Птвм-100 - водогрейный котел

Введение

Основными вредными веществами, загрязняющими атмосферу в результате сгорания топлива, являются:

— летучие углеводороды (C_x H_y);

— окись углерода (СО);

— оксиды серы (SO_x);

— оксиды азота (NO_x).

В целом, объем и состав загрязняющих веществ существенно зависит от типа используемого топлива, качества его сгорания, конструктивных особенностей котла и горелки.

Оксиды азота являются единственными загрязняющими веществами, которые не могут быть устранены путем смены типа топлива, поскольку чаще всего они образуются при соединении азота с кислородом в выбрасываемых в атмосферу дымовых газах. Механизм их соединения может быть различным. Под термином «оксид азота» формула NO_x объединяет в себе три вещества:

NO (одноокись азота);

NO₂ (двуокись азота);

N₂O (закись азота).

Выражаясь точнее, именно NO_x являются теми веществами, которые преобладают внутри котла (95 % и более), в то время как большое количество NO₂ образуется только при контакте с низкими температурами, т.е. при выбросе отходящих газов в атмосферу. В соответствии со своим происхождением можно определить три различных механизма образования NО_x.

NO_x теплового происхождения

Данные вещества образуются из азота, присутствующего в воздухе, который используется для сгорания топлива при температуре 1300 °С. Их концентрация прямо пропорциональна температуре пламени, длительности пребывания дымовых газов в зоне высокой температуры, а также зависит от парциального давления кислорода в данной зоне.

Готовые NO_x

Образуются при соединении присутствующего в воздухе молекулярного азота с фрагментами углеводорода, образующихся при разложении топлива на первых стадиях сгорания. Данный процесс особенно способствует образованию NO. Количество выбрасываемого загрязняющего вещества прямо пропорционально концентрации кислорода (т.е. его избытка) и не зависит от температуры.

NO_x, образующиеся из топлива

Данные вещества образуются при реакции органических азотных соединений, содержащихся в топливе с кислородом при температуре сгорания, превышающей 1000 °С. Образование оксидов азота происходит при сгорании жидкого топлива и угля, однако при сгорании метана отсутствует, поскольку последний не содержит азота.

Способы уменьшения NO_x

Образование загрязняющих атмосферу веществ (NO_x) при сгорании топлива зависит, прежде всего, от времени их пребывания в зоне высоких температур, а также от стехиометрии, т.е. избытка кислорода.

Образовавшиеся оксиды азота попадают в атмосферу и соединяются с ней достаточно сложным химическим путем (вступая в реакцию с водяным паром, а также фотохимическими способом). Механизм данной реакции еще до конца не изучен.

Количество coeдинeния N₂O стабильно и остается в атмосфере на долгие годы. Данное вещество вместе с углекислым газом CO₂ и другими вредными выбрocaми способствует образованию парникового эффекта.

Посредством реакции с озоном O₃, одно окись азота NO быстро преобразуется в двуокись NO₂ и кислород O₂. Позднее, двуокись азота NO₂ удаляется из атмосферы. При окислении она преобразовывается в азотистую кислоту HNO₂, и далее в азотную кислоту HNO₃, которая способствует образованию кислотных дождей. Необходимо помнить, что NO₂ является естественной и постоянной составной частью атмосферы (хотя и очень незначительной). В основном она образуется при окислении аммиака во время микробиологических реакций в органических веществах, присутствующих в земле и в воде.

Процесс формирования веществ NO_x сильно зависит от:

-температуры пламени;

-длительности нахождения продуктов сгорания в зоне высоких температур;

-парциального давления кислорода и его концентрации.

Для уменьшения образования веществ NO_x необходимо:

— понизить температуру пламени;

— уменьшить теплонапряженность (кВт/м3), т.е. установить рабочий режим котла ниже номинального;

— сократить время пребывания продуктов сгорания в топке;

— снизить концентрацию кислорода.

С внедрением современных горелок с низким уровнем NO_x появилась возможность дополнительно снизить количество вредных веществ при помощи:

— рециркуляции (дожигания) дымовых газов, при которой часть дымовых газов и воздуха, используемого для сжигания топлива, отбирается и, вновь направляяcь в топку дoжигaeтcя. Таким образом, понижается парциальное давление кислорода и температуры пламени;

— уменьшения парциального давления кислорода путем уменьшения избытка воздуха.

Дополнительного контроля над выбросами NO_x можно достичь путем снижения мощности горелки в пределах, предусмотренных ее техническими характеристиками.

Использованы материалы сайта ЭнергоГаз.

Можно ли модернизировать

Котлы ТВГ хорошо отработали свой ресурс, многие агрегаты вместо положенных 14 лет, проработали 20 лет. После капитального ремонта по замене трубных поверхностей нагрева они могут отработать еще дополнительно 14 лет.

Естественно, что старые агрегаты не соответствуют многим современным требованиям по эффективности и уровню автоматизации. Поэтому инженеры разработали несколько вариантов модификации котлов ТВГ, которые выполняются после капитальной замены труб и вспомогательного теплового оборудования.

Несколько горелок котла запускаются поочередно

Практические направления реконструкции котлоагрегатов ТВГ-8/8М, котла ТВГ 4р, КВГ-7,56/4,65:

Замена горелок на современные подовые щелевые горелочные устройства МПИГ-3 с новыми соплами.
Установка новой воздухораспределительной решётки, обеспечивающей тонкую регулировку по газу и воздуху, снижая потери котлоагрегата с химическим недожогом топлива.
Замена диаметров труб котловых поверхностей нагрева с 28 мм на 32 мм. При этом снижается гидравлическое сопротивление в котлоагрегате, что замедляет процессы накипеобразования в трубах. Кроме того увеличивается общая площадь нагрева котла и, следовательно, его выходная мощность.

В результате такой реконструкции КПД котлов повышается до 95 %, а расход газа снижается на 172 тыс. м3/год. Таким образом затраты на модернизацию котлов ТВГ окупаются за 1.5 — 2 года.

Similar ads

Продам котел водогрейный КВГМ-10-150, КВГМ-20-150, КВГМ-30-150, КВГМ-50-150

PriceUAH 100,000/pc

Водогрейные газомазутные котлы КВ-ГМ предназначены для получения горячей воды с температурой 150°С, используемой в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения промышленного и бытового назначения, а также для технологических целей.
Топочная камера имеет горизонтальную компоновку,…

Вега, PE

+14 ads
08:08

Водогрейный котел на твердом топливе

Price$100/pc

Завод котельного оборудования ООО «НИП «Теплолидер» реализует водогрейные и паровые котлы серии Е, Дквр и Ниисту-5. Все наши котлы комплектуются необходимым котельно-вспомогательным оборудованием: вентилятором ВД, дымососом ДН, питательным насосом Lovara (в паровых котлах серии Е), запорной…

Теплолидер, LLC

+253 ads
29 Nov

+3 photo

Модернизированный водогрейный котел ТВГ-8М (9,65 МВт)

Price
Price on request

Модернизированный водогрейный котел ТВГ-8М (9,65 МВт)
Методы модернизации котлов ТВГ-8, ТВГ-8М, ТВГ-4Р, КВГ-7,56, КВГ-4,65
1. Замена газовых горелок на усовершенствованные подовые щелевые горелки 3-го поколения МПИГ-3 с профилированными соплами и дополнительной воздухораспределительной…

Монастырищенский…, LLC

+457 ads
27 Nov

Энергетика, энергетическое и электротехническое оборудование

Водогрейные котлы ТВГ предназначены для централизованного теплоснабжения городов и отдельных районов. Эти секционные сварные котлы, предназначены для работы на газе с нагревом воды не более 150 °С. Модифицированные котлы ТВГ для сжигания мазута отличаются от газовых тем, что из их топки удалены один или два экрана. Котлы данной серии выпускаются в виде трех вариантов теплопроизводности: ТВГ-4, ТВГ-8, ТВГ-10 . Котлы ТВГ-4Р и ТВГ-8М оборудуют подовыми диффузионными горелками (4 шт.), воздух к которым подают дутьевым вентилятором (без принудительной подачи воздуха к горелкам котлы удовлетворительно работают при нагрузках до 40% номин.). Горелки устанавливают в отсеках котла между двухсветными экранами. Водогрейные котлы ТВГ комплектуются арматурой (задвижки, клапаны, краны), приборами контроля (манометры, термометры), воздуховодами с шибером (4 шт.), взрывными клапанами (2 шт.), лестницы с площадками, заготовки каркаса, рама опорная. Трубная система котла поставляется отдельными узлами (конвективный пучок 1 шт., топочные экраны 5 шт., потолочный экран 1 шт., трубы перепускные 10шт., коллектор выходной 1 шт.) , с последующей сборкой и сваркой на месте монтажа.

Особенностью котлов является развитая радиационная поверхность. Котлы газовые ТВГ-4Р и ТВГ-8М характеризуются тем, что эта поверхность состоит из пяти секций-экранов и потолочно-фронтовых экранов. Три средних экрана, облучаемые с двух сторон, делят топку на четыре отсека шириной по 740 мм. Конвективная поверхность, состоящая из трубчатых змеевиков диаметром 28 мм, вваренных в вертикальные коллекторы, расположена за разделительной перегородкой. Отходящие газы поступают в конвективный газоход через проем высотой 800 мм над разделительной стенкой. Температура отходящих газов за котлом 190—210 °С. Для осмотра и ремонта экранов и топки, которые имеют данные котлы газовые, в фронтовой стенке котла между топочными экранами предусмотрены лазы. Для этой же цели могут быть использованы два взрывных клапана, расположенные в задней стенке конвективного газохода. Вода проходит последовательно через конвективную часть, потолочно-фронтовой экран, топочные экраны и выходит в верхней части последнего экрана. Верхние коллекторы экранов, которыми оснащены данные котлы газовые, разделены на две части, и вода по трубам одной половины каждой из секций проходит сверху вниз, а по трубам другой половины поднимается. Между собой секции-экраны соединены с помощью перепускных труб, проходящих вне котла.

Котлы ТВГ разработаны Институтом газа НАН Украины и выпускаются Монастырищенским машиностроительным заводом (ВАТ «ТЕКОМ» г. Монастырище Черкасской обл.). Практически все котлы ТВГ превысили заводской срок эксплуатации (14 лет) и продолжают эксплуатироваться. Котлы ремонтопригодны и их срок службы ограничивается выходом из строя конвективной поверхности нагрева, изготавливаемой из труб ∅28х3 мм и необходимостью замены горелочных устройств. После замены этих элементов на усовершенствованные котлы могут работать ещё 10-14 лет с повышенным КПД и уменьшенным расходом природного газа на 4-5%.

Технические характеристики котлов ТВГ

Показатель	ТВГ-4Р	ТВГ-8М	ТВГ-10
Номинальная теплопроизводность, МВт	4,3	9,6	11,6
Топливо	газ
Расход газа (QHP= 35 МДж/нм3)	490	1095	1321
Температура воды на выходе/входе, °С	150 / 70	150 / 70	150 / 70
Давление воды на входе, МПа, не выше	1,4	1,4	1,6
Габаритные размеры (д / ш / в), м	3,42/ 3,84 / 3,97	4,88 / 3,84 / 4,65	4,98 / 3,84 / 4,65
Масса, кг	5100	9500	10300

Схема водогрейного отопительного котла ТВГ-8

Методы модернизации котлов ТВГ-8, ТВГ-8М, ТВГ-4р (разные мнения) •Замена газовых горелок на усовершенствованные подовые щелевые горелки 3-го поколения МПИГ-3 с профилированными соплами и дополнительной воздухораспределительной решёткой типа «кольчуга». Преимущества: неизменная геометрия сечения газовых сопел, которые практически не засоряются и соотношение газ/воздух остаётся очень близким к первоначально заданным при режимной наладке, длительный ресурс эксплуатации горелки 10-14 лет. •Замена конвективных поверхностей нагрева – вместо труб ∅28х3 мм применены трубы ∅32х3 мм или ∅38х3 мм.

Инструкция по эксплуатации

Котел ТВГ относится опасному газовому оборудованию, ответственность за его эксплуатацию несет собственник. Поскольку температура на выходе из котла превышает 115 С на эти устройства распространяются требования правил ПБ 10-574-03 Госгортехнадзора России, которые устанавливают требования к проектированию, монтажу и эксплуатации таких агрегатов.

Согласно п.9.1. вышеназванных правил администрация, на балансе которой находится водогрейный котел, должна организовать его безопасную эксплуатацию:

Укомплектовать штат операторов котельной, из числа лиц которым исполнилось 18 лет и прошедшим аттестацию.
Назначить лицо ответственное за исправное состояние и безопасную эксплуатацию котлов.
Разработать и утвердить инструкцию по эксплуатации котла для оперативного персонала.

Эксплуатационные инструкции должны соответствовать заводским требованиям по эксплуатации котла, действующим правилам по ТБ и пожарной безопасности и иметь следующие обязательные разделы:

Подготовка котла ТВГ-8 к пуску.
Розжиг котла в ручном и автоматическом режиме.
Внешний осмотр работы котельного оборудования в процессе эксплуатации.
Проверка работоспособности резервного оборудования.
Проверка работоспособности КИПиА и первичных датчиков ТВГ.
Подпитка котла водой.
Включение/ отключение вспомогательного оборудования вентиляторов, дымососов, питательных и сетевых насосов.
Контроль параметров работы котла в соответствии с режимной картой, установленной заводом-изготовителем или наладочными организациями.
Аварийная остановка котла.
Средства индивидуальной защиты.

Кроме того в инструкции по эксплуатации должны быть разделы по электробезопасности, газовой безопасности и химической подготовке воды для подпитки котла и заполнения тепловых сетей.

Администрация котельной не имеет права вносить в разделы инструкции вопросы, не связанные с эксплуатацией котла и вспомогательного оборудования.

Устройство ТВГ

Водогрейные сварные водогрейные котлы ТВГ выполнены из сварных секций, для нагрева сетевой воды с температурой 150 С с использованием магистрального газа.

Газовое топливо сжигают в четырех горелках, установленных в отсеках котлоагрегата между двухсветными экранами. Первичный воздух для горения газа подается в горелку дутьевым вентилятором. Объем воздуха регулируется шиберами, установленными в воздуховодах.

Схематичное устройство ТВГ котла

Модификации агрегатов ТВГ имеют разную конструкцию радиационной поверхности нагрева. Модели ТВГ 4 и ТВГ 8м имеют пять секционных и потолочных экранов.

Три центральных пакета получают радиационную тепловую энергию и делят топочную камеру на 4-е отсека по 74 см. Конвективные пакеты, выполнены из змеевиковых труб Д=28 мм, которые ввариваются в коллекторы, установленные вертикально за разделительными перегородками.

Горячие дымовые газы, полученные в процессе сжигания газа, омывают центральные экраны, размещенные в топке, после чего поднимаются в конвективный газоход сквозь проем размером 800 мм с температурой уходящих газов перед дымовой трубой примерно 200 С.

Основная часть работы

2.1 Анализ потерь тепла с отходящими газами

В работе рассмотрены три вида потерь тепла:

– с отходящими газами (q₂),

– с химическим недожогом (q₃),

– в окружающую среду (q₅).

При работе котла в интервале нагрузок от 2,936 до 7,384 Гкал/ч всего проанализировано результаты 30-ти замеров.

Анализ потерь тепла с отходящими газами

В интервале нагрузок 2,94-7,38 Гкал/ч потери тепла с отходящими газами изменяются от 4,91 до 8,08 %. Средняя скорость изменения параметра 0,714 %/(Гкал/ч).

При низких нагрузках в интервале 2,93-3,83 Гкал/ч скорость изменения параметра составляет 0,805 %/(Гкал/ч) и при увеличении нагрузки до 4,84 Гкал/ч изменяется незначительно и составляет 0,32 %/(Гкал/ч).

Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к колебаниям скорости изменения параметра от 0,69 до 6,1 %/(Гкал/ч).

На рисунках 3 и 4 представлены изменения потерь тепла с отходящими газами, КПД котла и удельный расход топлива при изменении нагрузки в исследуемом интервале.

Рисунок 3 – Зависимость потерь тепла с отходящими газами (q₂) от теплопроизводительности

Рисунок 4 – Зависимость КПД котла, температуры уходящих газов от теплопроизводительности

В интервале нагрузки от 5 до 7,5 Гкал/ч с шагом 0,5 Гкал/ч потери тепла с уходящими газами изменяются от 5,959 до 8,08 %.

Максимальный рост потерь при росте нагрузки от 7,189 до 7,384 Гкал/ч, что соответствует снижению КПД котла на 0,4 % и увеличивает удельный расход топлива до 141,7 м3/Гкал. То есть данный интервал нагрузки нежелателен.

Исходя из анализа предпочтительна нагрузка 7,189 Гкал/ч, обеспечивающая потери тепла с отходящими газами 6,89 %. При этом КПД котла составляет 91,21 %, а удельный расход топлива 138,43 м3/Гкал при скорости изменения потерь 0,69 %/(Гкал/ч) при росте нагрузки от 6,68 до 7,189 Гкал/ч.

При предложенной нагрузке температура уходящих газов составляет 160 °С, что ниже максимально возможной.

2.2 Анализ потерь тепла с химическим недожогом

Потери тепла с химическим недожогом незначительные и не влияют на технологический режим работы котельного агрегата. Следовательно, их влияние можно не учитывать при выборе оптимального режима работы.

2.3 Анализ потерь тепла в окружающую среду

На рисунке 4 представлены изменения потерь тепла в окружающую среду при изменении нагрузки в интервале 2,94 – 7,38 Гкал/ч.

В интервале нагрузок 2,94 – 7,38 Гкал/ч потери тепла в окружающую среду изменяются в интервале 4,91 – 1,8 %, средняя скорость изменения параметра 0,533 %/(Гкал/ч).

При низких нагрузках потери тепла в окружающую среду выше, так как при снижении нагрузки КПД котла также снижается. При нагрузке 2,9 Гкал/ч и КПД котла 90,52 % наблюдается самое высокое значение потерь тепла с отходящими газами – 4,57 %.

При выбранной ранее оптимальной нагрузке 7,189 Гкал/ч потери тепла в окружающую среду составляют 1,89 % при этом КПД котла составляет 91,21 %.

Наличие потерь тепла в окружающую среду вынуждает обеспечивать более жесткий контроль изоляции.

При выбранной нагрузке 7,189 Гкал/ч потери тепла в окружающую среду составляют 1,89 %.

График зависимости потерь тепла в окружающую среду от теплопроизводительности представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 – График зависимости потерь в окружающую среду от теплопроизводительности

2.4 Анализ суммарных потерь тепла

При работе котла в исследуемых нагрузках суммарные потери тепла составляют от 7,26 до 10,67 %. При всех нагрузках большую часть из них представляют потери тепла с отходящими газами. Их процентное соотношение в суммарных потерях от 50,88 до 81,61 %.

Скорость изменения суммарных потерь варьируется от 0,358 до 5,684 %/(Гкал/ч). Средняя скорость изменения составляет 1,8569 %/(Гкал/ч).

При предлагаемой нагрузке 7,189 Гкал/ч суммарные потери составляют 8,79 %. График изменения суммарных потерь от теплопроизводительности представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 – График изменения суммарных тепловых потерь

4.5. Водогрейные котлы серии КВ-ТКдля камерного сжигания твердого топлива

Котлы серии КВ-ТК предназначены для камерного сжигания твердого пылевидного топлива и имеют П-образную компоновку. Пыль твердого топлива подается в шесть турбулентных горелок (рис. 4.6), расположенных встречно по три горелки на каждой из боковых стен топочной камеры 7. Котел выполнен с твердым шлакоудалением.

Стены топочной камеры 7, поворотной камеры и заднего экрана выполняются газоплотными из труб диаметром 60 х 4 мм с шагом 80 мм. Для обеспечения газоплотности между трубами привариваются полосы 20 х 6 мм. В верхней части топочной камеры трубы заднего экрана закрывают наклонный скат переходной камеры и затем перед входом в поворотную камеру разводятся в фестон 2 На стенах топочной камеры установлены обдувочные аппараты с подачей к ним сжатого воздуха.

В конвективной шахте установлены два конвективных пакета выполненных из труб диаметром 28 х 3 мм. Под ними размещен трехходовой (по воздуху) воздухоподогреватель 5, выполненный из труб диаметром 40 х 1,5 мм, обеспечивающий подогрев воздуха до 350 °C. Для очищения конвективных поверхностей нагрева предусмотрено дробеочистительное устройство (установка дробеочистки). Котел подвешен к каркасу за верхние коллекторы. Воздухоподогреватель опирается на отдельный каркас. Котел имеет облегченную обмуровку.

4.2. Чугунные секционные водогрейные котлы

Чугунные секционные водогрейные котлы имеют небольшую теплопроизводительность и применяются в основном в системах водяного отопления отдельных жилых и общественных зданий. Котлы данного типа предназначены для подогрева воды до температуры 115 °C при давлении 0,7 МПа. В ряде случаев чугунные котлы используются для получения водяного пара, с этой целью их оборудуют паросборниками.

Из большого числа разнообразных конструкций чугунных секционных котлов промышленного выпуска наибольшее распространение получили котлы типов «Универсал», «Тула», «Энергия», «Минск», «Стреля», «Стребеля», «НРч», КЧ и ряд других.

Рис. 4.1. Чугунный секционный водогрейный котел «Энергия-3»:

1 — секция котла; 2 — стальной канат; 3, 10 — патрубки для входа и выхода воды; 4 — шибер; 5 — дымоход; 6 — колосниковая решетка; 7 — воздуховод; 8 — дверка; 9 — противовес

Производство большинства из указанных типов котлов прекращено около 30 лет назад, однако они еще достаточно долго будут находиться в эксплуатации. В этой связи в качестве примера рассмотрим конструкцию чугунного секционного водогрейного котла «Энергия-3». Котел собирают из отдельных секций (рис. 4.1), соединяемых между собой с помощью вкладышей — ниппелей, которые вставляются в специальные отверстия и затягиваются стяжными болтами. Такая конструкция позволяет создавать требуемую поверхность нагрева котла, а также проводить замену отдельных секций в случае их повреждения.

Вода в котел поступает через нижний патрубок поднимается вверх по внутренним каналам секции, нагревается и выходит из котла через верхний патрубок Топливо в топку подается через проем дверкой Воздух, необходимый для горения, поступает под колосниковую решетку по воздуховоду 7. Образующиеся при сжигании топлива продукты горения (ПГ) движутся вверх, затем направление потока ПГ изменяется на 180°, т.е. поток Г1Г движется вниз по кирпичным каналам и далее направляется через общий сборный дымоход в дымовую трубу.

При движении ПГ охлаждаются, их теплота передается воде, находящейся внутри секций. Таким образом происходит нагрев 66 воды до требуемой температуры. Тяга в котле регулируется шибером, соединенным стальным канатом через блок с противовесом Номинальная мощность водогрейных котлов «Энергия-3» 0,35… 0,69 МВт, КПД 73%.

Как заказать

Заказать или купить ТВГ-4Р, узнать цену и сроки поставки можно у организаций:

«Генерация» Промышленная группа

Свердловская область
Контактное лицо: Департамент энергетического оборудования,
Почтовый адрес: 623702 Свердловская область , город Екатеринбург , г.Березовский Свердловской обл., ул.Маяковского, 52А
Телефон: (34369) 9-71-09, 9-71-71, Моск. представительство (495)223-46-52, 540-56-51 Факс: (34369) 9-71-91, Моск. предст-во (495)781-65-62
Адрес сайта: —>http://www.generation.ru —>
e-mail:sim@generation.ru
Посмотреть все оборудование«Генерация» Промышленная группа

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств. Эффективней пластинчатого!

Свежий номер журнала НТ

— получать бесплатно журнал «Новости теплоснабжения» в электронном виде;
— регулярно получать актуальные новости теплоэнергетики
— общаться с коллегами на форуме;
— комментировать материалы;
— просматривать разделы и материалы только для зарегистрированных пользователей.