Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский
Источник: А. Кунахович. Водогрейные котлы для села. «Сельское строительство», №7, 1978 г.
По данным Госстроя СССР, удельные показатели котельных с чугунными секционными котлами значительно ниже, чем котельных со стальными котлами, выпускаемыми заводами Минэнергомаша.
И все же чугунные секционные котлы широко применяются. По сравнению с другими типами котлов они имеют ряд преимуществ. Это простота конструкции, возможность набора любой (в допускаемых пределах) теплопроизводительности, ремонтоспособность, отсутствие необходимости защиты поверхности нагрева от коррозии.
Выпускаемые в настоящее время такого типа котлы сконструированы для работы на сортированном топливе: антраците, каменном и буром угле. Но зачастую в котельные поступает уголь, который по зольности, влажности, размерам куска хуже, чем предусмотрено стандартом, а также несортированный уголь с большим содержанием мелочи и угольной пыли. Все это приводит к нарушению процессов сжигания, шлакованию колосниковой решетки, загрязнению поверхностей нагрева и, в результате, к неудовлетворительной работ в котла.
В чугунных секционных, как и в других котлах, водохимический режим работы котельной должны обеспечивать отсутствие отложений на внутренних поверхностях — накипи и шлама.
Нормы качества воды для подпитки водогрейных котлов должны удовлетворять требованиям СНиП. Поэтому обычно в проектах котельных закладывают водоподготовку. Но при строительстве ее зачастую если и предусматривают, то не эксплуатируют. Только в 10% котельных с чугунными секционными котлами водоподготовка осуществляется правильно.
В последнее время широко применяют магнитную обработку воды. Но она эффективна для систем теплоснабжения и горячего водоснабжения при соблюдении следующих условий: подогрев воды — не выше 95°, карбонатная жесткость исходной воды — не более 9 мг экв/л, содержание железа в исходной воде — не более 3 мг/л. Кроме того, для обеспечения нормальной работы водогрейных котлов и теплосети магнитной обработке должна подвергаться полностью добавочная вода и не менее 10% воды, циркулирующей в системе отопления. Необходимо обеспечить соответствующий уровень обслуживания системы такой подготовки.
Из-за накипи резко возрастает температура стенки и термические напряжения в секциях котлов, в результате чего они выходят из строя. 1 мм накипи на поверхности секции может дать повышение температуры стенки до 240°, а 8 мм накипи при тепловом потоке 100000 ккал/м2 час — до 700°. В то же время, а соответствии с ГОСТ 10613—75, температура водяного канала секции не должна превышать 180°.
Следует также подчеркнуть, что без водоподготовки не только преждевременно разрушаются котельные секции, но и снижается КПД котлов и их тепловая мощность на 10¸20%.
Анализ показывает, что главная причина выхода из строя котлов — отсутствие надлежащей водоподготовки. Это особенно четко проявляется в котлах, работающих на газообразном и жидком топливах, когда тепловые напряжения поверхностей нагрева повышаются в 2—3 раза.
Другая довольно распространенная причина аварии котлов — неправильный их монтаж без учета того, что они имеют те или иные особенности по схеме движения газов или системе циркуляции (котлы «Универсал-6М» с прямотоком, Минск-1, Тула-3, ГАЗ-900). Вместе с тем, допускаются отступления при сборке старых типов котлов: «Универ-сал-5», «Универсал-6», «Энергия-3». Среди наиболее распространенных нарушений — сборка пакетов секций с зазорами по стыкующимся ребрам в 3—5 мм. Это приводит к резкому увеличению присосов воздуха в газоходы и снижению теплотехнических показателей котлов. Грубейшее нарушение правил сборки пакетов — стяжка пакета сразу по 4—6 секциям, что приводит к снижению качества монтажа, росту монтажных напряжений и выходу из строя секций еще до пуска котла в эксплуатацию.
Как известно, до последнего времени в качестве измерителя отопительных котлов применялся «квадратный метр условной поверхности нагревам (УПН), отвечающий теплосъему 10 тыс. ккал/м2 час при работе котла с ручным обслуживанием на грохоченном антраците с тепловым напряжением зеркала горения 500 тыс. ккал/м2час при коэффициенте полезного действия не менее 70%.
В свое время измерение котлов в УПН сыграло положительную роль в развитии отопительного котлостроения. Теперь же они себя изжили, так как изменился топливный баланс и в отопительные котельные в основной своей массе поступает не антрацит, а каменные и бурые угли. Кроме того, все больше применяется газ и жидкое топливо, а определение УПН для них вообще не подходит.
Таким образом, созрела необходимость внедрения нового показателя котлов взамен УПН — номинальной тепловой мощности.
Под номинальной тепловой мощностью котла понимается такая мощность, при которой одни из основных параметров, нормируемых согласно «Указаниям по определению номинальной мощности отопительных котлов и котлоагрегатов», достигают предела, в остальные находятся в допустимых границах. Нормируемыми параметрами являются: КПД котла, требуемое разрежение за котлом, максимальная температура водяного канала секции и стыкующего ребра, а также температура уходящих газов. Для котлов, предназначенных для работы на твердом топливе, в качестве испытательного топлива был выбран слабоспекающийся каменный уголь марки «2СС» Кузнецкого бассейна.
Одна из важнейших особенностей сжигания каменных и бурых углей — большой вынос эоловых и сажистых частиц, а следовательно, интенсивное загрязнение поверхностей нагрева. Установлено, что за 150 часов работы резко ухудшаются показатели работы котлов. Отсюда следует вывод; при coздании котлов для работы на каменных и бурых углях и их эксплуатации необходимо обеспечить возможность регулярной очистки поверхностей нагрева.
Как известно, топливо на колосники загружают периодически. Между циклами происходит характерное, особенно для каменных и бурых углей, колебание в составе продуктов сгорании и в скорости выделения тепла в топки. При этом амплитуда колебания зависит как от вида твердого топлива, так и от режима загрузки.
Проведенные в НИИсантехники исследования показали, что при работе на каменном угле примерно через 2—3 мин. после загрузки свежей порции топлива начинается период интенсивного выделения летучих, продолжающийся в среднем 3—4 мин. В это время уходящие газы содержат значительное количество горючих компонентов, обуславливающих существенные потери тепла с химическим недожогом при нормативном среднем значении избытка воздуха.
Поэтому необходимо свести к минимуму периодичность загрузки такого топлива. А этого можно добиться только переходом от ручных на механические топки.
За последние годы в НИИсантехники проведены исследования по сжиганию каменных углей в механической топке, на основе которых разработана топка с шурующей планкой, теплопроизводительностью 1 Гкал/час. Выпуск таких топок освоил Братский завод отопительного оборудования Главсантехпрома Министерства промышленности стройматериалов СССР.
На базе механической топки институт разработал конструкции отопительных котлоагрегатов с механической топкой для сжигания твердого топлива. Опытные образцы прошли эксплуатационные испытания в действующих котельных и показали положительные результаты. Карагандинский завод отопительного оборудования на базе механической топки с шурующей планной и секций котла «Универсвл-6М» освоил выпуск механизированных котлоагрегатов «Универсал-6М». В настоящее время по техническому заданию НИИсантехники Горьковское отделение ГПИ «Сантехпроект» разработал проект котельной с механизированными котлоагрегатами «Братск-1» и «Универсал-6М».
Оснащение котельных механизированными котлоагрегатами позволит исключить тяжелый ручной труд и высвободить из сферы обслуживания котлом значительное число кочегаров, сэкономить тысячи тонн твердого топлива, снизить капитальные затраты за счет повышений единичных мощностей агрегатов, уменьшить загрязнение окружающей среды, т.к. в механизированных котлоагрегатах в 2—3 раза сокращается выброс сажистых и эоловых уносов в атмосферу.
Разработан и утвержден новый ГОСТ 10617—75 «Котлы и котлоагрегаты отопительные чугунные мощностью с 0,1 до 3,0 МВт». Он вводится: на котлы с ручными топками — с 1 января 1978 г., на механизированные и автоматизированные котлоагрегаты — с 1 января 1979 г.
Главная идея ГОСТа — отказ от УПН и переход на измерение котлов в мощности.
За последние годы НИИсантехники в творческом содружестве с рядом организаций провел большой объем научно-исследовательских и конструкторских работ по автоматизированным котлоагрегатам для газообразного и жидкою топлива и комплектующих к ним. На базе котлов шатрового типа разработаны автоматизированные котлоагрегаты «Универсал-6М» и «Минск-1» для работы на газообразном и жидком топливах. Однако их производство на предприятиях Главсантехпрома не организовано из-за трудностей комплектации.
Вместе с тем, начиная с 1973 г., Минский завод отопительного оборудования выпускает специализированные автоматизированные котлоагрегаты для работы на газообразном топливе — ГАЗ-900. Минский завод, в соответствии с возможностями комплектации, будет постоянно наращивать их производство. В объем поставки котлоагрегатов входит: пакет секций, гарнитура, арматура, горелки с форкамерой, автоматика, дымосос.
Завод осваивает выпуск также специализированного котлоагрегата «Факел» для работы на легком жидком топливе, в комплект поставки которого будет входить блочная автоматизированная форсунка. Его теплопроизводительность — 0,63 Гкал/ч при КПД — 87%.
Братский завод отопительного оборудования в 1978 г. приступает к выпуску механизированных котлоагрегатов «Брянск-1», работающих на каменных и бурых углях. Его теплопроизводительность — 0,86 Гкал/ч при КПД — 77%.
В настоящее время предприятия Главсантехпрома МПСМ СССР не выпускают стальные трубчатые котлоагрегаты, в основном из-за отсутствия фондов на трубы и необходимых производственных мощностей, вместе с тем стальные (рубчатые водогрейные котлы небольшой мощности с низкими теплотехническими показателями изготавливаются в немалом количестве кустарными методами на ряде заводов страны и в многочисленных мастерских совхозов и колхозов. В этой связи представляется целесообразным решить вопрос о перераспределении труб в масштабах страны с их выделением Главсантехпрому и организацией на его заводах выпуска высокоэффективных котлоагрегатов для работы на каменных и бурых углях.
Такой водогрейный котлоагрегаг КТ-263 разработан и испытан в НИИсантехники. Его показатели при роботе на каменных углях: теплопроизводительность — 2,5 Гкал/ч, КПД — 77%, t г. в. — 115°.
Еще больший экономический эффект может быть достигнут при внедрении в сельскохозяйственное строительство стальных трубчатых водогрейных котлоагрегатов КТ-281 на повышенные параметры теплоносителя (130—150°). Теплопроизводительность такого котлоагрегата при работе на каменном yгле — 2,0 Гкал/ч при КПД —77%.
Назад в раздел
