УДК: 628-1/-9

МОДЕРНИЗАЦИЯ ГАЗООБОРУДОВАНИЯ
ЧУГУННЫХ СЕКЦИОННЫХ ОТОПИТЕЛЬНЫХ КОТЛОВ

Прохоров Сергей Григорьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства

Россия, г.Пенза

E-mail: tgv@pguas.ru

Белов Илья Александрович,

магистр группы Ст-25м института Инженерной экологии

Пензенского государственного университета

архитектуры и строительства

Россия, г.Пенза

E-mail: tgv@pguas.ru

MODERNIZATION OF GAS EQUIPMENT CAST IRON
SECTIONAL HEATING BOILERS

Prokhorov Sergey Grigorievich, candidate of technical Sciences, associate Professor of the department «Heat and gas supply and ventilation» of the Penza state University of architecture and construction

Russia, Penza

E-mail: tgv@pguas.ru

Belov Ilya Alexandrovich

Master of the St-25m group of the Institute of engineering ecology of the Penza state University

of architecture and construction

Russia, Penza

E-mail: tgv@pguas.ru

Аннотация. Рассматривается опыт модернизации газооборудования чугунно-секционных котлов малой мощности.

Ключевые слова: котлы чугунные секционные, модернизация газооборудования.

Abstract. The article discusses the experience modernization of gas equipment in cast-iron sectional boilers low-power.

Keywords: Boilers cast iron sectional, modernization of gas equipment.

Существующие в эксплуатации чугунные секционные котлы были разработаны с приоритетом на надежность, прочность, ремонтопригодность в большей степени, чем на энергоэкологическую эффективность. Замена котлов на современные требует значительных затрат и осложняется дефицитом средств у теплоснабжающих предприятий, что мотивирует их на модернизацию газооборудования котлов. Она не требует значительных инвестиционных затрат, может быть выполнена в короткие сроки, позволяет достигнуть современных показателей работы и продлить ресурс работы котлов.

Информационный поиск решений по модернизации газооборудования показал, что приоритетным моментом является обеспечение тепловой равномерности по длине топки. В противном случае наблюдается перегрев отдельных секций котла и быстрый выход их из строя.

Совершенствование горизонтально-щелевых (подовых) горелок для чугунных секционных котлов за счет сохранения принципа теплообмена в топке (равномерности тепловых потоков), лучшей организации процесса смешения газа с воздухом, обеспечения оптимального регулирования соотношения "газ-воздух" с использованием принудительного дутья, а также применения современной автоматики регулирования и безопасности предлагается в [1]. Результаты опытно-промышленных испытаний модернизированной подовой горелки, установленной на котел "Энергия-3", показали КПД-91,0...91,8 %, а КИТ=93,0...94,9 на разных режимах работы. При этом коэффициент избытка воздуха за котлом был равен 1,1... 1,18; температура уходящих газов не превышала 185 °С; длина пламени - 0,9...1,2 м; уровень звукового давления - максимум 58 дБА.

В институте "УкрНИИинжпроект" разработаны новые горелки для водогрейных котлов малой и средней мощности. Горелка с полным предварительным смешением (рис. 1) представляет собой сварную конструкцию. Газовый коллектор соединен с газовыми патрубками, на которых расположены отверстия для выхода газа. Патрубки проходят через воздушный коллектор 2. В начале каждого регистра 3 происходит смешение газа и воздуха, затем газовоздушная смесь поступает в зону горения через сопла 4. Горелка создает равномерное поле температур на поду топки. КПД котла повышается примерно на 4 %, благодаря дополнительному излучению поверхности пода. Выход оксидов азота находится на уровне лучших аналогов в мировой практике (17 мг/м³).

Горелка прошла государственные испытания и внедрена на ряде теплоснабжающих предприятий Украины.

Рис 1. Горелка газовая подовая с полным предварительным смешением: 1 - газовый коллектор; 2 - воздушный коллектор; 3 — регистр; 4 – сота.

Горелка частичного предварительного смешения (рис. 2) состоит из следующих узлов: воздушной камеры 1, газораспределительной камеры 2, смесителей 3 с отверстиями б, вставок 7, размещаемых в смесителях, и штуцера для подвода газа 4.

Рис. 2. Горелка газовая многосотовая частичного предварительного смешения: 1 - воздушная камера;2 — газораспределительная камера;3 - смеситель газа и воздуха; 4 — штуцер для подвода газа;5 - вентилятор; 6 - отверстия; 7 – вставка.

Горелка работает следующим образом. Природный газ через штуцер поступает в газораспределительную камеру и далее через отверстия в кольцевое пространство, которое создается внутренней поверхностью смесителя и вставкой.

Часть воздуха, необходимого для полного сгорания газа, поступает

от вентилятора в кольцевое пространство и смешивается с газом. Другая часть поступает через торцевое отверстие вставки в верхнюю часть смесителя. Оба потока смешиваются в верхней части смесителя. Сгорание газовоздушной смеси происходит на выходе из смесителя.

Горелка частичного предварительного смешения прошла государственные испытания и рекомендована для применения на водогрейных котлах малой мощности.

Чугунные секционные котлы КВа-Г продолжают эксплуатироваться в Росси. Как правило, они оснащены двухпозиционной горелкой Л1-Н (большое горение - 100 %, малое горение - 40 % мощности) и блоком автоматики. Горелочный блок морально устарел и доставляет большие сложности в ремонте и обслуживании.

В одной из котельных с двумя котлами КВА-1,0Гн (Минский завод отопительного оборудования) с горелками Л1-Н (Ленинабадский завод газового оборудования) по результатам обследования было принято решение о замене горелок и арматурных групп, а также автоматики управле- ния[2]. В качестве замены была предложена горелка ГБЛ-1,2Д с встроенной автоматикой управления МГ-ГБЛ и арматурной группой. В комплект поставки горелки также входят датчики для контроля котловых параметров: датчик температуры - для контроля и регулирования температуры воды; датчик давления воды - для контроля; датчик разрежения в топке - для контроля и регулирования.

Наличие в комплекте поставке всех необходимых датчиков обеспечило быстрый монтаж и наладку всего комплекта оборудования на котле. Демонтаж старого оборудования и монтаж нового произведены за два дня. Опробование, наладка и настройка горения заняли один рабочий день.

Сравнение режимных карт до и после замены горелки показало увеличение КПД котла более чем на 10 % и улучшение качества сгорания газового топлива Использование автоматизированной горелки, соответствующей газовой арматуры с контролем герметичности и датчиков, контролирующих параметры котла, отвечает всем современным требованиям безопасности. Работа в автоматическом режиме регулирования исключила вмешательство в работу операторов, что предотвращает ошибки, связанные с "человеческим фактором". Подтвердилась высокая надежность работы горелки в условиях нестабильного электрического питания и присоединительного давления газа. Опыт эксплуатации также показал целесообразность применения горелок ГБЛ на котлах "Минск-1".

Компанией "CIBUNIGAS"(Италия) разработаны горелки типа DRAGO, которые образуют широкое и равномерно распределенное по объему топки пламя [3]. Установка такой горелки (рис. 3) не требует проведения серьезных изменений котла, поэтому может быть проведена с минимальными затратами средств и времени.

Рис. 3. Схема установки горелки типа DRAGO на чугунном секционном котле

Горелки полностью автоматизированы и имеют два варианта по регулированию: плавно-двухступенчатые и модулирующие. Горелки могут быть укомплектованы системой электронного регулирования процесса горения, что позволит еще больше увеличить КПД котла и максимально автоматизировать процесс работы.

С целью повышения энергоэффективности чугунных секционных котлов в [4] рекомендуется реконструкция топочного пространства с установкой блочной горелки (рис. 4).

Рис. 4. Схема продольного разреза топки котла "Универсал-6” с реконструированным топочным объемам.

Реконструкция котла "Универсал-6" с установкой блочной горелки фирмы "Элко" и огнеупорного рассекателя, распределяющего продукты сгорания по объему топки, позволила увеличить КПД почти на 20 % (до реконструкции составляло около 70 %).

Экспертные организации (ЦКТИ им. И.И. Ползунова и ГУ "Петер- бургэнергонадзор") дали положительное заключение, отметив улучшение эксплуатационных характеристик и соответствие реконструированного котла ГОСТ 10617 по энергоэффективности.