WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |

Руководство по энергоэффективности

http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=359

(Сокращенно)

Energy Efficiency Handbook /Alliance to Save Energy, Council of Industrial Boiler Operators, U.S. DOE Office of Industrial Technologies. 1998. 64 p.

Котловая вода Две проблемы отложения на трубах (накипь) и коррозия. Часто бывают взаимосвязаны.

Накипь возникает в результате реакции кальция, магния и кремния с металлом труб и образует твердый слой на их внутренней поверности, препятствуя теплопередаче. Чтобы преодолеть тепловое сопротивление накипи, приходится повышать температуру труб. Это приводит к их перегреву и образованию трещин. Слой накипи толщиной 3 мм вызывает потерю 23% тепла. В общем, накипь понижает кпд котла на 1012%. Накипь, также, образуется в экономайзерах, насосах питательной воды и в связанных с ними трубопроводах. Обычно, накипь не образуется в системах, где применяется деминерализованная вода.

Наиболее сложно удалять кремниевую накипь, образующую на поверхности труб гладкий стеклообразный слой. Хорошие результаты дают очистители на базе фтористоводородной кислоты. Уменьшение концентрации кремния достигается за счет предварительной обработки воды и надлежащей продувки котла. В котловой воде для котлов низкого давления (менее 40 кг/см2) отношение гидратной щелочности к содержанию кремния должно поддерживаться на уровне не менее 3 : 1.

Еще одним отрицательным последствием накипи является местная коррозия. Наиболее подвержены местной коррозии в результате отложения накипи котлы, у которых удельная теплопередача превышает 200 000 ккал на 1 м2 эффективной расчетной излучающей поверхности в час.

Твердые отложения окислов железа образуются ближе к поверхности труб, а поверх них образуется слой мягких пористых отложений окислов железа. Котловая вода, которая просачивается через пористые участки, мгновенно вскипает, оставляя возле этого участка нерастворенные твердые вещества, такие как каустики и клешнеобразные соединения. Их концентрация на этих участках может увеличиться до 1 000 мг на кг воды даже при нормальной концентрации данных веществ в общем объеме котловой воды. Результат резкое ускорение растворения металла и разрушение труб.

Очевидно, что наиболее эффективным противодействием будет устранение примесей железа из питательной воды и конденсата до того, как они попадут в котел. Обработка воды и конденсата полимерами, фосфатами и клешнеобразными соединениями может свести отложения окислов железа к минимуму.

Растворенный кислород вызывает точечную коррозию поверхностей компонентов котла, образуя мелкие кратеры на поверхности металла. Некоторые из этих кратеров продолжают увеличиваться до возникновения свищей и остановки котла. С повышением температуры агрессивность кислорода повышается.

Удаление кислорода из питательной воды производится в деаэраторе и при помощи поглотителей кислорода. После хорошо работающего деаэратора питательная вода имеет менее 15 мкг кислорода на 1 кг воды. Остаточные следы кислорода можно удалить при помощи поглотителей кислорода, наиболее распространенным из которых является сульфит натрия, хотя есть ряд органических поглотителей, которые действуют не менее хорошо. Однако, поглотители кислорода не могут заменить деаэратор. Если содержание кислорода выше 50 мкг/кг, поглотители кислорода не могут предотвратить кислородную коррозию.

Наиболее типичными причинами коррозии является присутствие в конденсате двуокиси углерода и кислорода. Газообразная СО2, присутствующая в паре, не агрессивна. Но, растворяясь в конденсате, она образует агрессивную угольную кислоту, понижает рН конденсата и способствует кислотной коррозии, в то время как кислород непосредственно разрушает металл. Источником СО2 являются соли угольной кислоты, находящиеся в воде, превращающейся в пар. Деминерализация воды служит более эффективной зашитой, чем ее умягчение.

Щелочная агрессия.

Проявляется в двух формах щелочное разупрочнение и щелочная хрупкость металла. Щелочное разупрочнение приводит к образованию глубоких эллиптических проседаний металлических поверхностей котла, которые возникают в зонах наибольших тепловых потоков или под толстым слоем пористых отложений, таких как окислы железа. В зонах пористых отложений концентрация щелочей резко повышается, вызывая местную коррозию. Она развивается очень быстро и может вызвать аварию через несколько дней или даже через несколько часов. Необходимо тщательно контролировать химсостав воды. Щелочное разупрочнение может возникнуть, если свободная гидроксильная щелочность поддерживается на высоком уровне или не контролируется. С другой стороны, если не допускать скопления пористых отложений (окислов железа), то не будет зон, где возникает щелочное разупрочнение.



Щелочная хрупкость форма коррозионного разрушения напряженных участков, когда возле нагретых и напряженных стальных поверхностей образуется высокая концентрация щелочи. Такое разрушение происходит быстро и незаметно, вызывая тяжелые аварии. Данному виду коррозии подвержены все элементы котла, включая даже болты. Для предотвращения этого вида коррозии необходимо не допускать возможности повышения концентрации щелочи. Поддерживая излишнюю щелочность свободных гидроксильных групп при применении щелочи для регенерации анионообменных смол и регулирования величины рН котловой воды, можно вызвать местное резкое повышение концентрации щелочи.

Кислотная агрессия Возникает при падении рН ниже 8,5. Результат питтинговая коррозия вплоть до образования свищей. Присутствие отложений окислов железа усиливает коррозию. Причина возникновения загрязнение питательной воды и/или конденсата кислотой или кислотообразующими веществами. Средство предотвращения непрерывный мониторинг рН питательной воды.

Предпочтительные предельные концентрации химических веществ в воде Рабочее давление в барабане, бар до 21, Питательная вода Свободный О2, мг/л < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, Железо, всего, мг/л < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, Медь, всего, мг/л < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, Жесткость, общ мг/л < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, н/о н/о рН при 25оС 8,3 10, 8,3 10, 8,3 10, 8,3 10, 8,3 10, 8,8 9, 8,8 9, 8,8 9, Химикаты для защиты предподогревателя н/н н/н н/н н/н н/н щ щ щ Нелетучие ТОС, мг/л < < < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, Масла, мг/л < < < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, < 0, Котловая вода Кремний, мг/л эквив SiO < < < < < < < < Общая щелочность < < < < < < н/н н/н Щелочность свободных ОН*1, мг/л н/н н/н н/н н/н н/н н/н н/о н/о Твердые вещества в паре, мг/л не более 1,0 2, 1,0 2, 1,0 2, 0,5 1, 0,5 1, 0,5 1, 0, 0, н/о не обнаруживается; н/н не нормируется; *1 ) = СаСО3; щ применять только щелочь Применяются и другие способы обработки котловой воды.

Продувка котла Определение рациональной интенсивности продувки котла является критическим фактором. Слишком большая интенсивность потеря тепловой энергии и увеличение затрат на химикаты для обработки воды. Слишком малая увеличение концентрации примесей. Однозначного и простого правила для определения рациональной интенсивности продувки не существует, так как состав воды сильно отличается в зависимости от местности. Она может колебаться от 1 до 25% от расхода питательной воды. Однако, есть несколько общих принципов, позволяющих добиться эффективности продувки.

· В котлах барабанного типа качество воды должно регулироваться продувкой из парового барабана. Предпочтительна непрерывная продувка.

· В тех же барабанных котлах продувка из грязевика или нижнего коллектора выводит из котла взвешенные твердые вещества. Пытаясь регулировать концентрацию загрязнений при помощи продувки из этих зон, можно сильно нарушить циркуляцию и вызвать аварию котла. Продувка снизу должна быть кратковременной и проводиться периодически. Периодичность зависит от конструкции котла, условий эксплуатации и скорости накопления взвешенных твердых веществ.

· Для дымогарных котлов продувка может быть либо непрерывной, либо периодической. Она может проводиться непосредственно изпод поверхности воды или с нижней части котла. Тип, частота и продолжительность продувки зависит от конструкции котла, условий эксплуатации, типа химобработки воды.

Наиболее эффективным решением будет непрерывная продувка через устройство для утилизации тепла. Сейчас имеются технические средства, которые окупаются уже при величине продувки всего лишь 230250 кг/час и более.





Для защиты от коррозии системы возврата конденсата, применяются смеси нейтрализующих аминов и пленочные амины. Они добавляются к котловой воде или вводятся непосредственно в пар. Тонкая защитная пленка из аминов практически не влияет на теплопередачу.

Какова выгода от правильно подобранной системы водоподготовки Например, владелец предприятия в Аризоне сэкономил почти 100 000 долларов в год, заключив со специализированной фирмой по химобработке воды контракт на обследование шести холодильников данного предприятия, которое тратило более 50 000 долларов в год на химикаты для водоподготовки. Специалисты привлеченной фирмы посчитали эти затраты неоправданно высокими и провели компьютерный анализ результатов обследования. Обнаружилось, что один из холодильников работал с кпд около 56% от максимального. Одной из обнаруженных причин низкой эффективности было загрязнение трубок отложениями. После обработки соответствующим очистителем, кпд вырос до 99,5%. Владелец предприятия сразу же заказал фирме разработку технологии очисти всей системы. Другой из обнаруженных причин было большое количество грязи и биологических отложений на пяти градирнях предприятия. Они были удалены при помощи насадок высокого давления. В результате мер по очистке и применению новой технологии водоподготовки, владелец предприятия будет экономить около 26 000 долларов в год только на затратах на химикаты. Еще 70 000 долларов в год планируется сэкономить за счет энергии, расход которой уменьшился за счет очистки теплообменных поверхностей труб конденсоров. В сумму экономии еще не включена стоимость 9,5 тысяч м3 воды, которая экономится за счет более эффективной работы градирен после очистки.

Процесс сгорания топлива Можно выделить несколько проблем, являющихся общими для всех типов котлов.

Подсос воздуха Подсос воздуха через различные неплотности снижает кпд котла. Хорошим способом выявления таких неплотностей является сжигание дымовой шашки в топке холодного котла во время регламентных работ. Выявленные места просачивания дыма следует сразу же уплотнить. Как правило, выявление мест подсоса воздуха нужно производить как только повышается содержание кислорода в отходящих газах, либо увеличивается их объем, либо понижается их температура.

Полезные советы Наименьшая температура, до которой можно охлаждать дымовые газы зависит от типа используемого топлива и составляет около 121оС для природного газа, 150оС для угля и низкосернистого мазута, 178оС для высокосернистых мазутов. Эти пределы устанавливаются для предотвращения конденсации и коррозии.

Температура воздуха, подаваемого в топку Температура воздуха, подаваемого в топку, чрезвычайно сильно влияет на кпд котла. Изменения температуры воздуха вызывают либо увеличение избытка воздуха, либо понижение избытка воздуха.

Увеличение избытка воздуха приводит к увеличению потерь энергии, к повышению температуры дымовых газов и к снижению кпд котла.

Снижение избытка воздуха приводит к неполному сгоранию топлива, к интенсивному образованию сажи и к потере топлива.

Для сокращения этих потерь, горелки современной конструкции настраиваются на работу с максимальной эффективностью при 15% избытка воздуха. Эта величина может колебаться в зависимости от конструкции котла и типа топлива. Однако, она не может оставаться постоянной. Сезонные изменения температуры изменяют величину избытка воздуха. Влияние изменения температуры воздуха на величину избытка воздуха приведены в таблице:

Температура воздуха, оС Избыток воздуха, % 4, 25, 10, 20, 26, 15, Первоначальная настройка 37, 9, 48, 1, Как видно из таблицы, понижение температуры воздуха, подаваемого в топку, на 17оС повышает величину избытка воздуха на 5%, а понижение температуры воздуха на 22оС повышает эту величину на 10%.

Первичными признаками этих нарушений являются изменения формы и цвета факела, звук работы горелки. Удовлетворительные результаты дает применение газоанализатора содержания О2. Наибольшая эффективность котла достигается при применении автоматической системы уравновешивания избытка кислорода, отсутствующей на котлах старой конструкции.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.