Акция: Купить котел, насос, конвектор, теплый пол, водонагреватель, радиатор, кондиционер со СКИДКОЙ 5%
Теплогенераторные модули, отопление, Аргус-сервис
Teplocom Car Logo
Интернет-магазин Скидка 5% + Промышленное Доставка и оплата Статьи Модульные котельные Купить в кредит Дропшиппинг О нас
Киев: (044) 362-4000, (067) 472-0377
 Статья детально

Как избежать напряжений в конструкциях жаротрубных паровых котлов (Статья "Аква-Терм", №06, 2008, П. Кеберлейн)


Статья из раздела: Статьи про ВОДОСНАБЖЕНИЕ


Сегодня насыщенный пар находит применение во множестве отраслей. В пищевой промышленности и производстве напитков с его помощью поддерживаются процессы разогрева, варки и чистки; текстильные предприятия используют пар при обработке и отделке материалов, прачечные и химчистки - при стирке, глажке, сушке. В больницах очищенным паром стерилизуют операционные наборы; с помощью пара работает кухня, он идет на увлажнение воздуха при кондиционировании. Производство стройматериалов нуждается в насыщенном паре для реализации большого числа процессов, например при автокла-вировании силикатного кирпича. В бумажной, картонажной, химической, фармацевтической промышленности и многих других пар трудно заменить иным теплоносителем.
Наибольшая часть промышленных и муниципальных потребителей нуждается в насыщенном или слегка перегретом (давление - до 30 бар, температура - до 300 °С) паре в объеме не более 200 т/ч. Для его производства, как правило, используют один или несколько паровых котлов жаротрубной конструкции с газовой или жидкотопливной горелкой. В упомянутом спектре применения они и удобнее, и экономичнее водотрубных котлов.
Эксплуатация современных паровых котлов жаротрубного типа не вызывает особенных сложностей. Тем не менее они часто подвергаются ряду, в сущности, предотвратимых воздействий, которые оказывают решающее влияние на надежность и долговечность котлов. Говоря о причинах этого, в пепвую очередь следует назвать недостаточное качество воды, ошибки в проектировании и наладке, а также влияние со стороны потребителя












Рис.1. Последствия недостаточного
контроля жесткости питающей воды
Качество воды
Недостаточное качество воды, вызывающее коррозию или об-разование отложений (рис.1), стоит на первом месте в статистике причин повреждений котлов. Процессы, протекающие в этих случаях, общеизвестны, и автор посчитал возможным не рассматривать их в данной статье. Часто «плохое» качество воды может быть результатом недостаточного контроля ее параметров, отсутствия специальных знаний у персонала, ошибок в оценке результатов измерений или непринятия мер при обнаружении отклонений.
Для предотвращения повреждений из-за недостаточного качества воды требуется в первую очередь поддержание параметров воды, указанных производителем котельного оборудования. Наряду с использованием необходимых компонентов системы водоподготовки, следует также заботиться о своевременном получении достоверных данных о качестве воды.
Наилучшим образом это обеспечивается с помощью полностью ав-томатизированных устройств анализа, которые регистрируют и контролируют такие параметры воды, как жесткость, проводимость, значение рН, контролируют чистоту конденсата. Таким устройством является, в частности, модуль LWA производства Loos International.
Ошибки в проектировании и наладке
1
. Завышена производительность котла. Эта проблема часто обнаруживается в старых котельных, где потребление пара сокращено в результате упразднения части потребителей или снижения использования тепла в результате осуществления энергосберегающих мероприятий. При проектировании новых установок она также может иметь место, если неправильно оценены коэффициенты одновременности работы потребителей или в расчетах заложен слишком большой запас по мощности.


















Рис.2. Передача тепла на сильно
нагруженных поверхностях нагрева
в результате образования паровых
пузырей
Последствием значительно меньшего потребления пара относительно производительности котла станут частые включения и выключения горелки. Что в свою очередь вызывает температурные колебания, которые могут стать предельными, особенно у котлов с газовыми горелками и большим временем продувки.
Горелки обеспечивают в топочной камере температуру 1400-1700 °С. Во время фазы продувки, предписанной перед каждым розжигом горелки, из котельного помещения в топку поступает воздух температурой 20-30 °С. Это вызывает охлаждение горячих поверхностей нагрева. Затем зажигается горелка и в большинстве случаев очень быстро получает сигнал увеличить нагрузку до максимума. В предельно малых фазах нагрузки ее снова отключают уже во время набора мощности, чтобы потом - часто совсем вскоре - снова продуть и разжечь.
Это вызывает различное расширение топочной камеры и обшивки котла, а значит - напряжение в конструкции. Со вре-менем работа в таком режиме может привести к усталости материала. Страдает и экономичность, так как каждая продувка означает существенную потерю тепла.
Поэтому нужно стремиться к тому, чтобы число цикло переключения горелки не прившало четырех за час.
Для это рекомендуются:
  • оснащение горелки устройством регулирования, задерживающим мгновенный выход горелки на максимальную мощность при старте;
  • применение регуляторов мощности, позволяющих неограниченное время удерживать горелку на малой нагрузке;
  • использование горелок с широким диапазоном регулирования мощности;
  • согласование мощности горелки с действительными потребностями, т.е. ее модификация или замена на менее мощную.

2.Слишком мала разница между давлением включения и выключения горелки.
Регулирование мощности парового котла осуществляется на основе данных о давлении пара в котле. Если оно ниже минимального из заданных предельных значений, происходит включение горелки. Превышение верхнего порога вызывает ее отключение. Задание чересчур узкого диапазона между Рвкл и Рвыкл приводит к следующему:

  • скачки давления вызывают частые включения и выключения горелки, а значит, описанное выше термоциклирование со всеми его негативными последствиями;
  • поддержание давления в узком диапазоне регулирования требует в принудительном порядке точного регулирования мощности. Наряду с высоким износом исполнительных механизмов горелки, это вызывает досрочный износ материала поверхностей нагрева.

Опыт показал, что с выставлением разницы 10-15 % (в зависимости от типа регулятора горелки и рабочего давления котла) между значениями давления включения и выключения горелки (по отношению к максимально допустимому давлению котла) данные проблемы будут надежным образом устранены.
3. Задано слишком малое время реакции регулятора мощности и позиционирования горелки. Современные менеджеры горения позволяют варьировать время позиционирования горелки, т.е. продолжительность перехода от малой нагрузки к большой. Одновременно посредством изменения параметров регулирования мощности можно влиять на скорость
реагирования горелки при отклонении контролируемых величин от заданных значений. Однако жаротрубные котлы представляют собой сравнительно инертную систему.
Настройка регулятора мощности на слишком быстрое реагирование, возможно, в сочетании с очень малым временем позиционирования горелки ведет к быстрому генерированию тепла в жаровой трубе. Перенос этого тепла от поверхностей нагрева осуществляют, прежде всего, поднимающиеся в паровое пространство паровые пузыри (рис. 2). Однако их образование происходит с небольшим запаздыванием по времени. Последствиями такого несовпадения являются кратковременные местные перегревы и дополнитель¬ное термоциклирование, ускоряющие износ материала обогреваемых стенок котла.
В этой ситуации настоятельно рекомендуется доверять ввод котла в эксплуатацию с настройкой горелки и регулировочных характеристик только обученному персоналу.
4. Отсутствие программы автоматического последовательного управления многокотельными установками. Задача включения и выключения котлов при изменении нагрузки ложится в данном случае на оператора. Последствиявозможных несвоевременных действий персонала можно оценить по диаграмме, представленной на рис. 3. Регистрирующие приборы показывают, что в течение всего периода времени требуемый расход пара мог быть обеспечен котлом производительностью 10 т/ч. Частые и кратковременные включения котла 2 производительностью 8 т/ч, сопровождающиеся термоциклированием, абсолютно излишни.

Диаграмма производительности котельной установки











Рис.3. Диаграмма производительности
котельной установки с двумя паро-
генераторами, не оснащенной програм-
мой последовательного управления
Диаграмма выявляет также взаимное влияние котлов: когда котел 1 снижает свою производительность, котёл 2 увеличивает выработку пара, и наоборот. Котлы работают «друг против друга», и беспрепятственная транспортировка тепла от поверхностей нагрева не может больше гарантироваться. Поэтому наличие программы последовательного управления рекомендуется для котельных установок уже с двумя парогенераторами и совершенно необходимо, когда их число - три или более.
Вид последовательного управления (подключение и отключение котлов в зависимости от расхода или давления пара), с одной стороны, зависит от числа котлов, с другой - от того, какие колебания давления допустимы для потребителя. Управление по расходу пара обеспечивает значительно меньшую амплитуду этих колебаний.
Также нужно обращать внимание на следующие моменты:

  • парогенераторы в многокотельных установках должны быть гидравлически отделены друг от друга (например, по-средством обратной арматуры), что препятствует их взаимному влиянию;
  • уже при проектировании нужно предусмотреть оснащение ведомых котлов нагревательным змеевиком, находящимся в донной части. Это позволит избежать температурного расслоения котловой воды во время фазы поддержания в «горячем» состоянии.
Опасные режимы эксплуатации и влияние потребителя
1. Частый запуск котла из холодного состояния.
Естественная циркуляция в пределах котлового объема


















Рис.4. Естественная циркуляция в
пределах котлового объема            

Запуск из холодного состояния обусловливает самую большую меха-ническую нагрузку на корпус котла. Причина - большая разница температур между жаровой трубой и обшивкой котла при холодном запуске, по сравнению с режимом нормальной эксплуатации при рабочей температуре.
Вызванное тепловым расширением смещение жаровой трубы относительно корпуса котла в процессе запуска ведет к значительному дополнительному напряжению. Эта нагрузка еще более усиливается, если во время запуска невозможно никакое или возможно только очень незначительное образование паровых пузырей, что случается, например, при закрытой арматуре отбора пара. Обычно протекающей в корпусе парового котла естественной циркуляции воды (рис. 4) не происходит, и ее температурное расслоение (внизу - холодно, наверху - горячо) вызывает дополнительное напряжение. При очень частых холодных запусках эти переменные нагрузки могут вести к трещинам в материале или - в худшем случае - к его разрушению.

Рекомендации по снижению пусковой нагрузки:
  • запуск котла из холодного состояния и доведение до рабочей температуры, по возможности, следует осуществлять при наименьшей мощности горелки;
  • во время процесса запуска незначительное количество пара должно иметь возможность постоянно покидать котел, чтобы вытеснением паровых пузырей обеспечивалась естественная циркуляция воды;
  • идеальный вариант - реализация автоматической пусковой схемы, которая, в зависимости от температуры воды и давления, регулирует режим работы горелки и мощность так, что нагрузки сокращаются до минимального уровня.

2. Длительное нахождение котла в режиме Stand-by. Поддержание котла в «горячем» состоянии, но без отбора пара (режим Stand-by) происходит, например, в многокотельной установке, когда ведомый котел не используется. В зависимости от реализуемой программы управления при этом либо закрывается главный паровой вентиль, либо ведомый котел настраивается на более низкое, чем в сети, давление. В рабочий режим котел переключают лишь спорадически (от случая к случаю), чтобы компенсировать потери тепла. Если данное состояние поддерживается в течение долгого (более трех дней) времени, в котле начинает устанавливаться температурное расслоение.













Рис.5. Использование регулируемого
нагревательного змеевика для пред-
отвращения температурного
расслоения воды
 
При переводе котла в нормальный режим работы, реагирующая на высокое рабочее давление (горячая верхняя область) автоматика распознает его как имеющийся в распоряжении и в случае поступления соответствующего запроса в очень короткое время выводит го-
релку на работу с высокой мощностью. В сочетании с температурным расслоением это вызывает напряжение, о котором говорилось выше.
Возможное решение данной проблемы - монтаж на дне котла нагревательного змеевика (рис. 5), позволяющего избежать вредных температурных расслоений в толще воды. Нагрев этого теплообменника осуществляется паром, и реализовать данный вариант можно в многокотельных  установках или при наличии других надежных источников пара.
3. Колебания давления в результате сильных перепадов потребления.
При высоких скоростях изменения нагрузки и сильных колебаниях давления необходимое для отвода тепла от поверхностей нагрева образование паровых  пузырей  может  затрудняться;  многочисленные маленькие пузыри могут объединяться в большие, задерживающиеся на поверхностях нагрева и    благоприятствующие появлению зон местного перегрева. По этой причине для котельных установок, снабжающих потребителей с резко меняющейся нагрузкой, должны быть приняты особенные меры, которые позволят ограничить колебания давления в котле независимо от потребителя.
Вот некоторые из них:

  • более высокая степень защиты котла по давлению и применение редукционной установки, монтируемой между котлом и потребителем;
  • применение аккумуляторов пара для пиков нагрузки;
  • применение парового вентиля, защищающего котел от слишком сильного падения давления.

Резюме
Перечисленные причины возникновения дополнительных напряжений в конструкции котла указывают на то, что задача их недопущения носит комплексный характер. Она решается на всех этапах - от проектирования, изготовления и монтажа установки до ее эксплуатации.
По причине определенной сложности паровых котельных установок необходимо непременно обратить внимание на сле-дующие моменты:

  • проектирование паровых котельных установок должно проводиться только квалифицированными и опытными сотрудниками специализированных фирм, так как большинство возможных ошибок можно избежать уже на этом этапе;
  • качество примененных котлов, горелок и дополнительного оборудования играет решающую роль в безупречной и безотказной эксплуатации всей установки;
  • правильный монтаж установки требует компетентного исполнителя, хорошо представляющего себе совместную работу различных компонентов котельной;
  • методы эксплуатации и обслуживания паровой котельной установки имеют большое значение и отчетливо сказываются на ее долговечности;
  • значительным преимуществом всегда является договор с производителем котла о его техническом и сервисном обслуживании с удаленным мониторингом неисправностей.

(Статья "Аква-Терм", №06, 2008, П. Кеберлейн)


 Все статьи по данной тематике
Статьи про ВОДОСНАБЖЕНИЕ
 · Системы горячего водоснабжения для коттеджей (Стаття "Аква-Терм", №03,2008, А. Тишаев)
 · Как избежать напряжений в конструкциях жаротрубных паровых котлов (Статья "Аква-Терм", №06, 2008, П. Кеберлейн)
 · Обладнання для нагрівання господарчо-питної води (Стаття"М+Т", №02,2005, Роберт Вайдер)
 · Матеріали для труб та сфера їх застосування (Стаття "М+Т", №04,2004, Дітер Вайдер)
 · Запобігання корозійним пошкодженням (Стаття "М+Т", №04,2008)
 · Легіонели у питній воді (Стаття "М+Т", 4,2008)
 · "Водяное перемирие в каменных джунглях" (© "Литвинчук Маркетинг")
 · "Если в кране нет воды..." (© Литвинчук Маркетинг)
 · "Системы принудительного канализирования стоков. Обзор рынка" (Журнал "С.О.К." 21.08.2005)
 · "Циркуляционные насосы с синхронным двигателем" (журнал "Акватерм" №18 ,12.2005)
 · "Как выбрать водонагреватель?" (по материалам компании "Водная Техника")

 Каталог товаров
·  КОТЛЫ ОТОПИТЕЛЬНЫЕ
·  Насосы
·  Колонки водонагреватели
·  Камины
·  Тепловые насосы
·  Конвекторы
·  Водонагреватели бойлеры
·  Тепловентиляторы
·  Инфракрасный обогрев
·  Нагревательный кабель, мат - Теплый пол
·  Модульные котельные газовые и твердотопливные
·  Газовая запорно-регулирующая арматура
·  Тепловые завесы
·  Фильтры очистки воды, системы обратного осмоса
·  Расширительные баки, баки-аккумуляторы
·  Горелки газовые
·  Осушители воздуха
·  Ветрогенераторы
·  Солнечные установки (Гелиосистемы)
·  Вентиляторы
·  Дизельные генераторные установки
·  Запасные части и комплектующие
·  Стабилизаторы напряжения, инверторы и ИБП
·  Кондиционеры
·  Очистители воздуха
·  Полотенцесушители
·  Преобразователи частоты
·  Радиаторы
·  Регуляторы, автоматика для отопления и водоснабжения
·  Сепараторы воздуха и шлама, гидрострелки
·  Теплообменники
·  Трубопроводная арматура (запорная)
·  Проектирование внутренних инженерных систем
·  Снято с производства

 Торговые марки
Все торговые марки

AE TECHNLOGY - преобразователи частоты, регулируемые электроприводы
AIRELEC BASIC - электрические конвекторы
AIRWELL - кондиционеры сплит-системы
ALF - инфракрасные обогреватели
AMCOR - осушители воздуха
AQUAFILTER - фильтры
ARISTON - водонагреватели электрические накопительные
ATLANTIC - электрические конвекторы
ATMOS - котлы твердотопливные, котлы пиролизные
ATOLL - фильтры систем обратного осмоса
BALLU - осушители воздуха
BAXI - котлы газовые
BIASI - газовые настенные и стационарные (напольные) котлы
BIOKAITRA - пеллетные котлы
BONGIOANNI - газовые котлы
BOSCH - колонки, газовые, твёрдотопливные и конденсационные котлы
BUDERUS - газовые и твёрдотопливные котлы, водонагреватели
BURGMANN - торцевые уплотнения
CHAFFOTEAUX & MAURY - газовые, конденсационные котлы, водонагреватели, колонки
CHALLENGER - аккумуляторы для ИБП
CUMMINS - дизельные генераторные установки
DAIKIN - кондиционеры, очистители воздуха
DAKON - твёрдотопливные пиролизные котлы
DANFOSS - трубопроводная (запорная) арматура, терморегуляторы, автоматика
DEVI - электрический теплый пол, защита от льда, полотенцесушители...
DREIZLER - горелки газовые
E.C.A. - котлы газовые, конденсационные, твёрдотопливные
ECO - инфракрасные обогреватели
ECOR PRO - осушители воздуха
ECOSOFT - системы фильтрации воды и водоподготовки
EKOTEZ - осушители воздуха
ELEKS - стабилизаторы напряжения
EMU-WILO - насосы погружные, промышленные насосы
EUROHEAT VOLCANO - тепловые вентиляторы и завесы
EUROTHERM-КОЛВИ - котлы твёрдотопливные стальные, аккумуляционные ёмкости
EXA-POWER - инверторы напряжения и ИБП
FERROLI - газовые и твердотопливные котлы
FLAMINGO - электрические конвекторы
FLAMINGO-AERO - ветрогенераторы
FLOWAIR - тепловые вентиляторы
FRICO - инфракрасные обогреватели, тепловые завесы, тепловентиляторы...
FUJITSU - кондиционеры, очистители воздуха
GALANZ - кондиционеры сплит-системы
GESAN - дизельные генераторные установки
GRUNBECK - фильтры, системы обратного осмоса
HARGASSNER - твёрдотопливные пеллетные котлы
HERMANN - газовые котлы
HOTWELL - газовые промышленные котлы
HYUNDAI - преобразователи частоты, регулируемые электроприводы
IMMERGAS - газовые котлы
IMP PUMPS - циркуляционные насосы для систем отопления и водоснабжения
JUNKERS - газовые котлы, колонки (водонагреватели)
KERMI - стальные радиаторы
KLIMA HITZE - бойлеры водонагреватели навесные
KORAD - стальные радиаторы
KORADO - стальные радиаторы
KRIGER - котлы твёрдотопливные стальные
KROMSCHRODER (ELFATHERM) - регуляторы, датчики для отопленияи водоснабжения
LECHMA - каминные топки с водяным контуром, камины
LOGICPOWER - стабилизаторы напряжения
MASTER DESA - тепловентиляторы, нагреватели воздуха
MEIBES - солнечные коллектора, насосные группы
MOEL - инфракрасные обогреватели
NAVIEN - Газовые навесные котлы
PANASONIC - кондиционеры сплит-системы
PROTHERM - газовые, электрические и твёрдотопливные котлы, бойлеры
PROTON - тепловентиляторы, системы воздушного отопления
REFLEX - расширительные баки, бойлеры, водонагреватели
REGULUS - медно-алюминиевые радиаторы
ROBUR - газовые тепловые вентиляторы
RODA - твердотопливные котлы
SALICRU - источники бесперебойного питания
SALMSON - насосы циркуляционные
SALUS CONTROLS - регуляторы и автоматика для систем отопления
SAUNIER DUVAL - газовые котлы
SCHULZ - теплоаккумулирующие емкости
SEEPEX - шнековые насосы промышленные
SEITRON - термостаты электромеханические, хроностаты цифровые программируемые
SINPRO - блоки, источники бесперобойного питания
SMARTWAY - кондиционеры сплит-системы
SONNIGER - газовые тепловентиляторы
SPIROVENT - сепараторы воздуха и шлама, воздухоотводчики
STROPUVA - котлы твёрдотопливные
SWEP - теплообменники пластинчатые паяные
TEPLOBAK - емкости аккумуляционные
THERMAKS - теплообменники пластинчатые разборные
THERMONA - газовые, электрические и твёрдотопливные котлы, каскадные котельные, солнечные системы
UFO - инфракрасные обогреватели, вентиляторы
UNICAL - котлы стационарные водогрейные
VAILLANT - котлы газовые, водонагреватели электрические проточные
VENTURA - аккумуляторы для ИБП
VERIA - электрический теплый пол, кабели и маты
VIADRUS - котлы промышленные газовые, твёрдотопливные, универсальные
VIESSMANN - газовые котлы...
VOLTER - стабилизаторы напряжения
VTS - тепловые завесы
WEISHAUPT - горелки газовые
WESTEN - котлы
WILO - насосы циркуляционные, глубинные, дренажные, насосные станции, промышленные насосы
АРГУС-СЕРВИС - блочные котельные ТМ (теплогенераторы модульные)
КОЛВИ - котлы газовые жаротрубные
КОНВЕКТОР - конвекторы в пол

 Поиск по сайту
Искать:

 Контакты
КИЕВ
доставка по Украине
доставка по Киеву 
- бесплатная
от 4000 грн

(044) 362-4000
(044) 362-7000
(067) 472-0377 Розничный отдел
(067) 474-0206 Оптовый отдел
E-mail: info@teplo.com

ЧЕРКАССЫ
(0472) 33-00-50
(0472) 33-00-60 (факс)
(067) 470-3148


 Мой заказ
Для того, чтобы оформить заказ, Вам необходимо сначала выбрать интересующие Вас товары, нажимая кнопку "Купить!". Затем Вы сможете распечатать эту выборку или сформировать заказ.

 Ключевые слова

Полный список тематических подборов


 Фото из галереи

Посмотреть все фото

 Статьи и обзоры
Безреагентна установка (М+Т, №05.2004)

"Контрольно-вимірювальні установки від GRUNBECK" ("М+Т", №10.2004)

"Если в кране нет воды..." (© Литвинчук Маркетинг)

"Гідравлічна та економічна одно- та двотрубних систем водяного опалення", ("Данфосс INFO", №01.2005)

"Модульні котельні ефективно вирішать ваші питання теплопостачання" (компанія "Аргус-Сервіc")

"Danfos". Новые программируемые термостатические элементы ("Данфосс INFO" №3,04.2007)

"Новое поколение систем обеспечения микроклимата"("Данфосс INFO" №01.2005)

Вузли підключення радіаторів (Стаття "М+Т", №07,2004, за матеріалами, наданими компанією ІМI International)

Світовий ринок систем опалення (Стаття "М+Т", №08,2008, за матеріалами BSRIA)

Новая серия радиаторных терморегуляторов "DANFOSS" X-TRA СOLLECTION™ ("Данфосс INFO", №1. 01.2009)


Все статьи и обзоры...

Если Вы заметили в тексте на сайте ошибку, пожалуйста выделите её мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Система Orphus

  Top100+ :: TEPLO.com   <Журнал С.О.К. - Сантехника, Отопление, Кондиционирование> ТеплоВики
энциклопедия
отопления
  SpyLOG Rated by MyTOP Rambler's Top100

Киев - Винница - Днепропетровск - Донецк - Житомир - Запорожье - Ивано-Франковск - Кировоград - Луганск - Луцк - Львов - Николаев - Одесса - Полтава - Ровно - Симферополь - Сумы - Тернополь - Ужгород - Харьков - Херсон - Хмельницкий - Черкассы - Чернигов - Черновцы


Интернет-магазин | Скидка 5% | Статьи | Галерея | Монтаж | Документация | Форум | Топ 100 | Промышленное оборудование | Модульные котельные | Поквартирное отопление | Как купить | Доставка | Ссылки | Новости | О нас | Сервисные центры | Карта сайта

Авторское право ТеплоКом © 2004-2017. Все права защищены.
Разработка ® Denis A. Cherkasov