Удаление шлама

Удаление шлама производится 1 - 2 раза за сутки открытием клапана шламовой продувки на время ок. 2 сек, поэтому в этом случае рекуперация тепловой энергии не целесообразна. В общем случае вода от продувки поступает в продувочную емкость (расширитель продувки) для разгрузки, остаточная вода охлаждается со 100 °С до 40 °С, после чего отводится в канализацию.

Чтобы предотвратить попадание горячей воды в канализацию и повреждение при этом полимерных трубопроводов, горячая вода собирается в ёмкость (изображение ниже). Пар, полученный при разгрузке, отводится в атмосферу через трубопровод большого диаметра, а оставшаяся вода охлаждается до приемлемой температуры охлаждающей водой.

Расширитель периодической и непрерывной продувки

Внимание:

Слишком частая продувка не только ухудшает тепловой баланс, но приводит также к необоснованным затратам по воде и химикалиям.

Рекуперация тепловой энергии от солевой продувки

Тепловая энергия, содержащаяся в воде от солевой продувки, может быть использована в теплообменнике. В практике этой энергией подогревается вода подпитки перед подачей в деаэратор или ёмкость питательной воды.

К сожалению, процесс теплопередачи в теплообменнике непосредственно от воды продувки не проходит идеально. Поскольку котловая вода после клапана продувки находится в процессе разгрузки, то вода в смеси (пар/вода) с большой скоростью поступает в теплообменник, что вызывает эрозию поворотных участков труб. Что в свою очередь приводит к протечкам. Не без основания в некоторых котельных охладитель солевой продувки отключён! Поэтому рекомендуется воду солевой продувки подавать для разгрузки в расширитель. Пар из расширителя после регулятора давления подмешивается в паропровод для использования в деаэраторе.

Подогрев сырой воды водой от солевой продувки (105 °С) производится в теплообменнике (смотрите изображение).

Схема рекуперации тепловой энергии воды от солевой продувки

Расширитель непрерывной (солевой) продувки

Вода от продувки подаётся в расширитель по касательной, емкость стороной пара соединена с деаэратором. Присоединение к паропроводу выполняется после регулятора давления в сторону деаэратора. Оставшаяся от продувки вода отводится в теплообменник через поплавковый конденсатоотводчик, который устанавливается несколько выше. В теплообменнике происходит передача тепловой энергии от воды продувки к сырой воде.

Чтобы теплообменник всегда находился в заполненном водой состоянии, регулирование отведения из него выполняется через участок подъёма. Правильная работа системы зависит от качества регулирования уровня воды в деаэраторе.

Чтобы избежать попадания воды от продувки в деаэратор из-за дефекта конденсатоотводчика, бак расширителя должен быть оборудован сигнализацией максимального уровня. Этот сигнал может быть, в случае необходимости, заведён в схему регулятора солевой продувки. При расчёте диаметра бака скорость пара не должна превышать 1 м/с. В отводящих трубопроводах не более 10 м/с. Минимальный диаметр бака расширителя составляет 250 мм.

Пример:

Тепловая энергия воды при 10 бар равна 762 МДж/тонна. Если тепловая энергия воды от солевой продувки не используется, то потери энергии можно рассчитывать, как показано ниже. При продувке в объёме 4,5% и при среднем КПД 93% потери составляют:

Потери тепловой энергии = 0,045 x 0,762/0,93 = 0, 0369 ГДж/тонна

При стоимости тепловой энергии 7,50 EUR/ГДж уходит 2,80 EUR/тонна на потери.

При средней годовой производительности 50.000 тонн/год и при использовании тепловой энергии от продувки окупаемость составляет 3 года, например, в случае если вода от продувки будет использоваться для подогрева сырой воды до 40 °С.

Определение процентной доли солевой продувки

В практике пользуются двумя методами определения процентной доли солевой продувки:

Метод 1:

Расчёт разности содержания хлоридов в питательной и котловой воде

Метод 2:

Расчёт разности содержания хлоридов в воде подпитки и котловой воде

Результирующая потеря, выраженная в кг, в обоих методах одинаковая. Только процентные доли и точки отсчёта различаются.

Определение процентной доли солевой продувки по методу 1:

Формула:

Процентная доля = Cl_sw/Cl_kw*100%

Cl_sw = содержание хлоридов в питательной воде;

Cl_kw = содержание хлоридов в котловой воде.

Пример: Cl_sw = 9 мг/л, Cl_kw = 200 мг/л.

Процентная доля = 9/200*100% = 4,5 %

Это значит:

На тонну произведенного пара подано 1045 тонн котловой воды, из которых 0,045 тонн удалено с солевой продувкой.

Определение процентной доли солевой продувки по методу 2:

Формула:

Процентная доля = Cl_zw/Cl_kw*100

Cl_zw = содержание хлоридов в подпитке

Cl_kw = содержание хлоридов в котловой воде

Пример: Cl_zw = 18 мг/л, Cl_kw = 200 мг/л.

Процентная доля = 18/200*100 % = 9 %.

Из соотношения содержания хлоридов между Cl_sw и Cl_zw или 9 и 18 мг/л можно сделать вывод, что в этом случае в питательную воду подмешано около 50 % воды подпитки. На тонну сырой воды в котел подается 1,09 тонн, из которых 0,09 тонн удаляется с продувкой. На тонну произведенного пара, потери составляют 0,09 * 0,5 = 0,045 тонн.

В обоих расчетах используются понятия паропроизводительность и количество питательной воды. Это исключает отклонения в расчетах.

Отбор проб

Отбор проб котловой и питательной воды должен производиться с обязательным использованием охладителя проб. В противном случае возникает опасность получения ошибочных результатов. Проба котловой воды из котла 10 бар при отборе теряет около 16 % от объема пробы в результате ее разгрузки.

Если применить базовые законы, то действует следующее: температура насыщения воды при 10 бар составляет 180 градусов, она разгружается с потерей (180 – 100) * 0,2 = 16 %. Это значит, что концентрация примесей в этой пробе на 16 % выше, чем взятой с помощью охладителя проб.

Вскипание

В котловой воде образуются пузыри пара, которые благодаря своей меньшей плотности начинают движение в направлении поверхности. По мере приближения пузырьков пара к поверхности зеркала воды котла их скорость увеличивается. В момент разрыва пузырьков на поверхность воды скорость их настолько велика, что котловая вода захватывается и выносится паром.

Если не установлен качественный сепаратор пара в котле или после него, то котловая вода выносится с паром в сеть. Прямым следствием недостаточного удаления воды из сети являются гидроудары и коррозия.

Источник: "Рекомендации по применению оборудования ARI. Практическое руководство по пару и конденсату. Требования и условия безопасной эксплуатации. Изд. ARI-Armaturen GmbH & Co. KG 2010"

Для правильного подбора оборудования, можно написать нашим инженерам по адресу: info@nomitech.ru