Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Механическая очистка поверхностей нагрева котлоагрегатов

1. Вибрационный способ очистки

На трубах поверхностей нагрева могут оседать также частицы в твердом состоянии, загрязняя их наружную поверхность как с лобовой, так и с тыльной стороны. Эти загрязнения могут иметь рыхлую структуру или прочно связываться с материалом труб, образуя трудноудалимые отложения.

Отложения на трубах уменьшают коэффициент теплопередачи (так как отложения имеют низкую теплопроводность и действуют подобно тепловой изоляции) и снижают эффективность отдачи теплоты, вызывая рост температуры уходящих газов. Подобно шлакованию, загрязнение поверхностей нагрева ведет к увеличению сопротивления газового тракта и ограничению тяги [7, 8].

Рыхлые отложения образуются преимущественно с тыльной стороны труб. Для их уменьшения применяют шахматную компоновку тесно расположенных труб.

Связанные сыпучие отложения появляются при сжигании некоторых видов топлива, содержащих значительное количество соединений щелочноземельных (Ca, Mg) или щелочных металлов (сланцы, фрезерный торф, угли Канско-Ачинского бассейна и некоторые другие), а также при сжигании мазутов. Они могут образоваться в результате сульфатизации, например, оксида Ca:

CaO+SO₃ CaSO₄

Протекание этой реакции замедляется при снижении содержания свободных CaO и O₂, что достигается сжиганием топлива при высоких температурах и при работе с малыми избытками воздуха. Уменьшение образования связанных сульфатных отложений достигается также при снижении в зоне температуры газа менее 800-850° С [12, 13].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Установка виброочистки ширм: 1 - трубы ширм; 2 - виброштанга; 3 - вибратор

Для удаления отложений золы используются также различные способы механической очистки: вибрационный, дробевый, импульсный, обдувка паром или сжатым воздухом и др. [8].

Вибрационный способ очистки преимущественно применяется для очистки ширмовых и конвективных пароперегревателей. Удаление отложений происходит под действием поперечных или продольных колебаний очищаемых труб, вызываемых специально устанавливаемыми вибраторами электромоторного (например С-788) или пневматического типа (ВПН-69).

На рис. 1 показан один из типов устройства виброочистки ширмового перегревателя с поперечными колебаниями труб. Возбуждаемые вибратором 3 колебания передаются виброштангам 2 и от них змеевикам труб. Виброштангу, как правило, приваривают к крайней трубе с помощью полуцилиндрических накладок. Аналогичным образом соединяются остальные трубы между собой и с крайней трубой. Виброочистка с продольным колебанием труб применяется преимущественно для вертикальных змеевиковых поверхностей нагрева, подвешенных (на пружинных подвесах) к каркасу котла [7].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Принципиальная сжема дробечистки: 1 - бункер броби; 2 - сопло; 3 - входное устройст-во; 4 - дробепровод; 5 - дробеуловитель; 6 - тарельчатй пита-тель; 7 - входной дробопровод; 8 - разрасыватель дроби; 9 - дробь; 10 - очищаемая поверх-ность; 11 - воздуходувка

Электромоторные вибраторы не позволяют поднять частоту колебаний выше 50 Гц, что оказывается недостаточным для разрушения связанных прочных отложений, образующихся на трубах при сжигании углей Канско-Ачинского бассейна, сланцев, фрезторфа и др. В этом случае целесообразно использовать пневматические генераторы колебаний (например, ВПН-69), обеспечивающие достижение более высокого уровня (до 1500 Гц) и широкого диапазона изменения частоты колебаний. Применение мембранных змеевиковых поверхностей значительно упрощает использование вибрационного метода очистки.

2. Дробевая очистка

Паровая (воздушная) обдувка - один из наиболее распространенных и освоенных в эксплуатации методов очистки наружной поверхности труб. Конструирование и производство обдувочной аппаратуры освоено Бийским котельным заводом.

На рис. 3 показан стационарный паровой обдувочный аппарат для очистки конвективного перегревателя с коридорным пучком труб, работающим при температуре газов до 700-750°С. Для обдувки используется насыщенный, а чаще перегретый пар с параметрами 250-400°С при давлении

2-3 МПа. Жаропрочная обдувочная труба с двух противоположных сторон по окружности имеет сопла с шагом 51, через которые обдувочный пар попадает в междурядье и при поворотах трубы на 360° удаляет осевшую на трубах летучую зону в радиусе до 1 м.

Рис. 3. Паровой обдувочный прибор ОПК-7 конвективного перегревателя: 1 - подача пара; 2 - клапан; 3 - механизм управления клапаном; 4 - обдувочная труба из жаропрочной стали; 5 - сопло; 6 - трубка перегревателя; 7 - электрический двигатель

Обдувочным агентом может быть и сжатый в компрессоре до того же давления воздух. Частота обдувки примерно 1 раз в смену длительностью не меньше 1 мин производится дистанционно-автоматически в последовательном порядке по ходу газов [14, 15].

В последнее время при обдувке перегревателей, ширм и топочных настенных экранов все большее предпочтение отдается выдвижным ударным аппаратам (рис. 4).

Рис. 4. Маловыдвижной обдувочный аппарат типа ОМ - 0,35:

1 - подвод пара; 2 - клапан; 3 - шпиндель; 4 - обдувочная головка с двумя соплами Лаваля диаметром 20 мм; 5 - электродвигатель; 6 - редуктор; 7 - корпус; 8 - рычажной механизм привода клапана; 9 - экранная труба

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Глубоковытяжной аппарат

При включении со щита электродвигателя 5 приводится в движение шпиндель 3 с сопловой головкой 4. Когда сопловая головка достигает топки в указанном положении, особый выступ на шпинделе перемещает рычажной механизм 8, под действием которого открывается клапан 2, и в аппарат подается пар или сжатый воздух. После обеспечения сопловой головкой заданной частоты вращения автоматика возвращает головку в начальное положение и одновременно включает очередной аппарат; при работе аппарата на щите мигает соответствующая сигнальная лампочка. Радиус эффективного действия паровых струй при давлении до 3 МПа около 3 м для рыхлых отложений и около 1,5 м для связанных; у воздушных при том же давлении дальнобойность меньше. Частота обдувок зависит от местных условий ТЭС и составляет 1-3 раза в сутки, длительность - 30 с. Установленный режим обдувки, контроль ее качества и поддержание обдувочных устройств в рабочем состоянии должны строго соблюдаться, так как накопившиеся большие шлаковые отложения никакие аппараты удалить не смогут.

Заводы изготовляют и разнообразные модификации глубоковыдвижных аппаратов той же конструкции и на тех же обдувочных агентах, что и у маловыдвижного типа. Обдувка может осуществляться на протяжении всей длины хода головки (8-16 м) или только в определенных точках по глубине, например непосредственно у панелей отдельных ширм. На котлах такие обдувочные аппараты устанавливают в большом количестве (рис. 5) [7, 8].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Средства интенсификации паровой (воздушной) обдувки: а - ОМ-0,35; б - ОГР-Э

Эффект обдувки повышается при изменении (уменьшении) угла атаки струи. На рис. 6 показаны аппараты, в которых использован такой метод. Аппарат ОМ - 0,35 (рис. 6, а) имеет нулевой угол атаки обдувочной струи , при этом максимальный динамический напор возникает в месте встречи струи с поверхностью шлака и резко уменьшается по длине струи. Равномерность эпюры динамического напора струи достигается при использовании аппарата ОГР-Э завода. «Ильмарине» при >0 (рис. 6, б). В настоящее время аппарат рекомендуется для котлов производительностью свыше 420 т/ч.

Использование более плотной для обдувки рабочей среды, т.е. обмывка водой, положительно сказывается на удалении отложений. Аппарат в виде сопла Лаваля (рис. 7) работает на горячей или перегретой воде: питательной, котловой, продувочной, отличается большой дальнобойностью (6 м и больше). Аппарат можно устанавливать неподвижно между экранными трубами, а обдувочную струю направлять через всю топочную камеру на противоположную стену, например, на ширмы, фестон, перегреватель. Расстояние сопла до обдуваемой поверхности по соображениям взноса не должно быть меньше 2 м. Длительность обдувки составляет обычно около 15 с, частота 1-2 раза в смену [12, 13].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7. Аппарат для водяной обмывки

Рекомендуется применение комбинированной пароводяной обдувки, при которой рыхлые отложения сдуваются паровой обдувкой с малыми периодами между циклами (), а связанные плотные - с большим межпромывочным периодом () - водяной обмывкой аппаратами ОГ.

Расшлаковку топки иногда осуществляют вручную длинными металлическими штангами, а чаще всего - струей холодной технической воды. Однако при этом необходимо обращать особое внимание на то, чтобы струя не ударяла сосредоточенно в экранные трубы, иначе можно вызвать нарушение циркуляции воды в них и разрушающие термические напряжения в стенках труб.

4. Импульсная обдувка

Библиографический список

котлоагрегат вибрационный дробевой обдувка

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водо-грейных котлов. ПБ 10-574-03 / Госгортехнадзор России. - М., 2003. - 213 с.

2. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением не более 0,7 кгс/см2, водогрейных котлов и водоподогревате-лей с температурой нагрева воды не выше 115 ?С: МПС РФ №ЦСР - 320. - М., 2002. - 79 с.

3. Инструкция для персонала котельных по безопасной эксплуатации паровых котлов с рабочим давлением более 0,7 кгс/см2, водогрейных котлов с температурой воды свыше 115 ?С: МПС РФ №ЦРБ - 318. - М., 1995. - 30 с.

4. Инструкция для персонала, обслуживающего водогрейные котлы и водоподогреватели с температурой воды не выше 115 ?С и паровые котлы с давлением пара не более 0,7 кгс/ см2: МПС РФ №ЦРБ - 319. - М., 1995. - 26 с.

5. Правила устройства и безопасной эксплуатации электрических котлов и электрокотельных. ПБ 10-575-03 / Госгортехнадзор России. - М., 2003. -119 с.

6. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды. ПБ 10-573-03 / Госгортехнадзор России. - М., 2003. - 126 с.

7. Вергазов, В.С. Устройство и эксплуатация котлов: Справ. / В.С. Вергазов. - М.: Стройиздат, 1991. - 282 с.

8. Роддатис, К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности / К.Ф. Роддатис, А.Н. Полтарецкий. - М.: Энергоатомиз-дат, 1989. - 540 с.

9. Катин, В.Д. Сокращение выбросов оксидов азота путем интенсификации теплообмена в топках печей и котлов предприятий железнодорожного транспорта / В.Д. Катин // Сб. науч. тр. ПГУПС. - СПб., 1993. - С. 70-74.

10. Катин, В.Д. Нормирование и сокращение вредных выбросов котельных на предприятиях железнодорожного транспорта / В.Д. Катин // Охрана атмосферного воздуха от промышленных выбросов: сб. науч. тр. ХабИИЖТ. - Хабаровск, 1990. - С. 11-18.

11. Катин, В.Д. Способы снижения вредных выбросов в атмосферу котельными предприятий железнодорожного транспорта: учеб. пособие / В.Д. Катин. - СПб., 1996. - 44 с.

12. Купреев, П.Ф. Методические указания по химическому анализу воды, отложений накипи и реагентов / П.Ф. Купреев. - М.: Агропром, 1998. - 75 с.

13. Короткевич, В.А. Очистка котлоагрегатов от накипи и нагара / В.А. Короткевич. - Минск: ВНИИТИМЖ, 1988. - 116 с.

14. Сидельковский, А.Н. Парогенераторы промышленных предприятий / А.Н. Сидельковский, В.Н. Юренев. - М.: Энергия, 1988. - 356 с.

15. Роддатис, К.Ф. Котельные установки / К.Ф. Роддатис. - М.: Энергия, 1977. - 340 с.

16. Сигал, И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива / И.Я. Сигал. - Л., 1988. - 312 с.

17. Борщов, Д.Я. Защита окружающей среды при эксплуатации котлов малой мощности / Д.Я. Борщов, А.Н. Воликов. - М.: Стройиздат, 1987. - 157 с.

18. Котлер, В.Р. Оксиды азота в дымовых газах котлов / В.Р. Котлер. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 144 с.

19. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 86 с.

20. Катин, В.Д. Экологическая эффективность горелочных устройств трубчатых печей. Обзорная информация / В.Д. Катин, И.Г. Киселев, А.Р. Эйсмонт / ЦНИИТЭнефтехим. - М., 1993. - 56 с.

Размещено на Allbest.ru