuacija u potrošnji energije i njezinih derivata;
određivanje tarifa za energiju i gorivo s obzirom na sheme plaćanja;
utvrđivanje profila korištenja energije, raščlanjene na proizvodne i neproizvodne potrebe, dinamika potrošnje energije po vrstama proizvoda ili radova, izrada bilance potrošnje energije po vrstama;
utvrđivanje učinkovitosti rada sustava i opreme uz instrumentalni nadzor, vizualni pregled, uzimanje potrebnih mjerenja i ispitivanje stanja opreme;
određivanje maksimalnog, prosječnog i minimalnog opterećenja;
usporedba stvarnih i projektiranih karakteristika opreme i sustava, izrada liste predloženih aktivnosti;
analiza dosadašnjih aktivnosti poduzetih u cilju smanjenja potrošnje energije;
analiza mogućnosti uštede energije tijekom tekućeg pogona i mogućnosti njihove provedbe;
opis mogućnosti uštede energije, s razvojem mogućnosti korištenja različite opreme i tehnoloških shema;
izračun minimalnog i maksimalnog troška predloženih opcija za modernizaciju i ponovnu opremu opreme;
izračun godišnjih troškova i ušteda energije po vrsti;
izrada prijedloga za praćenje rada generatora topline i temperaturnih uvjeta opreme za korištenje topline s izračunima njezinih troškova, godišnjim uštedama i procjenom razdoblja povrata.

Na sl. Slika 2 prikazuje glavne čimbenike koji utječu na pouzdanost i isplativost kotlova za grijanje i pomoćne opreme, koji se moraju uzeti u obzir tijekom energetskog pregleda.

Metode povećanja učinkovitosti proizvodnje toplinske energije

Napori za poboljšanje učinkovitosti rada kotlovske opreme moraju biti usmjereni na smanjenje gubitaka toplinske energije s dimnim plinovima, gubitaka uslijed kemijskog i mehaničkog podgorijevanja, izolacije kotlovske opreme i cjevovoda. Mehaničko i kemijsko podgorijevanje obično se eliminira provođenjem ekološke i toplinske prilagodbe opreme ili zamjenom uređaja plamenika naprednijim.

Smanjenje rasipne proizvodnje i distribucije topline osigurano je ugradnjom moderne automatike kotla s vremenskom regulacijom. Smanjenje temperature ispušnih dimnih plinova zahtijeva promjenu načina rada, što nije uvijek izvedivo zbog pojave kondenzacije u opremi i dimnjacima, podgrijavanja rashladne tekućine i neracionalnog rada kotlovske jedinice.

Treba napomenuti da su projektanti prethodnih godina prilikom projektiranja kotlova nastojali smanjiti utrošak metala kotlova i osigurati njihovu visoku pogodnost za održavanje te su se u tu svrhu fokusirali na visokotemperaturne uvjete rada kotlova, ne mareći za uštedu goriva i energetskih resursa. . Posljedica toga je da se oprema koja radi uglavnom sastoji od vodocijevnih kotlova, koji imaju smanjene količine kotlovske vode, slabo su automatizirani i često opremljeni primitivnim gorionicima.

Međutim, u današnjim ekonomskim uvjetima ne postoji način da se ta oprema stavi izvan pogona. Stoga su potrebne tehničke mjere za povećanje učinkovitosti kotlova, smanjenje štetnih emisija u atmosferu i produljenje radnog vijeka. Jedna od tih metoda mogla bi biti uporaba sekundarnih emitera, njihova ugradnja u ložište kotla, razvijena na Institutu za tehničku termofiziku Nacionalne akademije znanosti Ukrajine.

Poznato je da je kotao otvoreni sustav u kojem se unos reagensa i uklanjanje produkata reakcije događa tijekom kemijskog procesa. Izmjena materijala može se provesti konvektivnim ili difuzijskim prijenosom mase u ložištu kotla uz kontinuirano odvođenje i dovod polaznih materijala i produkata izgaranja. Važan pokazatelj kvalitete reakcija kemijske transformacije je intenzitet izgaranja.

U industrijskim instalacijama, intenzitet izgaranja u komornoj peći procjenjuje se vrijednošću q v - specifične proizvodnje topline po jedinici volumena sustava, kW/m 3: Q v = BQ n / V, gdje je B potrošnja goriva u m 3 / s (kg/s); Qn je donja ogrjevna vrijednost goriva, V je volumen komore za izgaranje, tj. njegovi geometrijski parametri, konfiguracija itd. Na temelju toga, modernizacija postojeće opreme može biti usmjerena na promjenu volumena izgaranja.

Time će se osigurati lokalizacija reakcija izgaranja, stvaranje optimalnih uvjeta za njihovo odvijanje i održavanje najprofitabilnijih načina rada za postizanje najveće moguće učinkovitosti i smanjenje štetnih emisija u atmosferu. Poznato je da intenzitet izgaranja, određen brzinom potrošnje zapaljivih tvari, ne ovisi samo o brzini kemijske reakcije, već io brzini procesa stvaranja smjese, čiji je odlučujući faktor intenzitet turbulentna i molekularna difuzija.

Potonje se može osigurati organiziranjem unutarnje recirkulacije dimnih plinova u peći kotla. Reakcije izgaranja odvijaju se uz oslobađanje topline, tj. su egzotermne, obično su ireverzibilne i traju dok se početne tvari potpuno ne potroše. Međutim, u visokotemperaturnim instalacijama u zoni izgaranja mogu se pojaviti i endotermne reakcije koje se javljaju uz apsorpciju topline, na primjer, reakcije disocijacije konačnih produkata izgaranja CO 2, H 2 O, NO X, redukcija CO na vruća karbonska površina s nedostatkom kisika itd.

Osim toga, reakcije između goriva i oksidansa nikada se ne odvijaju izravno između molekula polaznih tvari; elementarne čestice s nepopunjenim vanjskim elektronskim ljuskama - slobodni atomi (H, O), hidroksilni OH itd. - sudjeluju u reakciji do dovoljne količine aktivniji od molekula sadržanih u dimnim plinovima koji se dostavljaju na ponovno spaljivanje.

Za tekuće gorivo, za razliku od plina, promjena brzine izgaranja događa se samo kao rezultat promjene koncentracije oksidatora u reakcijskoj zoni, što se kompenzira radikalima -OH itd. Mora se uzeti u obzir da pri temperatura od 1650°C 90% spektralnog zračenja baklje je u infracrvenom području, vidljivom -9%, ultraljubičastom -1% i do 70% ukupnog odvođenja topline događa se u ložištu kotla.

Stoga je jedan od načina intenziviranja prijenosa topline peći postizanje maksimalnog stupnja zacrnjenja ložišta. To se može postići stvaranjem peći s više komora, u kojoj dolazi do odvajanja reaktanata od produkata izgaranja zonu po zonu, uz paralelno povećanje prijenosa topline zračenjem.

Na temelju toga predlažemo metodu korištenja sekundarnih emitera, koji ne samo da omogućuju promjenu aerodinamike dimnih plinova, osiguravajući njihovo ponovno izgaranje, već i zbog ponovnog zračenja, kompenzirajući privremeno zasjenjenje ložišta. , povećavajući njegovu crninu i intenzivirajući prijenos topline. Na sl. Na slici 3 prikazan je izgled sekundarnih radijatora, projektna shema prostora za izgaranje s ugrađenim sekundarnim radijatorom i ložištem kotla Vitola-Bifferall njemačke tvrtke Viessmann.

Treba napomenuti da je novost predložene metode u činjenici da uključuje ne samo promjenu aerodinamike ložišta i povećanje površine površina za prijenos topline, kao na Sl. 3.3, ali i intenziviranje prijenosa topline zračenjem. Istodobno, rebra sekundarnog emitera omogućuju, zbog konvektivne izmjene topline, intenzivno odvođenje topline i hlađenje sekundarnog emitera, štiteći ga od temperaturnih naprezanja tijekom rada.

Analitički proračuni pokazuju da uvođenje recirkulacijskih plinova u korijen plamena osigurava povećanje temperature u ložištu, promjenu kinetike izgaranja goriva i promjenu termodinamičkih karakteristika kotla (slika 4.2, laboratorijski podaci Istovremeno, do 80% dimnih plinova, ovisno o širini otvora proreza na prednjoj strani kotla L, dolazi do ponovljenog naknadnog izgaranja (slika 4.1, izračunati podaci).

Provedena istraživanja sekundarnih radijatora u kotlovima s ventilatorskim plamenicima pokazuju povećanje učinkovitosti kotla za približno 1-3%, zbog intenziviranja izmjene topline zračenjem, što povećava uklanjanje topline iz ložišta. Time se smanjuje opterećenje konvektivnog dijela kotla, što vam omogućuje produljenje vijeka trajanja i smanjenje trošenja opreme za najmanje 4-6 godina.

Osim toga, dolazi do promjene termodinamičkih karakteristika kotla, što omogućuje, uz istu potrošnju goriva, smanjenje vremena za podešavanje temperature kotlovske vode za približno 15-20%, što u radnim uvjetima štedi približno 3,5 % prirodnog plina smanjenjem vremena za podešavanje temperature i kada plamenik postigne nazivnu snagu.

Stabilizacija procesa izgaranja omogućuje nesmetan siguran rad opreme, njeno glatko pokretanje, a ponovno izgaranje dimnih plinova i održavanje optimalnog načina izgaranja smanjuje emisiju CO za pet puta, a dušikovih oksida za dva puta. Odabir sekundarnih emitera vrši se na temelju vrste i snage kotla, volumena i konfiguracije komore za izgaranje, značajki uređaja plamenika i vrste goriva.

Do danas su sekundarni emiteri za vatrocijevne kotlove s ventilatorskim plamenicima već industrijski ispitani i preporučeni za primjenu. Ovaj rad se nastavlja, kao na Sl. Slika 5 prikazuje karakteristike radne učinkovitosti kotla s rešetkastim sekundarnim radijatorom dobivene tijekom industrijskih ispitivanja, što ukazuje na obećanje ovog smjera.

Treba napomenuti da smo za odabir opreme razvili analitičke i računalne modele koji nam omogućuju ispravan odabir sekundarnih emitera. Nakon laboratorijskih i industrijskih ispitivanja, postaje moguće koristiti sekundarne emitere za modernizaciju kotlovskih jedinica. U laboratorijskim uvjetima proveli smo eksperimentalno ispitivanje performansi kotla Victor-100, masovno proizvedenog u tvornici komunalne opreme Brovary, snage 100 kW na dizelsko gorivo.

Utvrđeno je da se nakon ugradnje sekundarnog radijatora u ložište kotla temperatura povećava u prosjeku za 400°C (slika 6.1), dok se temperatura ispušnih dimnih plinova smanjuje za 50°C (slika 6.2). u početnom vremenskom razdoblju temperatura ispušnih plinova dimnih plinova kotla je znatno niža, dok je temperatura u ložištu viša nego bez radijatora, što se objašnjava činjenicom da se u prvom vremenskom razdoblju toplina troši na grijanje sekundarnog radijatora.

Kao što se može vidjeti iz grafikona (Sl. 6.2), vrijeme stabilizacije za proces kotla dostiže način rada ne prelazi 5 minuta.Predložena metoda također ima pozitivan učinak na rad kotla, eliminirajući stvaranje kondenzat tijekom "hladnog" starta, čime se njegova struktura štiti od korozije i lokalnog pregrijavanja. Treba napomenuti da je proučavanje procesa koji se odvijaju u komorama za izgaranje kotlova koji rade pod tlakom teško zbog povećanih zahtjeva za njihovu nepropusnost.

Ilustracija procesa koji se odvijaju u ložištu kotla može se dobiti metodama računalnog modeliranja pomoću CFD aplikacijskih paketa. Naše CFD modeliranje potvrdilo je ispravnost odabrane metode. Time se otvara nova mogućnost utvrđivanja pogonskih karakteristika kotlova za izbor sekundarnih emitera i druge metode njihove modernizacije. Na sl. Slika 7 prikazuje temperaturne dijagrame kotla Victor-100.

Jasno je vidljivo da se nakon ugradnje sekundarnog radijatora u ložište mijenja raspodjela temperature u njegovom volumenu, posebice nema zona lokalnog pregrijavanja, smanjuje se temperatura na izlazu iz ložišta i na prednjoj strani kotla. Podaci izračuna CFD-a u potpunosti su u skladu s podacima laboratorijskih istraživanja i potvrđeni su analitičkim proračunima.

Na sl. Slika 8.1 prikazuje izračunate podatke o promjenama aerodinamičkih karakteristika komore za izgaranje i brzine strujanja u ložištu kotla sa i bez sekundarnog radijatora, dijagrame tlaka (slika 8.2) i, kao posljedicu, promjene u distribuciji metana ( Slika 8.3) i koncentracija NO X (Slika 8.3) Podrazumijeva se da se slični izračuni mogu provesti i za druge vrste kotlova i svu pomoćnu i toplinsku opremu.

Metode povećanja učinkovitosti distribucije toplinske energije

Smanjenje potrošnje goriva može se postići kvalitetnim izgaranjem i smanjenjem rasipnih toplinskih gubitaka. Visokokvalitetna automatska regulacija procesa proizvodnje i distribucije topline osigurava značajne uštede goriva i energetskih resursa. Značajne uštede toplinske energije i poboljšane performanse opreme mogu se postići nadogradnjom hidrauličkog kruga.

Hidraulički krug značajno utječe na proces proizvodnje i distribucije topline te vijek trajanja kotlovske opreme. Stoga je pri razmatranju potrebno uzeti u obzir sljedeće parametre: satnu dinamiku promjena temperature, protoke za pojedine krugove i relativni omjer volumena kotlovske vode prema ukupnom volumenu vode u sustavu grijanja.

Važan parametar je i temperatura povratne vode. Kako bi se izbjeglo stvaranje kondenzacije u kotlu i dimnim plinovima, temperatura povratne vode mora se uvijek održavati iznad točke rosišta, tj. u prosjeku od 50 do 70 ° C. Iznimka su kotlovi kondenzacijskog tipa, u kojima se pri niskim temperaturama povratne vode intenzivira proces kondenzacije i, kao rezultat toga, povećava se učinkovitost. U tom slučaju, ako je f o ≤ 10%, potrebno je poduzeti dodatne mjere kako bi se osiguralo održavanje navedene temperature povratne vode.

Takve mjere su organizacija miješanja, odvajanje krugova izmjenjivačima topline, ugradnja ventila za miješanje i hidrauličkog separatora (strelice).Osim toga, važan čimbenik u smanjenju troškova goriva i električne energije je određivanje protoka rashladne tekućine kroz kotao (skupina kotlova) i određivanje optimalnog protoka (slika 9) .

Modernizacija cjevovoda kotla

Za modernizaciju cjevovoda kotla preporučuju se jednostavne mjere i uređaji koje može izraditi operativno osoblje. Ovo je stvaranje dodatnih krugova u sustavu opskrbe toplinom; ugradnja hidrauličkog separatora (Sl. 10. 1), koji omogućuje podešavanje temperature i tlaka rashladne tekućine, i shemu paralelnog protoka (Sl. 10. 2), osiguravajući jednoliku distribuciju rashladne tekućine.

Temperatura rashladne tekućine mora se stalno podešavati ovisno o promjenama vanjske temperature zraka kako bi se održala željena temperatura u povezanim krugovima. U tom smislu, važna rezerva za uštedu goriva je najveći mogući broj krugova opskrbe toplinom i automatizacija procesa upravljanja. Veličina hidrauličkog separatora odabrana je tako da pri punom opterećenju razlika tlaka između dovodnih i povratnih vodova ne prelazi 50 mm vode. Umjetnost. (otprilike 0,5 m/s).

Hidraulički separator može se montirati okomito ili vodoravno; kada se instalira (slika 10.1) u okomitom položaju, postoje brojne dodatne prednosti: gornji dio radi kao separator zraka, a donji dio služi za odvajanje prljavštine. Kod spajanja kotlova u kaskadu potrebno je osigurati jednake protoke rashladne tekućine kroz kotlove iste snage.

Da bi se to postiglo, hidraulički otpor svih paralelnih krugova također mora biti isti, što je posebno važno za vodocijevne kotlove. Time se osiguravaju jednaki uvjeti rada vrelovodnih kotlova, ravnomjerno hlađenje kotlova i ravnomjeran odvod topline sa svakog kotla u kaskadi. U tom smislu, trebali biste obratiti pozornost na cjevovode kotlova, osiguravajući paralelni smjer kretanja prednje i povratne vode.

Na sl. 10.2 prikazuje dijagram paralelnih tokova, koji se koristi za cjevovod kotlova koji rade u kaskadi bez pojedinačnih crpki kruga kotla i armatura koje reguliraju protok rashladne tekućine kroz kotao. Ovom jednostavnom i jeftinom mjerom eliminira se stvaranje kondenzacije u kotlovima, kao i česta paljenja i gašenja plamenika, čime se smanjuje potrošnja energije i produljuje vijek trajanja kotla i plamenika. Predložena shema "paralelnih tokova" također se koristi u proširenim horizontalnim sustavima i pri povezivanju solarnih kolektora i dizalica topline u jedan zajednički sustav.

Tehnička rješenja za osiguranje odvoda dimnih plinova

Borba za uštedu goriva u našim ekonomskim uvjetima često se svodi na promjenu načina rada kotlovske opreme. Međutim, to često dovodi do njegovog preranog kvara i dodatnih materijalnih i financijskih troškova povezanih s popravkom opreme. Veliki problem pri radu pri malim opterećenjima stvara vlaga u produktima izgaranja, koja nastaje tijekom reakcije izgaranja zbog kemijske kinetike.

U tom slučaju, pri temperaturi dimnih plinova od oko 50-60°C, na stijenkama dimnjaka i opreme dolazi do kondenzacije. Sadržaj vlage ovisno o rosištu prikazan je na sl. 11.1, to dovodi do potrebe za održavanjem visokih temperatura u ložištu i smanjenja učinkovitosti kotla zbog povećanja temperature dimnih plinova. Ova se izjava ne odnosi na kondenzacijske kotlove, koji koriste princip dobivanja dodatne topline zbog faznog prijelaza tijekom kondenzacije vodene pare.

Na sl. Na slici 11.2 prikazana je izravna ovisnost rosišta (t p) o koeficijentu viška zraka α za razne vrste goriva. Prisutnost vodene pare u produktima izgaranja i njihova kondenzacija na stijenkama negativno utječe na rad dimnjaka, što dovodi do korozije metalnih površina i uništavanja opeke. Kondenzat ima kiselu okolinu s pH ≈4, što je posljedica prisutnosti ugljične kiseline, tragova dušične kiseline, a pri izgaranju tekućeg goriva, sumporne kiseline.

Kako bi se uklonile negativne posljedice tijekom rada tijekom projektiranja i puštanja u rad, posebnu pozornost treba posvetiti pitanjima sigurnog rada kotlovske opreme, optimizaciji rada uređaja plamenika, uklanjanju mogućnosti odvajanja plamena u peći i stvaranja kondenzacije u dimnjacima.

Da biste to učinili, na dimnjake se mogu dodatno ugraditi graničnici propuha, slični graničnicima njemačke tvrtke Kutzner + Weber, koji su opremljeni hidrauličkom kočnicom i sustavom utega koji vam omogućuje podešavanje automatskog otvaranja tijekom rada kotla i cijevi. ventilacija kada je zaustavljena (slika 12). Rad ventila temelji se na fizikalnom principu pucanja mlaza i ne zahtijeva dodatni pogon.

Glavni uvjet pri ugradnji graničnika tlaka je da se ovi uređaji mogu nalaziti u kotlovnici, ili, iznimno, u susjednim prostorijama, pod uvjetom da razlika tlaka u njima ne prelazi 4,0 Pa. Ako je debljina stijenke dimnjaka 24 mm ili više, uređaj se montira direktno na dimnjak ili na vanjsku konzolu.

Maksimalno dopuštena temperatura dimnih plinova je 400°C, tlak odziva sigurnosnog ventila je od 10 do 40 mbar, kapacitet zraka je do 500 m 3 /h, područje regulacije je od 0,1 do 0,5 mbar. Korištenje graničnika tlaka povećava pouzdanost rada kotlova i dimnjaka, produljuje radni vijek opreme i ne zahtijeva dodatne troškove održavanja.

Eksperimentalno ispitivanje pokazalo je da nema uvjeta za stvaranje kondenzata u dimnjacima nakon ugradnje ventila za ograničavanje tlaka na dimnjaku uz istovremeno smanjenje koncentracije štetnih emisija u atmosferu.

Nove metode obrade vode za poboljšanje radne učinkovitosti kotlovske opreme

Kemijski sastav i kvaliteta vode u sustavu imaju izravan utjecaj na radni vijek kotlovske opreme i rad sustava grijanja u cjelini. Naslage koje nastaju od Ca 2+, Mg 2+ i Fe 2+ soli sadržanih u vodi najčešći su problem s kojim se susrećemo u svakodnevnom životu i industriji. Stvaranje naslaga dovodi do ozbiljnih gubitaka energije.

Ti gubici mogu doseći 60%.Rast naslaga značajno smanjuje prijenos topline, mogu potpuno blokirati dio sustava, dovesti do začepljenja i ubrzati koroziju. Prisutnost kisika, klora, dvostrukog željeza i soli tvrdoće u vodi povećava broj hitnih situacija, dovodi do povećane potrošnje goriva i smanjuje životni vijek opreme. Naslage karbonatne tvrdoće stvaraju se pri niskim temperaturama i lako se uklanjaju.

Naslage koje čine minerali otopljeni u vodi, kao što je kalcijev sulfat, talože se na površinama za prijenos topline pri visokim temperaturama. (Naslage kamenca dovode do činjenice da čak i „Međuresorni standardi za radni vijek kotlovske opreme u Ukrajini” predviđaju povećanje potrošnje goriva za 10% nakon samo sedam godina rada.) Naslage su posebno opasne za automatske upravljačke uređaje, izmjenjivači topline, mjerila toplinske energije, radijatorski termostatski ventili, vodomjeri.

Kako bi se osigurao pravilan rad sustava, potrebno je koristiti omekšivače vode. U takozvanim “mrtvim zonama” sustava mogu nastati stacionarni mjehurići složenog kemijskog sastava u kojima osim kisika i dušika mogu biti prisutni metan i vodik. Oni uzrokuju rupičastu koroziju metala i stvaranje naslaga mulja, što negativno utječe na rad sustava. U tom smislu potrebno je koristiti automatske ventilacijske otvore koji se postavljaju na najvišim točkama sustava i područjima slabe cirkulacije rashladne tekućine.

Kada koristite gradsku vodu iz slavine za šminkanje, potrebno je pratiti koncentraciju klorida. Ne smije prelaziti 200 mg / l. Povećani sadržaj klorida dovodi do činjenice da voda postaje korozivnija, uklj. zbog nepravilnog rada filtara za omekšavanje vode. Posljednjih godina općenito se poboljšala kvaliteta izvorske, vodovodne i mrežne vode zahvaljujući upotrebi posebnih armatura, kompenzatora s mijehom i prelasku s gravitacijskih sustava centralnog grijanja na zatvorene sustave centralnog grijanja.

Problemi s naslagama rješavaju se fizičkim i kemijskim metodama. Danas se kemikalije naširoko koriste u kontroli naslaga. No, visoki troškovi i složenost tehnološkog procesa, kao i rastuća svijest o potrebi zaštite okoliša, ne ostavljaju izbora nego potragu za fizikalnim metodama. Ali način pripreme vode za njih ne jamči zaštitu od korozije i tvrdoće vode u budućnosti.

Da bi se to spriječilo koriste se razne vrste filtera, taložnika, magneta, aktivatora i njihovih kombinacija. Ovisno o talogu, elementi sustava štite ili samo od trajnih korozivnih komponenti i kotlovskog kamena ili od svih štetnih komponenti zajedno s magnetitima. Najjednostavniji uređaji za fizičko pročišćavanje vode su mrežasti filtri. Postavljaju se neposredno ispred kotla i imaju inox mrežicu sa potrebnim brojem rupa - 100-625 po cm 2.

Učinkovitost takvog pročišćavanja je 30% i ovisi o veličini frakcija sedimenta. Sljedeći uređaj je hidrociklonski filtar, čiji se princip rada temelji na zakonu inercije tijekom rotacijskog gibanja. Učinkovitost ovakvog čišćenja je vrlo visoka, ali je potrebno osigurati visok tlak od 15-60 bara, ovisno o volumenu vode u sustavu. Zbog toga se ovi filteri rijetko koriste.

Odmuljivač je vertikalni cilindrični kolektor s pregradom koja usporava protok vode. Zahvaljujući tome, odvajaju se velike čestice. Funkciju filtra izvodi vodoravno smještena mreža s brojem rupa od 100-400 po cm 2. Učinkovitost takvog čišćenja je 30-40%. Pročišćavanje vode postaje kompliciranije ako iz nje treba ukloniti kamenac iz kotla.

Separator mulja uglavnom zadržava samo velike frakcije spojeva kalcijevog karbonata koji se talože na mrežici. Ostatak cirkulira i taloži se u sustavu centralnog grijanja. Različiti uređaji za magnetsku i elektromagnetsku obradu vode pomoću konstantnih i izmjeničnih magnetskih polja postali su široko rasprostranjeni. Magnetska obrada uzrokuje da se tvari koje uzrokuju naslage polariziraju pod utjecajem polja i ostaju suspendirane.

Najjednostavniji uređaj koji se temelji na ovom principu je magnetizator. U pravilu, to je metalni cilindar s magnetskom šipkom unutra. Koristeći prirubnički spoj, ugrađuje se izravno u cjevovod. Princip rada magnetizatora je promjena električnog stanja molekula tekućine i soli otopljenih u njemu pod utjecajem magnetskog polja.

Zbog toga se ne stvara kotlovni kamen, a karbonatne soli se talože u obliku sitnokristalnog mulja, koji se više ne taloži na površinama za izmjenu topline. Prednost metode je stalna polarizacija tvari, zbog koje se otapaju i stare naslage kotlovskog kamena. Međutim, ova nedvojbeno ekološki prihvatljiva metoda, s niskim operativnim troškovima, ima važan nedostatak.

Povećanje hidrauličkog otpora sustava dovodi do povećanja potrošnje energije i dodatnog opterećenja crpne opreme; u zatvorenim cirkulacijskim sustavima naslage mulja talože se u radijatorima, armaturama i armaturama cjevovoda, zbog čega je potrebno ugraditi dodatne filtere ; magnetska šipka u uređaju aktivno korodira.

Učinkovitost takvog pročišćavanja doseže do 60% i ovisi o veličini frakcija sedimenta, kemijskom sastavu otopljenih soli i jačini magnetskog polja vanjskih izvora. U posljednjem desetljeću aktivno se traga za novim metodama fizikalne obrade vode, temeljenim na suvremenim nanotehnologijama. Primjer su uređaji njemačke tvrtke Merus (slika 13), koji se izrađuju posebnim proizvodnim postupkom prešanja različitih materijala, kao što su aluminij, željezo, krom, cink, silicij itd.

Tehnologija omogućuje dobivanje jedinstvene legure koja ima svojstvo "pamćenja" jakosti magnetskog polja tijekom naknadne tehnološke obrade i pretvaranja u elektromagnetske signale na mjestu ugradnje na cjevovodu. Uređaj učinkovito koncentrira elektromagnetska polja iz okoline i djeluje na bikarbonatne anione otopljene u vodi, držeći ih u koloidnom obliku i pretvara hrđu u magnetit – elektromagnetskim impulsima, proizvodeći učinak sličan učinku akustičnih signala na vodu (ultrazvuk).

To uzrokuje proces kristalizacije izravno u vodenom tijelu, a ne na stijenkama cijevi ili drugim površinama za izmjenu topline. Ovaj proces je u kemiji poznatiji kao “kristalizacija u volumenu.” Za razliku od drugih metoda fizikalne obrade vode, Merus uređaji ne zahtijevaju izvore energije, troškove održavanja niti ugradnju uređaja. Djelovanje uređaja na vodu traje do 72 sata i omogućuje obradu vode na magistralnim cjevovodima do 10 km.

Zahvaljujući novom principu djelovanja koji se temelji na aktivaciji vode, zbog kidanja vodikovih međumolekularnih veza, Merus uređaji se učinkovito koriste čak iu slučajevima kada su poznate metode obrade vode neučinkovite. Na primjer, na cjevovodima za kondenzat, izravnim protočnim tehnološkim pregrijačima pare koji rade na vodu iz slavine bez povrata kondenzata, elektrotermalnim pećima, kada su ugrađeni na plastične cijevi itd.

Učinkovitost takvog tretmana doseže 90%, što vam omogućuje omekšavanje vode bez kemijskih komponenti, smanjenje potrošnje soli tijekom kationizacije natrija i inhibiciju rasta patogenih bakterija kao što su Kochov bacil i legionela. Pritom se kemijski sastav vode ne mijenja, što je često važno za farmaceutsku i prehrambenu proizvodnju, pripremu vode u bazenima itd.

zaključke

Tehničko stanje kotlovske opreme u komunalnim poduzećima prvenstveno je pod utjecajem nedostatka dovoljnog financiranja i nesavršenog zakonskog okvira.
Utvrđivanje učinkovitosti kotlovske opreme trebalo bi započeti energetskim pregledom.
Povećanje radne učinkovitosti i životnog vijeka kotlovske opreme može se postići ugradnjom sekundarnih emitera, koji će poboljšati aerodinamičke i kinetičke procese koji se odvijaju u ložištu.
Značajne uštede toplinske energije i poboljšane performanse opreme mogu se postići nadogradnjom hidrauličkog kruga.
Ugradnja graničnika propuha na dimnjake dovodi do stabilizacije izgaranja, ventilacije dimnjaka, uklanjanja mogućnosti stvaranja kondenzacije i njihovog pouzdanog rada pri malim opterećenjima kotlovskih jedinica.
Tijekom rada kotlovske opreme potrebno je obratiti pozornost na kvalitetnu obradu vode i odzračivanje rashladne tekućine.

Toplinski proračun kotlovskih jedinica (normativna metoda) / Ed. N. V. Kuznetsova - M.: Energija, 1973.
Basok B.I., Demchenko V.G., Martynenko M.P. Numeričko modeliranje aerodinamičkih procesa u ložištu vrelovodnog kotla sa sekundarnim radijatorom. Industrijska toplinska tehnika, broj 1/2006.
Radne karakteristike, upute za spajanje i hidraulički dijagrami za kotlove srednje i velike snage. De Dietrich, 1998.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Objavljeno nahttp://www.allbest.ru/

Uvod

1.2.2.1 Potreba za korištenjem opće automatizacije kotla, procesnih alarma i dispečiranja

1.4 Svrha i ciljevi dizajna

2. Tehnološki proces kotlovnice na UKPG-8

2.1.2.3 Regulacija vakuuma u peći

2.1.3 Kontrola pregrijavanja pare

2.1.4 Regulacija snage i vodnog režima dobošnih parnih kotlova

2.1.4.1 Upravljačke sheme

2.2 Parni kotlovi na plinsko ulje tipa DE

2.2.1 Prednosti parnih kotlova tipa DE

2.2.2 Tehničke karakteristike parnih kotlova tipa DE

2.3 Princip rada kotla DE-10-14 G

2.4 Izbor tehnološke opreme za kotlovsko postrojenje

2.4.1 Prigušni ventil s električnim pogonom BG4.08.00

2.4.2 Brzodjelujući zaporni ventil (SCV) 1256.100.00-02

2.4.3 Solenoidni ventil normalno otvoren 1256.20.00

2.4.4 Solenoidni ventil normalno zatvoren 1256.15.00

2.4.5 Prigušni ventil ZD 80-11.00

2.4.6 Trokraki ventil za manometar KM 1.00

2.4.7 Prigušni ventil s dvostrukim protokom zraka

2.4.8 Električni upaljač

2.4.9 Jednookretni pogoni MEO-16 i MEO-40

3. Stvaranje automatiziranog sustava upravljanja na jedinici 8 plinskog polja Medvezhye

3.1 Analiza postojećih regulatora

3.1.1 Zahtjevi za kontrolere

3.1.1.1 Zahtjevi za protok informacija

3.1.2 Odabir kontrolera

3.1.2.1 Kontroler "Remikont R-110"

3.1.2.2 GE-Fanuc kontroler

3.1.2.3 Kontroler “TREI-5B-05”

3.1.2.4 Kontroler "TEKON-17"

3.1.3 Rezultati istraživanja

3.2 Softver za regulator TEKON-17

3.2.1 Dodatna algoritamska podrška za okruženje ISaGRAF PRO

3.2.2 Softver operaterskog sučelja

3.2.3 Aplikacijski softver za regulator TEKON-17

3.2.3.1 “Računovodstveni dnevnik”

3.2.3.2 “TEKON-Imena”

3.2.3.3 "Daljinski"

3.2.3.4 “Ispis-dijalog”

3.2.3.5 "Hayes-TEKON"

3.2.3.6 "Dijalog-TEKON"

3.2.3.7 "Telekonferencija"

3.2.3.8 Program za konfiguraciju Ethernet adaptera

3.3 Izrada funkcionalnog dijagrama automatizacije

3.3.1 Opći podaci

3.3.2 Opis funkcionalnog dijagrama automatizacije

3.4 Sustav upravljanja kotlom

3.4.1 Funkcionalne mogućnosti programskog paketa AMAKS

3.5 Softver za automatizirane sustave upravljanja procesima

4. Izračun tehničkih i ekonomskih pokazatelja

4.1 Ekonomska isplativost automatizacije kotlovskog postrojenja

4.2 Polazni podaci za izračun ekonomske učinkovitosti

4.3 Obračun troškova električne energije

4.4 Kapitalna ulaganja

4.5 Izračun troškova održavanja i rada opreme

4.6 Obračun fonda plaća

4.7 Troškovi

4.8 Tehnički i ekonomski pokazatelji

5. Zaštita na radu

5.1 Analiza i osiguranje sigurnih uvjeta rada

5.2 Izračun težine rada dispečera i njegova cjelovita procjena

5.3 Moguće hitne situacije

5.3.1 Proračun evakuacijskih putova i izlaza

Zaključak

Popis korištenih izvora

Uvod

Automatizacija je uporaba skupa alata koji omogućuju odvijanje proizvodnih procesa bez izravnog sudjelovanja čovjeka, ali pod njegovom kontrolom. Automatizacija proizvodnih procesa dovodi do povećanja učinka, smanjenja troškova i poboljšanja kvalitete proizvoda, smanjuje broj servisnog osoblja, povećava pouzdanost i trajnost strojeva, štedi materijale, poboljšava uvjete rada i sigurnosne mjere.

Automatizacija oslobađa ljude od potrebe za izravnim upravljanjem mehanizmima. U automatiziranom proizvodnom procesu uloga osobe svodi se na postavljanje, podešavanje, servisiranje opreme za automatizaciju i nadzor njihovog rada.

Po stupnju automatizacije termoenergetika zauzima jedno od vodećih mjesta među ostalim industrijama. Termoelektrane karakterizira kontinuitet procesa koji se u njima odvijaju. Istovremeno, proizvodnja toplinske i električne energije u svakom trenutku mora odgovarati potrošnji (opterećenju). Gotovo svi poslovi u termoelektranama su mehanizirani, a prijelazni procesi u njima se odvijaju relativno brzo. To objašnjava visoki razvoj automatizacije u toplinskoj energetici.

Automatiziranje parametara pruža značajne prednosti:

Omogućuje smanjenje broja radnog osoblja, tj. povećanje njegove produktivnosti rada;

Dovodi do promjene u prirodi rada uslužnog osoblja;

Povećava točnost održavanja parametara generirane pare;

Povećava sigurnost rada i pouzdanost opreme;

Povećava učinkovitost generatora pare.

Automatizacija kotlovskih instalacija uključuje automatsku regulaciju, daljinsko upravljanje, tehnološku zaštitu, termokontrolu, tehnološke blokade i alarme.

Automatska regulacija osigurava odvijanje kontinuirano odvijajućih procesa u generatoru pare (dovod vode, izgaranje, razina vode u bubnju kotla, pregrijavanje pare i dr.)

Daljinsko upravljanje omogućuje dežurnom osoblju pokretanje i zaustavljanje parogeneratora, kao i uključivanje i upravljanje njegovim mehanizmima na daljinu, s konzole na kojoj su smješteni upravljački uređaji.

Toplinska kontrola rada kotlovskih instalacija i opreme provodi se pomoću instrumenata za pokazivanje i snimanje koji rade automatski. Uređaji kontinuirano prate procese koji se odvijaju u postrojenju parogeneratora ili su povezani s objektom mjerenja putem servisnog osoblja ili informacijskog računala. Termokontrolni uređaji postavljeni su na ploče i upravljačke ploče, što je moguće prikladnije za promatranje i održavanje.

Tehnološke blokade obavljaju niz operacija u zadanom nizu pri pokretanju i zaustavljanju mehanizama kotlovske instalacije, kao iu slučajevima kada se aktivira tehnološka zaštita. Blokade eliminiraju neispravne radnje prilikom servisiranja jedinice generatora pare i osiguravaju da se oprema isključi potrebnim redoslijedom u slučaju nužde. Procesni alarmni uređaji obavještavaju dežurno osoblje o stanju opreme (u radu, zaustavljeno i sl.), upozoravaju da se parametar približava opasnoj vrijednosti i dojavljuju pojavu izvanrednog stanja generatora pare i njegove opreme. Koriste se zvučni i svjetlosni alarmi.

1. Analiza stanja problematike i ciljeva istraživanja

1.1 Plinsko polje Medvezhye

Plinsko polje Medvezhye nalazi se u okrugu Nadymsky u Jamalo-Nenetskom nacionalnom okrugu, 340 km istočno od grada Saleharda. Godine 1967. započelo je istražno bušenje i utvrđena je plinovitost naslaga ovog polja.

Geološku građu ležišta čine pjeskovito-glinasto-muljevite stijene gornje krede, paleogena i kvartara. U podnožju sekcije, bušenjem su otkrivene naslage gornjeg dijela serije Pokur, koje su produktivne. Ukupna otkrivena debljina sedimenata je oko 1200 metara. Struktura depozita ograničena je na Nenecki luk i velika je brahiantiklinalna bora submeridionalnog udara, koja se može pratiti kroz cijeli dio sedimentnog pokrova. Dimenzije su 33 x 10 km.

Na polju su utvrđena ležišta industrijskog plina u gornjem dijelu sedimenata serije Pokur. Bušotina br. 1 na sjevernoj periklini strukture otkrila je produktivne sedimente. Dio plinom zasićenog dijela sastavljen je od pjeskovito-silvitih stijena s podređenim slojevima glina i vapnenaca. Plinonosna razina ovdje doseže visinu od oko 100 m. Prilikom ispitivanja bušotine dobivena je snažna plinska fontana s protokom od 2 500 000 m 3 / dan. Pretpostavlja se da je tlak u ležištu 110 kgf/cm2. Područje zasićeno plinom polja Medvezhye određeno je položajem plinonosne konture i iznosi 910 km 2. Pretpostavlja se da je ponderirana prosječna efektivna debljina zasićena plinom 20 m. Rezerve plina u polju procjenjuju se na 1000 milijardi kubičnih metara.

Plinsko polje Medvezhye jedno je od najvećih na svijetu, čini 86% ukupne količine odabranog plina, a godišnje se ovdje proizvede 30 milijardi kubičnih metara plina. Ovo je prvorođenac plinske industrije Tjumenskog sjevera, prvo veliko polje plinske industrije Rusije i Unije. Trenutno je preko 80% rezervi plina proizvedeno iz ovog polja. Danas na polju radi devet plinskih polja.

Od 1972. godine Medvezhyeom upravlja Nadymgazprom LLC. Već u početnom razdoblju rada postalo je jasno da će ažurirani podaci o veličini i gustoći rasporeda rezervi, te ležišnim tokovima dovesti do promjene ukupne strategije razvoja polja. Prije svega, promijenjen je princip raspodjele razine godišnje proizvodnje na tzv. plinonosnom području u različitim područjima. Zatim su izbušeni deseci novih proizvodnih bušotina u perifernim zonama, povećan je kapacitet jedinica za integriranu obradu plina (CGT) i izgrađene kompresorske stanice (BCS). To je omogućilo povećanje ekstrakcije plina na devet milijardi kubičnih metara godišnje i "protezanje" razdoblja stalne proizvodnje na nekoliko godina. A sada Nadymgazprom također premašuje svoje planirane ciljeve.

Trenutno Nadymgazprom LLC provodi dodatno istraživanje polja. Unatoč činjenici da se tvrtka trenutno primarno bavi pripremom za razvoj obećavajućih polja ugljikovodika na poluotoku Yamal, polja nafte i plina Nadym-Pur-Taz nisu ostala bez dužne pažnje. Planovi tvrtke za 2007. godinu uključuju pokretanje velikih radova na rekonstrukciji rudarskih polja na nalazištu Medvezhye. Za izradu projekta rekonstrukcije dodijeljena su potrebna sredstva i već je izrađen projekt koji je odobren od strane Gazprom OJSC i prošao je državni ispit. Istodobno, na terenu su u tijeku geološki istražni radovi koji su već dali ohrabrujuće rezultate. Prva faza rekonstrukcije uključivat će, posebice, modernizaciju plinskih sabirnih mreža. Drugi će se sastojati od optimizacije rada sustava za povećanje tlaka. Završetak radova planiran je za 2020. godinu, uzimajući u obzir ne samo proizvodnju industrijskog plina, već i rad s temeljnim formacijama.

1.2 Opis tehnološkog procesa

Parni kotao je kompleks jedinica dizajniranih za proizvodnju vodene pare. Ovaj kompleks sastoji se od niza međusobno povezanih uređaja za izmjenu topline koji se koriste za prijenos topline od proizvoda izgaranja goriva do vode i pare. Početni nositelj energije, čija je prisutnost neophodna za stvaranje pare iz vode, je gorivo.

Glavni elementi procesa rada koji se odvijaju u kotlovnici su:

Proces izgaranja goriva;

Proces izmjene topline između produkata izgaranja ili samog gorućeg goriva s vodom;

Proces isparavanja koji se sastoji od zagrijavanja vode, njenog isparavanja i zagrijavanja nastale pare.

Tijekom rada u kotlovskim jedinicama formiraju se dva toka koji međusobno djeluju: tok radne tekućine i tok rashladnog sredstva formiranog u peći.

Kao rezultat ove interakcije, na izlazu iz objekta dobiva se para zadanog tlaka i temperature.

Jedan od glavnih zadataka koji se javlja tijekom rada kotlovske jedinice je osigurati jednakost između proizvedene i potrošene energije. Zauzvrat, procesi stvaranja pare i prijenosa energije u kotlovskoj jedinici jedinstveno su povezani s količinom tvari u tokovima radnog fluida i rashladnog sredstva.

Izgaranje goriva kontinuirani je fizikalno-kemijski proces. Kemijska strana izgaranja je proces oksidacije njegovih zapaljivih elemenata kisikom, koji se odvija na određenoj temperaturi i praćen je oslobađanjem topline. Intenzitet izgaranja, kao i učinkovitost i stabilnost procesa izgaranja goriva ovise o načinu dovođenja i raspodjele zraka između čestica goriva. Uobičajeno, proces izgaranja goriva podijeljen je u tri faze: paljenje, izgaranje i naknadno izgaranje. Ove se faze općenito pojavljuju sekvencijalno u vremenu i djelomično se preklapaju.

Proračun procesa izgaranja najčešće se svodi na određivanje količine zraka potrebnog za izgaranje jedinice mase ili volumena goriva, količine i sastava toplinske bilance i određivanja temperature izgaranja.

Značenje prijenosa topline je prijenos topline toplinske energije koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva na vodu, iz koje je potrebno dobiti paru, odnosno paru, ako je potrebno povećati njezinu temperaturu iznad temperature zasićenja. Proces izmjene topline u kotlu odvija se kroz vodo-plinonepropusne toplinski vodljive stijenke koje se nazivaju ogrjevna površina. Grijaće površine su izrađene u obliku cijevi. Unutar cijevi postoji kontinuirana cirkulacija vode, a izvana se ispiru vrućim dimnim plinovima ili dobivaju toplinsku energiju zračenjem. Dakle, u jedinici kotla odvijaju se sve vrste prijenosa topline: toplinska vodljivost, konvekcija i zračenje. Prema tome se ogrjevna površina dijeli na konvektivnu i zračeću. Količina topline prenesena kroz jedinicu grijaće površine u jedinici vremena naziva se toplinsko naprezanje ogrjevne površine. Veličina napona ograničena je, prvo, svojstvima materijala površine grijanja, a drugo, maksimalnim mogućim intenzitetom prijenosa topline s vrućeg rashladnog sredstva na površinu, s grijaće površine na hladno rashladno sredstvo.

Intenzitet koeficijenta prijelaza topline je veći što je veća temperaturna razlika rashladnih sredstava, brzina njihovog kretanja u odnosu na površinu grijanja i što je veća čistoća površine.

Stvaranje pare u kotlovskim jedinicama događa se u određenom slijedu. Stvaranje pare počinje već u sito cijevima. Taj se proces odvija pri visokim temperaturama i pritiscima. Fenomen isparavanja sastoji se u tome što pojedine molekule tekućine koje se nalaze na njezinoj površini i koje posjeduju velike brzine, a time i veću kinetičku energiju u usporedbi s drugim molekulama, svladavajući djelovanje sile susjednih molekula, stvarajući površinsku napetost, izlete u okolni prostor. . S porastom temperature povećava se i intenzitet isparavanja. Obrnuti proces od isparavanja naziva se kondenzacija. Tekućina koja nastaje kondenzacijom naziva se kondenzat. Koristi se za hlađenje metalnih površina u pregrijačima.

Para koja se stvara u kotlovskoj jedinici dijeli se na zasićenu i pregrijanu. Zasićena para se pak dijeli na suhu i mokru. Budući da termoelektrane zahtijevaju pregrijanu paru, za njeno pregrijavanje ugrađuje se pregrijač, u ovom slučaju zaslonski i spojni pregrijač, u kojem se toplina dobivena izgaranjem goriva i ispušnih plinova koristi za pregrijavanje pare. Dobivena pregrijana para na temperaturi T = 540 °C i tlaku P = 100 atmosfera koristi se za tehnološke potrebe.

1.2.1 Opis projekta objekta

Parni kotlovi tipa DE s proizvodnjom pare od 10 t/h, s apsolutnim tlakom od 1,4 MPa (14 kgf/cm2) dizajnirani su za proizvodnju zasićene ili pregrijane pare koja se koristi za tehnološke potrebe industrijskih poduzeća, za opskrbu toplinom grijanja i sustavi opskrbe toplom vodom. Vertikalni vodocijevni kotlovi s dvostrukim bubnjem izrađeni su prema "D" shemi dizajna, čija je karakteristična značajka bočni položaj konvektivnog dijela kotla u odnosu na komoru za izgaranje.

Glavne komponente kotlova su gornji i donji bubanj, konvekcijska greda i lijevi zaslon za izgaranje (plinonepropusna pregrada), desni zaslon za izgaranje, zaštitne cijevi za prednju stijenku ložišta i stražnji zaslon koji tvore komora za izgaranje.

Odozdo se zrak potreban za izgaranje goriva dovodi u ložište pomoću ventilatora. Proces izgaranja goriva odvija se na visokim temperaturama, tako da zaslonske cijevi kotla apsorbiraju značajnu količinu topline zračenjem.

Produkti izgaranja goriva, inače zvani plinovi, ulaze u dimovodne kanale kotla, koji zagrijavaju površinu pregrijača i ispiraju cijevi ekonomajzera, u kojem se napojna voda zagrijava do temperature blizu 200 °C ulazeći u bubnjeve kotla. Zatim dimni plinovi prolaze u dimnjak i ulaze u grijač zraka. Plinovi izlaze iz njega kroz dimnjak u atmosferu. Voda se dovodi u kotao kroz cjevovod ili plinovod. Para iz bubnja kotla, zaobilazeći pregrijač, ulazi u parovod.

Jedan od najvažnijih pokazatelja dizajna kotlovske jedinice je njezin cirkulacijski kapacitet. Ravnomjerna i intenzivna cirkulacija mješavine vode i pare pomaže u ispiranju mjehurića pare i plina koji se oslobađaju iz vode sa stijenke, a također sprječava taloženje kamenca na stijenkama, što zauzvrat osigurava nisku temperaturu stijenke - do (200- 400) °C, ne mnogo više od temperature zasićenja i još nije opasno za čvrstoću kotlovskog čelika. Parni kotao DE -10-14 G spada u kotlove s prirodnom cirkulacijom, a glavni tehnološki parametri kotla prikazani su u tablici 1.1.

Tablica 1.1 - Tehnološki parametri kotla DE -10-14 G

Parametar
Izvođenje
Temperatura pregrijane pare
Tlak bubnja kotla
Temperatura napojne vode nakon ekonomajzera
Potrošnja prirodnog plina

Temperatura dimnih plinova
Tlak plina ispred plamenika
Vakuum u peći	mm vodenog stupca
Razina bubnja
Potrošnja vode za hranu
Tlak dovodne vode

1.2.2 Opravdanost potrebe automatizacije kotlovskog postrojenja

Kotlovnice su opasni proizvodni objekti i glavni zahtjev za njih je osiguranje odgovarajuće razine sigurnosti.Rad kotlova mora osigurati pouzdanu i učinkovitu proizvodnju pare potrebnih parametara.

Na temelju ovih zahtjeva široku primjenu dobili su automatizirani sustavi upravljanja procesima (APCS) koji bez stalne prisutnosti osobe održavaju optimalnost tehnološkog procesa i povećavaju učinkovitost, a temelje se na korištenju suvremene računalne i mikroprocesorske tehnologije. , odnosno skup su sklopovske i programske opreme koja vrši kontrolu i upravljanje tehnološkim procesom. Sustav automatizirane kontrole procesa podržava povratne informacije i utječe na napredak procesa kada odstupa od zadanih načina.

Shema automatizacije za regulaciju i kontrolu jedinice parnog kotla treba uključivati sljedeće sustave:

Sustav automatske regulacije i kontrole toplinskog opterećenja kotla;

Sustav automatske regulacije i kontrole napajanja kotla;

Sustav automatske regulacije i kontrole omjera plin-zrak;

Sustav automatske regulacije i kontrole vakuuma u ložištu kotla;

Automatski sustav kontrole tlaka;

Automatski sustav kontrole temperature;

Automatski sustav za isključivanje plina.

Korištenje programskih logičkih regulatora omogućuje promjenu i prilagodbu algoritma rada kotlovnice unosom novog programa, ili jednostavnim ispravljanjem programiranog programa.

Iskustvo automatizacije industrijskih kotlovnica pokazuje da reguliranje procesa izgaranja i napajanja kotlova osigurava do 8% uštede goriva, povećava učinkovitost kotla za (7-8)%, osigurava rad ložišta s viškom zraka blizu optimalnog , smanjuje potrošnju energije za miniranje i vuču, smanjuje količinu popravaka i poboljšava kulturu održavanja.

1.2.2.1 Potreba za korištenjem opće automatizacije kotla, procesnih alarma i daljinskog otpremanja

Automatizacija vam omogućuje rad bez stalne prisutnosti osoblja za održavanje. Da bi se to postiglo, u automatiziranim kotlovnicama, osim obvezne automatizacije kotla, mora postojati opća automatizacija kotla, procesni alarmi i daljinsko dispečiranje.

Opća automatizacija kotla mora kontrolirati cijelu kotlovnicu u odsutnosti ljudi, to jest:

Automatsko rotiranje (izmjenični rad) kotlova;

Kada je kotao isključen, pumpa bi trebala raditi oko 10 minuta;

Automatski rotirati (izmjenični rad) crpke za grijanje, ventilaciju, opskrbu toplom vodom (tehnološki proces);

Ovisno o opterećenju, automatski uključiti (isključiti) dodatni kotao;

Automatski održavati temperaturu (postavljenu od strane proizvođača kotla) rashladne tekućine u povratnom cjevovodu kotla;

Automatsko ponovno punjenje sustava kada se tlak rashladnog sredstva smanji;

Automatski održava temperaturni raspored rashladne tekućine u sustavima grijanja, ventilacije, opskrbe toplom vodom i tehnološkim procesima.

Procesni alarm mora bilježiti sve izvanredne situacije i osigurati svjetlosne i zvučne alarme. Signalizacija procesa uključuje signale:

Curenje plina (metan);

Pojava ugljičnog monoksida (CO);

Smanjenje ili povećanje tlaka plina (izvan postavki);

Smanjenje ili povećanje tlaka rashladnog sredstva (izvan postavki);

Smanjenje, povećanje (izvan postavki) ili gubitak faze opskrbne mreže;

Kvar kotla;

Dispečiranje na daljinu treba duplicirati stanje procesnog alarma u sobi dežurnog i uključiti zvučne i svjetlosne alarme.

1.2.2.2 Opravdanost potrebe za praćenjem, regulacijom i signalizacijom procesnih parametara

Automatsko upravljanje procesom izgaranja značajno povećava učinkovitost plinskih instalacija. Korištenje automatizacije osigurava sigurnost korištenja plina, poboljšava uvjete rada operativnog osoblja i pomaže u poboljšanju njihove tehničke razine.

Regulacija napajanja kotlovskih jedinica i regulacija tlaka u bubnju kotla uglavnom se svodi na održavanje materijalne ravnoteže između odvođenja pare i dovoda vode. Parametar koji karakterizira ravnotežu je razina vode u bubnju kotla. Pouzdanost kotlovske jedinice uvelike je određena kvalitetom kontrole razine. Kada se tlak poveća, pad razine ispod dopuštenih granica može dovesti do poremećaja cirkulacije u zaslonskim cijevima, što rezultira povećanjem temperature stijenki grijanih cijevi i njihovim gorenjem.

Povećanje razine također dovodi do hitnih posljedica, jer voda može ući u pregrijač, što će uzrokovati njegov kvar. U tom smislu, postavljaju se vrlo visoki zahtjevi za točnost održavanja zadane razine. Kvaliteta regulacije snage određena je i jednakošću opskrbe napojnom vodom. Potrebno je osigurati ravnomjeran dovod vode u kotao, budući da česte i duboke promjene protoka napojne vode mogu uzrokovati značajna temperaturna naprezanja u metalu ekonomajzera.

Bubnjevi kotla s prirodnom cirkulacijom imaju značajan skladišni kapacitet, koji se očituje u prijelaznim uvjetima. Ako je u stacionarnom načinu rada položaj razine vode u bubnju kotla određen stanjem materijalne bilance, onda u prijelaznim režimima na položaj razine utječe veliki broj poremećaja. Glavne su promjene u potrošnji napojne vode, promjene u izlazu pare iz kotla kada se promijeni opterećenje potrošača, promjene u proizvodnji pare kada se promijeni opterećenje peći i promjene u temperaturi napojne vode.

Regulacija omjera plin-zrak je neophodna i fizički i ekonomski. Poznato je da je jedan od najvažnijih procesa koji se odvija u kotlovskom postrojenju proces izgaranja goriva. Kemijska strana izgaranja goriva je reakcija oksidacije zapaljivih elemenata molekulama kisika. Kisik iz atmosfere koristi se za izgaranje. Zrak se dovodi u peć u određenom omjeru s plinom pomoću ventilatora. Omjer plina i zraka je približno 1,1. Ako u komori za izgaranje nedostaje zraka, dolazi do nepotpunog izgaranja goriva. Neizgorjeli plin ispuštat će se u atmosferu, što je ekonomski i ekološki neprihvatljivo. Ako u komori za izgaranje ima viška zraka, ložište će se ohladiti, iako će plin u potpunosti izgorjeti, ali u tom slučaju će preostali zrak stvarati dušikov dioksid, što je ekološki neprihvatljivo, jer je ovaj spoj štetan za ljude i okoliš .

Sustav automatske regulacije vakuuma u ložištu kotla namijenjen je održavanju ložišta pod tlakom, odnosno održavanju konstantnog vakuuma (cca 4 mm vodenog stupca). U nedostatku vakuuma, plamen baklje će biti pritisnut, što će dovesti do gorenja plamenika i donjeg dijela ložišta. Dimni plinovi tada će otići u radionicu, onemogućujući rad osoblja za održavanje.

U napojnoj vodi otopljene su soli čija je dopuštena količina određena standardima. Tijekom procesa stvaranja pare te soli ostaju u kotlovskoj vodi i postupno se nakupljaju. Neke soli tvore mulj, krutinu koja kristalizira u kotlovskoj vodi. Teži dio mulja nakuplja se u donjim dijelovima bubnja i kolektora.

Povećanje koncentracije soli u kotlovskoj vodi iznad dopuštenih vrijednosti može dovesti do njihovog uvlačenja u pregrijač. Dakle, soli nakupljene u kotlovskoj vodi uklanjaju se kontinuiranim puhanjem, koje se u ovom slučaju ne regulira automatski. Računska vrijednost puhanja generatora pare u stacionarnom stanju određuje se iz jednadžbi bilance nečistoća u vodi u generatoru pare. Dakle, udio propuhivanja ovisi o omjeru koncentracije nečistoća u propuhnoj i napojnoj vodi. Što je kvaliteta napojne vode veća i što je veća dopuštena koncentracija nečistoća u vodi, to je manji udio propuhavanja. A koncentracija nečistoća, pak, ovisi o udjelu dodatne vode, što uključuje, posebice, udio izgubljene vode za ispuhivanje.

Parametri alarma i zaštite koji djeluju na zaustavljanje kotla su fizički neophodni, budući da operater ili strojovođa kotla nije u mogućnosti pratiti sve parametre ispravnog kotla. Kao rezultat toga, može doći do hitne situacije. Na primjer, kada se voda ispušta iz bubnja, razina vode u njemu se smanjuje, zbog čega može doći do poremećaja cirkulacije i pregorjeti cijevi donjih slavina. Zaštita, koja se aktivira bez odgode, spriječit će kvar generatora pare. Kada se opterećenje generatora pare smanji, intenzitet izgaranja u peći se smanjuje. Izgaranje postaje nestabilno i može prestati. S tim u vezi, predviđena je zaštita za gašenje baklje. Pouzdanost zaštite uvelike je određena brojem, sklopnim krugom i pouzdanošću uređaja koji se u njemu koriste. Prema djelovanju zaštite se dijele na: one koje djeluju na zaustavljanje generatora pare (smanjenje opterećenja generatora pare), obavljanje lokalnih operacija.

1.3 Klasifikacija kotlovskih instalacija

Kotlovske instalacije su skup opreme namijenjene pretvaranju kemijske energije goriva u toplinsku energiju za proizvodnju tople vode ili pare zadanih parametara.

Ovisno o namjeni, kotlovska instalacija se sastoji od kotla odgovarajućeg tipa i pomoćne opreme koja osigurava njen rad. Kotao je konstrukcijski integrirani sklop uređaja za proizvodnju pare ili zagrijavanje vode pod tlakom korištenjem topline izgorjelog goriva tijekom tehnološkog procesa ili pretvaranje električne energije u toplinu.

Klasifikacija kotlovskih instalacija prikazana je na listu 1 grafičkog materijala diplomskog projekta.

Na temelju vrste proizvedene rashladne tekućine, kotlovske instalacije podijeljene su u tri glavne klase:

Para, namijenjena za proizvodnju vodene pare;

Toplovodni kotlovi za proizvodnju tople vode i miješani (opremljeni parnim i toplovodnim kotlovima) za proizvodnju pare i tople vode;

Po prirodi rashladnog sredstva:

Energija za proizvodnju pare za parne strojeve;

Industrijske grijaće jedinice koje proizvode paru za tehnološke potrebe proizvodnje, grijanja i ventilacije;

Sustavi grijanja koji proizvode paru za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom industrijskih, stambenih i pomoćnih prostora;

Mješoviti, generirajući paru za istodobnu opskrbu parnih strojeva, tehnoloških potreba, jedinica za grijanje i ventilaciju te opskrbu toplom vodom.

Prema vrsti glavne vrste izgorjelog goriva:

Ugljen;

Plin;

Lož ulje.

Prema veličini usluge:

Pojedinac,

Skupina;

Regionalni.

Detaljnija klasifikacija prikazana je na prvom listu grafičkog dijela.

Kotlovske instalacije se sastoje od kotlovske jedinice i pomoćne opreme. Postoje najmanje dvije kotlovske jedinice, a pomoćna oprema je zajednička za cijelu kotlovnicu. Glavna oprema kotlovskog postrojenja prikazana je na slici 1.1.

Slika 1.1 - Tehnološka shema kotlovskog postrojenja: B - ventilator, D - odimljivač, EK - ekonomajzer, Fil - filteri za kemijsku obradu vode, Deaer - odzračivač, Pn - napojna pumpa, NSV - pumpa sirove vode, RO - regulatorno tijelo , IM - izvršni mehanizam, RU - jedinica redukcije.

Kotlovska jedinica uključuje uređaj za izgaranje, sustav cijevi s bubnjevima, pregrijač pare, ekonomizator vode, grijač zraka, odimljavač, ventilator, zaporne i regulacijske ventile, instrumente i regulatore.

Pomoćna oprema uključuje jedinicu za redukciju tlaka, filtre za kemijsku obradu vode, deaerator, pumpe sirove vode i pumpe za napajanje, postrojenja za loživo ulje, kontrolnu stanicu za plin, armature, instrumente i regulatore.

Radni fluidi koji sudjeluju u procesu proizvodnje tople vode ili pare za industrijske i tehničke potrebe i grijanje su voda, gorivo i zrak.

Parni kotao je glavni element kotlovske jedinice; to je uređaj za izmjenu topline kroz metalne stijenke od kojih se toplina prenosi iz vrućih proizvoda izgaranja goriva u vodu za proizvodnju pare.

Proizvodnja pare kotlovskog postrojenja ili njegova snaga zbroj je proizvodnje pare pojedinačnih kotlovskih jedinica koje ulaze u njegov sastav. Parni učinak kotlovske jedinice određen je brojem kilograma ili tona pare koju proizvede po satu, označen slovom D i mjeren u kg/h ili t/h.

Uređaj za izgaranje kotlovske jedinice služi za izgaranje goriva i pretvaranje kemijske energije u toplinu na najekonomičniji način.

Pregrijač je namijenjen za pregrijavanje pare proizvedene u kotlu prijenosom topline dimnih plinova na nju. Ekonomizator vode služi za zagrijavanje napojne vode koja ulazi u kotao toplinom dimnih plinova koji izlaze iz kotla.

Grijač zraka namijenjen je zagrijavanju zraka koji ulazi u uređaj za izgaranje toplinom ispušnih plinova.

Skladište goriva je predviđeno za skladištenje goriva; opremljena je mehanizmima za istovar i dovod goriva u kotlovnicu ili na uređaj za pripremu goriva. Uređaj za pripremu goriva u kotlovnicama koje rade na praškasto gorivo služi za usitnjavanje goriva do praškastog stanja; opremljena je drobilicama, sušarama, mlinovima, hranilicama, ventilatorima, kao i sustavom transportera i prašinara i plinovoda.

Uređaj za uklanjanje pepela i troske sastoji se od mehaničkih uređaja: kolica ili transportera ili oboje zajedno.

Uređaj za pripremu napojne vode sastoji se od uređaja i uređaja koji osiguravaju pročišćavanje vode od mehaničkih nečistoća i u njoj otopljenih soli koje stvaraju kamenac, kao i uklanjanje plinova iz nje.

Napojnu instalaciju čine napojne pumpe za dovod vode u kotao pod pritiskom, kao i pripadajući cjevovodi.

Propuh se sastoji od ventilatora, sustava plinsko-zračnih kanala, odimljavača i dimnjaka, koji osiguravaju dovod potrebne količine zraka u uređaj za izgaranje, kretanje produkata izgaranja kroz dimovodne kanale i odvođenje izgaranja. proizvoda izvan kotlovske jedinice.

Uređaj za termoregulaciju i automatiku sastoji se od instrumentacije i automata koji osiguravaju nesmetan i usklađen rad pojedinih uređaja kotlovskog postrojenja za proizvodnju potrebne količine pare pri određenoj temperaturi i tlaku.

Kotlovi se klasificiraju ovisno o vrsti odgovarajućeg kruga i njegovoj opremi. Prema vrsti goriva koje se sagorijeva i odgovarajućem putu goriva razlikuju se kotlovi na plinovita, tekuća i kruta goriva.

Prema putu plin-zrak razlikuju se kotlovi s prirodnom i uravnoteženom propuhom te s nadnabijanjem. U kotlu s prirodnim propuhom otpor plinskog puta se svladava pod utjecajem razlike u gustoći atmosferskog zraka i plina u dimnjaku. Ako se otpor putanje plina (kao i putanje zraka) savladava uz pomoć ventilatora, tada kotao radi s nadnabijanjem. U kotlu s ravnomjernim propuhom tlak u ložištu i na početku dimovodne cijevi održava se zajedničkim radom puhala i odimljavača blizu atmosferskog tlaka. Trenutno svi proizvedeni kotlovi, uključujući i one s uravnoteženom propuhom, nastoje biti nepropusni za plin.

Na temelju vrste parno-vodenog puta razlikuju se bubanj (slika 1.2, a, b) i kotlovi s izravnim protokom (slika 1.2, c). Kod svih vrsta kotlova voda i para prolaze jednom kroz ekonomajzer 1 i pregrijač 6. U bubanjskim kotlovima paro-vodena smjesa u evaporativnim ogrjevnim površinama 5 cirkulira opetovano (od bubnja 2 kroz donje cijevi 3 do kolektora 4 i bubnja 2). Štoviše, u kotlovima s prisilnom cirkulacijom (Slika 1.2, b), dodatna pumpa 8 je instalirana prije nego što voda uđe u površine za isparavanje 5. U kotlovima s izravnim protokom (Slika 1.2, b), radna tekućina prolazi preko svih grijaćih površina jednom pod utjecajem tlaka koji razvija dovodna pumpa 7.

Slika 1.2 - Dijagrami parno-vodenog kruga kotla: 1 - ekonomizator, 2 - bubanj, 3 - ispušne cijevi, 4 - kolektor, 5 - zaslon za isparavanje, 6 - zaslon za pregrijavanje, 7 - napojna pumpa, 8 - dodatna pumpa , i - bubanj kotao s prirodnom cirkulacijom; b - bubanj kotao s prisilnom cirkulacijom; c - jednokratni kotao; d - jednokratni kotao s prisilnom cirkulacijom

Kod protočnih kotlova podkritičnog tlaka, zasloni za isparavanje 5 nalaze se u donjem dijelu ložišta, stoga se nazivaju donji radijacijski dio (LRP). Zasloni smješteni u srednjem i gornjem dijelu peći pretežno se pregrijavaju 6. Nazivaju se redom srednji radijacijski dio (MRP) ili gornji radijacijski dio (URP).

Da bi se povećala brzina kretanja vode u nekim grijaćim površinama (obično NHF), prilikom pokretanja kotla s izravnim protokom ili rada pri smanjenim opterećenjima, osigurana je prisilna recirkulacija vode s posebnom pumpom 8 (Slika 1.2, d). To su kotlovi s recirkulacijom i kombiniranom cirkulacijom.

Na temelju faznog stanja troske koja se uklanja iz ložišta razlikuju se kotlovi s čvrstim i tekućim uklanjanjem troske. U kotlovima s čvrstim uklanjanjem troske (TSR), troska se uklanja iz peći u krutom stanju, au kotlovima s tekućim uklanjanjem troske (LSR) - u rastaljenom stanju.

Stacionarne kotlove karakteriziraju sljedeći glavni parametri: nazivni učinak pare, tlak, temperatura pare (glavno i međupregrijavanje) i napojne vode. Nazivni kapacitet pare shvaća se kao najveće opterećenje (u t/h ili kg/s) stacionarnog kotla s kojim može raditi tijekom dugotrajnog rada pri izgaranju glavne vrste goriva ili pri isporuci nazivne količine topline na nominalne vrijednosti pare i napojne vode, uzimajući u obzir dopuštena odstupanja .

Nazivne vrijednosti tlaka i temperature pare moraju biti osigurane neposredno ispred parovoda do potrošača pare pri nazivnom učinku pare kotla (a temperatura također pri nazivnom tlaku i temperaturi napojne vode).

Nazivna temperatura međupregrijavanja pare je temperatura pare neposredno iza međupregrijača kotla pri nominalnim vrijednostima tlaka pare, temperature napojne vode, proizvodnje pare i drugih parametara međupregrijane pare, uzimajući u obzir dopuštena odstupanja. .

Nazivna temperatura napojne vode je temperatura vode koja mora biti osigurana prije ulaska u ekonomajzer ili drugi grijač napojne vode kotla (ili, ako ih nema, prije ulaska u bubanj) pri nazivnom učinku pare.

Prema tlaku radne tekućine kotlovi se dijele na niskotlačne (manje od 1 MPa), srednje ((1-10) MPa), visoke ((10-22,5) MPa) i nadkritične (više od 22,5 MPa). Najkarakterističnije karakteristike kotla i glavni parametri uključeni su u njegovu oznaku. Prema GOST 3619-82 E, tip kotla i vrsta spaljenog goriva označeni su na sljedeći način: E - prirodna cirkulacija; Pr - s prisilnom cirkulacijom; P - izravni protok; PP - izravni protok s srednjim pregrijavanjem; Ep - bubanj s prirodnom cirkulacijom i srednjim pregrijavanjem; T - s čvrstim uklanjanjem troske; F - s tekućim uklanjanjem troske; G - plinovito gorivo; M - loživo ulje; B - smeđi ugljen; K - kameni ugljen. Na primjer, kotao s izravnim protokom s međupregrijavanjem kapaciteta 2650 t/h s tlakom od 25 MPa, temperaturom pare od 545 ° C i međupregrijavanjem pare od 542 ° C na smeđem ugljenu s uklanjanjem čvrste troske nosi oznaku: Pp-2650-25-545/5420 BT.

1.4 Svrha i ciljevi

Cilj diplomskog projekta je povećati učinkovitost kotlovskog postrojenja automatizacijom procesa paljenja.

Za postizanje ovog cilja potrebno je riješiti sljedeće zadatke:

Odredite kojoj klasi pripada kotlovska instalacija na plinskom polju Medvezhye;

Provesti usporednu analizu programabilnih kontrolera;

Izraditi funkcionalni dijagram automatizacije instalacije;

Razviti dijagram spajanja električnih ožičenja;

Napravite kombinirani opći krug regulatora "TEKON-17";

Kreirati zaslonske forme aplikacijskog softvera odabranog logičkog kontrolera;

Provesti plan postavljanja opreme;

Konstruirati kombinirani opći dijagram jednog od senzora protoka digitalYEWFLOW, na temelju kojeg se izrađuje jedinica za mjerenje pare iz kotla;

Provedite studiju izvedivosti.

logički regulator automatizacija kotla

2. Tehnološki proces kotlovnice na UKPG-8

2.1 Studija kontrolnog objekta

2.1.1 Parni kotao s bubnjem kao objekt upravljanja

Shematski dijagram tehnološkog procesa koji se odvija u parnom kotlu s bubnjem prikazan je na slici 2.1, dijagram cirkulacijskog kruga prikazan je na slici 2.2.

Slika 2.1 - Shematski dijagram toka kotla s bubnjem: 1 - ložište, 2 - cirkulacijski krug, 3 - odvodne cijevi, 4 - bubanj, 5, 6 - pregrijači pare, 7 - pregrijač pare, 8 - ekonomizator vode, 9 - grijač zraka, GPP - glavni ventil parne sobe; RPK - regulacijski napojni ventil

Gorivo ulazi kroz gorionike u peć 1, gdje se obično spaljuje metodom baklje. Za održavanje procesa izgaranja u ložište se dovodi zrak u količini Q B pomoću DV ventilatora. Zrak se predgrijava u grijaču zraka 9. Dimni plinovi QG usisavaju se iz ložišta dimovodom DS. Dimni plinovi prolaze kroz ogrjevne površine pregrijača pare 5, 6, ekonomizatora vode 8, grijača zraka 9 i odvode se kroz dimnjak u atmosferu. Proces stvaranja pare odvija se u uzlaznim cijevima cirkulacijskog kruga 2, štiteći komornu peć i opskrbljujući vodom iz donjih cijevi 3. Zasićena para D b iz bubnja 4 ulazi u grijač pare, gdje se zagrijava na zadanu temperaturu. zbog zračenja baklje i konvektivnog zagrijavanja dimnim plinovima. U ovom slučaju, temperatura pregrijane pare regulira se u pregrijaču 7 korištenjem D ulaza za ubrizgavanje vode.

Slika 2.2 - Shematski dijagram cirkulacijskog kruga: 1 - ekonomizator vode, 2 - dio za isparavanje, 3 - bubanj, 4 - stupnjevi pregrijača, 5 - pregrijač

Glavne kontrolirane veličine kotla su protok pregrijane pare D pp, njen tlak P pp i temperatura T pp. Osim toga, sljedeće vrijednosti treba održavati unutar prihvatljivih tolerancija:

Razina vode u bubnju N b (regulirana promjenom dovoda napojne vode D pv);

Vakuum u gornjem dijelu peći S t (reguliran promjenom učinka dimnjaka);

Optimalni višak zraka iza pregrijača O 2 (regulira se promjenom učinka puhala);

Navedene veličine mijenjaju se kao posljedica regulacijskih utjecaja te pod utjecajem vanjskih i unutarnjih poremećaja. Kotao kao regulacijski objekt (OU) složen je dinamički sustav s više međusobno povezanih ulaznih i izlaznih veličina (slika 2.3). Međutim, jasno izražen smjer pojedinih dionica duž glavnih kanala regulacijskih utjecaja, kao što su protok vode za ubrizgavanje D vpr - pregrijavanje t pp, potrošnja goriva V t - tlak p pp i drugi, omogućuje stabilizaciju kontroliranih količina pomoću neovisni sustavi s jednim krugom povezani samo preko upravljačkog objekta.

Slika 2.3 - Shema odnosa između izlaznih i ulaznih veličina u bubanj kotlu

Upravljački sustav bubnjastog parnog kotla (BSC) uključuje autonomne sustave automatskog upravljanja (ACS):

ACS za procese izgaranja i isparavanja;

ATS temperatura pregrijavanja pare;

SAR procesa ishrane i vodnog režima.

2.1.2 Regulacija procesa izgaranja i isparavanja

Proces izgaranja i isparavanja reguliran je na sljedeći način.

Procesi izgaranja i isparavanja usko su povezani. Količina izgorjelog goriva u stacionarnom stanju mora odgovarati količini proizvedene pare D b. Neizravni pokazatelj oslobađanja topline Q" t je toplinsko opterećenje Dq. Količina pare, pak, mora odgovarati protoku pare u turbinu D pp. Neizravni pokazatelj ove podudarnosti je tlak pare ispred turbine Regulacija procesa izgaranja i stvaranja pare općenito se svodi na održavanje sljedećih vrijednosti blizu zadanih vrijednosti:

Tlak pregrijane pare p pp i toplinsko opterećenje Dq;

Višak zraka u ložištu (sadržaj O 2, %) iza pregrijača, što utječe na učinkovitost procesa izgaranja;

Vakuum u gornjem dijelu peći S t.

2.1.2.1 Regulacija tlaka pregrijane pare i toplinskog opterećenja

Kotao, kao objekt za regulaciju tlaka i toplinskog opterećenja, može se prikazati u obliku jednostavnih odjeljaka, komore za izgaranje; dio za stvaranje pare koji se sastoji od grijaćih površina smještenih u komori za izgaranje; bubanj i pregrijač (slika 2.1).

Promjena proizvodnje topline Q" t dovodi do promjene proizvodnje pare D b i tlaka pare u bubnju P b.

Toplinsko opterećenje karakterizira količina topline koju apsorbira ogrjevna površina po jedinici vremena i troši se na zagrijavanje kotlovske vode u zaslonskim cijevima i generatoru pare. S dinamičkog gledišta, ono što je od interesa nije vrijednost toplinskog opterećenja u određenom trenutku vremena, već njegova promjena ili povećanje DDq nakon primjene unutarnjeg ili vanjskog poremećaja. Povećanja DDq također se nazivaju toplinski signal.

Postoji nekoliko načina za mjerenje DDq. Najčešći od njih su zračenje baklje (kontinuirano) i pad tlaka u krugu cirkulacije bubanj kotla i drugi. Shematski dijagram nastanka DDq prikazan je na slici 2.4.

Slika 2.4 - Shema generiranja toplinskog signala: 1 - senzor tlaka pare, 2 - diferencijator, 3 - senzor protoka pare, 4 - mjerna jedinica regulacijskog uređaja

Postojeće metode i sheme za automatsku regulaciju toplinskog opterećenja i tlaka pare u glavnom temelje se na principima regulacije otklonom (osnovni način) i poremećajem (regulacijski način).

Osnovni režim je način održavanja parnog opterećenja kotla na zadanoj razini, neovisno o promjenama ukupnog električnog ili toplinskog opterećenja termoelektrane.

U regulacijskom načinu rada, kotao percipira fluktuacije u toplinskom i električnom opterećenju turbina. Regulacija tlaka pare u regulacijskom načinu rada utječe na potrošnju goriva koja se dovodi u ložište, ovisno o odstupanju tlaka pare u cjevovodu.

Slika 2.5 - Shematski dijagram regulacije tlaka pare: 1 - peć, 2 - regulator brzine, 3 - upravljački mehanizam regulacijskog ventila, 4 - regulator tlaka, 5 - električni pogon

Shematski dijagram zatvorenog sustava kontrole tlaka prikazan je na slici 2.5. U regulacijskom načinu rada tlak pare podržava regulator tlaka 4, koji djeluje na regulator dovoda goriva u peć 1, a brzinu rotora turbine podržava regulator brzine 2 (opcija a). U osnovnom načinu rada utjecaj regulatora tlaka 4 treba prebaciti na mehanizam za upravljanje regulacijskim ventilima turbine 3 preko električnog pogona turbinskog sinkronizatora 5 (opcija b).

Održavanje konstantnog tlaka pare u zajedničkom vodu grupe kotlova osigurava se kada tlak u zajedničkom vodu odstupa dovođenjem određene količine goriva u ložište svakog kotla.

2.1.2.2 Reguliranje učinkovitosti procesa izgaranja

Učinkovitost kotla ocjenjuje se njegovom učinkovitošću koja je jednaka omjeru korisne topline utrošene na stvaranje i pregrijavanje pare i raspoložive topline koja bi se mogla dobiti izgaranjem cjelokupnog goriva. Održavanje optimalnog viška zraka ne samo da povećava učinkovitost, već i smanjuje koroziju ogrjevne površine, stvaranje štetnih spojeva i druge nepoželjne promjene.

Jedan od najreprezentativnijih neizravnih načina procjene učinkovitosti procesa izgaranja je analiza sastava dimnih plinova koji izlaze iz ložišta.

Glavni način reguliranja optimalne vrijednosti viška zraka iza pregrijača je promjena količine zraka koja se dovodi u ložište pomoću ventilatora (Db). Postoji nekoliko opcija za sheme automatske kontrole dovoda zraka, ovisno o metodama neizravne procjene učinkovitosti procesa izgaranja omjerom različitih signala.

Regulacija učinkovitosti na temelju omjera goriva i zraka odvija se na sljedeći način.

Uz konstantnu kvalitetu goriva, njegova potrošnja i količina zraka potrebna da se osigura potrebna potpunost izgaranja povezani su izravno proporcionalnim odnosom utvrđenim kao rezultat radnih ispitivanja. Kod plinovitog goriva najjednostavnije se postiže potreban omjer između količine plina i zraka. Međutim, kontinuirano mjerenje brzine protoka krutog goriva u prahu je težak problem. Stoga je uporaba sheme goriva i zraka opravdana s tekućim ili plinovitim gorivom konstantnog sastava (slika 2.6, a).

U nastavku je opisana kontrola učinkovitosti na temelju omjera pare i zraka.

Za jedinicu potrošnje goriva (plina) različitog sastava potrebne su različite količine zraka. Ista količina zraka potrebna je po jedinici topline koja se oslobađa tijekom izgaranja bilo koje vrste goriva. Stoga, ako procijenite otpuštanje topline u peći protokom pare i promijenite protok pare, tada možete održavati optimalni višak zraka (Slika 2.6, b).

Regulacija učinkovitosti na temelju omjera topline i zraka provodi se na sljedeći način.

Ako se oslobađanje topline u ložištu Q"t procjenjuje brzinom protoka pregrijane pare i brzinom promjene tlaka pare u bubnju, tada će inercija ovog ukupnog signala tijekom poremećaja izgaranja biti znatno manja od inercije jednog signal za protok pare D pp. Količina zraka koja odgovara određenom oslobađanju topline mjeri se razlikom tlaka preko grijača zraka ili tlakom zraka u tlačnoj cijevi ventilatora. Razlika ovih signala koristi se kao ulazni signal regulatora učinkovitosti (Slika 2.6, c) Kontrola učinkovitosti prema omjeru zadatak-zrak (opterećenje-zrak) s korekcijom O 2 provodi se na sljedeći način.

Međutim, provedba ove metode je teška zbog nedostatka pouzdanosti i velike brzine analizatora kisika. U krugovima, komandni zrak s dodatnom korekcijom za O 2 općenito se kombinira s principom regulacije smetnjama i odstupanjem (Slika 2.6, d). Regulator dovoda zraka 1 mijenja svoj protok prema signalu glavnog ili korektivnog regulatora tlaka 5, koji je automatski senzor za regulatore opterećenja kotla.

Slika 2.6 - Regulacija dovoda zraka prema omjeru: 1 - regulator dovoda zraka, 2 - regulator, 3 - diferencijator, 4 - korektivni regulator zraka, 5 - korektivni regulator tlaka pregrijane pare (regulator podešavanja opterećenja); a - gorivo-zrak, b - para-zrak, c - toplina-zrak, d - opterećenje-zrak s korekcijom O 2

Signal proporcionalan protoku zraka DP VP djeluje kao u drugim shemama: prvo, uklanja smetnje protoka zraka koje nisu povezane s regulacijom učinkovitosti; drugo, pomaže stabilizirati sam proces kontrole dovoda zraka, jer istovremeno služi kao snažan negativni povratni signal. Dodatni signal sadržaja O2 povećava točnost održavanja optimalnog viška zraka.

Slični dokumenti

Metode i sheme automatske regulacije toplinskog opterećenja i tlaka pare u kotlu. Odabir vrste spaljenog goriva; određivanje načina rada kotla. Izrada funkcionalne sheme za spajanje parovoda pregrijane pare na potrošač (turbina).

praktični rad, dodano 07.02.2014

Konstrukcija procesa ekspanzije pare u h-s dijagramu. Izračun ugradnje mrežnih grijača. Proces ekspanzije pare u pogonskoj turbini napojne pumpe. Određivanje protoka pare po turbini. Proračun toplinske učinkovitosti termoenergetskih postrojenja i izbor cjevovoda.

kolegij, dodan 06/10/2010

Analiza postojećih sustava automatizacije za regulaciju tlaka pare u bubnju kotla. Opis tehnološkog procesa kotlovske jedinice BKZ-7539. Parametarska sinteza sustava automatskog upravljanja. Uređaji za regulaciju parametara.

diplomski rad, dodan 03.12.2012

Suština tehnološkog procesa koji se odvija u kotlovnici. Opis rada sheme automatizacije. Dizajn i rad komponenti. Izvršni mehanizam MEO-40. Proračun i izbor regulatora. Izbor instrumenata i aktuatora.

kolegij, dodan 02.04.2014

Proračun toplinskog kruga visokotlačne kondenzacijske elektrane s međupregrijavanjem pare. Glavni pokazatelji toplinske učinkovitosti sa svojom ukupnom snagom od 35 MW i snagom turbina tipa K-300–240. Konstrukcija procesa parne ekspanzije.

kolegij, dodan 24.02.2013

Opće karakteristike plinskih postrojenja s kombiniranim ciklusom (CCGT). Izbor CCGT sheme i njen opis. Termodinamički proračun ciklusa plinskoturbinskog postrojenja. Proračun CCGT ciklusa. Potrošnja prirodnog goriva i pare. Toplinska bilanca kotla otpadne topline. Proces pregrijavanja pare.

kolegij, dodan 24.03.2013

Izbor i obrazloženje osnovne toplinske sheme agregata. Izrada bilance glavnih tokova pare i vode. Glavne karakteristike turbine. Konstrukcija procesa ekspanzije pare u turbini na hs-dijagramu. Proračun ogrjevnih površina kotla otpadne topline.

kolegij, dodan 25.12.2012

Proračun izgaranja goriva. Toplinska bilanca kotla. Proračun prijenosa topline u peći. Proračun izmjene topline u grijaču zraka. Određivanje temperature dimnih plinova. Potrošnja pare, zraka i dimnih plinova. Procjena učinkovitosti i pokazatelja pouzdanosti kotla.

kolegij, dodan 01.10.2013

Tehničke karakteristike kotlovske jedinice TP-38. Sinteza sustava upravljanja. Izrada funkcionalnog dijagrama automatizacije. Industrijska sigurnost objekta. Proračun ekonomske učinkovitosti modernizacije sustava upravljanja kotlovske jedinice TP-38.

diplomski rad, dodan 30.09.2012

Prikaz procesa širenja pare u turbini u H-S dijagramu. Određivanje parametara i protoka pare i vode u elektrani. Izrada osnovnih toplinskih bilanci za komponente i uređaje toplinskog kruga. Preliminarna procjena protoka pare po turbini.

Posljednjih godina, kao rezultat kompleksa tehničkih, ekonomskih i organizacijskih mjera usmjerenih na smanjenje gubitaka goriva tijekom njegove uporabe u toplinskim instalacijama, postignuta je visoka tehnička razina rada. Toplinske stanice izgrađene u tom razdoblju prema jedinstvenim tipskim projektima značajno se razlikuju od toplinskih stanica stare gradnje. S dobrom kvalitetom ugradnje i kvalificiranim radom modernih toplana može se postići prilično visoka razina korištenja goriva. Uz to, toplane imaju rezerve za uštedu goriva otklanjanjem gubitaka iz sljedećih razloga: kod skladištenja goriva u skladištu; zbog nedostatka sustavnog praćenja usklađenosti sa standardima potrošnje goriva i analize njegovih gubitaka; zbog nezadovoljavajućeg obračuna proizvodnje topline i potrošnje goriva; korištenje goriva koje ne odgovara frakcijskom sastavu, sadržaju pepela, vlažnosti, sastavu pepela, značajkama dizajna uređaja za izgaranje; toplinski gubici za vlastite potrebe; zbog neispravnosti ili nepostojanja mjernih instrumenata i uređaja za toplinsku kontrolu i automatizaciju; zbog nezadovoljavajućeg upravljanja procesom izgaranja i gubitaka u vezi s tim od mehaničkog i kemijskog nepotpunog izgaranja, kao i zbog šljakanja ložišta; zbog velikih usisavanja zraka uz plinski put instalacije za proizvodnju topline, što dovodi do velikih gubitaka topline s ispušnim plinovima; vanjska kontaminacija grijaćih površina povezana s nepoštivanjem utvrđenog režima čišćenja ili loše kvalitete njegove prilagodbe; unutarnje naslage na grijaćim površinama povezane s kršenjem režima kemije vode; nezadovoljavajuće stanje izolacije elemenata kotlovske jedinice, plinskih kanala i cjevovoda; nekorištenje kontinuirane topline puhanja; nepoštivanje optimalnih načina rada izvora topline; neracionalna opskrba toplinom potrošača (pregrijavanje) grijanih zgrada; nedostatak regulacije potrošnje topline u radnim danima i satima itd.; veliki gubici kondenzata; relativno niske kvalifikacije servisnog osoblja; nedovoljan edukativni rad s osobljem i neučinkovito poticanje osoblja na štednju goriva.

Ako je, kao rezultat rekonstrukcije ili poboljšanja uvjeta rada, moguće povećati učinkovitost postrojenja za proizvodnju topline, tada se godišnje uštede (t/godina) izračunavaju prema formuli:

gdje je Q instalirani toplinski kapacitet kotlovnice;

ust - broj sati korištenja instaliranog kapaciteta;

Qnr - donja ogrjevna vrijednost goriva;

1 i 2 - učinkovitost instalacije prije i poslije mjera za povećanje u dijelovima jedinstva;

3600 - faktor pretvorbe.

Uz eliminaciju gubitaka, ne manje važno u budućem razvoju ekonomskih izvora topline u sustavima opskrbe toplinom je rješavanje sljedećih zadataka: 1) povećanje centralizacije i koncentracije proizvodnje pare i topline izgradnjom velikih modernih toplinskih postrojenja; stanica i uklanjanje malih zastarjelih; 2) ubrzanje razvoja i uvođenje u proizvodnju nove, ekonomičnije opreme; 3) opskrba izvora topline pare i tople vode u proširenim blokovima, što će značajno smanjiti troškove instalacije i povećati učinkovitost jedinice smanjenjem usisavanja zraka; 4) poboljšanje kvalitete goriva namijenjenog izgaranju u slojevitim ložištima; 5) maksimalno korištenje sekundarnih toplinskih izvora raspoloživih u poduzeću za potrebe opskrbe toplinskom energijom, kao i resursa same toplinske stanice; 6) razvoj i provedba ekonomičnih režima grijanja za industrijske i javne zgrade, koji predviđaju smanjenje unutarnje temperature prostorija za 6-8 ° C vikendom i, gdje je dopušteno, noću, uz naknadno vraćanje projektirane temperature na normalu; 7) poboljšanje toplinske zaštite novoizgrađenih stambenih zgrada uz ekonomski optimalnu toplinsku otpornost vanjskih ograda; 8) proširenje razmjene iskustava u toplanama održavanjem javnih smotri, organiziranjem natjecanja u ekonomičnosti goriva i informiranjem osoblja.

Mjere za smanjenje gubitaka krutog i tekućeg goriva tijekom skladištenja i za vlastite potrebe.

Za racionalno projektiranje konstrukcija i pouzdan rad uz minimalne gubitke potrebno je poznavati osnovna fizikalna svojstva krutog goriva koje se skladišti: vlažnost, sklonost samozapaljenju, smrzavanje, tečljivost i dr.

Za smanjenje gubitaka krutog goriva tijekom skladištenja potrebno je provesti sljedeće mjere: 1) na temelju lokalnih uvjeta, na temelju tehničko-ekonomskih proračuna, po mogućnosti izgraditi zatvoreno skladište; 2) odabrati oblik i veličinu hrpe s najmanjom vanjskom površinom po jedinici volumena, što se obično postiže izgradnjom velikih hrpa; 3) izvršiti sloj-po-sloj zbijanja hrpa kako bi se spriječilo samozagrijavanje; 4) osigurati organiziran protok vode radi sprječavanja nakupljanja atmosferskih voda; 5) obavljati višeslojno skladištenje u skladu sa standardima i zahtjevima; 6) skladištiti različite vrste goriva u zasebnim dimnjacima; 7) prije utovara prispjele serije svježeg goriva, očistiti skladište od starog goriva i stranih predmeta; 8) smanjiti vrijeme između istovara ugljena i završetka zbijanja dimnjaka; 9) stalno pratiti temperaturu ugljena u dimnjaci.

Za postizanje dobrih ekonomskih pokazatelja preporučljivo je: 1) odabrati racionalan način zagrijavanja goriva u željezničkim cisternama za njegovo brzo i potpuno odvođenje u skladište; 2) odbiti skladištenje loživog ulja u otvorenim posudama, koje doprinose dodatnom navodnjavanju oborinama i povećanim gubicima povezanim s isparavanjem; 3) odbiti korištenje otvorenih posuda za ispuštanje goriva; 4) osigurati u svim režimima rada kotlovske jedinice potrebno zagrijavanje loživog ulja prije izgaranja, čime se osigurava njegovo dobro raspršivanje mlaznicama i ne dovodi do povećanih toplinskih gubitaka od mehaničkog (q4) i kemijskog (q3) nepotpunog izgaranja; 5) pratiti stanje toplinske izolacije čeličnih nadzemnih spremnika parovoda i loživog ulja, čime će se spriječiti gubici topline u okoliš. Kod nepropisnog skladištenja gubici tekućeg goriva mogu znatno premašiti normalizirane (0,003 - 0,006 kg/m2 s površine isparavanja spremnika).

Toplinski gubici za vlastite potrebe su neizbježni, ali za njihovo smanjenje potrebno je provesti sljedeće mjere: 1) parne mlaznice zamijeniti mehaničkim, s raspršivanjem zraka, čime će se smanjiti utrošak pare za raspršivanje goriva; 2) prilagoditi ekonomični način upuhivanja pare ili ga zamijeniti sačmarenjem ili vibracijskim čišćenjem, što će također dovesti do uštede pare; 3) smanjiti potrošnju topline za zagrijavanje napojne vode zbog maksimalnog povrata kondenzata; 4) koristiti paru iz deaeratora za zagrijavanje kemijski pročišćene vode; 5) propuhati kotlove u skladu s optimalnim režimom, poboljšati shemu upuhivanja i iskoristiti toplinu vode za upuhivanje i sekundarne pare iz ekspandera kontinuiranog puhanja; 6) smanjiti potrošnju toplinske energije za postrojenja na loživo ulje; 7) eliminirati curenje u prirubničkim spojevima, spojevima, curenje iz ventila niske točke i sigurnosnih ventila.

Smanjen gubitak topline zahvaljujući optimalnim uvjetima izgaranja

Utjecaj procesa izgaranja na učinkovitost rada kotla je vrlo velik, prvenstveno zbog promjene vrijednosti kemijskog nepotpunog izgaranja (q3) i mehaničkog podgorjevanja (q1). Na njihovu vrijednost utječu: vidljivo toplinsko naprezanje volumena izgaranja, koeficijent viška zraka a.

Za smanjenje toplinskih gubitaka od kemijskog (q3) nepotpunog izgaranja mogu se preporučiti sljedeće mjere: 1) osiguranje dovoljne količine zraka za izgaranje uz intenzivno miješanje s gorivom; 2) održavanje optimalnog napona u ložištu i proračunske temperature u ložištu; 3) prelazak kotlovskih jedinica na automatsku regulaciju omjera goriva i zraka (tj. osiguranje optimalnog viška zraka); 4) dovod zraka za izgaranje iz najtoplijih zona kotlovnice. Kod izgaranja tekućeg goriva potrebno je osigurati potrebnu temperaturu zagrijavanja loživog ulja, dobru filtraciju, kao i njegovu atomizaciju i intenzivno miješanje sa zrakom za izgaranje. Kod izgaranja krutog goriva u sloju potrebno je koristiti oštro puhanje u pećima za kameni ugljen, kako bi se osiguralo mehanizirano kontinuirano bacanje goriva na rešetku.

Da bi se smanjio gubitak topline od mehaničkog nepotpunog izgaranja, provode se sljedeće mjere: prethodna priprema goriva (drobljenje velikih komada ugljena i prosijavanje sitnih čestica); sagorijevanje goriva s određenim ograničenjem sadržaja sitnih čestica i stalnim sadržajem pepela; osigurati pravilnu raspodjelu zraka i ravnomjerno izgaranje goriva na području rešetke; osigurati stalno miješanje sloja, sprječavajući izgaranje i začepljenja; Akutno puhanje koristi se u nužnim slučajevima.

Smanjenje gubitka topline u okoliš.

U skladu s pravilima Gostekhnadzora, svi elementi kotlova, cjevovoda, pregrijača, ekonomajzera i pomoćne opreme koji se nalaze na mjestima dostupnim operativnom osoblju moraju imati temperaturu vanjske površine toplinske izolacije ne višu od 45 C. Ako su ti uvjeti zadovoljeni, gubitak topline u okolinu s 1 m2 površine neće biti veći od 350 W/m2. Kako bi se smanjili gubici u okoliš tijekom cijelog razdoblja rada i tijekom popravaka, potrebno je: 1) stalno pratiti kvalitetu toplinske izolacije; 2) djelomično koristiti toplinu oslobođenu iz opreme uzimajući toplinski zrak iz gornje zone kotlovske jedinice i dovodeći ga na usis ventilatora; 3) ne dopustiti da vakuum u ložištu padne ispod 10-20 Pa kako bi se spriječilo izbijanje plamena i plinova kroz nepropusnost armature ložišta.

Smanjenje toplinskih gubitaka iz dimnih plinova.

Najveći toplinski gubici kotlovskog uređaja su gubici s dimnim plinovima. Na primjer, prema podacima ispitivanja iz TsKTI im. I.I. Polzunova, za kotlove KE - 6,5 - 14 gubici s dimnim plinovima su 13, a za kotlove KE - 4 - 15C -12. Osim toga, gubici s dimnim plinovima značajno ovise o parnom učinku kotlovske jedinice. Za smanjenje gubitaka topline dimnim plinovima uglavnom se koriste razvijene konvektivne antikorozivne ogrjevne površine, kao što su zagrijači zraka od staklenih cijevi, keramičke brtve u regenerativnim rotacijskim zagrijačima zraka itd. Uvijek morate imati na umu da je smanjenje temperature dimnih plinova za 12 - 14C povećanje učinkovitosti kotla za 1.

Glavne mjere za smanjenje gubitaka topline s dimnim plinovima su: 1) pridržavanje minimalnog koeficijenta viška zraka u uvjetima potpunog izgaranja; 2) povećanje gustoće plina kotlovske jedinice i smanjenje usisavanja hladnog zraka; 3) suzbijanje šljakanja grijaćih površina ekrana i zračenja uklanjanjem grešaka u načinu izgaranja; 4) redovito kvalitetno čišćenje vanjskih grijaćih površina paketa konvektivnih cijevi; 5) održavanje uvjeta visoke kakvoće vode kako bi se spriječile unutrašnje naslage u cijevima kotlovske jedinice; 6) održavanje nazivnog tlaka u bubnju kotla; 7) održavanje projektirane temperature napojne vode; 8) pravilno projektiranje konvektivnih grijaćih površina, osiguravajući njihovo potpunije pranje plinovima brzinom koja osigurava samoodzračivanje; 9) osiguravanje nepropusnosti plinskih barijera, sprječavanje protoka plinova pored paketa konvektivnih cijevi; 10) osiguranje kvalitete i kakvoće sagorjelog goriva u skladu s projektom; 11) ugradnja razvijenih repnih grijaćih površina; 11) korištenje vakuumskih deaeratora za kotlovnice koje koriste prirodni plin, što omogućuje smanjenje temperature napojne vode na 65-70 ° C (u usporedbi s temperaturom od 104 ° C kod atmosferskih deaeratora), što će osigurati dublje hlađenje plinova.

Korištenje topline kontinuiranog puhanja parnih kotlova.

Postoje različite metode korištenja topline kontinuiranog puhanja vode: 1) izravna opskrba vodom kao rashladnim sredstvom u sustav grijanja; 2) opskrba vodom za propuhivanje za punjenje toplinske mreže; 3) korištenje topline separirane pare u deaeratoru uz ispuštanje separirane vode u odvod; 4) korištenje odvojene pare u deaeratoru i topline odvojene vode u izmjenjivaču topline za zagrijavanje sirove vode. Ovim se metodama smanjenje gubitaka topline puhanjem određuje u svakom slučaju proračunom.

Smanjeni gubici kondenzata.

Kondenzat u kotlovnicama s parnim kotlovima je najvrjedniji sastojak napojne vode. Smanjenjem njegovih gubitaka smanjuje se potrošnja topline za pročišćavanje, a povećava se mogućnost učinkovitijeg korištenja goriva. Svi gubici mogu se podijeliti u 4 glavne skupine: 1) gubici zbog nesavršenih shema prikupljanja kondenzata; 2) gubici od curenja u opremi cjevovoda; 3) gubici zbog prekomjerne drenaže (tijekom pokretanja i gašenja kotlova s neprekidnim puhanjem, prelijevanja kondenzata u drenažu u nedostatku automatske regulacije kondenzatnih pumpi itd.); 4) gubitak pare za vlastite potrebe bez povrata kondenzata (uz upuhivanje pare), za raspršivanje loživog ulja u parnim mlaznicama (s otvorenim zagrijavanjem spremnika s loživim uljem) itd.

Za smanjenje gubitaka kondenzata potrebno je: a) otkloniti isparavanje i nepropusnost (kroz nepropusne otvore presjeka 1 mm2, ovisno o tlaku u parovodu, izlazi od 5 do 20 kg/h pare ili više). izgubljen; zbog curenja u armaturama, prirubničkim spojevima cjevovoda, najveći dio kondenzata gubi se od 20 do 70); b) zamijeniti parne mlaznice mehaničkim, paromehaničkim ili zračnim raspršivačima; c) smanjiti potrošnju za vlastite potrebe (posebno tamo gdje postoje napojne pumpe na parni pogon); d) za rad odzračivača potrebno je ugraditi hladnjak pare. Gubici kondenzata unutar kotla obično se mogu mjeriti i pratiti na dnevnoj bazi. Za potpunu i točnu procjenu provode se posebne studije. Međutim, u radu se mogu približno procijeniti mjerenjem dodatka kemijski pročišćene vode. Sva područja isparavanja i curenja identificirana na temelju vizualnih pregleda su eliminirana.

Prilikom provođenja pregleda novouvedene opreme prije lansiranja, učinkovitost njezinog funkcioniranja (elemenata tehnološke sheme) procjenjuje se na temelju rezultata ispitivanja.

S drugim vrstama istraživanja u tu svrhu uspoređuju se stvarni i standardni pokazatelji rada opreme i analiziraju rezerve potrošnje goriva.

Identifikacija potencijala uštede energije, procjena učinkovitosti rada elemenata tehnološke sheme, provjera organizacije rada i kvalitete popravka jedinica provodi se prvenstveno prema onim pokazateljima za koje je dopuštena prekomjerna potrošnja goriva. Preporučeni opseg rada dat je u odjeljku. 2.4.1 -2.4.4 ..

2.4.1. Kotlovska oprema

2.4.1.1. Provjera dostupnosti režimskih kartica, njihovo pravovremeno ažuriranje i usklađenost s regulatornim specifikacijama. Kontrola režima rada za svaki kotao u skladu sa mapama režima rada.

2.4.1.2. Provjera izvedbe pogonskih ispitivanja (najmanje jednom u 3 godine).

2.4.1.3. Kontrola unosa zraka u komoru za izgaranje i plinske kanale.

2.4.1.4. Provjera korištenja mjerača kisika za praćenje uvjeta izgaranja goriva i izračunavanje koeficijenta viška zraka u ložištima kotlova.

2.4.1.5. Procjena rada sustava autoregulacije u režimima pokretanja kotla i kvaliteta rada regulatora.

2.4.1.6. Provjera redovitih (najmanje jednom mjesečno) analiza sastava produkata izgaranja.

2.4.1.7. Provjera organizacije nadzora parametara pare i loživog ulja koji se isporučuju u kotlove.

2.4.1.8. Provjera stanja mjernih instrumenata i njihove usklađenosti sa zahtjevima važećih propisa (gorivo, para, topla voda i dr.).

2.4.1.9. Provjera bilance protoka plina između komercijalnih mjernih protokomjera i agregatnih mjernih protokomjera plina na kotlovima.

2.4.1.10. Procjena tehničkog stanja komponenti i elemenata svakog kotla:

— izolacija i oblaganje opreme i cjevovoda za paru i toplu vodu, kao i armature (uz provjeru dokumenata o potvrdi izolacije);

— pomoćni mehanizmi kotlova: dimnjaci, puhala, mlinovi itd. (analiza karakteristika njihovog funkcioniranja, opterećenje u skladu s njihovim karakteristikama);

— ekonomizator (tehnički pokazatelji, cjelovitost);

— grijač zraka (čistoća cijevi, tehnički i ekonomski pokazatelji učinkovitosti);

— ložišta (prisutnost otvorenih špijunki i otvora, šljaka, način gorenja baklje itd.);

— sheme za ogrjevne površine puhanja.

2.4.1.11. Analiza opterećenja kotla na stranama ložišta prema režimskim kartama.

2.4.1.12. Praćenje funkcionalnosti automatike na svakom kotlu (izgaranje, pročišćavanje itd.); procjena potrošnje pare za pročišćavanje, usporedba sa standardnim vrijednostima.

2.4.1.13. Utvrđivanje razloga neplaniranih pokretanja kotlova, usporedba stvarnih troškova goriva, toplinske i električne energije za pokretanje s njihovim standardnim vrijednostima.

2.4.1.14. Provođenje instrumentalnog pregleda kotlova radi ocjene njihovog stvarnog stanja, te objekata i zgrada. Prilikom pregleda obratite pozornost na:

- stvarne usisne čašice;

— višak zraka u ložištu pri izgaranju raznih vrsta goriva;

— vrijednost CO u ispušnim dimnim plinovima;

— temperatura dimnih plinova;

— temperatura napojne vode na ulazu u bubanj parnog kotla;

— temperatura napojne vode na ulazu u ekonomajzer, zagrijavanje napojne vode u njemu;

— vrijednost propuhivanja kotla;

— stanje unutarnjih ogrjevnih površina (volumen naslaga na temelju rezultata analize kontrolne rezine), usklađenost s radnim parametrima kotla.

2.4.1.15. Analiza vodokemijskog režima kotlova, uključujući provjeru onečišćenja ogrjevnih površina: ekonomajzera, sita, dovoda zraka, konvektivnih cijevi kotlova za grijanje vode; procjena utjecaja onečišćenja ogrjevnih površina na prekomjernu potrošnju goriva.

2.4.1.16. Analiza čišćenja kotlova od unutarnjih naslaga.

2.4.1.17. Analiza konzervacije kotlova: valjanost tehnologije, stvarni troškovi goriva i električne energije za konzervaciju i rekonzervaciju, za neutralizaciju otopina konzervansa.

2.4.1.18. Analiza gubitaka energije za propuhivanje kotla (u smislu ekvivalentnog goriva): valjanost vrijednosti kontinuiranog propuhivanja, učestalost i trajanje periodičkih propuhivanja, gubici energije izravno za propuhivanje, gubici energije za pripremu vode koja zamjenjuje vodu za propuhivanje; uračunavanje propuhivanja (na temelju mjerača protoka i podataka o kemijskoj kontroli).

2.4.1.19. Usporedba stvarnih vrijednosti pokazatelja učinka kotla s rezultatima njihovog instrumentalnog ispitivanja i standardnih vrijednosti te, na temelju analize stanja komponenti i elemenata kotlova, utvrđivanje specifičnih razloga za odstupanja pokazatelja od standardnih karakteristika:

— temperatura dimnih plinova iza zadnje ogrjevne površine; koeficijent viška zraka u radnom dijelu;

— usis zraka u ložište i konvekcijsko okno;

— gubici topline mehaničkim i kemijskim nepotpunim izgaranjem;

— troškovi električne energije za pogon pomoćnih mehanizama (ventilatora, odimljivača, napojnih pumpi);

— potrošnja toplinske energije za vlastite potrebe (grijanje i ventilacija, postrojenja za loživo ulje, uređaj za odmrzavanje, grijači zraka, ogrjevne površine za puhanje, gubici puhanjem, uređaj za pročišćavanje vode).

2.4.1.20. Dodatne analize za toplovodne kotlove:

— cjelovitost izvedbe projektnih shema;

— usklađenost s potrebnim protokom vode (recirkulacija i ulaz u toplinsku mrežu) kako bi se osigurala potrebna temperatura mrežne vode na ulazu u kotao i na izlazu iz toplinske mreže, kao i trošak električne energije za pogon pumpe);

— stanje plamenika, mlaznica, njihova kalibracija, stvarni rad, način izgaranja loživog ulja i plina (temperatura, tlak, omjer viška zraka, kvaliteta raspršivanja loživog ulja itd.);

— prisutnost grijanja zraka ispred ložišta kotla;

— gubitke toplinske energije za kotlove za grijanje koji se stavljaju u pričuvu toplim zrakom i održavanjem potrebne cirkulacije mrežne vode u tim kotlovima.

2.4.1.21. Ocjena učinkovitosti primijenjenih mjera zaštite okoliša koje smanjuju učinkovitost kotlova (stupnjevito suizgaranje plina i loživog ulja, recirkulacija dimnih plinova), vrijednost energetskih gubitaka.

2.4.2. Oprema za obradu vode

2.4.2.1. Analiza troškova električne i toplinske energije za vlastite potrebe pročišćavanja vode u usporedbi sa standardima.

2.4.2.2. Analiza dodatnih troškova toplinske, električne energije, goriva uzrokovanih potrebom za dodatnom obradom vode (glavni krug i krug za dopunu toplinske mreže), zbog odstupanja od standardnih gubitaka pare i kondenzata i prenapuhane dopune toplinske mreže.

2.4.2.3. Provjera funkcioniranja postrojenja za pročišćavanje vode (za kotlove, toplinske mreže, pročišćavanje kondenzata itd.) za usklađenost sa zahtjevima industrijske normativne i tehničke dokumentacije, uključujući potrošnju reagensa, vode, toplinske i električne energije za vlastite potrebe.

2.4.2.4. Procjena stvarnih gubitaka (troškova) mrežne vode (i količine toplinske energije izgubljene s mrežnom vodom) koja se koristi za punjenje toplinske mreže nakon popravaka, ispitivanja toplinskih mreža (hidrauličkih, toplinskih, temperaturnih itd.), ispiranja cjevovoda toplinskih mreža , koji pokriva propuštanja u centraliziranom sustavu opskrbe toplinom i njihovu usklađenost s normaliziranim vrijednostima navedenih gubitaka rashladne tekućine i gubitke toplinske energije uzrokovane tim gubicima.

2.4.3. Oprema za transport goriva

2.4.3.1. Utvrđivanje i analiza razloga odstupanja između postojećih projektnih shema za istovar, skladištenje, pripremu i opskrbu gorivom za izgaranje, stvarnih i proračunatih parametara pare koja se dovodi u pogon za gorivo.

2.4.3.2. Analiza stvarnih i standardnih vrijednosti potrošnje pare za pogone loživog ulja:

— zagrijavanje i pražnjenje prispjelog loživog ulja;

— skladištenje u spremnicima lož ulja; zagrijavanje prije spaljivanja;

— recirkulacija loživog ulja u slučaju prekida njegove opskrbe plamenicima.

2.4.3.3. Provjera stanja toplinske izolacije opreme i mazutovoda unutar kotlovnice, toplinske izolacije spremnika, grijača i parovoda u krugovima opskrbe loživim uljem, kao i opreme za crpljenje loživog ulja.

— mogućnost uklanjanja spremnika loživog ulja za "hladno skladištenje";

— opremljenost prijemno-odvodnog uređaja s jedinicama koje smanjuju gubitke toplinske energije pri odvodu loživog ulja.

2.4.3.4. Usporedba stvarnih i nominalnih vrijednosti troškova toplinske i električne energije za postrojenja na loživo ulje za svaku komponentu tih troškova; ako se utvrde povećani troškovi toplinske ili električne energije - detaljna analiza ovog elementa ekonomičnosti loživog ulja sa sljedećim:

— mjerenja pune skale temperature loživog ulja i pare na ulazu u grijače loživog ulja glavnog kruga i na izlazu loživog ulja i kondenzata iz njih; temperatura loživog ulja koje se dovodi u kotlovnicu u krugu crpilišta loživog ulja i ispred kotlovnice; tlak pare na ulazu u grijače loživog ulja; potrošnja loživog ulja i pare koja ulazi u kontrolirane grijače; utrošak pare za grijanje i pražnjenje loživog ulja;

— provjera radne učinkovitosti grijača i pumpi za loživo ulje.

2.4.3.5. Analiza rada uređaja za odmrzavanje:

— temperaturni uvjeti;

— stanje grijača zraka i drugih grijača;

— izolacija zgrade uređaja za odmrzavanje (zidovi, krov, vrata).

2.4.4. Analiza provedbe mjera za ostvarivanje rezerve toplinske učinkovitosti

Provjera provedbe mjera za provedbu rezervi toplinske učinkovitosti utvrđenih tijekom izrade tehničkih specifikacija i tehničke dokumentacije za razdoblje od datuma izrade dokumentacije do datuma izvida. Utvrđivanje razloga neprovođenja mjera, analiza energetskog učinka provedenih mjera.

2.4.5. Izrada bilance goriva i energije

Gorivno-energetska bilanca izrađuje se na temelju podataka tehničkih izvješća, kao i dobivenih rezultata istraživanja.

Ulazni dio bilance goriva i energije kotlovnice treba odražavati toplinu goriva izgorjelog u kotlovima, dok izlazni dio treba odražavati nenadoknadive gubitke, troškove energije za vlastite potrebe i opskrbu toplinskom energijom vanjskih potrošača.