Экономайзер для парового котла. Экономайзер парового котла
расслоение пароводяной смеси в экономайзере
Содержание
1. Классификация экономайзеров
2. Основные виды повреждений экономайзера
3. Причины расслоения пароводяной смеси в экономайзере
4.Мероприятия по контролю за работой экономайзера
5. Требования к конструкции обеспечивающие надёжность работы экономайзера
6. Определение возможности, параметров и срока безопасной эксплуатации экономайзера
7. Программа испытаний экономайзеров
8.Фрагмент технологической карты выполняемых работ при текущем ремонте экономайзеров котельной установки
Заключение
Список использованной литературы
Введение
В энергетике, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности широко используются традиционные кожухотрубные, змеевиковые, спиральновитые, пластинчатые и других типов теплообменные аппараты для жидких и газообразных сред.
Теплообменные аппаратыслужат для подогрева паром (водой) сетевой воды, используемой для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения потребителей.При их проектировании и разработке режимов эксплуатации приходится выполнять сложные и ответственные расчеты, в том числе по определению тепловой или экономической эффективности теплообменников. Известно, что при прямоточных и оборотных системах их охлаждения (нагрева) на внутренних поверхностях труб образуются отложения накипи и продуктов коррозии, что приводит к снижению производительности аппаратов на 30 - 40 % и уменьшению их тепловой эффективности.
Поэтому в домашнем задании рассматривались вопросы эксплуатации, ремонта и испытания экономайзеров котельной установки.
Основными задачами при выполнении данной работы были:
- изучение информационных источников, технической документации по эксплуатации и ремонту теплообменных аппаратов.
- составление фрагмента технологической карты выполняемых операций при текущем ремонте экономайзера.
- разработка программу испытаний экономайзера.
Водяной экономайзер является неотъемлемой частью современного парогенератора. Экономайзер благодаря применению труб небольшого диаметра является недорогой и компактной поверхностью нагрева, в которой эффективно используется теплота уходящих газов. В связи с этим у современных парогенераторов водяной экономайзер воспринимает до 18% общего количества теплоты, переданной через поверхности нагрева парогенератора.
В водяных экономайзерах в зависимости от вида топлива и КПД парогенератора при нагреве воды на 1 К продукты сгорания охлаждаются на 2-3 К. В зависимости от температуры, до которой вода подогревается в экономайзере, их делят на некипящие и кипящие. Некипящими называют. При движении по каналу греющей среды стенки канала отбирают теплоту, аккумулируя ее в своем массиве. Затем при протекании нагреваемой среды температура ее повышается за счет передачи теплоты от поверхности нагретой стенки. Такие аппараты применяют, как правило, для нагрева воздуха или газов (например, регенеративные воздухоподогреватели).
Экономайзеры, в которых по условиям надёжности их работы подогрев воды производиться до температуры на 40 К меньшей, чем температура насыщения в барабане парогенератора. В кипящих экономайзерах происходит не только подогрев воды, но и частичное её испарение. Массовое содержание пара в смеси на выходе из кипящего экономайзера доходит до 15 %, а иногда и более. Гидравлическое сопротивление водяного экономайзера по водяному тракту для парогенераторов среднего давления не должно превышать 8 % рабочего давления в барабане.
В зависимости от металла, из которого изготавливаются экономайзеры, их разделяют на чугунные и стальные. Чугунные экономайзеры изготавливаются для работы при давлении в барабане парогенератора до 2,4 МПа, а стальные могут применяться для любых давлений.
На рис 1 показан общий вид экономайзера, собранного из описанных чугунных труб. Число труб выбирается из условия получения скорости продуктов сгорания в экономайзере в пределах 6-9 м/с при номинальной производительности парогенератора. Число горизонтальных рядов в экономайзере выбирается из условия получения необходимой поверхности нагрева.
Рис 1 Компоновка чугунного экономайзера
1-обдувочное устройство; 2-соединительный калач; 3-труба экономайзера; 4-трубопровод питательной воды; 5-предохранительный клапан; 6-гильза для термометра; 7-манометр.
Чугунный водяной экономайзер состоит из ребристых чугунных труб. Труба выпускаемых в настоящее время экономайзеров конструкции ВТИ показана на рис 2. Трубы соединяются между собой посредством калачей, как показано на рис 1. Питательная вода последовательно проходит по всем трубам снизу вверх, что обеспечивает удаление воздуха из экономайзера. Продукты сгорания проходят через зазоры между рёбрами труб.
В чугунных водяных экономайзерах недопустимо кипение воды, так как это приводит к гидравлическим ударам и разрушению экономайзера. Поэтому чугунные экономайзеры всегда работают как некипящие. Продукты сгорания в экономайзере целесообразно направлять сверху вниз для создания противоточной схемы движения воды и газов, при которой обеспечиваются лучшие условия теплообмена и минимальная поверхность нагрева экономайзера.
Компоновка поверхности нагрева чугунного водяного экономайзера может производиться в одну или две колонки. При компоновке не рекомендуется принимать к установке в одном ряду менее трёх и более восьми труб. Для обеспечения удовлетворительной наружной очистки поверхности нагрева водяного экономайзера обдувочный аппарат не должен обслуживать более 4ёх труб в горизонтальном ряду и более 8ми горизонтальных рядов. Через каждые восемь рядов следует предусматривать разрыв между трубами не менее 600 мм для установки обдувочного аппарата, осмотра и ремонта экономайзера.
Стальные экономайзеры изготавливаются из труб диаметром от 28 до 38 мм, которые изгибаются в змеевики. Змеевики водяного экономайзера обычно размещают в опускном газоходе при поперечном омывании их продуктами сгорания. Расположение змеевиков чаще всего шахматное, но может быть и коридорное.
Коллекторы водяного экономайзера имеют круглую форму, и в промышленных котлах их обычно размещают за пределами газохода, укрепляя на опорах. Для разгрузки мест присоединения змеевиков к коллекторам от веса самих змеевиков, заполненных водой, их обычно подвешивают с помощью специальных подвесок к каркасу котла или опирают на каркас с помощью опорных стоек. Для сохранения шага между змеевиками к опорным стойкам приваривают гребёнки. Трубки, вальцованные двумя концами в глухие фланцы. Для присоединения к трубопроводам тепловой сети и местных систем отопления или горячего водоснабжения предусмотрены четыре патрубка.
На рис 3 показана компоновка стального водяного экономайзера. Питательная вода поступает в нижний коллектор, и, пройдя по параллельно включённым змеевикам, направляется в промежуточный коллектор экономайзера для выравнивания распределения воды по отдельным змеевикам. Установка промежуточных коллекторов особенно необходима, если в экономайзере происходит частичное парообразование, так как перемешивание должно производиться до начала парообразования. При этом недогрев воды на входе в кипящую часть поверхности нагрева экономайзера должен составлять не менее 40 К.
Рис 3 Компоновка стального экономайзера
1-коллекторы; 2-змеевик; 3-опорная балка; 4-дистанцонная гребёнка.
Для обеспечения монтажа экономайзера отдельными блоками, удобства выполнения ремонтных работ и облегчения очистки поверхности нагрева от летучей золы поверхность разбивается на отдельные части (пакеты). Высота пакета не превышает 1,5 м при редком расположении труб и 1 м при тесном. Между пакетами предусматриваются разрывы 600-800 мм.
В последнее годы плавниковые трубы находят применение не только для мембранных экранных поверхностей нагрева газоплотных котлов, но и для мембранных водяных экономайзеров. Мембранный водяной экономайзер, изготовленный Подольским машиностроительным заводом, был испытан на котле производительностью 75 т/ч при сжигании сланцев. Испытанный мембранный экономайзер состоял из 10 мембранных пакетов, изготовленный из плавниковых труб 32 на 6 мм ( схема экономайзера на рис 4 ). Как показали испытания и опыт эксплуатации, экономайзер работает надёжно без термических деформаций мембранных пакетов ( прогибов, выпучиваний ).
Рис 4 Схема мембранного водяного экономайзера
Развивая конструкцию мембранных водяных экономайзеров, Подольский завод разработал мембранно-лепестковые экономайзеры. Мембранно-лепестковая конструкция состоит из цельносварных мембранных панелей, на проставки которых поперёк приварены частые и тонкие лепестки. В поперечном потоке газов лепестки омываются продольно, но, имея небольшую длину ( равную ширине проставки ) , они работают как входные элементы с высокой эффективностью и существенно улучшают коэффициент оребрения мембранной панели. При этом пара лепестков, располагающихся на проставке, по высоте не превышают диаметра труб и не приводят к увеличению габаритов экономайзера ( в отличии от поперечного оребрения на трубах ). Это создаёт компактность пучка и позволяет производить ремонт выемкой отдельного змеевика из пакета. Компактность в таких мембранно-лепестковых змеевиках приблизительно в 1,5-2 раза выше, чем поперечно оребрённых. Мембранно-лепестковая поверхность нагрева, разработанная Подольским заводом, не имеет аналогов зарубежом.
Схемы включения некипяший и кипящих водяных экономайзеров в общий водяной тракт парогенератора различны. В соответствии с требованиями правил Госгортехнадзора чугунные экономайзеры должны быть отключаемыми по водяному тракту и тракту продуктов сгорания ( иметь обводной газоход для пропускания продуктов сгорания мимо экономайзера ). При этом правилами Госгортехнадзора разрешено выполнять индивидуальные чугунные экономайзеры не отключаемыми по водяному тракту при условии непрерывного питания котла водой с помощью автоматического регулятора, установленного на входе воды в экономайзер.
mirznanii.com
УСЛОВИЯ РАБОТЫ ЭКОНОМАЙЗЕРОВ
Предупреждение АВАРИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ
При эксплуатации экономайзеров нередко происходят их повреждения. Это объясняется тем, что во время резкого-снижения давления пара экономайзеры работают в тяжелых условцях. В, эксплуатации экономайзер требует особого внимания обслуживающего персонала в «переходный период работы» при растопке и останове котла, содержании его в горячем резерве. В эти периоды наиболее вероятно несоответствие между получаемым экономайзером, теплом дымовых газов и его охлаждением питательной водой. Персонал должен обеспечить безопасные условия работы экономайзера путем правильной организации обслуживания, ремонта и надзора.
Во время растопки, если экономайзер не отключен от котла, вода в нем может испариться, а стенки труб нагреться до температуры омывающих их дымовых газов. При температуре газов 400—450 °С это не представляется опасным для стальных и тем более чугунных элементов экономайзеров.
' Необходимо знать, что подача воды в разогретый экономайзер и резкое его охлаждение опасны. Вода, попавшая в разогретый экономайзер, быстро испаряется, и поступившая затем порция воды конденсирует пар, заполняющий его. Вследствие этого возможны гидравлические удары, а неравномерное охлаждение, элементов экономайзера создает в них большие механические напряжения и т. п.
Закипание воды в чугунном экономайзере будет сопровождаться гидравлическими ударами, ^которые могут повредить его. Кроме того, стенки чугунной трубы, омываемые с одной стороны газами, а с другой — частично водой, и частично — паром, получат дополнительные напряжения от неравномерного нагрева, в результате чего могут появиться трещины в металле. Поэтому при растопке котла экономайзер не должен оставаться без воды.
При отсутствии обходного газохода для предупреждения нагрева воды в экономайзере сверх допустимой температуры производится прокачивание через экономайзер воды, направленной по сгонной линии в бак или дренаж, либо продувка котла через нижние точки и подпитка его. Расход пара на продувку пароперегревателя также позволяет подпитать, водой котел.
Если экономайзер имеет обводной газоход, горячие газы следует на время растопки котла направить через него, а заслонки прямого хода газов плотно закрыть; питательную воду необходимо подавать через экономайзер, не отключая его по врде без особой необходимости.
Переводить горячие газы на газоход экономайзера следует после того, как установится регулярное питание котла. Для охлаждения стального экономайзера иногда соединяют его выходной коллектор с водяным пространством барабана котла так называемой линией рециркуляции с запорным клапаном. На. время растопки клапан открывают, и при испарении воды в экономайзере в него поступает вода из котла. Клапан на линии рециркуляции закрывают только тогда, когда котел примет нагрузку и обеспечивается охлаждение экономайзера питательной водой. Неплотность клапана или ошибочное его открытие во время работы котла ведет к подаче в котел части питательной воды помимо экономайзера и к перегреву его труб.
Если не закрывать линию рециркуляции на работающем котле, то часть воды пойдет в барабан не по змеевикам, а по более короткому пути — по линии рециркуляции. Условия работы экономайзера при этом ухудшатся.
При нахождении в горячем резерве котла с экономайзером, имеющим обводной газоход, горячие газы направляют помимо экономайзера, а заслонки, отключающие его, плотно закрывают, но по воде экономайзер остается присоединенным к котлу. Подпитку котла через экономайзер.
Необходимо производить равномерно и небольшими порциями, учитывая возможную разницу температуры металла змеевиков с питательной водой.
Эксплуатация экономайзера должна производиться в соответствии с производственной инструкцией.
При эксплуатации котлов типа ПТВМ основными причинами неполадок и отказов в работе являются: Нарушения правил технической эксплуатации (работа с отключенными технологическими защитами, без режимных карт, с поврежденной обмуровкой и со …
На котле ТП-30 с шахтной топкой при сжигании подмосковного угля воздухоподогреватель систематически забивался летучей золой и уносом. При этом сопротивление его по газу резко увеличивалось. Из-за плохой работы воздухоподогревателя температура …
Аварии котлов из-за отложения внутритрубных образований, как правило, возникают при существенных повреждениях элементов котлов. Кроме того, внутритрубные отложения на стенках поверхностей нагрева вызывают большой пережог топлива. В период освоения энергоблока …
msd.com.ua
Экономайзеры - Котельное оборудование - Каталог статей
Экономайзер представляет собой устройство, которое обогревается продуктами сгорания топлива. Его предназначение заключается в подогреве или частичном испарении воды, поступающей в паровой котёл.Экономайзер является неотъемным элементом котельного агрегата. Это теплообменник, в котором питательная вода перед подачей в котел, подогревается при помощи уходящих из котла газов. Для давление 2,2 МПа экономайзеры изготовляют из ребристых или гладких чугунных труб, для более высокую температуры и давления – преимущественно, из стальных гладких труб. Ребристые трубы используются в качестве труб отопления, поскольку имеют свойство держать тепло дольше чугунных труб. Это обеспечивается за счет их ребристой поверхности.
Для использования уходящего газа, котлов типа Е, ДЕ, КЕ, ДКВР применяют стальные экономайзеры. Экономайзер располагают за котлом, который работает на газе, несодержащем серных соединений, и в случае присутствия атмосферного деаэратора.
Блочные чугунные экономайзеры используются для нагревания питательной воды в стационарных водогрейных и паровых котлах с рабочим давлением не более 2,4 МПа.
Контактные водяные экономайзеры используются для нагрева воды системы технологического и бытового горячего водоснабжения прачечных или бань. Полученное в контактном экономайзере в бытовом горячем водоснабжении тепло возможно применять только при условии наличия промежуточных теплообменников. для прачечных или бань Нагрев воды производится в контактных экономайзерах, разрешенных в использованию Министерством здравоохранения РФ. Контактный экономайзер устанавливается либо непосредственно за самими котлами, либо после поверхностных экономайзеров, которые принимаются в заводской комплектации котельных агрегатов.
Индивидуальные экономайзеры проектируются как неотключаемые, то есть на входе воды в экономайзер должен быть предусматривается автоматический регулятор, который обеспечивает бесперебойное питание котлов.
Для нагрева сетевой и питательной воды в экономайзерах следует предусматривать направление потока воды снизу вверх, т.е. движение воды должно производиться в обеих колонках экономайзера снизу вверх.
Дополнительно для экономайзера требуются: гильзы на входе и выходе для возможности измерения температуру питательной воды, арматура, приборы безопасности и контрольно-измерительные приборы, которые доступны для обслуживания и наблюдения. Ребристые трубы, калачи и чугунные дуги, крепёжные болты 20х85 (с гайкой и шайбой) и паранитовые прокладки могут понадобиться в ходе ремонтных работ.
www.gkk22.ru
ВОДЯНЫЕ ЭКОНОМАЙЗЕРЫ
ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЫ КОТЕЛЬНЫХ
Водяные экономайзеры предназначены для нагрева питательной или сетевой воды за счет теплоты уходящих топочных газов, благодаря чему уменьшаются потери теплоты и повышается КПД. По типу бывают групповые и индивидуальные экономайзеры, а по материалу - чугунные и стальные. В водяной экономайзер вода подается питательным насосом, за счет напора которого и осуществляется ее принудительное движение в трубах экономайзера.
Для паровых котлов обычно устанавливают индивидуальные экономайзеры, а групповые - на чугунных котлах и паровых (до 1 т/ч пара). Водяные экономайзеры для котлов среднего и высокого давления изготавливают только из стальных труб, для низкого давления - чугунных или стальных. При частичном испарении воды в трубах экономайзер считается кипящим.
Чугунные водяные экономайзеры выполняют только некипящими. Температура воды на выходе из чугунного экономайзера должна быть меньше температуры насыщения на 20 °С, так как закипание воды в чугунном экономайзере недопустимо. В стальном экономайзере допустимо закипание воды.
Температура воды на входе всех экономайзеров должна быть выше температуры точки «росы» топочных газов на 5.10 °С для избежания низкотемпературной коррозии.
Экономайзеры некипящего типа собирают из чугунных, ребристых труб с квадратными фланцами, торцевые стороны этих фланцев имеют канавки с четырех сторон, в которые укладывается шнуровой асбест для уплотнения. Отдельные чугунные, ребристые трубы (длиной 1,5; 2; 2,5; 3 м) соединяют между собой калачами. Для очистки от внешних отложений, особенно между ребрами, чугунные трубы компонуются в блоки так, чтобы число горизонтальных рядов было не более 8 (4 + 4), между которыми устанавливается обдувочный аппарат. Это необходимо для эффективной обдувки внешних поверхностей чугунного экономайзера паром или сжатым воздухом, так как один обдувочный аппарат обслуживает не более 4 рядов труб вверх и 4 - вниз.
При растопке котла, пока котельный агрегат не имеет достаточной паровой производительности, нагретая в чугунном экономайзере вода сливается в деаэратор или бак с питательной водой по «сгонной» линии. Вода в экономайзере должна двигаться только снизу вверх со скоростью 0,3 м/с, так как при нагревании воды выделяется воздух, который потом в верхней части экономайзера удаляется воздушником.
Дымовые газы в экономайзере могут двигаться в любом направлении со скоростью 6.10 м/с. Чугунные экономайзеры могут иметь обводной газоход для топочных газов. При чрезмерном повышении температуры воды, выходящей из некипящего экономайзера, следует перевести газы частично или полностью на обводной боров, открыть сгонную линию и усилить питание.
В блочных чугунных экономайзерах между ребристыми трубами установлена вертикальная металлическая перегородка, делящая экономайзер на две равные части. Боковые стены имеют кладку из красного кирпича или двухслойную металлическую обшивку, внутри которой уложен изоляционный материал (шлаковата, асбестовермекулит и др.), а торцевые стены экономайзеров после калачей закрываются съемными металлическими крышками с прокладками из асбеста. В верхней части каждой секции установлены взрывные предохранительные клапаны.
На экономайзере некипящего типа устанавливается арматура:
А) на входе - обратный клапан, обводная линия с вентилем, вентиль запорный, регулятор питания, манометр, термометр, предохранительный клапан;
Б) на выходе - вентиль для выпуска воздуха (вантуз), манометр, предохранительный клапан, термометр, сгонная линия, запорный вентиль.
Кроме того, на нижнем коллекторе должны быть установлены трубопроводы для спуска воды (сливной вентиль), а в удобных местах - устройства для отбора проб воды и измерения температур и давления, а на верхнем коллекторе - вентиль для удаления воздуха.
Схема обвязки чугунного водяного экономайзера приведена на рис. П10.
Экономайзеры кипящего типа выполняются из стальных труб диаметром 28.42 мм и устанавливаются горизонтально в шахматном порядке на каркасе. Они выдерживают высокие давления, в них возможно частичное закипание воды (до 15 %), но они больше подвержены коррозии и не отключаются от котла (т. е. остановка экономайзера влечет остановку котла).
На входе экономайзера кипящего типа устанавливается такая же арматура, как на некипящих (за исключением обводной и сгонной линий, а также вантуза), а на выходе арматура не устанавливается для обеспечения свободного прохода пароводяной смеси в барабан котла.
Питательные экономайзеры предназначены для пропуска питательной воды, а теплофикационные - сетевой воды. Через теплофикационный экономайзер воду пропускают параллельными потоками, ввиду большего расхода воды, чем в питательном экономайзере.
В настоящее время на водотрубных котлах (ДЕ, ДКВР) и водогрейных агрегатах (КВ-ГМ) устанавливаются газомазутные горелки различных конструкций, удовлетворяющие требованиям экономичной и безопасной эксплуатации. Главным при этом является обеспечение примерно равного …
В монографии рассмотрены вопросы устройства и работы паровых и водогрейных котельных агрегатов. Даны методики теплового расчета паровых и водогрейных котельных агрегатов, работающих на органическом топливе, а также объемов и энтальпий …
Котел водогрейный газомазутный КВ-ГМ-50-150, теплопроизводительностью 50 Гкал/ч (58 МВт), предназначен для нагрева воды систем теплоснабжения до 150 °С и может быть использован как в отопительном основном режиме - 70.150, так …
msd.com.ua
