Măsuri de îmbunătățire a eficienței cazanelor. Analiza stării echipamentelor și a eficienței cazanelor. Pierderea totală de căldură în cazan se calculează folosind formula

P.B. Roslyakov, K.A. Pleşanov,
Institutul Energetic din Moscova (Universitatea Tehnică)

ADNOTARE

Mai jos avem în vedere o metodă de ardere a combustibilului cu subardere chimică controlată, care permite reducerea emisiilor de oxizi de azot cu 20-40% și creșterea randamentului cazanului. Sunt prezentate rezultatele implementării metodei, studii experimentale și teoretice.

1. INTRODUCERE

Strategia energetică a Rusiei pentru perioada până în 2030, aprobată de guvernul rus, stabilește noi obiective pentru îmbunătățirea eficienței energetice și de mediu a complexului de combustibil și energie din Rusia în ansamblu. Aceste cerințe sunt formulate pentru echipamentele de putere noi și deja în funcțiune și în special pentru cazanele cu abur.

2. METODE DE ARDEREA COMBUSTIBILULUI

2.1. Idei tradiționale despre arderea combustibililor în cuptoarele cazanelor

Cea mai mare parte a parcului tehnic de cazane din Rusia a fost dezvoltată înainte de anii 80. În acele vremuri, se credea că combustibilul ar trebui să fie ars cu o tensiune termică ridicată a secțiunii transversale a camerei de ardere qF, coeficient de aer în exces a, la temperaturi ridicate în zona de ardere activă (ACZ) - Acest lucru permite reducerea la minimum a pierderilor cu arderea subcombustibilă chimică și mecanică. a combustibilului. Dar în astfel de condiții, emisia de oxizi de azot NOX este maximă. Prin urmare, problema îmbunătățirii caracteristicilor de mediu ale cazanelor existente este deosebit de acută.

2.2. Modalități de îmbunătățire a caracteristicilor de mediu ale cazanelor, implementate în etapa de ardere a combustibilului

Introducerea unor măsuri de reducere a emisiilor de substanțe nocive (HS) la cazanele vechi, cum ar fi arderea în trepte, în etape, recircularea produselor de ardere etc. duce, de regulă, la o scădere a eficienței cazanului, necesită o cantitate semnificativă de reconstrucție și costuri financiare semnificative.

După adoptarea în 2004 a Legii federale „Cu privire la ratificarea Protocolului de la Kyoto la Convenția-cadru a Națiunilor Unite privind schimbările climatice”, țara a acordat o atenție deosebită eficienței centralelor termice și reducerii emisiilor de gaze cu efect de seră de CO2 în atmosfera. Prin urmare, mijloace moderne de reducere a oxizilor

azotul nu ar trebui doar să îmbunătățească siguranța de mediu a cazanului, ci și să sporească eficiența de funcționare a acestuia. Metoda de ardere a combustibilului cu subardere chimică controlată, dezvoltată la MPEI, combină cerințele pentru îmbunătățirea eficienței ecologice și economice a cazanului.

Metoda este optimă din punct de vedere al implementării, deoarece este simplu, ieftin și rapid implementat.

3. ARDEREA COMBUSTIBILULUI CU SUBARDERE CHIMICĂ CONTROLATĂ

3.1. Esența fizică a metodei

Ideea principală a metodei de ardere a combustibilului cu ardere moderată este de a reduce excesul de aer local în camera de ardere prin reducerea cantității de aer organizat furnizat cuptorului. O scădere a oxigenului liber în zona de ardere suprimă formarea de oxizi de azot termic și de combustibil, în timp ce emisia de produse de ardere incompletă a combustibilului, controlată de conținutul de monoxid de carbon CO din produsele de ardere, crește ușor (Fig. 1) .

3.2. Determinarea modului optim de ardere a combustibilului

În studiile experimentale efectuate la arderea diferitelor tipuri de combustibil în cazane de diferite capacități au fost determinate caracteristicile de mediu și economice ale cazanelor. Prin urmare, gazele de ardere de la centralele termice conțin cantități variate de impurități dăunătoare mediului

Siguranța de mediu a funcționării cazanului a fost evaluată prin indicatorul de pericol toxic total ΠΣ, care ia în considerare conținutul de impurități nocive și toxicitatea acestora. Rezultatele studiilor cu conținutul de CO din gazele care ies din cazan în limitele standardizate de 300-400 mg/nm3* dau o scădere a ΠΣ de 1,5-2 ori. În același timp, creșterea contribuției produselor de ardere incompletă a combustibilului (benzo(a)piren (B(A)P) și CO) a crescut la doar 2-10% (Fig. 2).

Randamentul cazanului a fost evaluat prin randamentul acestuia. În studiul cazanelor care ard gaze naturale, randamentul maxim apare atunci când conținutul de CO din gazele de ardere este de la 50 la 100 mg/Nm3 (Fig. 3).

Experimentele numerice efectuate folosind ROSA-2 SPP, dezvoltat la Departamentul de Inginerie Generatoare de Abur al Institutului de Inginerie Energetică din Moscova, au arătat că conținutul de CO din gazele de evacuare a cazanului la nivelul de 50 mg/nm corespunde arderii unui amestec omogen preamestecat combustibil-aer la<х=1. При этом КПД котла максимален, т.к. потери от недожога топлива

În condiții reale de ardere a gazelor naturale cu ardere insuficientă, reducerea emisiilor de ΝΟΧ se încadrează în intervalul de la 20 la 40%. O creștere suplimentară a CO în gazele de ardere din cazan este nepractică, deoarece randamentul cazanului scade, iar emisiile ΝΟΧ se modifică ușor.

bКз- /5-i.yi M; ί - experiment numeric

Ca criteriu general pentru eficacitatea metodei, ținând cont atât de siguranța mediului, cât și de eficiența cazanului, plata totală a stației S^ pentru emisia de substanțe nocive (HS) 5ВВ în conformitate cu combustibilul utilizat 5T: 5Σ = 5T + Sm. Prețul pentru combustibil a fost luat egal cu 2230 de ruble. la 1000 m3 de gaze naturale (prețuri stabilite în primul trimestru al anului 2009).

Cu taxele de reglementare actuale pentru emisiile nocive, valoarea predominantă de dependența 5Σ = DSO), prezentată în Fig. 5, are o taxă de combustibil (mai mult de 99,9%). Trebuie remarcat în special că gazul natural este în prezent cel mai ieftin combustibil din Rusia. Cu toate acestea, la arderea altor tipuri de combustibil, valoarea lui 5Σ va fi determinată în principal de costul combustibilului, adică. randamentul cazanului.

Din cele de mai sus rezultă că modul optim de funcționare al cazanului atunci când funcționează cu subardere moderată este modul în care se atinge eficiența maximă. Ponderea nesemnificativă a taxelor TPP pentru emisiile de substanțe nocive în atmosferă în costurile totale de exploatare indică inadecvarea introducerii unor măsuri costisitoare de protecție a aerului. Adesea, implementarea lor pe cazanele existente, pe lângă costurile de capital vizibile pentru reconstrucția cazanului, duce la o creștere a costurilor de exploatare. Această stare de fapt este un argument în favoarea creșterii taxelor de reglementare existente pentru emisiile de substanțe nocive în atmosferă.

Toate valorile din text și ilustrații sunt date pe baza condițiilor standard: temperatură 0 "C, presiune 101,3 kPa și exces de aer în gaze a = 1,4.

3.3. Rezultatele muncii cercetătorilor străini

Rezultatele cercetării și implementării metodei de ardere propuse cu subardere controlată sunt confirmate de concluziile lucrărilor străine, în care această tehnologie de ardere este considerată o soluție combinată la problemele de creștere a siguranței mediului și a eficienței de funcționare a cazanului.

În special, în lucrările dedicate arderii combustibilului solid în cazane, sa observat o scădere a emisiilor de oxizi de azot de la 10 la 30%. Pentru gazele naturale, eficiența reducerii NOX variază de la 10 la 20%.

În timpul studiului metodei propuse de ardere a combustibilului, implementarea acesteia a fost efectuată la centralele electrice (BKZ-75-3.9GM, TsKTI-75-3.9, TP-150, TGM-84B, TPE-430) și centralele de încălzire a apei ( KVGM-180-150) cazane la care s-au obținut rezultate pozitive.

Rezultatele cercetării ne permit să recomandăm metoda propusă de ardere a combustibilului cu subardere moderată pentru reducerea emisiilor de oxizi de azot în cazanele cu presiune subcritică (SCP) existente cu o capacitate de abur de până la 500-640 t/h, unde este neprofitabil să pună în aplicare măsuri costisitoare de protecție a aerului.

4. INTRODUCEREA ARDEREI COMBUSTIBILULUI CU NEARDERIE CHIMICĂ CONTROLATĂ

La arderea tradițională, arderea finală a combustibilului trebuie să aibă loc exclusiv în camera de ardere. Arderea completă a combustibilului în focar a fost realizată prin creșterea cantității de aer furnizată în focar într-un mod organizat și menținerea temperaturilor ridicate în zona de ardere. Acest lucru a fost cauzat de lipsa instrumentelor necesare pentru monitorizarea compoziției produselor de ardere. Un exces crescut de aer în cuptor a dus la o formare crescută de oxizi de azot și la pierderi excesive în gazele de ardere din cazan. Nivelul actual de dezvoltare tehnologică face posibilă instalarea de dispozitive pentru monitorizarea compoziției produselor de ardere în conductele de gaz ale cazanelor, care pot îmbunătăți atât eficiența cazanului, cât și caracteristicile sale de mediu.

Metodele moderne ecologice de ardere a combustibilului se caracterizează prin întârzierea procesului de ardere. Destul de des, ca și în cazul arderii combustibilului cu subardere chimică controlată, conversia finală a produselor chimice de ardere insuficientă are loc în arborele convectiv al cazanului. Deoarece la implementarea unei metode de ardere a combustibilului cu ardere chimică controlată este necesar să se mențină un exces optim de aer, sistemele de monitorizare instrumentală continuă a produselor de ardere ar trebui instalate pe cazane pentru a determina concentrațiile de CO, O2 și NO din produsele de ardere.

Majoritatea cazanelor care funcționează în prezent la centralele termice au fost puse în funcțiune în urmă cu mai bine de 20 de ani, prin urmare, de regulă, caracteristicile lor de funcționare nu mai corespund pe deplin valorilor de proiectare. Aceasta se referă în primul rând la aspirarea aerului rece în camera de ardere și în conductele de gaz ale cazanului, precum și la distribuția uniformă a combustibilului și a aerului prin dispozitivele arzătorului. Prin urmare, înainte de a introduce moduri de ardere a combustibilului cu ardere moderată controlată pe astfel de cazane, este necesar să se etanșeze cuptorul, să se verifice instrumentele standard și să se elimine distorsiunile în conductele aer-combustibil. Acesta din urmă vă permite să optimizați procesul de ardere a combustibilului și să reduceți randamentul de CO și B(A)P.

Identificarea completă a modului de ardere a combustibilului necesită instalarea unor dispozitive de monitorizare a compoziției gazelor în mai multe secțiuni ale traseului gazului cazanului.

Această recomandare se datorează faptului că conversia produselor de ardere incompletă a combustibilului de-a lungul traseului cazanului duce la o modificare a nocivității gazelor de ardere. Dependența calculată a nocivității totale a produselor de ardere în secțiunile de operare (în spatele camerei rotative) și de control (în spatele evacuatorului de fum) vor diferi atunci când se lucrează cu ardere insuficientă. Prin urmare, alegerea condițiilor optime de funcționare pentru un cazan cu subardere moderată numai pe baza rezultatelor măsurării compoziției gazelor în secțiunea de funcționare va fi eronată.

De aceea este necesar controlul concentrațiilor de O2 și CO în secțiunile de regim și control. Se știe că formarea oxizilor de azot este complet completă în camera de ardere și mai departe de-a lungul traseului gazului, debitul lor de masă și concentrația (în termeni de gaze uscate și α = 1,4) practic nu se modifică. Prin urmare, controlul conținutului de ΝΟΧ poate fi, în principiu, organizat în oricare dintre secțiunile indicate ale traseului gazului, unde este asigurată cea mai mare reprezentativitate a rezultatelor.

Atunci când se efectuează teste de reglare în scopul întocmirii hărților de performanță, este de asemenea recomandabil să se efectueze măsurători instrumentale ale conținutului de benzo(a)piren în secțiunile de regim și control ale traseului gazului. Trebuie avut în vedere faptul că conținutul de B(a)P are o contribuție nesemnificativă la nocivitatea totală a gazelor de eșapament emise în atmosferă (vezi Fig. 2, curba 4).

Separat, trebuie remarcat faptul că un sistem de monitorizare continuă a compoziției gazelor, inclusiv instrumente pentru analiza Cb, CO și NO, poate fi utilizat nu numai pentru implementarea modurilor de ardere cu toxicitate scăzută, ci și ca sistem de monitorizare pentru calcularea tarifelor pentru emisiile nocive în atmosferă şi dispersarea acestora în zonele adiacente.teritorii.

Cerințele moderne pentru automatizarea procesului de generare a energiei electrice și controlul arderii combustibilului necesită integrarea unui sistem de monitorizare a gazelor arse în sistemul de control automat al stației. Pe baza acestui fapt, în decembrie 2007, Consiliul științific și tehnic (STC) al RAO ​​UES din Rusia, la o reuniune a secțiunii „Economisirea energiei și problemele de mediu ale energiei”, a revizuit și a aprobat rezultatele lucrărilor de cercetare. și implementarea metodei de ardere propuse. NTS a recunoscut că este posibilă introducerea unei metode de ardere a combustibilului cu subardere moderată controlată la centralele termice echipate cu sisteme staționare de măsurare pentru monitorizarea gazelor de eșapament, CO și NOX în produsele de ardere care funcționează ca parte a sistemului de control automat al cazanelor.

CONCLUZIE

S-au efectuat studii experimentale pe cazane cu debit de abur de la 75 la 500 t/h (BKZ-75-39GM, TsKTI-75-39, TP-150, TGM-84B, TPE-430) la arderea gazelor naturale.

Rezultatele testelor arată o reducere stabilă a emisiilor de NOX cu 20-40%. Nocivitatea totală a produselor de ardere este redusă de 1,5-2 ori.

S-a realizat o creștere a randamentului brut al cazanului la 1%. În același timp, există o reducere a costului de tracțiune și suflare la 0,1%.

Economiile de combustibil și taxele pentru emisiile de substanțe nocive se ridică la 0,5-2 milioane de ruble/an pentru fiecare 100 t/h producție de abur din cazan.

Implementarea metodei de ardere propusă nu necesită costuri semnificative de material și timp. Pentru a-i spori randamentul, cazanele trebuie sa fie dotate cu mijloace instrumentale de monitorizare a compozitiei gazelor de ardere (O2, CO si NOX).

LISTA SIMBOLURILOR

FEC - complex de combustibil și energie; Eficiență - factor de eficiență; PPP - pachet software de aplicație; ACS - sistem de control automat.

BIBLIOGRAFIE

1. Strategia energetică a Rusiei pentru perioada până în 2030.

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

2. Arderea gazelor naturale cu subardere chimică controlată ca mijloc eficient de reducere a emisiilor de oxizi de azot / P.V. Roslyakov, I.L. Ionkin, L.E. Egorova//Nou în industria rusă de energie electrică. 2006. Nr. 12. pp. 23-35.

3. Arderea eficientă a combustibililor cu subardere chimică controlată / P.V. Roslyakov, I.L. Ionkin, K.A. Pleshanov // Ingineria energiei termice. 2009. Nr. 1. pp. 20-23.

4. Controlul emisiilor nocive de la centralele termice în atmosferă. P.V. Roslyakov, I.L. Ionkin, I.A. Zakirov și alții; M.: Editura MPEI, 2004.

5. GOST P 50831-95. Instalatii de cazane. Echipamente termomecanice. Cerințe tehnice generale. - M.: Editura IPK Standards, 1996.

6. Decretul Guvernului Federației Ruse din 12 iunie 2003 nr. 344 „Cu privire la standardele de plată pentru emisiile de poluanți în aerul atmosferic din surse staționare și mobile, evacuările de poluanți în corpurile de apă de suprafață și subterane, eliminarea apelor industriale și deșeuri de consum” (modificată de la 1 iulie 2005)

7. Măsurarea monoxidului de carbon în cazane electrice pe cărbune. Yokogawa Corporation of America, 2008.

8. Reducerea emisiilor de NOX folosind măsurarea monoxidului de carbon (CO). Rosemount Analytical, 1999.

9. Analiza emisiilor. Toyota, 2001.

10. Beneficiile măsurării și controlului debitului de cărbune/aer asupra emisiilor de NOx și performanței cazanului. S. Laux, J. Grusha, Foster Wheeler Power Group, 2003.

11. Studiul proceselor de conversie a monoxidului de carbon și benzo(a)pirenului de-a lungul traseului gazelor din centralele de cazane / P.V. Roslyakov, I.A. Zakirov, I.L. Ionkin și colab. // Ingineria energiei termice. 2005. Nr. 4. pp. 44-50.

12. Arderea chimică controlată este o metodă eficientă de reducere a emisiilor de oxid de azot. Procesul-verbal din 18 decembrie 2007 al reuniunii secțiunii „Economisirea energiei și probleme de mediu ale energiei” a Consiliului științific și tehnic al RAO ​​UES din Rusia.

2007-06-19

Factori care influenţează starea tehnică a echipamentelor cazanelor din utilităţile publice Reducerea rezervelor de combustibil şi a resurselor energetice duce la o creştere rapidă a penuriei şi preţurilor la combustibilii organici. Consecința acestui fapt este o reducere a capacității calorice, abaterea de la standardele de calitate, deteriorarea compoziției sale chimice prin introducerea de ingrediente cu conținut scăzut de calorii și creșterea proporției de balast intern. Toate acestea conduc la coroziune accelerată a echipamentelor și, drept consecință, la crearea unor situații de urgență, precum și la scăderea eficienței și a poluării aerului.

4.2. Modificări în timp, raportul temperaturii de alimentare/retur (1 - fără emițător, 2 - cu emițător)

6. Rezultatele testelor de laborator ale cazanului Victor-100 folosind motorină (1 - fără radiator, 2 - cu radiator)

9. Efectul reducerii debitului de apă din cazan asupra temperaturii lichidului de răcire (Q este debitul de apă din cazan m3/h în cazan, N este puterea nominală a cazanului, kW)

11.2 Temperaturile punctului de rouă ale diferitelor tipuri de combustibili (1 - gaz natural, 2 - gaz lichefiat, 3 - motorină, 4 - păcură)

Această problemă este cea mai acută în sectorul locuințelor și serviciilor comunale, unde, conform administrațiilor regionale, peste 57% dintre cazane sunt în funcțiune de peste 20 de ani, iar 40% au o eficiență mai mică de 82%. (Figura 1 prezintă structura echipamentelor cazanelor aflate în funcțiune în sectorul utilităților publice din Ucraina la 1 ianuarie 2007)

Funcționarea echipamentului cazanului este afectată negativ de descentralizarea nerezonabilă a furnizării de căldură, selecția neautorizată a lichidului de răcire, transferul fără măsuri de modernizare a echipamentelor existente la moduri de funcționare la temperatură scăzută, reducerea puterii cazanului din cauza presiunii scăzute a gazului, încălcarea programelor de funcționare, scară. depuneri pe suprafețele convective de schimb de căldură, costuri crescute ale energiei electrice consumate. , încălcarea reglementărilor de reparații, uzura materială și morală a echipamentelor auxiliare și a rețelelor de încălzire.

Factorii enumerați duc la arderea insuficientă a combustibilului, coroziune și defecțiune prematură a echipamentelor, o scădere a calității furnizării de căldură și afirmații justificate ale consumatorilor. Situația actuală necesită o soluție imediată la un set de probleme de modernizare a sistemului de generare și distribuție a energiei termice, precum și utilizarea unor metode low-cost pentru prelungirea duratei de viață a echipamentelor existente.

Această din urmă împrejurare se datorează faptului că este imposibil să înlocuiți complet echipamentele existente cu echipamente noi într-un timp scurt din cauza lipsei fondurilor necesare. Politica de creștere bruscă a tarifelor la utilități duce la o creștere a inflației, care afectează negativ dezvoltarea economiei țării și nivelul de trai al populației. Prin urmare, reechiparea tehnică și modernizarea echipamentelor cazanelor este o sarcină importantă.

Determinarea randamentului de functionare a echipamentelor cazanelor si elaborarea solutiilor tehnice pentru modernizarea acestuia

Determinarea eficienței de funcționare a echipamentului cazanului ar trebui să înceapă cu un audit energetic, în cadrul căruia nu se studiază doar starea tehnică a echipamentului, ci și factorii structurali, organizatorici și economici care afectează funcționarea acestuia. În special, este necesar să se determine consumul anual de energie, determinând volumul de achiziție și producția proprie, precum și utilizarea și distribuția energiei, determinând costul acesteia și raportul indicatorilor de cost pentru diferite tipuri de energie (electricitate, gaze). , păcură, apă, căldură, abur, alimentare cu aer, alimentare cu rece și așa mai departe.). Gama de întrebări necesare pentru a lua deciziile corecte include:

• clarificarea fluctuațiilor sezoniere, lunare, zilnice, orare ale consumului de energie și derivatele acestuia;
• stabilirea tarifelor la energie și combustibil cu luarea în considerare a schemelor de plată;
• determinarea profilului consumului de energie, defalcat în nevoi de producție și neproducție, a dinamicii consumului de energie pe tip de produs sau lucrare, întocmirea unui bilanţ al consumului de energie pe tip;
• determinarea randamentului de functionare a sistemelor si echipamentelor cu monitorizare instrumentala, inspectie vizuala, efectuarea masuratorilor necesare si examinarea starii echipamentului;
• determinarea sarcinii maxime, medii și minime;
• compararea caracteristicilor reale și de proiectare ale echipamentelor și sistemelor, elaborarea unei liste de activități propuse;
• analiza activităților anterioare desfășurate la întreprindere pentru reducerea consumului de energie;
• analiza oportunităților de economisire a energiei în timpul funcționării curente și a posibilităților de implementare a acestora;
• descrierea oportunităților de economisire a energiei, cu dezvoltarea opțiunilor de utilizare a diverselor echipamente și scheme tehnologice;
• calcularea costului minim și maxim al opțiunilor propuse pentru modernizarea și reechiparea echipamentelor;
• calcularea costurilor anuale și a economiilor de energie pe tip;
• elaborarea de propuneri de monitorizare a funcționării generatoarelor de căldură și a condițiilor de temperatură a echipamentelor care utilizează căldură cu calcule ale costului acestuia, economii anuale și evaluarea perioadelor de amortizare.

În fig. Figura 2 prezintă principalii factori care influențează fiabilitatea și performanța costurilor cazanelor de încălzire și echipamentelor auxiliare, care trebuie luați în considerare în timpul auditului energetic.

Metode de creștere a eficienței producției de energie termică

Eforturile de îmbunătățire a eficienței de exploatare a echipamentelor cazanelor trebuie să vizeze reducerea pierderilor de energie termică cu gazele de ardere, a pierderilor ca urmare a arderii chimice și mecanice, izolarea echipamentelor cazanului și a conductelor. Subarderea mecanică și chimică este de obicei eliminată prin efectuarea ajustării de mediu și termice a echipamentelor sau prin înlocuirea dispozitivului de arzător cu unul mai avansat.

Reducerea producției și distribuției risipei de căldură este asigurată prin instalarea unei automatizări moderne a cazanului cu control meteorologic. Reducerea temperaturii gazelor de ardere de evacuare necesită schimbarea modului de funcționare, ceea ce nu este întotdeauna fezabil din cauza apariției condensului în echipamente și coșuri, a subîncălzirii lichidului de răcire și a funcționării iraționale a unității cazanului.

Trebuie remarcat faptul că la proiectarea cazanelor din anii precedenți, proiectanții au căutat să reducă consumul de metal al cazanelor și să asigure o întreținere ridicată a acestora și, în acest scop, s-au concentrat pe condițiile de funcționare la temperaturi ridicate ale cazanelor, ținându-se puțin seama de economisirea combustibilului și a resurselor energetice. . Rezultatul este că echipamentele aflate în funcțiune sunt reprezentate în principal de cazane cu tuburi de apă, care au volume reduse de apă din cazan, sunt slab automatizate și sunt adesea echipate cu dispozitive de arzător primitive.

Cu toate acestea, în condițiile economice de astăzi nu există nicio modalitate de a scoate din funcțiune acest echipament. Prin urmare, sunt necesare măsuri tehnice pentru creșterea eficienței cazanelor, reducerea emisiilor nocive în atmosferă și extinderea duratei de funcționare a acestora. Una dintre aceste metode ar putea fi utilizarea emițătorilor secundari, instalarea acestora în cuptorul cazanului, dezvoltat la Institutul de Termofizică Tehnică al Academiei Naționale de Științe a Ucrainei.

Se știe că cazanul este un sistem deschis în care introducerea de reactivi și îndepărtarea produselor de reacție are loc în timpul procesului chimic. Schimbul de materiale se poate realiza prin transfer de masă convectiv sau difuzie în cuptorul cazanului cu îndepărtarea și alimentarea continuă cu materii prime și produse de ardere. Un indicator important al calității reacțiilor de transformare chimică este intensitatea arderii.

În instalațiile industriale, intensitatea arderii într-un cuptor cu cameră este estimată prin valoarea q v - generarea specifică de căldură pe unitate de volum a sistemului, kW/m 3: Q v = BQ n / V, unde B este consumul de combustibil în m 3 / s (kg/s) ; Qn este puterea calorică inferioară a combustibilului, V este volumul camerei de ardere, adică. parametrii sai geometrici, configuratia etc. Pe baza acesteia, modernizarea echipamentelor existente poate avea ca scop modificarea volumului de ardere.

Acest lucru va asigura localizarea reacțiilor de ardere, crearea condițiilor optime pentru apariția lor și menținerea celor mai profitabile moduri de funcționare pentru a obține cea mai mare eficiență posibilă și a reduce emisiile nocive în atmosferă. Se știe că intensitatea arderii, determinată de rata consumului de substanțe combustibile, depinde nu numai de viteza reacției chimice, ci și de viteza procesului de formare a amestecului, al cărui factor determinant este intensitatea difuzie turbulentă și moleculară.

Acesta din urmă poate fi asigurat prin organizarea recirculării interne a gazelor arse în cuptorul cazanului. Reacțiile de ardere apar odată cu degajarea de căldură, adică. sunt exoterme, sunt de obicei ireversibile și continuă până când substanțele inițiale sunt consumate complet. Totuși, în instalațiile de înaltă temperatură din zona de ardere pot apărea și reacții endoterme care apar cu absorbția căldurii, de exemplu, reacțiile de disociere ale produselor finale de ardere CO 2, H 2 O, NO X, reducerea CO pe o suprafață fierbinte de carbon cu lipsă de oxigen etc.

În plus, reacțiile dintre combustibil și oxidant nu au loc niciodată direct între moleculele substanțelor inițiale; particulele elementare cu învelișuri de electroni exterioare neumplute - atomi liberi (H, O), hidroxil OH etc. - participă la reacție la o cantitate suficientă. măsură, mai activă decât moleculele, conținute în gazele de ardere furnizate pentru ardere din nou.

Pentru combustibilul lichid, spre deosebire de gaz, o modificare a vitezei de ardere are loc numai ca urmare a unei modificări a concentrației oxidantului în zona de reacție, care este compensată de radicali -OH etc. Trebuie avut în vedere că la la o temperatură de 1650°C 90% din radiația spectrală a pistolului este în regiunea infraroșu, vizibil -9%, ultraviolete -1% și până la 70% din eliminarea totală a căldurii are loc în cuptorul cazanului.

Prin urmare, una dintre metodele de intensificare a transferului de căldură la cuptor este obținerea gradului maxim de întuneric al focarului. Acest lucru poate fi realizat prin crearea unui cuptor cu mai multe camere, în care are loc separarea zonă cu zonă a reactanților din produsele de ardere, cu o creștere paralelă a transferului de căldură prin radiație.

Pe baza acesteia, propunem o metodă de utilizare a emițătorilor secundari, care nu numai că fac posibilă modificarea aerodinamicii gazelor de ardere, asigurând reaprinderea acestora, ci și datorită reradierii, compensând umbrirea temporară a focarului. , crescându-i negrul și intensificând transferul de căldură. În fig. Figura 3 prezintă aspectul radiatoarelor secundare, schema de proiectare a spațiului de ardere cu un radiator secundar instalat și cuptorul cazanului Vitola-Bifferall fabricat de compania germană Viessmann.

Trebuie menționat că noutatea metodei propuse constă în faptul că include nu numai o modificare a aerodinamicii focarului și o creștere a suprafețelor de transfer de căldură, ca în Fig. 3.3, dar și intensificarea transferului de căldură radiantă. În același timp, aripioarele emițătorului secundar permit, datorită schimbului de căldură convectiv, să asigure îndepărtarea intensivă a căldurii și răcirea emițătorului secundar, protejându-l de solicitările de temperatură în timpul funcționării.

Calculele analitice arată că introducerea gazelor de recirculare în rădăcina flăcării asigură o creștere a temperaturii în cuptor, o modificare a cineticii arderii combustibilului și o modificare a caracteristicilor termodinamice ale cazanului (Fig. 4.2, date de laborator). În același timp, până la 80% din gazele de ardere, în funcție de lățimea deschiderii fantei din partea frontală a cazanului L, are loc postcombustie repetată (Fig. 4.1, date calculate).

Studiile efectuate asupra radiatoarelor secundare din cazanele cu arzatoare ventilatoare arata o crestere a randamentului cazanului cu aproximativ 1-3%, datorita intensificarii schimbului de caldura prin radiatie, care mareste evacuarea caldura a focarului. Acest lucru reduce sarcina pe partea convectivă a cazanului, ceea ce vă permite să prelungiți durata de viață și să reduceți uzura echipamentului cu cel puțin 4-6 ani.

În plus, are loc o modificare a caracteristicilor termodinamice ale cazanului, care permite, la același consum de combustibil, reducerea timpului de setare a temperaturii apei din cazan cu aproximativ 15-20%, ceea ce în condiții de funcționare economisește aproximativ 3,5%. % din gaz natural prin reducerea timpului de setare a temperaturii și când arzătorul atinge puterea nominală.

Stabilizarea procesului de ardere permite funcționarea neîntreruptă în siguranță a echipamentului, pornirea lină a acestuia și reaprinderea gazelor de ardere și menținerea unui mod optim de ardere reduce emisiile de CO de cinci ori și oxizii de azot de două ori. Selectarea emițătorilor secundari se face în funcție de tipul și puterea cazanului, volumul și configurația camerei de ardere, caracteristicile dispozitivului arzător și tipul de combustibil.

Până în prezent, emițătoarele secundare pentru cazanele cu tub de foc cu arzătoare cu ventilator au fost deja testate industrial și recomandate pentru implementare. Această lucrare continuă, ca în fig. În figura 5 sunt prezentate caracteristicile de eficiență de funcționare ale unui cazan cu radiator secundar de rețea obținute în timpul testelor industriale, indicând promisiunea acestei direcții.

De remarcat că pentru selectarea echipamentelor, am dezvoltat modele analitice și informatice care ne permit să facem selecția corectă a emițătorilor secundari. După testele de laborator și industriale, devine posibilă utilizarea emițătoarelor secundare pentru modernizarea unităților de cazane. În condiții de laborator, am efectuat un test experimental de performanță a cazanului Victor-100, produs în serie de Uzina Municipală de Utilaj Brovary, cu o putere de 100 kW folosind motorină.

S-a stabilit că după instalarea unui radiator secundar în cuptorul cazanului, temperatura crește în medie cu 400°C (Fig. 6.1), în timp ce temperatura gazelor arse de evacuare scade cu 50°C (Fig. 6.2). perioada inițială de timp, temperatura gazelor de evacuare a gazelor de ardere a cazanului este semnificativ mai mică, în timp ce temperatura în cuptor este mai mare decât fără radiator, ceea ce se explică prin faptul că în prima perioadă de timp căldura este cheltuită pe încălzirea radiatorului secundar.

După cum se poate observa din grafic (Fig. 6.2), timpul de stabilizare pentru procesul de atingere a cazanului în regim de funcționare nu depășește 5 minute Metoda propusă are și un efect pozitiv asupra funcționării cazanului, eliminând formarea de condens în timpul pornirii „la rece”, protejându-și astfel structura de coroziune și supraîncălzire locală. De remarcat faptul că studierea proceselor care au loc în camerele de ardere ale cazanelor care funcționează sub presiune este dificilă din cauza cerințelor crescute pentru etanșeitatea acestora.

O ilustrare a proceselor care au loc în cuptorul cazanului poate fi obținută folosind metode de modelare computerizată folosind pachete de aplicații CFD. Modelarea noastră CFD a confirmat corectitudinea metodei alese. Astfel, apare o nouă oportunitate de a determina caracteristicile de funcționare ale cazanelor pentru selectarea emițătorilor secundari și alte metode de modernizare a acestora. În fig. Figura 7 prezintă diagramele de temperatură ale cazanului Victor-100.

Este clar că, după instalarea radiatorului secundar în cuptor, distribuția temperaturii în volumul său se modifică, în special, nu există zone de supraîncălzire locale, temperatura la ieșirea cuptorului și în partea din față a cazanului scade. Datele de calcul CFD sunt pe deplin în concordanță cu datele cercetării de laborator și sunt confirmate de calcule analitice.

În fig. În figura 8.1 sunt prezentate date calculate privind modificările caracteristicilor aerodinamice ale camerei de ardere și ale vitezei de curgere în cuptorul cazanului cu și fără radiator secundar, diagrame de presiune (Fig. 8.2) și, în consecință, modificări ale distribuției metanului ( Fig. 8.3) și concentrația de NO X (Fig. 8.3) Este de la sine înțeles că calcule similare pot fi efectuate pentru alte tipuri de cazane și orice echipamente auxiliare și termice.

Metode de creștere a eficienței distribuției energiei termice

Reducerea consumului de combustibil poate fi realizată prin ardere de înaltă calitate și prin reducerea pierderilor de căldură risipitoare. Reglarea automată de înaltă calitate a proceselor de generare și distribuție a căldurii asigură economii semnificative de combustibil și resurse energetice. Economii semnificative de energie termică și performanțe îmbunătățite ale echipamentelor pot fi obținute prin modernizarea circuitului hidraulic.

Circuitul hidraulic influențează semnificativ procesul de generare și distribuție a căldurii și durata de viață a echipamentului cazanului. Prin urmare, atunci când luați în considerare, este necesar să luați în considerare următorii parametri: dinamica orară a schimbărilor de temperatură, debitele pentru circuitele individuale și raportul relativ dintre volumul de apă din cazan și volumul total de apă din sistemul de încălzire.

Un parametru important este și temperatura apei de retur. Pentru a evita formarea condensului în cazan și în gazele de ardere, temperatura apei de retur trebuie menținută întotdeauna peste punctul de rouă, adică. în medie de la 50 la 70° C. Excepție sunt cazanele de tip condensare, în care, la temperaturi scăzute ale apei de retur, procesul de condensare este intensificat și, ca urmare, eficiența crește. În acest caz, dacă f o ≤ 10%, este necesar să se ia măsuri suplimentare pentru a se asigura că temperatura apei de retur specificată este menținută.

Astfel de măsuri sunt organizarea amestecării, separarea circuitelor prin schimbătoare de căldură, instalarea supapelor de amestec și a unui separator hidraulic (săgeți).În plus, un factor important în reducerea costurilor cu combustibilul și energia electrică este determinarea debitului de lichid de răcire prin cazan (grup a cazanelor) şi determinarea debitului optim (Fig. 9) .

Modernizarea conductelor cazanului

Pentru modernizarea tubulaturii cazanului se recomanda masuri si dispozitive simple care pot fi fabricate de catre personalul de exploatare. Aceasta este crearea de circuite suplimentare în sistemul de alimentare cu căldură; instalarea unui separator hidraulic (Fig. 10. 1), care permite reglarea temperaturii și presiunii lichidului de răcire, și a unei scheme de curgere paralelă (Fig. 10. 2), asigurând distribuția uniformă a lichidului de răcire.

Temperatura lichidului de răcire trebuie reglată constant în funcție de modificările temperaturii aerului exterior pentru a menține temperatura dorită în circuitele conectate. În acest sens, o rezervă importantă pentru economiile de combustibil este numărul maxim posibil de circuite de alimentare cu căldură și automatizarea procesului de control. Dimensiunea separatorului hidraulic este selectată astfel încât la sarcină maximă diferența de presiune dintre conductele de alimentare și retur să nu depășească 50 mm de apă. Artă. (aproximativ 0,5 m/s).

Separatorul hidraulic poate fi montat vertical sau orizontal, când este instalat (Fig. 10.1) în poziție verticală, există o serie de avantaje suplimentare: partea superioară funcționează ca un separator de aer, iar partea inferioară este folosită pentru a separa murdăria. La conectarea cazanelor în cascadă, este necesar să se asigure fluxuri egale de lichid de răcire prin cazane de aceeași putere.

Pentru a face acest lucru, rezistența hidraulică a tuturor circuitelor paralele trebuie să fie, de asemenea, aceeași, ceea ce este deosebit de important pentru cazanele cu tuburi de apă. Acest lucru asigură condiții egale de funcționare pentru cazanele de apă caldă, răcirea uniformă a cazanelor și îndepărtarea uniformă a căldurii de la fiecare cazan din cascadă. În acest sens, ar trebui să acordați atenție conductelor cazanelor, asigurând direcția paralelă de mișcare a apei înainte și retur.

În fig. 10.2 prezintă o diagramă a debitelor paralele, care este utilizată pentru tubulatura cazanelor care funcționează în cascadă fără pompe și fitinguri individuale ale circuitului cazanului care reglează debitul de lichid de răcire prin cazan. Această măsură simplă și ieftină elimină formarea condensului în cazane, precum și pornirile și opririle frecvente ale arzătoarelor, ceea ce reduce consumul de energie și prelungește durata de viață a cazanului și a dispozitivului arzător. Schema propusă de „debite paralele” este utilizată și în sistemele orizontale extinse și atunci când se conectează colectoarele solare și pompele de căldură într-un singur sistem comun.

Solutii tehnice pentru asigurarea evacuarii gazelor de ardere

Lupta de a economisi combustibil în condițiile noastre economice se rezumă adesea la schimbarea modurilor de funcționare a echipamentelor cazanelor. Cu toate acestea, acest lucru duce adesea la defecțiunea sa prematură și la costuri materiale și financiare suplimentare asociate cu repararea echipamentului. O mare problemă atunci când funcționează la sarcini mici este creată de umiditatea din produsele de ardere, care se formează în timpul reacției de ardere din cauza cineticii chimice.

În acest caz, la o temperatură a gazelor arse de aproximativ 50-60°C, se formează condens pe pereții coșului de fum și ai echipamentelor. Conținutul de umiditate în funcție de punctul de rouă este prezentat în Fig. 11.1, aceasta duce la necesitatea menținerii unor temperaturi ridicate în cuptor și reducerea randamentului cazanului datorită creșterii temperaturii gazelor arse. Această afirmație nu se aplică cazanelor de tip condensare, care utilizează principiul obținerii de căldură suplimentară datorită unei tranziții de fază în timpul condensării vaporilor de apă.

În fig. Figura 11.2 arată dependența directă a punctului de rouă (t p) de coeficientul de exces de aer α pentru diferite tipuri de combustibil. Prezența vaporilor de apă în produsele de ardere și condensarea acestora pe pereți afectează negativ funcționarea coșurilor de fum, ducând la coroziunea suprafețelor metalice și la distrugerea zidăriei. Condensul are un mediu acid cu pH ≈4, care se datorează prezenței în el a acidului carbonic, a urmelor de acid azotic, iar la arderea combustibilului lichid, a acidului sulfuric.

Pentru a elimina consecințele negative în timpul funcționării în timpul proiectării și punerii în funcțiune, trebuie acordată o atenție deosebită problemelor de funcționare în siguranță a echipamentului cazanului, optimizarea funcționării dispozitivului arzător, eliminarea posibilității de separare a flăcării în cuptor și formarea condensului în coșuri.

Pentru a face acest lucru, limitatoarele de tiraj pot fi instalate suplimentar pe coșurile de fum, similare cu limitatoarele companiei germane Kutzner + Weber, care sunt echipate cu o frână hidraulică și un sistem de greutate care vă permite să reglați deschiderea automată a acestora în timpul funcționării cazanului și a conductei. ventilaţia când este oprită (Fig. 12). Funcționarea supapei se bazează pe principiul fizic al ruperii jetului și nu necesită o antrenare suplimentară.

Principala cerință la instalarea limitatoarelor de presiune este ca aceste dispozitive să poată fi amplasate în camera cazanelor sau, prin excepție, în încăperi adiacente, cu condiția ca diferența de presiune în ele să nu depășească 4,0 Pa. Dacă grosimea peretelui coșului este de 24 mm sau mai mult, dispozitivul se montează direct pe coș sau pe o consolă externă.

Temperatura maximă admisă a gazelor arse este de 400°C, presiunea de răspuns a supapei de siguranță este de la 10 la 40 mbar, capacitatea aerului este de până la 500 m 3 /h, domeniul de control este de la 0,1 la 0,5 mbar. Utilizarea limitatoarelor de presiune crește fiabilitatea funcționării cazanelor și a coșurilor de fum, prelungește durata de viață a echipamentelor și nu necesită costuri suplimentare de întreținere.

Un test experimental arată că nu există condiții pentru formarea condensului în coșuri după instalarea unei supape de limitare a presiunii pe coș, reducând în același timp concentrația de emisii nocive în atmosferă.

Noi metode de tratare a apei pentru îmbunătățirea eficienței de funcționare a echipamentelor cazanelor

Compoziția chimică și calitatea apei din sistem au un impact direct asupra duratei de viață a echipamentului cazanului și a funcționării sistemului de încălzire în ansamblu. Depunerile rezultate din sărurile de Ca 2+ , Mg 2+ și Fe 2+ conținute în apă sunt cea mai frecventă problemă pe care o întâlnim în viața de zi cu zi și în industrie. Formarea depozitelor duce la pierderi grave de energie.

Aceste pierderi pot ajunge la 60% Creșterea depozitelor reduce semnificativ transferul de căldură, pot bloca complet o parte a sistemului, pot duce la înfundare și accelerează coroziunea. Prezența oxigenului, clorului, fierului feros și a sărurilor de duritate în apă crește numărul de situații de urgență, duce la creșterea consumului de combustibil și reduce durata de viață a echipamentelor. Depunerile de duritate carbonatată se formează la temperaturi scăzute și sunt ușor de îndepărtat.

Depozitele formate din minerale dizolvate în apă, precum sulfatul de calciu, se depun pe suprafețele de transfer de căldură la temperaturi ridicate. (Depunerile de calcar duc la faptul că chiar și „standardele interdepartamentale pentru durata de viață a echipamentelor cazanelor din Ucraina” prevăd o creștere a consumului de combustibil cu 10% după doar șapte ani de funcționare.) Depunerile sunt deosebit de periculoase pentru dispozitivele de control automat, schimbatoare de caldura, contoare de caldura, robinete termostatice pentru radiatoare, apometre.

Pentru a asigura funcționarea corectă a sistemului, trebuie utilizate dedurizatoare de apă. În așa-numitele „zone moarte” ale sistemului, se pot forma bule staționare de compoziție chimică complexă, în care, pe lângă oxigen și azot, pot fi prezente metan și hidrogen. Acestea provoacă coroziunea metalului și formarea depunerilor de nămol, care afectează negativ funcționarea sistemului. În acest sens, este necesar să se utilizeze orificii de aerisire automate, care sunt instalate în cele mai înalte puncte ale sistemului și în zonele cu circulație slabă a lichidului de răcire.

Când folosiți apă de la robinet de oraș pentru machiaj, este necesar să monitorizați concentrația de clorură. Nu trebuie să depășească 200 mg/l Un conținut crescut de cloruri duce la faptul că apa devine mai corozivă, incl. din cauza funcționării necorespunzătoare a filtrelor de dedurizare a apei. În ultimii ani, calitatea apei de la sursă, de la robinet și din rețea s-a îmbunătățit, în general, datorită utilizării fitingurilor speciale, a rosturilor de dilatare cu burduf și a trecerii de la sistemele de încălzire centrală gravitațională la sistemele de încălzire centrală de tip închis.

Problemele de depozit sunt rezolvate folosind atât metode fizice, cât și chimice. Astăzi, substanțele chimice sunt utilizate pe scară largă în controlul depozitelor. Cu toate acestea, costurile ridicate și complexitatea procesului tehnologic, precum și conștientizarea tot mai mare a necesității de a proteja mediul, nu lasă de ales decât să caute metode fizice. Dar metoda de preparare a apei pentru ei nu garantează protecția împotriva coroziunii și duritatea apei în viitor.

Pentru a preveni acest lucru, se folosesc diverse tipuri de filtre, rezervoare de sedimentare, magneți, activatori și combinațiile acestora. În funcție de sediment, elementele sistemului protejează fie numai de componentele corozive permanente și piatra cazanului, fie de toate componentele dăunătoare împreună cu magnetiți. Cele mai simple dispozitive pentru purificarea fizică a apei sunt filtrele cu plasă. Sunt instalate direct în fața cazanului și au o căptușeală din plasă din oțel inoxidabil cu numărul necesar de găuri - 100-625 pe cm 2.

Eficiența unei astfel de purificări este de 30% și depinde de dimensiunea fracțiilor de sedimente. Următorul dispozitiv este un filtru de hidrociclon, al cărui principiu de funcționare se bazează pe legea inerției în timpul mișcării de rotație. Eficiența unei astfel de curățări este foarte mare, dar este necesar să se asigure o presiune mare de 15-60 bar, în funcție de volumul de apă din sistem. Din acest motiv, aceste filtre sunt rar folosite.

Desilterul este un colector cilindric vertical cu un despărțitor care încetinește curgerea apei. Datorită acestui fapt, particulele mari sunt separate. Funcția de filtrare este realizată de o plasă amplasată orizontal cu un număr de găuri de 100-400 pe cm 2. Eficiența unei astfel de curățări este de 30-40%. Purificarea apei devine mai complicată dacă piatra de cazan trebuie îndepărtată din ea.

Separatoarele de nămol rețin în principal doar fracții mari de compuși de carbonat de calciu care se depun pe plasă. Reziduul circulă și se depune în sistemul de încălzire centrală. S-au răspândit diverse dispozitive pentru tratarea apei magnetice și electromagnetice folosind câmpuri magnetice constante și alternative. Tratamentul magnetic face ca substanțele care provoacă depuneri să se polarizeze sub influența câmpurilor și să rămână suspendate.

Cel mai simplu dispozitiv bazat pe acest principiu este un magnetizator. De regulă, este un cilindru metalic cu o tijă magnetică în interior. Folosind o conexiune cu flanșă, acesta este instalat direct în conductă. Principiul de funcționare al unui magnetizator este schimbarea stării electrice a moleculelor lichide și a sărurilor dizolvate în acesta sub influența unui câmp magnetic.

Ca urmare, nu se formează piatra de cazan, iar sărurile carbonatice precipită sub formă de nămol fin cristalin, care nu se mai depune pe suprafețele de schimb de căldură. Avantajul metodei este polarizarea constantă a substanței, datorită căreia chiar și depozitele vechi de piatră de cazan se dizolvă. Cu toate acestea, această metodă fără îndoială ecologică, cu costuri de operare reduse, are un dezavantaj important.

O creștere a rezistenței hidraulice a sistemului duce la o creștere a consumului de energie și la o sarcină suplimentară pe echipamentul de pompare; în sistemele de circulație închisă, depozitele de nămol se depun în radiatoare, fitinguri și fitinguri ale conductelor, motiv pentru care este necesară instalarea de filtre suplimentare. ; tija magnetică din dispozitiv se corodează activ.

Eficiența unei astfel de purificări ajunge până la 60% și depinde de mărimea fracțiilor de sedimente, de compoziția chimică a sărurilor dizolvate și de intensitatea câmpului magnetic din surse externe. În ultimul deceniu, a existat o căutare activă a unor noi metode de tratare fizică a apei, bazate pe nanotehnologii moderne. Un exemplu sunt dispozitivele companiei germane Merus (Fig. 13), care sunt fabricate folosind un proces special de producție de presare a diferitelor materiale, precum aluminiu, fier, crom, zinc, siliciu etc.

Tehnologia face posibilă obținerea unui aliaj unic care are proprietatea de a „memora” intensitatea câmpului magnetic în timpul prelucrărilor tehnologice ulterioare și de a o transforma în semnale electromagnetice la locul de instalare pe conductă. Aparatul concentrează eficient câmpurile electromagnetice din mediul înconjurător și acționează asupra anionilor de bicarbonat dizolvați în apă, ținându-i sub formă coloidală și transformă rugina în magnetit – cu impulsuri electromagnetice, producând un efect similar cu efectul semnalelor acustice asupra apei (ultrasunete).

Acest lucru determină procesul de cristalizare direct în corpul de apă, și nu pe pereții țevilor sau a altor suprafețe de schimb de căldură. Acest proces este mai bine cunoscut în chimie ca „cristalizare în volum”. Spre deosebire de alte metode de tratare fizică a apei, dispozitivele Merus nu necesită surse de energie, costuri de întreținere sau instalarea dispozitivului. Efectul dispozitivului asupra apei durează până la 72 de ore și permite tratarea apei pe conductele principale de până la 10 km.

Datorită unui nou principiu de acțiune bazat pe activarea apei, datorită ruperii legăturilor intermoleculare de hidrogen, dispozitivele Merus sunt utilizate eficient chiar și în cazurile în care metodele cunoscute de tratare a apei sunt ineficiente. De exemplu, la conductele de condens, supraîncălzitoarele cu abur tehnologice cu flux direct care funcționează pe apă de la robinet fără retur de condens, cuptoarele electrotermale, atunci când sunt instalate pe conducte de plastic etc.

Eficiența unui astfel de tratament ajunge la 90%, permițându-vă să înmuiați apa fără componente chimice, să reduceți consumul de sare în timpul cationizării sodiului și să inhibați creșterea bacteriilor patogene precum bacilul Koch și legionella. În același timp, compoziția chimică a apei nu se modifică, ceea ce este adesea important pentru producția de produse farmaceutice și alimentare, tratarea apei în piscine etc.

concluzii

• Starea tehnică a echipamentelor cazanelor din utilitățile publice este afectată în primul rând de lipsa unei finanțări suficiente și de un cadru legal imperfect.
• Determinarea eficienței echipamentului cazanului ar trebui să înceapă cu un audit energetic.
• Creșterea eficienței de funcționare și a duratei de viață a echipamentelor cazanului poate fi realizată prin instalarea unor emițători secundari, care vor îmbunătăți procesele aerodinamice și cinetice care au loc în cuptor.
• Economii semnificative de energie termică și performanțe îmbunătățite ale echipamentelor pot fi obținute prin modernizarea circuitului hidraulic.
• Instalarea limitatoarelor de tiraj pe coșuri duce la stabilizarea arderii, ventilarea coșurilor de fum, eliminând posibilitatea formării condensului și funcționarea fiabilă a acestora la sarcini mici ale unităților de cazan.
• În timpul funcționării echipamentului cazanului, este necesar să se acorde atenție tratării apei de înaltă calitate și dezaerării lichidului de răcire.

1. Calculul termic al unităților cazanului (metoda normativă) / Ed. N.V. Kuznetsova. - M.: Energie, 1973.
2. Basok B.I., Demchenko V.G., Martynenko M.P. Modelarea numerică a proceselor aerodinamice în cuptorul unui cazan de apă caldă cu un radiator secundar. Inginerie termică industrială, Nr. 1/2006.
3. Caracteristici de performanta, instructiuni de conectare si scheme hidraulice pentru cazane de putere medie si mare. De Dietrich, 1998.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

postat pehttp://www.allbest.ru/

Introducere

1.2.2.1 Necesitatea utilizării automatizării generale a cazanelor, a alarmelor de proces și a dispecerării

1.4 Scopul și obiectivele proiectării

2. Procesul tehnologic al cazanelor de la UKPG-8

2.1.2.3 Reglarea vidului în cuptor

2.1.3 Controlul supraîncălzirii aburului

2.1.4 Reglarea regimului de putere și apă a cazanelor cu abur cu tambur

2.1.4.1 Scheme de control

2.2 Cazane de abur tip DE

2.2.1 Avantajele cazanelor cu abur tip DE

2.2.2 Caracteristicile tehnice ale cazanelor cu abur tip DE

2.3 Principiul de funcționare al cazanului DE-10-14 G

2.4 Selectarea echipamentelor tehnologice pentru centrala de cazane

2.4.1 Supapă de accelerație cu acţionare electrică BG4.08.00

2.4.2 Supapă de închidere cu acțiune rapidă (SCV) 1256.100.00-02

2.4.3 Supapa solenoid deschisă normal 1256.20.00

2.4.4 Electrovalvă normal închisă 1256.15.00

2.4.5 Supapă de accelerație ZD 80-11.00

2.4.6 Supapă cu trei căi pentru manometru KM 1,00

2.4.7 Supapă de accelerație cu dublu debit

2.4.8 Aprindere electrică

2.4.9 Servomotoare cu o singură tură MEO-16 și MEO-40

3. Crearea unui sistem automat de control la Unitatea 8 a zăcământului de gaz Medvezhye

3.1 Analiza controlorilor existente

3.1.1 Cerințe pentru controlori

3.1.1.1 Cerințe privind fluxul de informații

3.1.2 Selectarea unui controler

3.1.2.1 Controler „Remikont R-110”

3.1.2.2 Controler GE-Fanuc

3.1.2.3 Controler „TREI-5B-05”

3.1.2.4 Controler „TEKON-17”

3.1.3 Rezultatele cercetării

3.2 Software pentru controlerul TECON-17

3.2.1 Suport algoritmic suplimentar pentru mediul ISaGRAF PRO

3.2.2 Software de interfață operator

3.2.3 Aplicație software pentru controlerul TECON-17

3.2.3.1 „Jurnal de contabilitate”

3.2.3.2 „Nume TEKON”

3.2.3.3 „La distanță”

3.2.3.4 „Imprimare-Dialog”

3.2.3.5 „Hayes-TEKON”

3.2.3.6 „Dialog-TEKON”

3.2.3.7 „Teleconferință”

3.2.3.8 Programul de configurare a adaptorului Ethernet

3.3 Elaborarea unei diagrame de automatizare funcțională

3.3.1 Date generale

3.3.2 Descrierea schemei funcționale de automatizare

3.4 Sistemul de control al cazanului

3.4.1 Capacitățile funcționale ale pachetului software AMAKS

3.5 Software pentru sisteme automate de control al proceselor

4. Calculul indicatorilor tehnico-economici

4.1 Fezabilitatea economică a automatizării centralei de cazane

4.2 Date inițiale pentru calcularea eficienței economice

4.3 Calculul costurilor cu energia electrică

4.4 Investiții de capital

4.5 Calculul costurilor de întreținere și exploatare a echipamentelor

4.6 Calculul fondului de salarii

4.7 Evaluarea costurilor

4.8 Indicatori tehnico-economici

5. Securitatea muncii

5.1 Analiza și asigurarea condițiilor de muncă sigure

5.2 Calculul severității activității dispecerului și evaluarea integrală a acesteia

5.3 Posibile situații de urgență

5.3.1 Calculul căilor de evacuare și ieșirilor

Concluzie

Lista surselor utilizate

Introducere

Automatizarea este utilizarea unui set de instrumente care permit desfășurarea proceselor de producție fără participarea umană directă, dar sub controlul acestuia. Automatizarea proceselor de producție duce la creșterea producției, la reducerea costurilor și la îmbunătățirea calității produselor, reduce numărul de personal de service, crește fiabilitatea și durabilitatea mașinilor, economisește materiale, îmbunătățește condițiile de lucru și măsurile de siguranță.

Automatizarea eliberează oamenii de nevoia de a controla direct mecanismele. Într-un proces de producție automatizat, rolul unei persoane se reduce la configurarea, reglarea, întreținerea echipamentelor de automatizare și monitorizarea funcționării acestora.

În ceea ce privește nivelul de automatizare, ingineria energiei termice ocupă una dintre pozițiile de lider printre alte industrii. Centralele termice se caracterizează prin continuitatea proceselor care au loc în ele. În același timp, producția de energie termică și electrică la un moment dat trebuie să corespundă consumului (sarcină). Aproape toate operațiunile de la centralele termice sunt mecanizate, iar procesele tranzitorii din acestea se dezvoltă relativ rapid. Aceasta explică dezvoltarea înaltă a automatizării în energia termică.

Automatizarea parametrilor oferă beneficii semnificative:

Oferă o reducere a numărului de personal care lucrează, de ex. creșterea productivității muncii sale;

Conduce la o schimbare a naturii muncii personalului de serviciu;

Crește acuratețea menținerii parametrilor aburului generat;

Crește siguranța muncii și fiabilitatea echipamentelor;

Crește eficiența generatorului de abur.

Automatizarea instalatiilor de cazane include reglarea automata, telecomanda, protectia tehnologica, controlul termic, interblocarile tehnologice si alarmele.

Reglarea automată asigură progresul proceselor care au loc continuu în generatorul de abur (alimentare cu apă, ardere, nivelul apei în tamburul cazanului, supraîncălzirea aburului și altele)

Telecomanda permite personalului de serviciu să pornească și să oprească unitatea generatoare de abur, precum și să comute și să regleze mecanismele acesteia la distanță, de la consola unde sunt amplasate dispozitivele de control.

Controlul termic asupra funcționării instalațiilor și echipamentelor cazanelor se realizează cu ajutorul instrumentelor de indicare și înregistrare care funcționează automat. Dispozitivele monitorizează continuu procesele care au loc în instalația generatoare de abur sau sunt conectate la obiectul de măsurare de către personalul de service sau un computer de informare. Dispozitivele de control termic sunt amplasate pe panouri și panouri de control, cât mai convenabile pentru observare și întreținere.

Interblocarele tehnologice efectuează o serie de operații într-o secvență dată la pornirea și oprirea mecanismelor unei instalații de cazan, precum și în cazurile în care se declanșează protecția tehnologică. Sistemele de blocare elimină operațiunile incorecte la întreținerea unei unități generatoare de abur și asigură că echipamentul este oprit în ordinea necesară în caz de urgență. Dispozitivele de alarmă de proces informează personalul de serviciu despre starea echipamentului (în funcțiune, oprit etc.), avertizează că un parametru se apropie de o valoare periculoasă și raportează apariția unei stări de urgență a generatorului de abur și a echipamentului acestuia. Sunt utilizate alarme sonore și luminoase.

1. Analiza stării problemei și obiectivele cercetării

1.1 Câmp de gaz Medvezhye

Câmpul de gaz Medvezhye este situat în districtul Nadymsky din districtul național Yamalo-Nenets, la 340 km est de orașul Salekhard. În 1967 au început forajele de explorare și s-a stabilit conținutul de gaz al zăcămintelor din acest zăcământ.

Structura geologică a zăcământului include roci nisipoase-argilo-lîmooase de epocă Cretacicul Superior, Paleogen și Cuaternar. La baza secțiunii, forarea depozitelor expuse din partea superioară a seriei Pokur, care sunt productive. Grosimea totală expusă a sedimentelor este de aproximativ 1200 de metri. Structura zăcământului este limitată la Arcul Nenețului și este un pliu brahianticlinal mare de lovire submeridială, care poate fi urmărit pe întreaga secțiune a acoperirii sedimentare. Măsoară 33 x 10 km.

Pe teren, în partea superioară a sedimentelor din seria Pokur sunt înființate zăcăminte industriale de gaze. Puţul nr. 1 de pe periclinul nordic al structurii a descoperit sedimente productive. Secțiunea părții saturate de gaze este compusă din roci nisipoase-lâmoșioase cu straturi intermediare subordonate de argile și calcare. Nivelul purtător de gaze ajunge aici la o înălțime de aproximativ 100 m. La testarea sondei s-a obținut o fântână de gaz puternică cu un debit de 2.500.000 m 3 /zi. Se presupune că presiunea din rezervor este de 110 kgf/cm2. Zona saturată cu gaz a câmpului Medvezhye este determinată de poziția conturului purtător de gaz și este de 910 km 2 . Grosimea medie efectivă ponderată saturată de gaz se presupune a fi de 20 m. Rezervele de gaze ale zăcământului sunt estimate la 1000 de miliarde de metri cubi.

Câmpul de gaz Medvezhye este unul dintre cele mai mari din lume, reprezentând 86% din volumul total de gaze selectate, iar aici se produc anual 30 de miliarde de metri cubi de gaz. Acesta este primul născut al industriei de gaze din Tyumen North, primul câmp mare al industriei de gaze din Rusia și Uniune. În acest moment, peste 80% din rezervele de gaze au fost produse din acest zăcământ. Astăzi, nouă zăcăminte de gaze funcționează în câmp.

Din 1972, Medvezhye este operat de Nadymgazprom LLC. Deja în perioada inițială de funcționare, a devenit clar că datele actualizate cu privire la dimensiunea și densitatea distribuției rezervelor și debitele lacului ar duce la o schimbare a strategiei generale de dezvoltare a câmpului. În primul rând, a fost modificat principiul repartizării nivelului producției anuale pe așa-numita zonă gazoasă în diverse zone. Apoi, au fost forate zeci de noi sonde de producție în zonele periferice, a fost mărită capacitatea unităților integrate de tratare a gazelor (CGT-uri) și au fost construite stații de comprimare de rapel (BCS). Acest lucru a făcut posibilă creșterea extracției de gaze la nouă miliarde de metri cubi pe an și „întinderea” perioadei de producție constantă de câțiva ani. Și acum Nadymgazprom își depășește și obiectivele planificate.

În prezent, Nadymgazprom LLC efectuează o explorare suplimentară a câmpului. În ciuda faptului că în prezent compania se ocupă în principal de pregătirea pentru dezvoltarea zăcămintelor promițătoare de hidrocarburi din Peninsula Yamal, zăcămintele din regiunea de petrol și gaze Nadym-Pur-Taz nu sunt lăsate fără atenția cuvenită. Planurile companiei pentru 2007 includ lansarea unor lucrări de amploare pentru reconstrucția câmpurilor miniere de la zăcământul Medvezhye. Pentru dezvoltarea proiectului de reconstrucție au fost alocate fondurile necesare și deja s-a format un proiect, aprobat de OJSC Gazprom și promovat examenul de stat. În același timp, pe teren sunt în desfășurare lucrări de explorare geologică, care au dat deja rezultate încurajatoare. Prima etapă a reconstrucției va include, în special, modernizarea rețelelor de colectare a gazelor. Al doilea va consta în optimizarea funcționării complexului de amplificare. Finalizarea lucrărilor este planificată pentru 2020, luând în considerare nu numai producția de producție industrială de gaze, ci și lucrul cu formațiunile subiacente.

1.2 Descrierea procesului tehnologic

Un cazan cu abur este un complex de unități concepute pentru a produce abur de apă. Acest complex constă dintr-un număr de dispozitive de schimb de căldură interconectate și utilizate pentru a transfera căldură de la produsele de ardere a combustibilului la apă și abur. Purtătorul inițial de energie, a cărui prezență este necesară pentru formarea aburului din apă, este combustibilul.

Principalele elemente ale procesului de lucru desfășurat într-o centrală de cazane sunt:

Procesul de ardere a combustibilului;

Procesul de schimb de căldură între produsele de ardere sau combustibilul care arde însuși cu apă;

Procesul de vaporizare, constând în încălzirea apei, evaporarea acesteia și încălzirea aburului rezultat.

În timpul funcționării, în unitățile cazanului se formează două fluxuri: fluxul fluidului de lucru și fluxul lichidului de răcire format în cuptor.

Ca rezultat al acestei interacțiuni, la ieșirea obiectului se obține abur cu o anumită presiune și temperatură.

Una dintre sarcinile principale care ia naștere în timpul funcționării unui cazan este asigurarea egalității între energia produsă și consumată. La rândul lor, procesele de formare a aburului și transferul de energie în unitatea cazanului sunt legate în mod unic de cantitatea de substanță din fluxurile fluidului de lucru și lichidului de răcire.

Arderea combustibilului este un proces fizic și chimic continuu. Partea chimică a arderii este procesul de oxidare a elementelor sale combustibile cu oxigen, care are loc la o anumită temperatură și este însoțită de degajarea de căldură. Intensitatea arderii, precum și eficiența și stabilitatea procesului de ardere a combustibilului depind de metoda de furnizare și distribuire a aerului între particulele de combustibil. În mod convențional, procesul de ardere a combustibilului este împărțit în trei etape: aprindere, ardere și post-ardere. Aceste etape apar în general secvenţial în timp şi se suprapun parţial una pe alta.

Calculul procesului de ardere se reduce de obicei la determinarea cantității de aer necesară arderii unei unități de masă sau de volum de combustibil, a cantității și compoziției bilanţului termic și la determinarea temperaturii de ardere.

Sensul transferului de căldură este transferul de căldură al energiei termice eliberate în timpul arderii combustibilului către apă, din care este necesar să se obțină abur, sau abur, dacă este necesară creșterea temperaturii acestuia peste temperatura de saturație. Procesul de schimb de căldură în cazan are loc prin pereți conductori de căldură etanși la apă, numiți suprafață de încălzire. Suprafețele de încălzire sunt realizate sub formă de țevi. În interiorul conductelor există o circulație continuă a apei, iar în exterior acestea sunt spălate de gazele de ardere fierbinți sau primesc energie termică prin radiație. Astfel, în unitatea cazanului au loc toate tipurile de transfer de căldură: conductivitate termică, convecție și radiație. În consecință, suprafața de încălzire este împărțită în convectivă și radiație. Cantitatea de căldură transferată printr-o unitate de suprafață de încălzire pe unitatea de timp se numește stres termic al suprafeței de încălzire. Mărimea tensiunii este limitată, în primul rând, de proprietățile materialului suprafeței de încălzire și, în al doilea rând, de intensitatea maximă posibilă a transferului de căldură de la lichidul de răcire fierbinte la suprafață, de la suprafața de încălzire la lichidul de răcire rece.

Intensitatea coeficientului de transfer de căldură este mai mare, cu cât diferența de temperatură a lichidelor de răcire este mai mare, viteza de mișcare a acestora față de suprafața de încălzire și cu atât curățenia suprafeței este mai mare.

Formarea aburului în unitățile cazanelor are loc într-o anumită secvență. Formarea aburului începe deja în conductele ecranului. Acest proces are loc la temperaturi și presiuni ridicate. Fenomenul de evaporare este că moleculele individuale ale unui lichid situate la suprafața sa și care posedă viteze mari și, în consecință, o energie cinetică mai mare în comparație cu alte molecule, depășind efectele de forță ale moleculelor învecinate, creând tensiune superficială, zboară în spațiul înconjurător. . Odată cu creșterea temperaturii, intensitatea evaporării crește. Procesul invers de vaporizare se numește condensare. Lichidul format în timpul condensului se numește condensat. Este folosit pentru răcirea suprafețelor metalice din supraîncălzitoare.

Aburul generat în unitatea cazanului este împărțit în saturat și supraîncălzit. Aburul saturat este, la rândul său, împărțit în uscat și umed. Întrucât centralele termice necesită abur supraîncălzit, pentru supraîncălzirea acestuia se instalează un supraîncălzitor, în acest caz un ecran și supraîncălzitor conjunctiv, în care căldura obținută din arderea combustibilului și a gazelor de eșapament este folosită pentru supraîncălzirea aburului. Pentru nevoi tehnologice se utilizează aburul supraîncălzit rezultat la o temperatură T = 540 °C și o presiune P = 100 atmosfere.

1.2.1 Descrierea proiectării instalației

Cazanele de abur de tip DE cu o producție de abur de 10 t/h, cu o presiune absolută de 1,4 MPa (14 kgf/cm2) sunt destinate producerii de abur saturat sau supraîncălzit utilizat pentru nevoile tehnologice ale întreprinderilor industriale, pentru alimentarea cu căldură la încălzire și sisteme de alimentare cu apă caldă. Cazanele cu tuburi de apă verticale cu tambur dublu sunt realizate conform schemei de proiectare „D”, o trăsătură caracteristică a căreia este amplasarea laterală a părții convective a cazanului în raport cu camera de ardere.

Componentele principale ale cazanelor sunt tamburele superioare și inferioare, fasciculul de convecție și ecranul de ardere din stânga (compartiment etanș la gaz), ecranul de ardere din dreapta, conductele de ecranare pentru peretele frontal al focarului și ecranul din spate care formează camera de ardere.

De jos, aerul necesar arderii combustibilului este furnizat focarului prin intermediul ventilatoarelor. Procesul de ardere a combustibilului are loc la temperaturi ridicate, astfel încât tuburile ecranului cazanului absorb o cantitate semnificativă de căldură prin radiație.

Produsele arderii combustibilului, denumite altfel gaze, pătrund în coșurile cazanului, care încălzește suprafața supraîncălzitorului și spală conductele economizorului, în care apa de alimentare este încălzită la o temperatură apropiată de 200 °C intrând în tamburele cazanului. Apoi, gazele de ardere trec în coș și intră în încălzitorul de aer. Gazele scapă din el printr-un coș de fum în atmosferă. Apa este furnizată cazanului printr-o conductă sau o conductă de gaz. Aburul din tamburul cazanului, ocolind supraîncălzitorul, intră în linia de abur.

Unul dintre cei mai importanți indicatori ai designului unui cazan este capacitatea de circulație. Circulația uniformă și intensivă a amestecului de apă și abur ajută la spălarea bulelor de abur și gaz eliberate din apă din perete și, de asemenea, previne depunerea de calcar pe pereți, care la rândul său asigură o temperatură scăzută a peretelui - până la (200- 400) °C, nu cu mult mai mare decât temperatura de saturație și nu este încă periculos pentru rezistența oțelului cazanului. Cazanul cu abur DE -10-14 G aparține cazanelor cu circulație naturală, principalii parametri tehnologici ai cazanului sunt prezentați în tabelul 1.1.

Tabel 1.1 - Parametrii tehnologici ai cazanului DE -10-14 G

Parametru
Performanţă
Temperatura aburului supraîncălzit
Presiunea tamburului cazanului
Temperatura apei de alimentare după economizor
Consumul de gaze naturale
Temperatura gazelor de ardere
Presiunea gazului in fata arzatoarelor
Aspirați în cuptor	mm coloană de apă
Nivelul tobei
Consumul de apă de alimentare
Presiunea apei de alimentare

1.2.2 Justificarea necesității automatizării centralei de cazane

Cazanele sunt instalații de producție periculoase și principala cerință pentru acestea este asigurarea unui nivel adecvat de siguranță.Funcționarea cazanelor trebuie să asigure o producție fiabilă și eficientă de abur a parametrilor necesari.

Pe baza acestor cerințe, au devenit utilizate pe scară largă sistemele automate de control al proceselor (APCS), care, fără prezența constantă a unei persoane, mențin optimitatea procesului tehnologic și măresc eficiența; se bazează pe utilizarea tehnologiei moderne de computer și microprocesor. , adică sunt un set de hardware și software care execută controlul și managementul procesului tehnologic. Sistemul automat de control al procesului acceptă feedback și influențează progresul procesului atunci când acesta se abate de la modurile specificate.

Schema de automatizare pentru reglarea și controlul unui cazan cu abur ar trebui să includă următoarele sisteme:

Sistem de reglare automată și control al sarcinii termice a cazanului;

Sistem de reglare și control automat al alimentării cu energie a cazanului;

Sistem de reglare automată și control al raportului gaz-aer;

Sistem de reglare și control automat al vidului în cuptorul cazanului;

Sistem automat de control al presiunii;

Sistem automat de control al temperaturii;

Sistem automat de oprire a gazelor.

Utilizarea controlerelor logice de program vă permite să schimbați și să reglați algoritmul de funcționare a cazanului prin introducerea unui nou program sau prin simpla corectare a programului programat.

Experiența de automatizare a cazanelor industriale arată că reglarea procesului de ardere și alimentarea cazanelor asigură economii de combustibil de până la 8%, crește randamentul cazanului cu (7-8)%, asigură funcționarea cuptorului cu exces de aer aproape de optim. , reduce consumul de energie pentru sablare și tracțiune, reduce cantitatea de lucrări de reparații și îmbunătățește cultura de întreținere.

1.2.2.1 Necesitatea utilizării automatizării generale a cazanelor, a alarmelor de proces și a dispecerării la distanță

Automatizarea vă permite să lucrați fără prezența constantă a personalului de întreținere. Pentru a face acest lucru, în cazanele automatizate, pe lângă automatizarea obligatorie a cazanelor, trebuie să existe automatizare generală a cazanelor, alarme de proces și dispecerare la distanță.

Automatizarea generală a cazanului trebuie să controleze întreaga încăpere a cazanului în absența persoanelor, adică:

Cazanele rotesc automat (funcționare alternativă);

Când cazanul este oprit, pompa acestuia ar trebui să funcționeze aproximativ 10 minute;

Rotiți automat (funcționare alternativă) pompa de încălzire, ventilație, alimentare cu apă caldă (proces tehnologic);

În funcție de sarcină, porniți (opriți) automat centrala suplimentară;

Menține automat temperatura (setată de producătorul cazanului) a lichidului de răcire în conducta de retur a cazanului;

Reîncărcați automat sistemul când presiunea lichidului de răcire scade;

Menține automat programul de temperatură al lichidului de răcire în sistemele de încălzire, ventilație, alimentare cu apă caldă și procese tehnologice.

Alarma de proces trebuie să înregistreze toate situațiile de urgență și să furnizeze alarme luminoase și sonore. Semnalizarea procesului include semnale:

Scurgere de gaz (metan);

Apariția monoxidului de carbon (CO);

Scăderea sau creșterea presiunii gazului (în afara setărilor);

Scăderea sau creșterea presiunii lichidului de răcire (în afara setărilor);

Scăderea, creșterea (în afara setărilor) sau pierderea fazei rețelei de alimentare;

Defectarea cazanului;

Dispecerarea de la distanță ar trebui să dubleze starea alarmei de proces din camera ofițerului de serviciu și să includă alarme sonore și luminoase.

1.2.2.2 Justificarea necesității de monitorizare, reglare și semnalizare a parametrilor procesului

Controlul automat al procesului de ardere crește semnificativ eficiența instalațiilor care utilizează gaz. Utilizarea automatizării asigură siguranța utilizării gazelor, îmbunătățește condițiile de lucru pentru personalul de exploatare și ajută la îmbunătățirea nivelului tehnic al acestora.

Reglarea alimentării cu energie electrică a unităților cazanului și reglarea presiunii în tamburul cazanului se rezumă în principal la menținerea unui echilibru material între eliminarea aburului și alimentarea cu apă. Parametrul care caracterizează echilibrul este nivelul apei din tamburul cazanului. Fiabilitatea unității cazanului este în mare măsură determinată de calitatea controlului nivelului. Când presiunea crește, o scădere a nivelului sub limitele admise poate duce la întreruperea circulației în conductele de ecran, ducând la creșterea temperaturii pereților conductelor încălzite și la arderea acestora.

O creștere a nivelului duce, de asemenea, la consecințe de urgență, deoarece apa poate intra în supraîncălzitor, ceea ce va duce la defectarea acestuia. În acest sens, se impun cerințe foarte mari asupra preciziei menținerii unui anumit nivel. Calitatea reglării puterii este determinată și de egalitatea alimentării cu apă de alimentare. Este necesar să se asigure o alimentare uniformă cu apă a cazanului, deoarece modificările frecvente și profunde ale fluxului de apă de alimentare pot provoca solicitări semnificative de temperatură în metalul economizor.

Tamburele cazanelor cu circulatie naturala au o capacitate de stocare semnificativa, care se manifesta in conditii tranzitorii. Dacă în regim staționar poziția nivelului apei în tamburul cazanului este determinată de starea bilanțului materialului, atunci în modurile tranzitorii poziția nivelului este afectată de un număr mare de perturbări. Principalele sunt modificări ale consumului de apă de alimentare, modificări ale producției de abur din cazan atunci când se modifică sarcina consumatorului, modificări ale producției de abur când se modifică sarcina cuptorului și modificări ale temperaturii apei de alimentare.

Reglarea raportului gaz-aer este necesară atât fizic, cât și economic. Se știe că unul dintre cele mai importante procese care au loc într-o centrală de cazane este procesul de ardere a combustibilului. Partea chimică a arderii combustibilului este o reacție de oxidare a elementelor combustibile de către moleculele de oxigen. Oxigenul din atmosferă este folosit pentru ardere. Aerul este furnizat cuptorului într-un anumit raport cu gaz prin intermediul unui ventilator. Raportul gaz-aer este de aproximativ 1,1. Dacă există o lipsă de aer în camera de ardere, are loc arderea incompletă a combustibilului. Gazul nearse va fi eliberat în atmosferă, ceea ce este inacceptabil din punct de vedere economic și ecologic. Dacă există exces de aer în camera de ardere, focarul se va răci, deși gazul va arde complet, dar în acest caz, aerul rămas va forma dioxid de azot, ceea ce este inacceptabil pentru mediu, deoarece acest compus este dăunător pentru oameni și mediu. .

Sistemul de control automat al vidului din cuptorul cazanului este conceput pentru a menține cuptorul sub presiune, adică pentru a menține un vid constant (aproximativ 4 mm coloană de apă). În absența vidului, flacăra pistoletului va fi apăsată, ceea ce va duce la arderea arzătoarelor și a părții inferioare a focarului. Gazele de ardere vor intra apoi în atelier, ceea ce face imposibil ca personalul de întreținere să lucreze.

Sărurile sunt dizolvate în apa de alimentare, a cărei cantitate permisă este determinată de standarde. În timpul procesului de formare a aburului, aceste săruri rămân în apa cazanului și se acumulează treptat. Unele săruri formează nămol, un solid care se cristalizează în apa cazanului. Partea mai grea a nămolului se acumulează în părțile inferioare ale tamburului și colectoarelor.

O creștere a concentrației de săruri în apa cazanului peste valorile admise poate duce la antrenarea acestora în supraîncălzitor. Prin urmare, sărurile acumulate în apa cazanului sunt îndepărtate prin suflare continuă, care în acest caz nu este reglată automat. Valoarea calculată a generatoarelor de abur suflate la starea de echilibru este determinată din ecuațiile pentru echilibrul impurităților din apă din generatorul de abur. Astfel, proporția de purjare depinde de raportul dintre concentrația de impurități din apa de purjare și de alimentare. Cu cât este mai bună calitatea apei de alimentare și cu cât este mai mare concentrația admisibilă de impurități în apă, cu atât proporția de purjare este mai mică. Și concentrația de impurități, la rândul său, depinde de proporția de apă suplimentară, care include, în special, proporția de apă de purjare pierdută.

Parametrii de alarmă și protecțiile care acționează pentru oprirea cazanului sunt necesari din punct de vedere fizic, deoarece operatorul sau conducătorul cazanului nu este capabil să țină evidența tuturor parametrilor unui cazan în funcțiune. Ca urmare, poate apărea o situație de urgență. De exemplu, atunci când apa este eliberată din tambur, nivelul apei din acesta scade, drept urmare circulația poate fi întreruptă și conductele robinetelor de jos se pot arde. Protecția, care este activată fără întârziere, va preveni defecțiunea generatorului de abur. Când sarcina generatorului de abur scade, intensitatea arderii în cuptor scade. Arderea devine instabilă și se poate opri. În acest sens, se asigură protecție pentru stingerea torței. Fiabilitatea protecției este determinată în mare măsură de numărul, circuitul de comutare și fiabilitatea dispozitivelor utilizate în aceasta. Dupa actiunea lor, protectiile se impart in: cele care actioneaza pentru oprirea generatorului de abur (reducerea sarcinii generatorului de abur), efectuarea de operatii locale.

1.3 Clasificarea instalaţiilor de cazane

Instalațiile cazanelor sunt un ansamblu de echipamente concepute pentru a transforma energia chimică a combustibilului în energie termică pentru a produce apă caldă sau abur cu parametri specificați.

In functie de scop, instalatia cazanului este formata dintr-un cazan de tipul corespunzator si echipamente auxiliare care asigura functionarea acesteia. Un cazan este un complex structural integrat de dispozitive pentru producerea aburului sau încălzirea apei sub presiune folosind căldura combustibilului ars în timpul unui proces tehnologic sau pentru transformarea energiei electrice în căldură.

Clasificarea instalatiilor de cazane este prezentata pe fisa 1 a materialului grafic al proiectului de diploma.

În funcție de tipul de lichid de răcire produs, instalațiile cazanelor sunt împărțite în trei clase principale:

Abur, conceput pentru a produce vapori de apă;

Cazane de apă caldă destinate producerii de apă caldă și mixte (echipate cu cazane de abur și apă caldă) destinate producerii de abur și apă caldă;

După natura lichidului de răcire:

Abur generator de energie pentru motoarele cu abur;

Unități de încălzire industriale care generează abur în scopuri tehnologice de producție, încălzire și ventilație;

Sisteme de incalzire care genereaza abur pentru incalzirea, ventilatia si alimentarea cu apa calda a spatiilor industriale, rezidentiale si de utilitati;

Mixt, generator de abur pentru a alimenta simultan motoare cu abur, nevoi tehnologice, unitati de incalzire si ventilatie si alimentare cu apa calda.

După tipul principal de combustibil ars:

Cărbune;

Gaz;

Păcură.

După dimensiunea serviciului:

Individual,

Grup;

Regional.

O clasificare mai detaliată este prezentată pe prima foaie a părții grafice.

Instalațiile cazanelor constau dintr-o unitate de cazan și echipamente auxiliare. Există cel puțin două centrale termice, iar echipamentele auxiliare sunt comune întregii centrale termice. Echipamentul principal al centralei de cazane este prezentat în Figura 1.1.

Figura 1.1 - Schema tehnologică a centralei de cazane: B - ventilator, D - evacuare fum, EK - economizor, Phil - filtre pentru tratarea chimică a apei, Deaer - dezaerator, Pn - pompă de alimentare, NSV - pompă de apă brută, RO - organism de reglementare , IM - mecanism executiv, RU - unitate de reducere.

Unitatea cazanului include un dispozitiv de ardere, un sistem de conducte cu tamburi, un supraîncălzitor cu abur, un economizor de apă, un încălzitor de aer, un evacuator de fum, un ventilator, supape de închidere și control, instrumente și regulatoare.

Echipamentele auxiliare includ o unitate de reducere a presiunii, filtre de tratare chimică a apei, dezaerator, pompe de apă brută și pompe de alimentare, instalații pentru păcură, stație de control al gazelor, fitinguri, instrumente și regulatoare.

Fluidele de lucru implicate în procesul de producere a apei calde sau aburului în scopuri industriale și tehnice și încălzire sunt apa, combustibilul și aerul.

Cazanul de abur este elementul principal al unității cazanului; este un dispozitiv de schimb de căldură prin pereții metalici ai căruia căldura este transferată de la produsele fierbinți de ardere a combustibilului în apă pentru a produce abur.

Producția de abur a unei instalații de cazan sau puterea acesteia este suma producției de abur a unităților individuale de cazan incluse în componența acesteia. Puterea de abur a unui cazan este determinată de numărul de kilograme sau de tone de abur pe care acesta le produce pe oră, notat cu litera D și măsurat în kg/h sau t/h.

Unitatea de ardere a unității cazanului este utilizată pentru a arde combustibil și a-l transforma în energie chimică în căldură în cel mai economic mod.

Supraîncălzitorul este conceput pentru a supraîncălzi aburul produs în cazan prin transferarea căldurii gazelor de ardere către acesta. Economizorul de apă este utilizat pentru a încălzi apa de alimentare care intră în cazan cu căldura gazelor de ardere care ies din cazan.

Încălzitorul de aer este conceput pentru a încălzi aerul care intră în dispozitivul de ardere cu căldura gazelor de eșapament.

Depozitul de combustibil este conceput pentru a stoca combustibil; este dotat cu mecanisme de descărcare și alimentare cu combustibil la camera cazanului sau la dispozitivul de preparare a combustibilului. Dispozitivul de preparare a combustibilului din cazanele care funcționează cu combustibil pulverizat este utilizat pentru a măcina combustibilul în stare pulverizată; este echipat cu concasoare, uscatoare, mori, alimentatoare, ventilatoare, precum si un sistem de transportoare si conducte de praf si gaz.

Un dispozitiv pentru îndepărtarea cenușii și zgurii este format din dispozitive mecanice: cărucioare sau transportoare, sau ambele combinate.

Dispozitivul de preparare a apei de alimentare constă din dispozitive și dispozitive care asigură purificarea apei din impuritățile mecanice și sărurile care formează calcarul dizolvate în ea, precum și îndepărtarea gazelor din aceasta.

Instalația de alimentare constă din pompe de alimentare pentru alimentarea cu apă a cazanului sub presiune, precum și conducte corespunzătoare.

Dispozitivul de tiraj este format din suflante, un sistem de conducte gaz-aer, un evacuator de fum și un coș de fum, care asigură alimentarea cantității necesare de aer către dispozitivul de ardere, deplasarea produselor de ardere prin coșurile de fum și îndepărtarea arderii. produse în afara unității cazanului.

Dispozitivul de control termic și control automat este format din instrumente și mașini automate care asigură funcționarea neîntreruptă și coordonată a dispozitivelor individuale ale centralei de cazane pentru a produce cantitatea necesară de abur la o anumită temperatură și presiune.

Cazanele sunt clasificate în funcție de tipul circuitului corespunzător și de echipamentul acestuia. Pe baza tipului de combustibil ars și a traseului corespunzător de combustibil, se disting cazanele pentru combustibili gazoși, lichizi și solizi.

După traseul gaz-aer, cazanele se disting cu tiraj natural și echilibrat și cu supraalimentare. Într-un cazan cu tiraj natural, rezistența traseului gazului este depășită sub influența diferenței de densități ale aerului atmosferic și gazului din coș. Dacă rezistența căii de gaz (precum și a căii de aer) este depășită cu ajutorul unui ventilator, atunci centrala funcționează cu supraalimentare. Într-un cazan cu tiraj echilibrat, presiunea în focar și începutul coșului de fum este menținută aproape de presiunea atmosferică prin funcționarea în comun a suflantei și a evacuatorului de fum. În prezent, toate cazanele fabricate, inclusiv cele cu tiraj echilibrat, se străduiesc să fie etanșe la gaz.

Pe baza tipului de cale abur-apă, se disting cazanele cu tambur (Figura 1.2, a, b) și cu flux direct (Figura 1.2, c). În toate tipurile de cazane, apa și aburul trec o dată prin economizorul 1 și supraîncălzitorul 6. În cazanele cu tambur, amestecul de abur-apă din suprafețele de încălzire prin evaporare 5 circulă în mod repetat (de la tamburul 2 prin conductele inferioare 3 către colectorul 4 și tamburul 2). Mai mult, în cazanele cu circulație forțată (Figura 1.2, b), o pompă suplimentară 8 este instalată înainte ca apa să intre pe suprafețele de evaporare 5. În cazanele cu flux direct (Figura 1.2, b), fluidul de lucru trece peste toate suprafețele de încălzire o dată. sub influența presiunii dezvoltate de pompa de alimentare 7.

Figura 1.2 - Diagrame circuitului abur-apă al cazanului: 1 - economizor, 2 - tambur, 3 - țevi de evacuare, 4 - colector, 5 - ecran de evaporare, 6 - ecran de supraîncălzire, 7 - pompă de alimentare, 8 - pompă suplimentară , și - cazan cu tambur cu circulație naturală; b - cazan cu tambur cu circulatie fortata; c - cazan cu trecere unica; d - cazan cu circulație forțată

În cazanele cu presiune subcritică cu trecere o dată, ecranele de evaporare 5 sunt situate în partea inferioară a cuptorului, de aceea sunt numite partea inferioară de radiație (LRP). Ecranele situate în părțile mijlocii și superioare ale cuptorului sunt predominant supraîncălzite 6. Ele sunt numite respectiv partea de radiație de mijloc (MRP) sau partea de radiație superioară (URP).

Pentru a crește viteza de mișcare a apei pe unele suprafețe de încălzire (de obicei NHF), la pornirea unui cazan cu flux direct sau la funcționarea la sarcini reduse, recircularea forțată a apei este prevăzută cu o pompă specială 8 (Figura 1.2, d). Acestea sunt cazane cu recirculare si circulatie combinata.

Pe baza stării de fază a zgurii îndepărtate din cuptor, se disting cazanele cu îndepărtarea zgurii solide și lichide. În cazanele cu îndepărtare a zgurii solide (TSR), zgura este îndepărtată din cuptor în stare solidă, iar în cazanele cu îndepărtare a zgurii lichide (LSR) - în stare topită.

Cazanele staționare se caracterizează prin următorii parametri principali: puterea nominală de abur, presiunea, temperatura aburului (supraîncălzirea principală și intermediară) și apa de alimentare. Capacitatea nominală de abur este înțeleasă ca sarcina cea mai mare (în t/h sau kg/s) a unui cazan staționar cu care poate funcționa în timpul funcționării pe termen lung la arderea principalului tip de combustibil sau la furnizarea unei cantități nominale de căldură la valorile nominale ale aburului și ale apei de alimentare, ținând cont de abaterile admise.

Valorile nominale ale presiunii și temperaturii aburului trebuie asigurate imediat în fața conductei de abur către consumatorul de abur la puterea nominală de abur a cazanului (și temperatura, de asemenea, la presiunea nominală și temperatura apei de alimentare).

Temperatura nominală de supraîncălzire intermediară a aburului este temperatura aburului direct în spatele supraîncălzitorului intermediar al cazanului la valorile nominale ale presiunii aburului, temperatura apei de alimentare, producția de abur și alți parametri ai aburului de supraîncălzire intermediară, ținând cont de abaterile admise. .

Temperatura nominală a apei de alimentare este temperatura apei care trebuie furnizată înainte de a intra în economizor sau în alt boiler de alimentare cu apă (sau, în lipsa acestora, înainte de intrarea în tambur) la puterea nominală de abur.

Pe baza presiunii fluidului de lucru, cazanele sunt împărțite în presiune joasă (mai puțin de 1 MPa), medie ((1-10) MPa), înaltă ((10-22,5) MPa) și presiune supercritică (mai mult de 22,5 MPa). Cele mai caracteristice caracteristici ale cazanului și parametrii principali sunt incluse în denumirea acestuia. Conform GOST 3619-82 E, tipul de cazan și tipul de combustibil ars sunt desemnate după cum urmează: E - circulație naturală; Pr - cu circulatie fortata; P - flux direct; PP - flux direct cu supraîncălzire intermediară; Ep - tambur cu circulatie naturala si supraincalzire intermediara; T - cu îndepărtarea zgurii solide; F - cu îndepărtarea zgurii lichide; G - combustibil gazos; M - păcură; B - cărbune brun; K - cărbune tare. De exemplu, un cazan cu flux direct cu supraîncălzire intermediară cu o capacitate de 2650 t/h cu o presiune de 25 MPa, o temperatură a aburului de 545 ° C și o supraîncălzire intermediară a aburului de 542 ° C pe cărbune brun cu îndepărtare a zgurii solide este desemnat: Pp-2650-25-545/5420 BT.

1.4 Scop și obiective

Scopul proiectului de diplomă este creșterea eficienței centralei de cazane prin automatizarea procesului de aprindere.

Pentru a atinge acest obiectiv, este necesar să rezolvați următoarele sarcini:

Stabiliți căreia îi aparține instalația cazanului de la zăcământul de gaz Medvezhye;

Efectuați o analiză comparativă a controlerelor programabile;

Elaborați o diagramă funcțională a automatizării instalației;

Elaborați o diagramă a conexiunilor cablajelor electrice;

Creați un circuit general combinat al controlerului „TEKON-17”;

Creați forme de ecran ale aplicației software ale controlerului logic selectat;

Implementarea unui plan de amplasare a echipamentelor;

Construiți o diagramă generală combinată a unuia dintre senzorii de debit digitalYEWFLOW, pe baza căreia este realizată o unitate de măsurare a aburului din cazan;

Efectuați un studiu de fezabilitate.

controler logic automatizarea cazanului

2. Procesul tehnologic al cazanelor de la UKPG-8

2.1 Studiul obiectului de control

2.1.1 Cazan de abur cu tambur ca obiect de control

O diagramă schematică a procesului tehnologic care are loc într-un cazan cu abur cu tambur este prezentată în Figura 2.1, o diagramă a circuitului de circulație este prezentată în Figura 2.2.

Figura 2.1 - Diagrama de flux schematică a unui cazan cu tambur: 1 - cuptor, 2 - circuit de circulație, 3 - conducte de coborâre, 4 - tambur, 5, 6 - supraîncălzitoare cu abur, 7 - desurîncălzitor, 8 - economizor de apă, 9 - încălzitor de aer, GPP - supapă principală pentru baie de aburi; RPK - supapă de reglare de alimentare

Combustibilul intră prin dispozitivele arzătoare în cuptorul 1, unde este de obicei ars folosind o metodă de ardere. Pentru a menține procesul de ardere, aerul este furnizat cuptorului într-o cantitate de Q B folosind un ventilator DV. Aerul este preîncălzit în încălzitorul de aer 9. Gazele de ardere QG sunt aspirate din cuptor cu ajutorul unui aspirator de fum DS. Gazele de ardere trec prin suprafețele de încălzire ale supraîncălzitoarelor cu abur 5, 6, economizorului de apă 8, încălzitorului de aer 9 și sunt îndepărtate prin coș în atmosferă. Procesul de generare a aburului are loc în conductele de ridicare ale circuitului de circulație 2, ecranând cuptorul cu cameră și alimentat cu apă din conductele de coborâre 3. Aburul saturat D b din tamburul 4 intră în încălzitorul cu abur, unde este încălzit la o temperatură stabilită. datorita radiatiei pistoletului si incalzirii convective de catre gazele de ardere. În acest caz, temperatura aburului supraîncălzit este reglată în desurîncălzitorul 7 folosind injecția de apă D.

Figura 2.2 - Schema schematică a circuitului de circulație: 1 - economizor de apă, 2 - partea de evaporare, 3 - tambur, 4 - trepte de supraîncălzire, 5 - desurîncălzitor

Principalele cantități controlate ale cazanului sunt debitul de abur supraîncălzit D pp, presiunea acestuia P pp și temperatura T pp. În plus, următoarele valori ar trebui menținute în limitele toleranțelor acceptabile:

Nivelul apei în tambur Н b (reglat prin schimbarea alimentării cu apă de alimentare D pv);

Vacuum în partea superioară a cuptorului S t (reglat prin modificarea performanței extractoarelor de fum);

Exces de aer optim în spatele supraîncălzitorului O 2 (reglat prin modificarea performanței suflantelor);

Cantitățile enumerate se modifică ca urmare a influențelor de reglementare și sub influența perturbărilor externe și interne. Cazanul ca obiect de control (OU) este un sistem dinamic complex cu mai multe cantități de intrare și ieșire interconectate (Figura 2.3). Cu toate acestea, direcția clar exprimată a secțiunilor individuale de-a lungul canalelor principale de influențe de reglementare, cum ar fi debitul de apă pentru injecție D vpr - supraîncălzire t pp, consumul de combustibil V t - presiune p pp și altele, face posibilă stabilizarea cantităților controlate folosind sisteme independente cu un singur circuit conectate numai prin obiect de control.

Figura 2.3 - Schema relațiilor dintre cantitățile de ieșire și de intrare într-un cazan cu tambur

Sistemul de control al cazanului de abur cu tambur (BSC) include sisteme de control automat autonom (ACS):

ACS pentru procese de ardere și vaporizare;

ATS al temperaturilor de supraîncălzire a aburului;

SAR al proceselor de nutriție și regim de apă.

2.1.2 Reglarea proceselor de ardere și vaporizare

Procesul de ardere și vaporizare este reglat după cum urmează.

Procesele de ardere și vaporizare sunt strâns legate. Cantitatea de combustibil ars în regim stabil trebuie să corespundă cantității de abur generat D b. Un indicator indirect al degajării de căldură Q" t este sarcina termică Dq. Cantitatea de abur, la rândul său, trebuie să corespundă cu debitul de abur către turbina D pp. Un indicator indirect al acestei corespondențe este presiunea aburului în fața turbinei Reglarea proceselor de ardere și de formare a aburului în general se reduce la menținerea următoarelor valori în apropierea valorilor date:

Presiunea aburului supraîncălzit p pp și sarcina termică Dq;

Excesul de aer în cuptor (conținut de O 2, %) în spatele supraîncălzitorului, afectând eficiența procesului de ardere;

Vacuum în partea superioară a cuptorului S t.

2.1.2.1 Reglarea presiunii aburului supraîncălzit și a încărcăturii termice

Cazanul, ca obiect de reglare a presiunii și a încărcăturii termice, poate fi prezentat sub formă de secțiuni simple, o cameră de ardere; o parte generatoare de abur formata din suprafete de incalzire situate in camera de ardere; tambur și supraîncălzitor (Figura 2.1).

O modificare a generării de căldură Q" t duce la o modificare a producției de abur D b și a presiunii aburului în tamburul P b.

Sarcina termică este caracterizată prin cantitatea de căldură absorbită de suprafața de încălzire pe unitatea de timp și cheltuită pentru încălzirea apei cazanului în conductele de ecran și generatorul de abur. Din punct de vedere dinamic, ceea ce interesează nu este valoarea încărcăturii termice la un anumit moment în timp, ci modificarea sau creșterea acesteia DDq după aplicarea unei perturbări interne sau externe. Creșterile DDq se mai numesc și semnal de căldură.

Există mai multe moduri de a măsura DDq. Cele mai frecvente dintre ele sunt prin radiația torței (continuă) și prin căderea de presiune pe circuitul de circulație al cazanului cu tambur și altele. Diagrama schematică a formării DDq este prezentată în Figura 2.4.

Figura 2.4 - Schema de generare a semnalului de căldură: 1 - senzor de presiune aburului, 2 - diferențiator, 3 - senzor de debit de abur, 4 - unitatea de măsură a dispozitivului de control

Metodele și schemele existente pentru reglarea automată a sarcinii termice și a presiunii aburului în principal se bazează pe principiile de reglare prin abatere (modul de bază) și perturbare (modul de reglare).

Modul de bază este modul de menținere a sarcinii de abur a cazanului la un nivel dat, indiferent de modificările sarcinii electrice sau termice totale a centralei termice.

În regim de reglare, centrala percepe fluctuații ale sarcinilor termice și electrice ale turbinelor. Reglarea presiunii aburului în modul de reglare afectează consumul de combustibil furnizat cuptorului, în funcție de abaterea presiunii aburului din conductă.

Figura 2.5 - Schema schematică a reglării presiunii aburului: 1 - cuptor, 2 - regulator de viteză, 3 - mecanism de control al supapei de control, 4 - regulator de presiune, 5 - acţionare electrică

O diagramă schematică a unui sistem închis de control al presiunii este prezentată în Figura 2.5. În modul de reglare, presiunea aburului este susținută de regulatorul de presiune 4, care acționează asupra regulatorului de alimentare cu combustibil a cuptorului 1, iar turația rotorului turbinei este susținută de regulatorul de turație 2 (opțiunea a). În modul de bază, influența regulatorului de presiune 4 ar trebui să fie comutată la mecanismul de control al supapelor de control ale turbinei 3 prin antrenarea electrică a sincronizatorului turbinei 5 (opțiunea b).

Menținerea unei presiuni constante a aburului în conducta comună a unui grup de cazane este asigurată atunci când presiunea din conducta comună deviază prin alimentarea unei cantități date de combustibil la cuptorul fiecărui cazan.

2.1.2.2 Reglarea eficienței procesului de ardere

Eficiența unui cazan se apreciază prin randamentul acestuia, egal cu raportul dintre căldura utilă consumată pentru generarea și supraîncălzirea aburului și căldura disponibilă care ar putea fi obținută prin arderea întregului combustibil. Menținerea optimă a excesului de aer nu numai că crește eficiența, ci și reduce coroziunea suprafeței de încălzire, formarea de compuși nocivi și alte modificări nedorite.

Una dintre cele mai reprezentative modalități indirecte de apreciere a eficienței procesului de ardere este analiza compoziției gazelor de ardere care părăsesc cuptorul.

Principala modalitate de a regla valoarea optimă a excesului de aer în spatele supraîncălzitorului este schimbarea cantității de aer furnizată cuptorului folosind ventilatoare (Db). Există mai multe opțiuni pentru schemele de control automat al alimentării cu aer, în funcție de metodele de evaluare indirectă a eficienței procesului de ardere prin raportul diferitelor semnale.

Reglarea eficienței bazată pe raportul aer-combustibil are loc după cum urmează.

Cu o calitate constantă a combustibilului, consumul acestuia și cantitatea de aer necesară pentru a asigura completitudinea necesară arderii sunt legate printr-o relație direct proporțională stabilită în urma testelor de funcționare. Cu combustibil gazos, raportul necesar între cantitatea de gaz și aer se realizează cel mai simplu. Cu toate acestea, măsurarea continuă a debitului de combustibil solid pulverizat este o problemă dificilă. Prin urmare, utilizarea unei scheme combustibil-aer este justificată cu combustibil lichid sau gazos de compoziție constantă (Figura 2.6, a).

Controlul eficienței bazat pe raportul abur-aer este descris mai jos.

Pentru o unitate de consum de combustibil (gaz) de diferite compoziții, sunt necesare cantități diferite de aer. Este necesară aceeași cantitate de aer pe unitatea de căldură degajată în timpul arderii oricărui tip de combustibil. Prin urmare, dacă evaluați eliberarea de căldură în cuptor prin fluxul de abur și modificați debitul de abur, atunci puteți menține un exces optim de aer (Figura 2.6, b).

Reglarea eficienței pe baza raportului căldură-aer se realizează după cum urmează.

Dacă eliberarea de căldură în cuptorul Q"t este evaluată prin debitul de abur supraîncălzit și viteza de schimbare a presiunii aburului în tambur, atunci inerția acestui semnal total în timpul perturbărilor de ardere va fi semnificativ mai mică decât inerția unui semnal pentru debitul de abur D pp. Cantitatea de aer corespunzătoare unei anumite degajări de căldură este măsurată prin diferența de presiune pe încălzitorul de aer sau prin presiunea aerului din conducta de presiune a ventilatorului.Diferența acestor semnale este utilizată ca semnal de intrare al regulatorului de eficiență (Figura 2.6, c) Controlul eficienței în funcție de raportul sarcină-aer (încărcare-aer) cu corecția O 2 se realizează după cum urmează.

Cu toate acestea, implementarea acestei metode este dificilă din cauza lipsei de fiabilitate și a analizoarelor de gaz de oxigen de mare viteză. În circuite, aerul de comandă cu corecție suplimentară pentru O 2 este în general combinat cu principiul reglării prin perturbație și abatere (Figura 2.6, d). Regulatorul de alimentare cu aer 1 își modifică debitul în funcție de un semnal de la regulatorul de presiune principal sau corectiv 5, care este un senzor automat pentru regulatoarele de sarcină a cazanului.

Figura 2.6 - Reglarea alimentării cu aer în funcție de raportul: 1 - regulator de alimentare cu aer, 2 - regulator, 3 - diferențiator, 4 - regulator corector de aer, 5 - regulator corectiv de presiune a aburului supraîncălzit (regulator de reglare a sarcinii); a - combustibil-aer, b - abur-aer, c - căldură-aer, d - încărcare-aer cu corecție O 2

Semnalul proporțional cu debitul de aer DP VP acționează ca în alte scheme: în primul rând, elimină perturbațiile fluxului de aer care nu sunt legate de reglarea eficienței; în al doilea rând, ajută la stabilizarea în sine a procesului de control al alimentării cu aer, deoarece servește simultan ca un semnal puternic de feedback negativ. Un semnal suplimentar de conținut de O2 mărește precizia menținerii unui exces de aer optim.

Documente similare

Metode și scheme pentru reglarea automată a încărcăturii termice și a presiunii aburului în cazan. Selectarea tipului de combustibil ars; determinarea regimului de functionare al cazanului. Elaborarea unei scheme funcționale pentru conectarea unei conducte de abur de abur supraîncălzit la un consumator (turbină).

lucrare practica, adaugata 02.07.2014


Construirea procesului de expansiune a aburului în diagrama h-s. Calculul instalării încălzitoarelor de rețea. Procesul de expansiune a aburului în turbina de antrenare a pompei de alimentare. Determinarea debitului de abur pe turbină. Calculul randamentului termic al centralelor termice si selectarea conductelor.

lucrare de curs, adăugată 06.10.2010


Analiza sistemelor de automatizare existente pentru reglarea presiunii aburului în tamburul cazanului. Descrierea procesului tehnologic al unității de cazan BKZ-7539. Sinteza parametrică a unui sistem de control automat. Dispozitive de reglare a parametrilor.

teză, adăugată 12.03.2012


Esența procesului tehnologic desfășurat într-o centrală de cazane. Descrierea funcționării schemei de automatizare. Proiectarea și funcționarea componentelor. Mecanism executiv MEO-40. Calculul și selecția regulatorilor. Selectarea instrumentelor și dispozitivelor de acționare.

lucrare curs, adăugată 04.02.2014


Calculul circuitului termic al unei centrale de înaltă presiune în condensare cu supraîncălzire intermediară a aburului. Principalii indicatori ai eficienței termice cu puterea sa totală de 35 MW și puterea turbinelor de tip K-300–240. Construirea procesului de expansiune cu abur.

lucrare curs, adaugat 24.02.2013


Caracteristici generale ale centralelor pe gaz cu ciclu combinat (CCGT). Selectarea schemei CCGT și descrierea acesteia. Calculul termodinamic al ciclului instalației cu turbine cu gaz. Calculul ciclului CCGT. Consumul de combustibil natural și abur. Bilanțul termic al cazanului de căldură reziduală. Proces de supraîncălzire cu abur.

lucrare curs, adaugat 24.03.2013


Selectarea și justificarea schemei termice de bază a unității. Întocmirea unui bilanţ al fluxurilor principale de abur şi apă. Principalele caracteristici ale turbinei. Construirea procesului de expansiune a aburului într-o turbină pe diagrama hs. Calculul suprafețelor de încălzire a unui cazan de căldură reziduală.

lucrare curs, adaugat 25.12.2012


Calculul arderii combustibilului. Bilanțul termic al cazanului. Calculul transferului de căldură în cuptor. Calculul schimbului de căldură într-un încălzitor de aer. Determinarea temperaturilor gazelor arse. Consumul de abur, aer și gaze de ardere. Evaluarea indicatorilor de eficienta si fiabilitate a cazanului.

lucrare curs, adăugată 01.10.2013


Caracteristicile tehnice ale unității de cazan TP-38. Sinteza sistemului de control. Dezvoltarea unei diagrame de automatizare funcțională. Siguranța industrială a instalației. Calculul eficienței economice a modernizării sistemului de control al unității de cazan TP-38.

teză, adăugată 30.09.2012


Trasarea procesului de expansiune a aburului într-o turbină într-o diagramă H-S. Determinarea parametrilor și a debitelor de abur și apă la o centrală electrică. Întocmirea bilanţurilor termice de bază pentru componentele şi dispozitivele circuitului termic. Estimare preliminară a debitului de abur per turbină.

În ultimii ani, ca urmare a unui complex de măsuri tehnice, economice și organizatorice care vizează reducerea pierderilor de combustibil în timpul utilizării acestuia în instalațiile generatoare de căldură, s-a atins un nivel tehnic ridicat de funcționare. Stațiile termice construite în această perioadă conform proiectelor standard unificate diferă puternic de stațiile de încălzire construite vechi. Cu o bună calitate a instalării și funcționarea calificată a centralelor moderne de încălzire, se poate atinge un nivel destul de ridicat de utilizare a combustibilului. Alături de aceasta, centralele termice au rezerve pentru economisirea combustibilului prin eliminarea pierderilor din următoarele motive: la depozitarea combustibilului într-un depozit; din lipsa monitorizării sistematice a respectării standardelor de consum de combustibil și a analizei pierderilor acestuia; din cauza contabilizării nesatisfăcătoare a generării de căldură și a consumului de combustibil; utilizarea combustibilului care nu corespunde compoziției fracționate, conținutului de cenușă, umidității, compoziției cenușii, caracteristicilor de proiectare ale dispozitivelor de ardere; pierderi de căldură pentru nevoi proprii; din cauza defecțiunii sau absenței instrumentelor de măsură și a dispozitivelor de control termic și automatizare; din cauza gestionării nesatisfăcătoare a procesului de ardere și a pierderilor în legătură cu aceasta din cauza arderii incomplete mecanice și chimice, precum și din cauza zgurii cuptorului; datorită aspirațiilor mari de aer de-a lungul traseului de gaz al instalației generatoare de căldură, ceea ce duce la pierderi mari de căldură cu gazele de eșapament; contaminarea externă a suprafețelor de încălzire asociată cu nerespectarea regimului de curățare stabilit sau calitatea slabă a reglajului acestuia; depuneri interne pe suprafețele de încălzire asociate cu o încălcare a regimului chimic al apei; starea nesatisfăcătoare a izolației elementelor unității cazanului, conductelor de gaz și conductelor; neutilizarea căldurii de suflare continuă; nerespectarea modurilor optime de funcționare a surselor de alimentare cu căldură; furnizarea irațională de căldură către consumatori (supraîncălzire) a clădirilor încălzite; lipsa reglementării consumului de căldură în zilele și orele de lucru etc.; pierderi mari de condens; calificări relativ scăzute ale personalului de serviciu; munca educațională insuficientă cu personalul și stimulente ineficiente pentru ca personalul să economisească combustibil.

Dacă, ca urmare a reconstrucției sau îmbunătățirii condițiilor de funcționare, este posibilă creșterea eficienței unei instalații generatoare de căldură, atunci economiile anuale (t/an) se calculează folosind formula:

unde Q este capacitatea de încălzire instalată a cazanului;

ust - numărul de ore de utilizare a capacității instalate;

Qнр - puterea termică mai mică a combustibilului;

1 și 2 - eficiența instalației înainte și după măsuri de creștere a acesteia în fracțiuni de unitate;

3600 - factor de conversie.

Odată cu eliminarea pierderilor, nu mai puțin importantă în dezvoltarea viitoare a surselor economice de căldură în sistemele de alimentare cu încălzire este soluționarea următoarelor sarcini: 1) creșterea centralizării și concentrării producției de abur și căldură prin construirea de încălzire modernă mare. stații și eliminarea celor mici învechite; 2) accelerarea dezvoltării și introducerii în producție a echipamentelor noi, mai economice; 3) furnizarea surselor de alimentare cu abur și apă caldă de căldură în blocuri lărgite, ceea ce va reduce semnificativ costurile de instalare și va crește eficiența unității prin reducerea aspirației aerului; 4) îmbunătățirea calității combustibilului destinat arderii în cuptoare cu strat; 5) utilizarea maximă a resurselor de căldură secundare disponibile la întreprindere pentru nevoile de alimentare cu căldură, precum și resursele centralei termice în sine; 6) dezvoltarea și implementarea unor regimuri economice de încălzire pentru clădirile industriale și publice, prevăzând scăderea temperaturii interioare a încăperii cu 6-8C în weekend și, acolo unde este permis, noaptea, cu restabilirea ulterioară a temperaturii de proiectare la normal; 7) îmbunătățirea protecției termice a clădirilor de locuit nou construite cu rezistență termică optimă din punct de vedere economic a gardurilor exterioare; 8) extinderea schimbului de experiență la centralele termice prin organizarea de recenzii publice, organizarea de competiții pentru economia de combustibil și îmbunătățirea informațiilor personalului.

Măsuri de reducere a pierderilor de combustibil solid și lichid în timpul depozitării și pentru nevoile proprii.

Pentru proiectarea rațională a structurilor și funcționarea fiabilă cu pierderi minime, este necesar să se cunoască proprietățile fizice de bază ale combustibilului solid ce urmează a fi depozitat: umiditate, tendință la ardere spontană, îngheț, curgere etc.

Pentru a reduce pierderile de combustibil solid în timpul depozitării, este necesar să se efectueze următoarele măsuri: 1) pe baza condițiilor locale, pe baza calculelor tehnice și economice, dacă este posibil, construirea unui depozit închis; 2) alegeți forma și dimensiunea stivei cu cea mai mică suprafață exterioară pe unitate de volum, care se realizează de obicei prin construirea unor stive mari; 3) efectuarea compactării strat cu strat a stivelor pentru a combate autoîncălzirea; 4) asigura debitul organizat al apei pentru a preveni acumularea apelor atmosferice; 5) efectuează depozitarea stivuită în conformitate cu standardele și cerințele; 6) depozitați diferite grade de combustibil în stive separate; 7) înainte de a încărca lotul de combustibil proaspăt sosit, curățați depozitul de combustibil vechi și de obiecte străine; 8) reducerea timpului dintre descărcarea cărbunelui și finalizarea compactării stivei; 9) monitorizați constant temperatura cărbunelui din stivă.

Pentru a obține indicatori economici buni, se recomandă: 1) să alegeți o metodă rațională de încălzire a combustibilului în rezervoarele de cale ferată pentru drenarea rapidă și completă a acestuia în depozit; 2) refuză depozitarea păcurului în recipiente deschise, ceea ce contribuie la udarea suplimentară prin precipitații și la creșterea pierderilor asociate cu evaporarea; 3) refuză utilizarea tăvilor deschise pentru scurgerea combustibilului; 4) asigură în toate regimurile de funcționare ale unității cazanului încălzirea necesară a păcurului înainte de ardere, ceea ce asigură o bună atomizare a acestuia prin duze și nu duce la pierderi de căldură crescute din arderea incompletă mecanică (q4) și chimică (q3); 5) monitorizați starea izolației termice a rezervoarelor supraterane din oțel ale conductelor de abur și păcură, ceea ce va preveni pierderea de căldură în mediu. În cazul depozitării necorespunzătoare, pierderile de combustibil lichid le pot depăși semnificativ pe cele normalizate (0,003 - 0,006 kg/m2 de la suprafața de evaporare a rezervorului).

Pierderile de căldură pentru nevoile proprii sunt inevitabile, însă, pentru a le reduce este necesar să se efectueze următoarele măsuri: 1) înlocuirea duzelor de abur cu unele mecanice, cu atomizare cu aer, ceea ce va reduce consumul de abur pentru atomizarea combustibilului; 2) reglați modul economic de suflare cu abur sau înlocuiți-l cu curățarea prin împușcare sau curățarea prin vibrații, ceea ce va duce și la economii de abur; 3) reducerea consumului de căldură pentru încălzirea apei de alimentare datorită returului maxim al condensului; 4) folosiți vaporii din dezaeratoare pentru a încălzi apa purificată chimic; 5) suflați cazanele în conformitate cu modul optim, îmbunătățiți schema de suflare și utilizați căldura apei de suflare și aburului secundar din expandorul de suflare continuă; 6) reducerea consumului de căldură pentru instalațiile de păcură; 7) eliminați scurgerile în conexiunile cu flanșă, fitinguri, scurgerile de la supapele de punct scăzut și supapele de siguranță.

Pierderi reduse de căldură datorită condițiilor optime de ardere

Influența procesului de ardere asupra eficienței funcționării cazanului este foarte mare, în primul rând datorită modificărilor valorii arderii incomplete chimice (q3) și subarderii mecanice (q1). Valoarea acestora este influențată de: stresul termic vizibil al volumului de ardere, coeficientul de exces de aer a.

Pentru a reduce pierderile de căldură din arderea chimică (q3) incompletă, se pot recomanda următoarele măsuri: 1) asigurarea unei cantități suficiente de aer pentru ardere cu amestecare intensivă cu combustibilul; 2) menținerea tensiunii optime în cuptor și a temperaturii de proiectare în cuptor; 3) transferul unităților cazanului la reglarea automată a raportului combustibil-aer (adică asigurarea unui exces de aer optim); 4) aspirarea aerului de ardere din zonele cele mai fierbinți ale cazanului. La arderea combustibilului lichid, este necesar să se asigure temperatura necesară de încălzire a păcurului, o bună filtrare, precum și atomizarea acestuia și amestecarea intensivă cu aerul de ardere. La arderea combustibilului solid într-un pat, este necesar să se folosească suflare ascuțită în cuptoarele pentru cărbuni tari, pentru a asigura aruncarea continuă mecanizată a combustibilului pe grătar.

Pentru a reduce pierderile de căldură din arderea mecanică incompletă, se iau următoarele măsuri: pregătirea prealabilă a combustibilului (zdrobirea bucăților mari de cărbune și eliminarea finelor); arde combustibil cu o anumită limitare a conținutului de fine și conținut constant de cenușă; asigurați o distribuție corespunzătoare a aerului și arderea uniformă a combustibilului peste zona grătarului; asigura amestecarea constanta a stratului, prevenind arderile si blocajele; Suflarea acută este utilizată în cazurile necesare.

Reducerea pierderilor de căldură în mediu.

În conformitate cu regulile Gostekhnadzor, toate elementele cazanelor, conductelor, supraîncălzitoarelor, economizoarelor și echipamentelor auxiliare situate în locuri accesibile personalului de exploatare trebuie să aibă o temperatură a suprafeței exterioare a izolației termice nu mai mare de 45C. Dacă aceste condiții sunt îndeplinite, pierderile de căldură către mediu de la 1 m2 de suprafață nu vor depăși 350 W/m2. Pentru a reduce pierderile aduse mediului în timpul întregii perioade de funcționare și în timpul reparațiilor, este necesar: ​​1) monitorizarea constantă a calității izolației termice; 2) utilizați parțial căldura degajată de echipament prin preluarea aerului termic din zona superioară a centralei și alimentarea acestuia către aspirația unui ventilator; 3) nu lăsați vidul să scadă sub 10-20 Pa în focar pentru a preveni eliminarea flăcărilor și a gazelor prin scurgerile din armăturile cuptorului.

Reducerea pierderilor de căldură din gazele de ardere.

Cele mai mari pierderi de căldură ale unui cazan sunt pierderile cu gazele de ardere. De exemplu, conform datelor de testare de la TsKTI im. I.I.Polzunova, pentru cazane KE - 6,5 - 14 pierderi cu gaze de ardere sunt 13, iar pentru cazane KE - 4 - 15C -12. În plus, pierderile cu gazele de ardere depind în mod semnificativ de puterea de abur a unității centralei. Pentru a reduce pierderile de căldură cu gazele de ardere, sunt utilizate în principal suprafețe de încălzire convective anticorozive, cum ar fi încălzitoare de aer din țevi de sticlă, garnituri ceramice în încălzitoarele de aer rotative regenerative etc. Trebuie să vă amintiți întotdeauna că reducerea temperaturii gazelor de ardere cu 12 - 14C înseamnă o creștere a eficienței cazanului cu 1.

Principalele măsuri de reducere a pierderilor de căldură cu gazele de ardere sunt: ​​1) respectarea coeficientului minim de exces de aer în condiţiile arderii complete; 2) creșterea densității gazului din centrala termică și reducerea aspirației aerului rece; 3) combaterea zgurii ecranelor și suprafețelor de încălzire prin radiație prin depanarea modului de ardere; 4) curățarea regulată de înaltă calitate a suprafețelor exterioare de încălzire a pachetelor de conducte convective; 5) menținerea unor condiții de înaltă calitate a apei pentru a preveni depunerile interne în conductele centralei; 6) menținerea presiunii nominale în tamburul cazanului; 7) menținerea temperaturii de proiectare a apei de alimentare; 8) proiectarea corectă a suprafețelor de încălzire convectivă, asigurând o spălare mai completă a acestora cu gaze la o viteză care să asigure autoaerisirea; 9) asigurarea etanşeităţii barierelor de gaze, împiedicând curgerea gazelor pe lângă pachetele de conducte convective; 10) asigurarea gradului și calității combustibilului ars corespunde proiectării; 11) instalarea suprafețelor de încălzire a cozii dezvoltate; 11) utilizarea dezaeratoarelor cu vid pentru cazane care arde gaze naturale, permițând reducerea temperaturii apei de alimentare la 65-70C (față de o temperatură de 104C la dezaeratoarele atmosferice), ceea ce va asigura o răcire mai profundă a gazelor.

Folosind căldura de suflare continuă a cazanelor cu abur.

Există diferite metode de utilizare a căldurii de suflare continuă a apei: 1) alimentarea directă cu apă ca agent de răcire a sistemului de încălzire; 2) furnizarea apei de purjare pentru reincarcarea retelei de incalzire; 3) folosirea căldurii aburului separat într-un dezaerator cu evacuarea apei separate în scurgere; 4) utilizarea aburului separat într-un dezaerator și a căldurii apei separate într-un schimbător de căldură pentru a încălzi apa brută. Cu aceste metode, reducerea pierderilor de căldură cu suflare se determină în fiecare caz prin calcul.

Pierderi reduse de condens.

Condensul din camerele cazanelor cu cazane de abur este cea mai valoroasă componentă a apei de alimentare. Prin reducerea pierderilor acestuia, se reduce consumul de căldură pentru purjare, iar posibilitatea unei utilizări mai eficiente a combustibilului crește. Toate pierderile pot fi împărțite în 4 grupe principale: 1) pierderi datorate schemelor imperfecte de colectare a condensului; 2) pierderi de la scurgeri în echipamentele conductei; 3) pierderi din cauza scurgerii excesive (la pornirile si opririle cazanelor cu purjare continua, revarsarea condensului in canalizare in lipsa controlului automat al pompelor de condens etc.); 4) pierderi de abur pentru nevoi proprii fără retur condens (cu suflare a aburului), pentru pulverizarea păcurului în duze de abur (cu încălzire deschisă a rezervoarelor cu păcură), etc.

Pentru a reduce pierderile de condens, este necesar: a) eliminarea evaporării și scurgerilor (prin scurgeri cu secțiunea transversală de 1 mm2, în funcție de presiunea din conducta de abur, de la 5 la 20 kg/h sau mai mult de abur este pierdut; din cauza scurgerilor în fitinguri, racordurile cu flanșe ale conductelor, cea mai mare parte a condensului se pierde de la 20 la 70); b) înlocuirea duzelor de abur cu cele mecanice, mecanice cu abur sau pulverizare cu aer; c) reducerea consumului pentru nevoi proprii (mai ales acolo unde există pompe de alimentare cu abur); d) pentru funcționarea dezaeratorului este necesară instalarea unui răcitor de vapori. Pierderile de condens în interiorul cazanului pot fi de obicei măsurate și monitorizate zilnic. Pentru o evaluare completă și precisă se efectuează studii speciale. Cu toate acestea, în funcționare ele pot fi estimate aproximativ prin măsurarea adaosului de apă purificată chimic. Toate zonele de vapori și scurgeri identificate pe baza inspecțiilor vizuale sunt eliminate.

Atunci când se efectuează o inspecție înainte de lansare a echipamentelor nou introduse, eficacitatea funcționării acestuia (elementele schemei tehnologice) este evaluată pe baza rezultatelor testelor.

Cu alte tipuri de anchete în acest scop, sunt comparați indicatorii actuali și standard de funcționare a echipamentelor și sunt analizate rezervele de economie de combustibil.

Identificarea potențialelor de economisire a energiei, evaluarea eficienței de funcționare a elementelor schemei tehnologice, verificarea organizării funcționării și a calității reparației unităților se realizează în primul rând în funcție de acei indicatori pentru care a fost permis consumul excesiv de combustibil. Domeniul de activitate recomandat este prezentat în secțiunea. 2.4.1 -2.4.4 ..

2.4.1. Echipament cazan

2.4.1.1. Verificarea disponibilității cardurilor de regim, actualizarea lor în timp util și conformitatea cu specificațiile de reglementare. Controlul modurilor de funcționare pentru fiecare cazan în conformitate cu hărțile modurilor de funcționare.

2.4.1.2. Verificarea performanței testelor operaționale (cel puțin o dată la 3 ani).

2.4.1.3. Controlul admisiei de aer în camera de ardere și în conductele de gaz.

2.4.1.4. Verificarea utilizării contoarelor de oxigen pentru monitorizarea condițiilor de ardere a combustibilului și calcularea coeficientului de aer în exces în cuptoarele cazanului.

2.4.1.5. Evaluarea performanței sistemelor de autoreglare în modurile de pornire a cazanelor și a calității funcționării regulatoarelor.

2.4.1.6. Verificarea analizelor regulate (cel puțin o dată pe lună) ale compoziției produselor de ardere.

2.4.1.7. Verificarea organizării monitorizării parametrilor de abur și păcură alimentate la cazane.

2.4.1.8. Verificarea stării instrumentelor de măsură și a conformității acestora cu cerințele reglementărilor în vigoare (combustibil, abur, apă caldă etc.).

2.4.1.9. Verificarea bilanțului debitului de gaz între debitmetre comerciale de contorizare și debitmetre de contorizare de gaz agregat pe cazane.

2.4.1.10. Evaluarea stării tehnice a componentelor și elementelor fiecărui cazan:

— izolarea și căptușirea echipamentelor și a conductelor de abur și apă caldă, precum și a fitingurilor (cu verificarea documentelor de certificare a izolației);

— mecanisme auxiliare ale cazanelor: aspiratoare de fum, suflante, mori etc. (analiza caracteristicilor de funcționare a acestora, încărcare în funcție de caracteristicile acestora);

— economizor (indicatori tehnici, integritate);

— încălzitor de aer (curățarea tuburilor, indicatori de performanță tehnică și economică);

— cutii de foc (prezența gurii și trapelor deschise, zgură, modul de ardere a torței etc.);

— scheme de suflare a suprafețelor de încălzire.

2.4.1.11. Analiza încărcării cazanului pe părțile laterale ale cuptorului în conformitate cu hărțile de regim.

2.4.1.12. Monitorizarea funcționalității automatizării pe fiecare cazan (combustie, purjare etc.); estimarea consumului de abur pentru purjare, comparare cu valorile standard.

2.4.1.13. Identificarea motivelor pornirilor neprogramate ale cazanelor, compararea costurilor reale de combustibil, energie termică și electrică pentru porniri cu valorile standard ale acestora.

2.4.1.14. Efectuarea inspecției instrumentale a cazanelor în vederea evaluării stării lor reale, precum și a structurilor și clădirilor. Când examinați, acordați atenție:

- ventuze propriu-zise;

— exces de aer în cuptor la arderea diferitelor tipuri de combustibil;

— valoarea CO în gazele de ardere de evacuare;

- temperatura gazelor de ardere;

— temperatura apei de alimentare la intrarea în tamburul cazanului de abur;

— temperatura apei de alimentare la intrarea în economizor, încălzirea apei de alimentare în acesta;

— valoarea de purjare a cazanului;

— starea suprafețelor de încălzire interioare (volumul depunerilor pe baza rezultatelor analizei tăierilor de control), respectarea parametrilor de funcționare a cazanului.

2.4.1.15. Analiza regimului chimic al apei a cazanelor, inclusiv verificarea contaminării suprafețelor de încălzire: economizor, ecrane, admisie aer, conducte convective ale cazanelor de încălzire a apei; evaluarea influenței contaminării suprafețelor de încălzire asupra consumului excesiv de combustibil.

2.4.1.16. Analiza curatirii cazanelor de depuneri interne.

2.4.1.17. Analiza conservării cazanelor: valabilitatea tehnologiei, costurile efective ale combustibilului și energiei electrice pentru conservare și re-conservare, pentru neutralizarea soluțiilor de conservare.

2.4.1.18. Analiza pierderilor de energie pentru purjarea cazanului (în termeni de combustibil echivalent): valabilitatea valorii purjării continue, frecvența și durata purjărilor periodice, pierderile de energie direct pentru purj, pierderi de energie pentru prepararea apei care înlocuiește apa de purjare; contabilizarea exploziilor (pe baza debitmetrelor și a datelor de control chimic).

2.4.1.19. Compararea valorilor reale ale indicatorilor de performanță a cazanelor cu rezultatele examinării lor instrumentale și a valorilor standard și, pe baza unei analize a stării componentelor și elementelor cazanelor, identificarea motivelor specifice pentru abaterile indicatorilor de la caracteristicile standard:

— temperatura gazelor de ardere în spatele ultimei suprafețe de încălzire; coeficientul de exces de aer în secțiunea de operare;

— aspirarea aerului în focar și ax de convecție;

— pierderi de căldură cu ardere incompletă mecanică și chimică;

— costurile cu energia electrică pentru acționarea mecanismelor auxiliare (ventilatoare suflate, aspiratoare de fum, pompe de alimentare);

— consum de energie termică pentru nevoi proprii (încălzire și ventilație, instalații de păcură, dispozitiv de dezghețare, aeroterme, suprafețe de încălzire cu suflare, pierderi prin suflare, stație de tratare a apei).

2.4.1.20. Analize suplimentare pentru cazane de apă caldă:

— caracterul complet al executării schemelor de proiectare;

— respectarea debitului de apă necesar (recirculare și intrare în rețeaua de încălzire) pentru a asigura temperatura necesară a apei din rețea la intrarea în cazan și la ieșirea în rețeaua de încălzire, precum și costul energiei electrice de condus pompele);

— starea arzătoarelor, duzelor, calibrarea acestora, funcționarea efectivă, modul de ardere a păcurului și a gazului (temperatura, presiunea, raportul de exces de aer, calitatea atomizării păcurului etc.);

— prezența încălzirii aerului înaintea focarului cazanului;

— pierderi de energie termică la cazanele de încălzire puse în rezervă cu aer cald și prin menținerea circulației necesare a apei din rețea în aceste cazane.

2.4.1.21. Evaluarea eficacității măsurilor aplicate de protecție a mediului care reduc eficiența cazanelor (cocombustie în etape a gazului și păcură, recircularea gazelor arse), valoarea pierderilor de energie.

2.4.2. Echipamente de tratare a apei

2.4.2.1. Analiza costurilor energiei electrice și termice pentru nevoile proprii de tratare a apei în comparație cu standardele.

2.4.2.2. Analiza costurilor suplimentare de energie termica, electrica, combustibil cauzate de necesitatea tratarii suplimentare a apei (circuit principal si circuit de reincarcare a retelelor de incalzire), datorate abaterilor de la pierderile standard de abur si condens si reincarcarea excesiva a retelei de incalzire.

2.4.2.3. Verificarea functionarii statiilor de tratare a apei (pentru cazane, retele de incalzire, epurare condens etc.) pentru conformitatea cu cerintele normativelor si documentatiilor tehnice ale industriei, inclusiv consumul de reactivi, apa, energie termica si electrica pentru nevoi proprii.

2.4.2.4. Evaluarea pierderilor (costurilor) reale ale apei din rețea (și cantității de energie termică pierdută cu apa din rețea) utilizată pentru umplerea rețelei de încălzire după reparații, testarea rețelelor de încălzire (hidraulice, termice, de temperatură etc.), spălarea conductelor rețelelor de încălzire. , acoperind scurgerile din sistemul centralizat de alimentare cu căldură și respectarea acestora cu valorile normalizate ale pierderilor specificate de lichid de răcire și pierderilor de energie termică cauzate de aceste pierderi.

2.4.3. Echipamente de transport combustibil

2.4.3.1. Determinarea și analiza motivelor discrepanței dintre schemele de proiectare existente pentru descărcarea, depozitarea, pregătirea și furnizarea combustibilului pentru ardere, parametrii reali și calculați ai aburului furnizat la instalația de combustibil.

2.4.3.2. Analiza valorilor reale și standard ale consumului de abur pentru instalațiile de păcură:

— încălzirea și scurgerea păcurului care ajunge;

— depozitare în rezervoare de păcură; încălzirea înainte de ardere;

— recirculare de păcură în cazul întreruperii alimentării acestuia către arzătoare.

2.4.3.3. Verificarea stării de izolare termică a echipamentelor și a conductelor de păcură din camera cazanelor, a izolației termice a instalațiilor rezervoarelor, a încălzitoarelor și a conductelor de abur din circuitele de alimentare cu păcură, precum și a echipamentelor de pompare a păcurului.

— posibilitatea demontării rezervoarelor de păcură pentru „depozitare la rece”;

— dotarea dispozitivului de primire și drenare cu unități care reduc pierderile de energie termică la scurgerea păcurului.

2.4.3.4. Compararea valorilor reale și nominale ale costurilor energiei termice și electrice pentru instalațiile de păcură pentru fiecare componentă a acestor costuri; dacă sunt detectate costuri crescute ale energiei termice sau electrice - o analiză detaliată a acestui element al economiei de păcură cu următoarele:

— măsurători la scară completă ale temperaturii păcurului și a aburului la intrarea în încălzitoarele de păcură din circuitul principal și la ieșirea păcurului și a condensului din acestea; temperatura păcurii furnizate în camera cazanelor în zona stației de pompare a păcurului și în fața cazanului; presiunea aburului la intrarea în încălzitoarele de păcură; consumul de păcură și abur care intră în încălzitoarele controlate; consumul de abur furnizat pentru încălzirea și scurgerea păcurului;

— verificarea eficienței de funcționare a încălzitoarelor și pompelor cu păcură.

2.4.3.5. Analiza funcționării dispozitivului de dezghețare:

— condițiile de temperatură;

— starea încălzitoarelor de aer și a altor încălzitoare;

— izolarea clădirii dispozitivului de dezghețare (pereți, acoperiș, porți).

2.4.4. Analiza implementarii masurilor de realizare a rezervelor de eficienta termica

Verificarea implementării măsurilor de implementare a rezervelor de eficiență termică identificate în timpul elaborării specificațiilor tehnice și a documentației tehnice pentru perioada de la data elaborării documentației până la data sondajului. Identificarea motivelor neimplementarii măsurilor, analiza efectului energetic al măsurilor finalizate.

2.4.5. Întocmirea unui bilanț energetic și combustibil

Bilanțul combustibil și energetic este întocmit pe baza datelor de raportare tehnică, precum și a rezultatelor sondajului obținut.

Partea de intrare a bilanțului de combustibil și energie al cazanului ar trebui să reflecte căldura combustibilului ars în cazane, în timp ce partea de ieșire ar trebui să reflecte pierderile irecuperabile, costurile de energie pentru nevoi proprii și furnizarea de energie termică către consumatorii externi.