Требования к котловой воде

Характеристики и качество питательной котловой воды

Организация контроля на классическом паровом котле

Классическая конструкция парового котла предполагает использование трёх видов устройства контроля:

  • Регулирование уровня.
  • Контроль низкого уровня.
  • Контроль высокого уровня.

Регулирование уровня как такового видится необходимой функцией обеспечения корректного добавления требуемого объёма воды в бойлер в нужное время.

Низкий уровень воды сопровождается формированием аварийного сигнала низкого уровня. Для безопасной работы котла сигнализация нижнего уровня воды гарантирует, что сжигание топлива не будет продолжаться, когда уровень воды в котле падает до или ниже заданного предела.

Стандарты автоматических паровых котлов обычно требуют применения двух независимых аварийных сигналов низкого уровня с целью обеспечения безопасности работы. Максимально низкий сигнал двух аварийных сигналов «блокирует» горелку. Для возврата котла в рабочий режим требуется ручной сброс.

ПОПЛАВКОВЫЙ

Уровень воды котлов - методы контроля уровня воды в бойлереКонтроль уровня воды котлов открытой и закрытой конструкции: 1 — зонд нижнего уровня; 2 — зонд верхнего уровня; 3 — уровень воды; 4 — контрольный зонд; 5 — изолятор

Аварийный сигнал высокого уровня – также результат срабатывания сигнализации в условиях, когда уровень воды котла превышает установленный верхний предел. Этим сигналом обычно информируется оператор котла относительно отключения подачи питательной воды.

Применение сигнализации верхнего уровня считается необязательным. Однако использование аварийных сигналов высокого уровня видится разумным, поскольку уменьшает вероятность переноса воды в систему распределения пара. Этот момент, в свою очередь, предотвращает риск гидравлических ударов в котле.

Важность давления

Большинство систем центрального отопления закрыты. Это означает, что нет открытых вентиляционных отверстий для размещения расширения и сжатия воды, когда она нагревается и охлаждается. Вместо этого система герметизирована и находится под давлением, чтобы компенсировать эти изменения. Давление имеет решающее значение для правильной работы отопления. Важно знать какое давление должно быть в отопительной системе.

У большинства котлов есть способ обнаружения, если давление выключено. Они отключатся, когда давление упадет слишком низко, а некоторые модели сделают то же самое, когда давление будет слишком высоким. Поэтому, если давление слишком низкое, котел выключится, и не будет горячей воды. В качестве альтернативы, высокое давление в котле создает ненужную нагрузку, и система может выйти из строя.

Образование накипи и требования к питательной воде

Вместе с питательной водой в котел поступают различные минеральные примеси. Все примеси, находящиеся в воде, делятся на трудно- и легкорастворимые. К числу труднорастворимых примесей относят соли и гидрооксиды Са и М^. Основные наки-пеобразователи имеют отрицательный температурный коэффициент растворимости (т.е. при повышении температуры их растворимость падает). Накапливаясь в котле по мере испарения воды, эти примеси после наступления состояния насыщения начинают из нее выпадать. Прежде всего состояние насыщения наступает для солей жесткости Са(НС03)2, М§(НС03)2, СаС02, М^С02 и др. Центрами кристаллизации служат шероховатости на поверхности нагрева, а также взвешенные и коллоидные частицы, находящиеся в воде котла. Вещества, кристаллизующиеся в объеме воды, образуют взвешенные в ней частицы — шлам. Вещества, кристаллизующиеся на поверхности нагрева, образуют плотные и прочные отложения — накипь. Накипь, как правило, имеет низкую теплопроводность, составляющую 0,1—0,2 Вт/(м-К). Поэтому даже малый слой накипи приводит к резкому ухудшению условий охлаждения металла поверхностей нагрева и вследствие этого к повышению его температуры, что может привести к потере прочности стенки трубы и ее разрушению. Кроме того, накипь ведет к значительному снижению КПД котла в результате уменьшения коэффициента теплопередачи и связанного с этим повышения температуры уходящих газов.

Концентрация солей натрия в воде испарительной поверхности всегда ниже их предела насыщения. Однако и эти соли могут отлагаться на поверхностях нагрева в тех случаях, когда капли воды, находящиеся в паре и попадающие на поверхности нагрева, испаряются полностью, что имеет место в пароперегревателях.

Соединения железа, алюминия и меди, находящиеся в воде в виде растворенных коллоидных и ультратонких взвесей, также могут откладываться на поверхностях нагрева и входить в состав накипи. Накипи из оксидов железа и меди образуются в зонах высоких местных тепловых нагрузок поверхностей нагрева, чаще всего в трубах экранов.

В котлах высокого давления при давлениях более 7 МПа кремниевая кислота Н25Ю3 приобретает способность растворяться в паре, причем с ростом давления эта способность значительно возрастает. Поступая вместе с паром в пароперегреватель, кремниевая кислота разлагается с выделением Н20. В результате в паре появляется 8Ю2, который, попадая на лопатки паровых турбин, образует на них нерастворимые соединения, ухудшающие экономичность и надежность работы турбины.

Отрицательное влияние на работу поверхностей нагрева оказывает содержание в питательной воде минеральных масел и тяжелых нефтепродуктов, которые могут поступать вместе с конденсатом от производственных потребителей. Отложение низкотеплопроводной пленки масла или нефтепродуктов ухудшает условия охлаждения поверхностей нагрева и оказывает такое же влияние, как и накипь.

На эксплуатацию котла вредное влияние оказывает повышенная щелочность воды, которая приводит к вспениванию воды в барабане. Вспениванию воды способствует содержание в ней органических соединений и аммиака. В этих условия сепа-рационные устройства не обеспечивают отделение капель воды от пара, и вода из барабана, содержащая различные примеси, может поступать в пароперегреватель, создавая опасность его загрязнения. Кроме того, повышенная щелочность может явиться причиной щелочной коррозии металла, а также возникновения трещин в местах вальцовки труб в коллекторы и барабан.

Растворенные в питательной воде агрессивные газы 02, С02 вызывают различные формы коррозии металла, ведущей к уменьшению его механической прочности. Пониженная щелочность воды ускоряет коррозию, и в питательной воде должен поддерживаться определенный ее уровень. В котлах низкого давления требуемый уровень pH поддерживается вводом в питательную воду соды, а в котлах высокого давления — фосфатов или аммиака.

Исходя из вышесказанного предельно допустимое содержание вредных примесей в питательной воде нормируется.

4.3.1

. При эксплуатации котлов должны быть обеспечены:

надежность и безопасность работы всего основного и вспомогательного оборудования;

возможность достижения номинальной паропроизводительности котлов, параметров и качества пара и воды;

экономичный режим работы, установленный на основе испытаний и заводских инструкций;

регулировочный диапазон нагрузок, определенный для каждого типа котла и вида сжигаемого топлива;

изменение паропроизводительности котлов в пределах регулировочного диапазона под воздействием устройств автоматики;

минимально допустимые нагрузки;

допустимые выбросы вредных веществ в атмосферу.

4.3.2

. Вновь вводимые в эксплуатацию котлы давлением 100 кгс/см2 (9,8 МПа)*(1) и выше должны после монтажа подвергаться химической очистке совместно с основными трубопроводами и другими элементами водопарового тракта. Котлы давлением ниже 100 кгс/см2 (9,8 МПа) и водогрейные котлы перед вводом в эксплуатацию должны подвергаться щелочению.

Непосредственно после химической очистки и щелочения должны быть приняты меры к защите очищенных поверхностей от стояночной коррозии.

*(1) Здесь и ниже приведено номинальное значение давления пара на выходе из котла в соответствии с действующими государственными стандартами.

4.3.4

. Пуск котла должен быть организован под руководством начальника смены или старшего машиниста, а после капитального или среднего ремонта – под руководством начальника цеха или его заместителя.

4.3.6

. Заполнение неостывшего барабанного котла разрешается при температуре металла верха опорожненного барабана не выше 160°С.

Если температура металла верха барабана превышает 140°С, заполнение его водой для гидроопрессовки не допускается.

4.3.7

. Заполнение водой прямоточного котла, удаление из него воздуха, а также операции при промывке от загрязнений должны производиться на участке до встроенных в тракт котла задвижек при сепараторном режиме растопки или по всему тракту при прямоточном режиме растопки.

Растопочный расход воды должен быть равен 30% номинального. Другое значение растопочного расхода может быть определено лишь инструкцией завода-изготовителя или инструкцией по эксплуатации, скорректированной на основе результатов испытаний.

4.3.11

. Перед растопкой котла на газе должна быть произведена контрольная опрессовка газопроводов котла воздухом и проверена герметичность закрытия запорной арматуры перед горелками газом в соответствии с действующими инструкциями.

4.3.12

. При растопке котлов должны быть включены дымосос и дутьевой вентилятор, а котлов, работа которых рассчитана без дымососов, – дутьевой вентилятор.

4.3.14

. Растопка котла из различных тепловых состояний должна выполняться в соответствии с графиками пуска, составленными на основе инструкции завода-изготовителя и результатов испытаний пусковых режимов.

4.3.18

. Включение котла в общий паропровод должно производиться после дренирования и прогрева соединительного паропровода. Давление пара за котлом при включении должно быть равно давлению в общем паропроводе.

Этапы водоподготовки котельной

Этапы очистки для котельной можно разделить на следующие виды:

  • Обязательные этапы:
    • Грубая механическая очистка.
    • Умягчение и обессолевание ионообменными смолами, обратным осмосом.
  • Дополнительные этапы – применяют, когда повышено содержание железа, марганца:
    • Аэрация.
    • Обезжелезивание.

Этапы водоподготовки для котельной отличаются в зависимости от вида котла. Приведем несколько примеров.

Подготовка воды для паровых котлов методом двухступенчатого Na-катионирования c предварительным обезжелезиванием:

Подготовка воды для паровых котлов методом обратного осмоса:

Подготовка воды для водогрейных котлов производительность свыше 1 м3/ч:

Механический фильтр

Это фильтр грубой очистки, его задача не только в очистке от крупных частиц, но и в защите остальной системы – последующих фильтров от взвеси. Механический фильтр – это первый рубеж защиты системы водоподготовки, который предотвращает попадание в систему крупного песка, камней, окалины.

Колонна обезжелезивания

Станция аэрации и колонна обезжелезивания работают в связке. Для обезжелезивания используют специальные каталитические загрузки. Засыпка окисляет растворенное железо и пропускает дальше отфильтрованную воду.

Станция аэрации

Если в воде высокое содержание таких элементов, как железо, марганец, то нужна станция аэрации – колонна и компрессор. Принцип аэрации – в подаче кислорода, из-за чего происходит процесс окисления загрязнителей.

Ионообменный фильтр или обратный осмос

Последняя стадия – умягчение и обессоливание воды. В зависимости от степени необходимой очистки применяют ионообменный фильтр или обратный осмос.

Использование ионообменной смолы обойдется дешевле. Если на этом этапе нужно только умягчение, то ионная колонна справится с задачей.

Если вода с повышенным содержанием солей, то используют установку обратного осмоса. Она на 99 % удаляет минеральные соли и загрязнители из воды. Главный недостаток – в высокой стоимости оборудования и в большом расходе воды – примерно половина при фильтровании сбрасывается в дренаж.

Каждый этап водоподготовки котельной важен для очистки и защиты котлов от образования минеральных отложений, которые ведут к поломкам.

Чтобы избежать подобных проблем и лишних трат, рекомендуется обязательное проведение правильного технического обслуживания системы водоподготовки.

4.3.24

. При эксплуатации котлов, как правило, должны быть включены все работающие тягодутьевые машины. Длительная работа при отключении части тягодутьевых машин допускается при условии обеспечения равномерного газовоздушного и теплового режима по сторонам котла. При этом должна быть обеспечена равномерность распределения воздуха между горелками и исключен переток воздуха (газа) через остановленный вентилятор (дымосос).

Когда нужно проверить давление в котле

Обычно давление должно оставаться относительно стабильным, поэтому не нужно проверять его каждый день или неделю. Вместо этого рекомендуется проверять давление в системе хотя бы раз в месяц.

Если отопительный сезон только начался, то стоит проверить давление в котле, чтобы убедиться, что оно будет работать должным образом в предстоящие зимние месяцы. Кроме того, если прокачаны какие-либо радиаторы, стоит проверить давление в котле, чтобы убедиться, что оно не упало слишком сильно.

Оригинал статьи >

4.3.29

. Все котлы, сжигающие твердое топливо в пылевидном состоянии с потерями тепла от механической неполноты сгорания, превышающими 0,5%, должны быть оборудованы постоянно действующими установками для отбора проб летучей золы в целях контроля за указанными потерями. Периодичность отбора проб уноса должна быть установлена местной инструкцией, но не реже 1 раза в смену при сжигании АШ и тощих углей и не реже 1 раза в сутки при других топливах.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...