И.А. Урманов, главный инженер, А.В. Мамошкин, технический директор,
ЗАО «ИЦ АВЕЛИТ», г. Белгород
Журнал «Новости теплоснабжения» №2, 2010 г., www.ntsn.ru
Постановка вопроса
Водогрейные котлы (ВК) серии КВГМ тепловой мощностью 20, 30, 50 и 100 Гкал/ч с типовыми горелочными устройствами (ГУ) ГМГ на 20, 30 и 40 МВт и РГМГ на 20 и 30 МВт имеют широкое применение на территории республик бывшего СССР для нагрева воды в пиковых и основных режимах отопительных и промышленных котельных, со второй половины XX в. по настоящее время.
За прошедший период эксплуатация ВК и ГУ практически не изменилась и сегодня, в XXI веке, абсолютно не удовлетворяет современным требованиям по надежности, эффективности, экономичности и экологичности генерации тепловой энергии.
При эксплуатации:
- имеют место нестабильные режимы горения с пульсацией в топке и как следствие раскачка экранной системы котла, а также элементов газового оборудования по фронтовому экрану;
- на КВГМ-50 и КВГМ-100 возникает противофазная резонансная раскачка давления воздуха по горелкам с усилением амплитуды колебания разрежения;
- наблюдается эжекция в аксиальные аппараты с локальным обгоранием лопаток.
Указанные недостатки приводят к:
- разрушениям обмуровки и (на котлах КВГМ-50 и КВГМ-100) ребер жесткости каркаса;
- непрерывным нарастаниям присосов (за осенне-зимний период в среднем на 20-30%);
- тепловой перегрузке конвективной части котлов (из-за низкой светимости в топке и больших разрежений);
- снижению КПД котлов и дополнительным энергозатратам на тягу и дутье.
Для снижения пульсации (вибрации котла) наладочный персонал вынуждено организует режимы горения, с давлением воздуха отвечающее значениям a=1,3-1,5 за топкой. При этом в режимных картах, как правило, по «экономическим» соображениям показаны фиктивные значения a=1,3-1,4 за дымососом.
Проблемы ГУ хронические и не решаются по двум основным причинам.
1. Теплоэнергетический рынок ВК и ГУ инерционен, у производителей (поставщиков) отсутствует посыл и потребность к оптимизации ГУ, да и зачем что-либо менять, если продукция находит сбыт.
2. В значительной степени утрачен инженерный потенциал. На уровне НИОКБ или в ВУЗах поиска решений также нет по причине отсутствия государственных программ и соответственно финансирования проектов.
Такое положение дел, вернее, их отсутствие, сегодня не устраивает ни владельцев ВК и ГУ, ни реальных потребителей услуг по отоплению и горячему водоснабжению. Последние задаются вопросом: «Как соответствуют «хронические проблемы ВК и ГУ» требованиям времени в области энергосбережения, энергоэффективности и техногенной безопасности с инновационными подходами к решению технологических проблем?!».
И все же «разрубить гордиев узел» можно и нужно, в одном, довольно простом и эффективном варианте – создания консорциума наладочно-монтажной организации с собственником генерации тепловой энергии. Первые, если это профессионалы, обязаны по роду деятельности, организовать и обеспечить модернизацию ГУ. Вторые заинтересованные в минимизации эксплуатационных затрат, повышении экологичности и экономичности генерации тепла и горячей воды должны обеспечить необходимый уровень эксплуатации и обслуживания энергетического оборудования.
Проведенное нами детальное обследование состояния энергетического оборудования (более 20 котлов серии КВГМ), выяснение опыта ведения режимов и объемов обслуживания этого оборудования, а также изучение отчетов наладочных организаций, проводивших пусконаладочные работы, и проведенные по фактическому состоянию оборудования аэродинамические и теплотехнические испытания подтверждают повсеместное наличие вышеназванных проблем этой серии котлов.
Решение проблем при работе котла КВГМ-100 с тремя горелками ГМГ 40
В качестве примера приводим установленные причины пульсаций и других негативных факторов работы КВГМ-100, оборудованного тремя горелками ГМГ 40, как наиболее проблемного котла.
1. Наличие блуждающей эжекции высокотемпературных продуктов в аксиальные аппараты горелок с обгоранием лопаток.
«Блуждающая» эжекция в горелки объясняется тем, что воздушные короба горелок «ломают» высокоскоростной поток воздуха (10-25 м/с), создавая зоны высоких и низких давлений. В местах сопряжений этих зон, под действием сил, возникающих при обтекании лопаток аксиального аппарата происходит подсос высокоскоростными потоками, истекающими из напорных участков воздуха из зон низкого давления, создавая тем самым обратные токи из топки в горелки. Этим и объясняется обгорание лопаток. Зона эжекции зависит от нагрузки. Очаги обгорания лопаток определяются долговременностью использования определенных нагрузок.
2. Наличие сильной пульсации во всем диапазоне нагрузок, которая незначительно снижается при увеличении подачи воздуха до a=1,3-1,5 за топкой.
Попробуем разобраться в причинах пульсации горения. Нижние две горелки по подводу воздуха схожи с горелками с улиткообразным подводом воздуха. Известно, что тангенциальные и улиткообразные горелки грешат той же эжекцией, причем, нарастающей по силе пропорционально нагрузке их воздухом. Проведем расчеты, предполагая, что все три горелки улиткообразные и влияние аксиальных аппаратов незначительно. Тогда вместо хаотичной эжекции мы получаем концентрическую, степень фокусировки которой в меньшей степени зависит от изменения нагрузки; она зависит от степени крутки:
где a – полувысота; b – ширина воздушного короба; d – диаметр амбразуры горелки.
При увеличении расхода воздуха, т.е. скорости, геометрия обратных токов не меняется. Меняется лишь глубина разрежения пропорционально квадрату скорости потока.
При существующем аксиальном аппарате средняя скорость воздуха из горелки: V ср. =Q/S, где Q – расход воздуха, принимаемый как 10Q газ ·a. Здесь a (избыток воздуха в горелке) можно принять 1,1, а Q газ – это расход газа через горелку. Не вся площадь сечения амбразуры горелки S при улиткообразном подводе пропускает воздух, а лишь S–S обр. токов. Чтобы определить площадь обратных токов S обр. токов необходимо рассчитать степень крутки b. В нашем случае b=0,6·0,4/0,7 2 =0,49. Для такой степени крутки площадь обратных токов составляет 16,7%, а доля радиуса обратных токов – 41%. Есть также незначительная зона (5%), где воздух стоит, которой в данном случае пренебрежем.
Тогда среднюю по сечению осевую скорость воздуха определим по уравнению V ср =10Q газ ·a/[(pd 2 /4)·(1–0,167)3600] и получим для минимальной и максимальной нагрузок горелки: V min =1,1·10·2000/[(3,14·0,7 2 /4)·(1–0,167)3600]=19,1 (м/с); V max =1,1·10·4175/[(3,14·0,7 2 /4)·(1–0,167)3600]=39,8 (м/с).
Понятно, что равномерность скорости в нашем случае весьма условна. При такой скорости воздуха и при наличии аксиального аппарата приходится иметь дело с форсированной турбулентной горелкой, обладающей неустойчивым корнем факела.
Рассчитаем глубину проникновения газовых струй в поток воздуха на минимальной и максимальной нагрузке. Скорости воздуха на этих нагрузках уже рассчитаны, необходимо рассчитать скорость газовых струй, которую усреднено можно принять:
W газ =Q газ /(3600s),
где s=21·p·0,016 2 /4=0,00422 м 2 , при количестве отверстий n=21, диаметром d отв =16 мм.
W min газ =Q min газ /(3600·0,00422)=2000/(3600·0,00422)=131,65 (м/с);
W max газ =Q max газ /(3600·0,00422)=4175/(3600·0,00422)=274,82 (м/с).
Теперь можно рассчитать глубину проникновения струи газа со средней скоростью W газ по сечению отверстия в поток воздуха со средней осевой скоростью V ср по рекомендуемой формуле для перпендикулярного проникновения газа в поток:
h=2,2(W газ /V ср)(r г /r в) 0,5 d отв,
где r г, r в – плотность газа и воздуха соответственно; d отв – диаметр газового отверстия.
h min =2,2·(131,65/19,1)·0,84·16=203,8 (мм);
h max =2,2·(274,82/39,8)·0,84·16=204,2 (мм).
Данный расчет показывает, что на любой нагрузке газ попадает в зону эжекции, т.к. 204/350=58,3% (здесь 350 мм – радиус газового коллектора), а мы имеем 41% радиуса обратных токов, прилегающую 5% зону нулевых скоростей и однозначно неравномерность обеспечения воздухом по образующей горелки. Тогда можно предположить, что проблема больших пульсаций не связана с всасыванием продуктов сгорания в горелку. Она связана с образованием локальных зон, где происходит всасывание в горелку газа, смешивания его до взрывных концентраций, хлопков с выбросами больших энергий, что и является причиной сильных пульсаций.
Для подтверждения этой гипотезы был проведен эксперимент. Чтобы отсечь газ от проникновения в горелку, было принято решение установить обечайку на расстоянии 1/2h+10 (мм) от газовых отверстий. Здесь 10 мм – запас, необходимый для возможных зон недостаточных скоростей воздуха, для рассеяния струй газа и воспрепятствования после «отражения» от обечайки, обволакиванию образующей горелки газом с последующим примыканием его к фронтовому экрану. В результате получили снижение пульсации и измененный ее характер.
Причина больших пульсаций определена, а остаточная пульсация, очевидно, результат хаотично блуждающих корней факелов.
При условиях, имеющих место в условно холодной топке, с использованием для горения холодного воздуха неустойчивость горения закономерность. Так как скорость распространения пламени в зоне воспламенения значительно меньше скорости газо-воздушной смеси. К тому же сама смесь неоднородна и не повсеместно находится в необходимом для стабильного горения диапазоне 5-15%. Для обеспечения существования стационарного факела при указанных условиях, необходимо наличие в топке непрерывного мощного источника зажигания, от которого пламя может распространиться по всему сечению горючей смеси.
Итак, произведенные расчеты и опыты позволяют сделать заключение, что пульсация устранима, причем достичь этого можно при хороших экономических показателях работы котлов. Для этого необходимо провести модернизацию горелок с устранением всех вышеизложенных негативных факторов объясняющих первопричины пульсаций.
Практический опыт внедрения комплексной модернизации горелок на котлах серии КВГМ подтвердил возможность устранения пульсаций во всем диапазоне нагрузок с одновременным повышением экономической эффективности работы котлов.
Положительные результаты модернизации горелок, устраняющие вышеперечисленные недостатки работы типовых горелок, позволили нам подать заявку на изобретение горелочного устройства.
Рационализацию и модернизации эксплуатируемых сегодня горелок целесообразно проводить на рабочих местах в соответствии с авторскими решениями и под авторским надзором.
Литература
1. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Н.В. Кузнецов.
2. Методические указания по испытаниям котельных агрегатов работающих на природном газе. Минхимпром СССР.
3. Теплотехнические испытания котельных установок. В.И. Трембовля.
4. Методические указания по составлению режимных карт котельных установок и оптимизация управления ими. РД 34.25.514-96.
5. Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива. Я.Л. Пекер.
6. Упрощенная методика теплотехнических расчетов. Н.Б. Равич. М.: «Наука».
7. Экономия топлива на электростанциях и в энергосистемах. А.С. Горшков. М.: «Энергия», 1967.
8. Опыт сжигания газа на электростанциях и в промышленных котельных. БТИ «ОРГРЭС», М.,1962.
9. Теория горения и топочные устройства. Под ред. Д.М. Хзмаляна. М.: «Энергия», 1976.
КВГМ-20
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Одна комбинированная горелка RAY типа BGEC-2500 на водогрейном котле КВГМ-20
Заказчик — ОАО «Тихорецкий машиностроительный завод им.В.В.Воровского» Краснодарский край г.Тихорецк. Котельная с водогрейными котлами КВГМ-20 -2шт.
Техническое перевооружение водогрейного котла ПТВМ-30М
В результате совместной работы специалистов компаний ООО «Норд Крафт», ОАО «НПО ЦКТИ» им. Ползунова и «RAY International» (Германия) - были выполнены расчеты, сделано техническое обоснование и разработано проектное решение по модернизации водогрейного котла ПТВМ-30М. Заказчик работ — МУП «Теплоэнергия» г.Череповец, котел находится на котельной №3.
В проекте предусмотрено использование горелочных устройств фирмы «RAY International» и АСУ ТП «NORDVISION ® » производства компании ООО «Норд Крафт» которая также осуществляла проектные, монтажные и пусконаладочные работы.
Водогрейный котел ПТВМ-30М с 6-ю газомазутными горелками МГМГ-6 до технического перевооружения (левый фронт котла).
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 872-6977 кВт.
расход газа на одну горелку: 87 — 698 нм3/ч.
расход на одну горелку жидкого топлива: 75-600кг/час
Предпосылкой к модернизации послужило:
Несоответствие газового оборудования котла ПТВМ-30М требованиям Ростехнадзора согласно ПБ 12-52903
Регулировка тепловой мощности котла происходила в ручном режиме за счет изменения количества работающих горелок, с диапазоном регулирования 30:100.
Морально устаревшее и физически изношенное оборудование автоматики безопасности и регулирования не выполняло своих функций в полном объеме.
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Водогрейный котел ПТВМ-30М с 6-ю комбинированными горелками RAY типа BGEC 600 после технического перевооружения (левый фронт котла).
топливо: природный газ/жидкое топливо
Водогрейный котел ПТВМ-30М с 6-ю газовыми горелками RAY типа EG 600 после технического перевооружения
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Шесть газовых горелок RAY типа ЕG 600
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 698-6977 кВт.
расход газа на одну горелку: 70 — 698 нм3/ч.
Особенность реализованного проекта – замена горелок была осуществлена без изменения фронтальных поверхностей нагрева: установка горелок была произведена в существующие амбразуры котла. Это позволило значительно снизить затраты на реконструкцию и сократить общее время реализации проекта.
Техническое перевооружение котла ДЕ-16-14ГМ
Заказчик работ – компания «Русский Стандарт Водка» г. Москва
Объект находится в республике Татарстан, г.Буинск, «Буинский спиртозавод»
Компанией ООО «Норд Крафт» был выполнен проект реконструкции котельной. В составе проекта были произведены расчеты, сделано техническое обоснование и разработано проектное решение по модернизации двух водогрейных котлов ДЕ-16/14ГМ. Проектные решения по замене горелочных устройств были согласованы с производителем котлов – ОАО «Бийский котельный завод».
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Паровой котел ДЕ-16-14ГМ с газо-мазутной горелкой ГМ-10 до технического перевооружения .
Работы выполнены компанией ООО «Норд Крафт» г.Санкт-Петербург
Паровой котел ДЕ-16-14ГМ с одной комбинированной горелкой RAY типа BGEC 1000 после технического перевооружения.
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 1453-11628 кВт.
расход газа на одну горелку: 145 — 1163 нм3/ч.
расход на одну горелку жидкого топлива: 125-1000кг/час
В проекте использованы горелочные устройства компании «RAY International». Основной вид топлива в котельной — газ, в качестве резервного предусмотрено печное топливо.
Решение по автоматизации осуществлено с помощью АСУ ТП «NORDVISION ® » — собственной разработки компании «Норд Крафт», управление котлоагрегатом выведено на верхний уровень, в диспетчерской котельной оборудовано АРМ (автоматическое рабочее место) оператора. Реализована программа быстрого (в течение 4-7 мин.) пуска котла из холодного состояния до вывода на расчетную мощность.
После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 1:10, обеспечена экономия средств заказчика за счет сокращения энергопотребления (установка частотных преобразователей) и снижения расходов на обслуживание котлоагрегата (уменьшение количества обслуживающего персонала).
Проведенная модернизация котла позволила продлить эксплуатационный срок службы котла на длительное время.
Техническое перевооружение котла ДКВР-20
Паровой котел ДКВР-20 с двумя газовыми горелками RAY типа ЕG 600 после технического перевооружения.
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 698-6977 кВт.
расход газа на одну горелку: 70 — 698 нм3/ч.
При техническом перевооружении котла заменены три существующие горелки ГМГ-5 на две газовые горелки RAY типа EG-600 производства компании RAY International (Германия) с заменой существующих вентиляторов вторичного и первичного воздуха, и с установкой частотных преобразователей.
Горелки оснащены двумя регулируемыми устройствами завихрения, которые служат для формирования факела. Эти лопасти завихрения способствуют оптимальному подбору длины пламени и диаметра факела. Сильное завихрение выдает короткое пламя с большим диаметром, не завихренное пламя длиннее и более узкое. Лопасти завихрения выставляются в рабочем состоянии и способствуют оптимальной настройке пламени к геометрии котла. После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 10-100%. Устанавливается современная система автоматики управления котлоагрегатом АСУ ТП «NORDVISION ® » и частотные преобразователи на электродвигатели тягодутьевых агрегатов.
Техническое перевооружение котла ДЕ-6,5
Паровой котел ДЕ-6,5 с одной газовой горелкой RAY типа ЕG-500 после технического перевооружения.
топливо: природный газ
мощность горелки: 581-5814 кВт.
расход газа на одну горелку: 58 — 581 нм3/ч.
При техническом перевооружении котла заменяется горелка ГМ-4,5 на газовую горелку RAY типа EG-500 производства компании RAY International (Германия) с заменой существующих вентиляторов вторичного и первичного воздуха, и с установкой частотных преобразователей. Горелка устанавливается в штатное место на фронт котла, без изменения амбразур. Это позволило значительно снизить затраты на техперевооружение и сократить общее время реализации проекта. После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 10-100%. Устанавливается современная система автоматики управления котлоагрегатом АСУ ТП «NORDVISION ® » и частотные преобразователи на электродвигатели тягодутьевых агрегатов.
Техническое перевооружение котла КВГМ-100
Водогрейный котел КВГМ-100 (верхний ярус котла
) с тремя комбинированными горелками RAY типа BGEG 2500S после технического перевооружения.
Водогрейный котел КВГМ-100 (нижний ярус котла) с тремя комбинированными горелками RAY типа BGEG 2500S после технического перевооружения.
топливо: природный газ/жидкое топливо
мощность горелки: 54884 — 40698 кВт.
расход газа на одну горелку: 488 — 4070 нм3/ч.
расход жидкого топлива на одну горелку: 400-3500кг/час
При техническом перевооружении котла реконструируется система газоснабжения котельных агрегатов при этом заменяются существующие горелки РГМГ на газомазутные горелки RAY типа BGEG-2500S производства компании RAY International (Германия) с заменой существующих вентиляторов вторичного и первичного воздуха, и с установкой частотных преобразователей. Горелки устанавливаются в штатные места на фронт котла, без изменения амбразур. Это позволило значительно снизить затраты на техперевооружение и сократить общее время реализации проекта. После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 10-100%. Устанавливается современная система автоматики управления котлоагрегатом АСУ ТП «NORDVISION ® » и частотные преобразователи на электродвигатели тягодутьевых агрегатов.
Техническое перевооружение котла КВГМ-30
Водогрейный котел КВГМ-30 с одной газовой горелкой RAY типа ЕG 2500S после технического перевооружения.
топливо: природный газ
мощность горелки: 4884 — 40698 кВт.
расход газа на одну горелку: 488 — 4070 нм3/ч.
При техническом перевооружении котла заменяется существующая горелка РГМГ газовую горелку RAY типа EG-2500S производства компании RAY International (Германия) с заменой существующих вентиляторов вторичного и первичного воздуха, и с установкой частотных преобразователей. Горелка устанавливается в штатное место на фронт котла, без изменения амбразур. Это позволило значительно снизить затраты на техперевооружение и сократить общее время реализации проекта. После выполнения работ, горелки на котле работают в диапазоне регулирования 10-100%. Устанавливается современная система автоматики управления котлоагрегатом АСУ ТП «NORDVISION ® » и частотные преобразователи на электродвигатели тягодутьевых агрегатов.
Котельная завода Химической промышленности, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели BGEC 1000
Котельная завода BMW 150 МВт, три котла по 50 МВт, Германия:
Котел 50 МВт с 2-мя горелками RAY модели BGEC 2500
топливо: природный газ/дизельное топливо
мощность горелки: 3 488 — 29 070 кВт;
расход газа: 349 — 2 907 нм3/ч;
расход диз.топлива: 300 — 2 500 кг/ч.
Котельная Бумажной фабрики, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели EG 700
топливо: природный газ/дизельное топливо
мощность горелки: 581 — 5 814 кВт;
расход газа: 58 — 581 нм3/ч.
Котельная завода Пищевой промышленности, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели BGEC 1000, с короткой рециркуляцией
топливо: природный газ/дизельное топливо
мощность горелки: 1 860 — 11 628 кВт;
расход газа: 186 — 1 163 нм3/ч;
расход диз.топлива: 160 — 1 000 кг/ч.
Котельная Молочного завода, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели BGEC 800
топливо: природный газ/дизельное топливо
мощность горелки: 1 570 — 9 302 кВт;
расход газа: 157 — 930 нм3/ч;
расход диз.топлива: 135 — 800 кг/ч.
Котельная Баварского пивоваренного завода, Германия:
Двух топочный котел фирмы LOOS с 2-мя горелками RAY модели EG 800 в специальном исполнении
топливо: природный газ/био газ
мощность горелки: 756 — 9 302 кВт;
расход газа: 76 — 930 нм3/ч.
Введение
В состав теплоэлектроцентрали ОАО «ЭнСер» входят следующие подразделения:
Котельный, турбинный цеха, электроцех, химцех, участок ТАИ,
Водогрейная котельная №1,
Водогрейная котельная №2,
Водогрейные котельные №1,2 обеспечивают выработку горячей воды на технологические нужды, для отопления и горячего водоснабжения ОАО АЗ «Урал», центральной части г. Миасса и других потребителей.
На водогрейной котельной №2 забор воздуха для подачи в котлы осуществляется снаружи, мероприятия по подогреву воздуха в зимний период не предусмотрены, вследствие чего, в котёл попадает воздух с низкой температурой, что отрицательно влияет на ряд факторов:
Увеличиваются потери с уходящими газами.
Увеличивается химический недожог.
Увеличивается механический недожог топлива, особенно в случае сжигания углей и мазута.
Предложение по использованию предварительного нагрева входящего воздуха, позволит в зимний период, за счёт пропуска части сетевой воды с входа котла КВГМ через калорифер, нагревать холодный воздух до положительных температур. В результате, в холодное время года, при работающих котлах КВГМ обеспечивается возможность постоянно подавать на горелки котла подогретый воздух, что повысит эффективность сжигания газа, а также предотвратит обмерзание воздушного тракта. Предложенные мероприятия улучшат экологические и экономические показатели котла.
Описание котла КВГМ-100
Котел имеет прямоточную П - образную бескаркасную компоновку с облегченной обмуровкой, укрепляемой на экранных трубах. Котел может использоваться как в режиме 150 - 100°С. Площадки для обслуживания котла крепятся к самостоятельным металлоконструкциям, опирающимся на портал котла. Конструкция котла представлена в графической части дипломного проекта на листах 1 и 2. Топочная камера котла и задняя стенка конвективной части поверхности нагрева котла состоит из трех пакетов. Каждый пакет набирается из U- образных ширм, выполненных из труб d = 283 мм. Ширмы в пакетах расположены параллельно фронту котла и расставлены таким образом, что их трубы образуют шахматный пучок с шагом S1 = 64 мм и S2 = 40 мм.
Боковые стены конвективной шахты закрыты трубами d = 8335мм с шагом 128 мм служащие одновременно стояками ширм. Все трубы образующие экранные поверхности котла, вварены непосредственно в коллектор d = 27311 мм. Для удаления воздуха из трубной системы при заполнении котла водой на верхних коллекторах установлены воздушники. Взрывные предохранительные клапана установлены на потолке топочной камеры.
Для удаления наружных отложений с труб конвективных поверхностей нагрева котла оборудована дробеочистительная установка. Подача дроби наверх производится с чистым воздухом, подаваемым ротационной воздуходувкой.
Обмуровка котла облегченная, натрубная, толщина около 110мм, состоит из трех слоев: шамотобетона, совелитовых плит, минераловатных матрацев и магнезиальной обмазки. На фронтальной стенке котла установлены три газомазутные горелки с ротационными форсунками, причем третья горелка размещена сверху во втором ряду.
Ротационные горелки РГМГ-30 - механические с мазутными форсунками механического распыления и водяным охлаждением.
Производительность горелки РГМГ-30 составляет:
По природному газу 4175м3/час
По мазуту 3855 кг/час.
Тепловой и аэродинамический расчеты котла представлены далее в пояснительной записке. На рисунке 1 показана схема движения воды в котле КВГМ-100 при работе в основном режиме. Вода с температурой 70°С и давлением 2,5 МПа подается во фронтовой экран топочной камеры, затем направляется в боковой экран, после чего поступает в промежуточный экран, откуда входит в конвективную часть и боковые экраны. Выход воды из котла с температурой 150°С происходит из заднего экрана конвективной шахты. Скорость движения воды по тракту котла лежит в пределах 1,6 - 1,8 м/с. Продувка котла из коллекторов экранов производится по специальным трубопроводам в коллектор дренажей.
Рисунок 1. Схема движения воды в котле КВГМ - 100
Технические характеристики котла КВГМ-100 приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Технические характеристики котла КВГМ-100
|
Наименование |
Ед. измерения |
Значение |
|
1. Теплопроизводительность Гкал/час 100 2. Расход воды т/час 1235/2460 3. Расход топлива: Природный газ м3/час 12520 Мазут кг/час 11500 4. Температура уходящих газов: Работа на газу °С 120 Работа на мазуте °С 175 5. Лучевоспринимающая поверхность м2 325 6. Объём топочной камеры м3 388 7. Тип и число горелок шт. 3 РГМГ-30 8. Теплонапряжение топочного объёма Ккал/(м3 *час) 280*103 9. Тепловая нагрузка лучевоспринимающих поверхностей: Работа на газу; Ккал/(м3 *час) 116*103 Работа на мазуте Ккал/(м3 *час) 137*103 10. Поверхность нагрева: Радиационная; м2 325 Конвективная м 2385 11. Расчетная температура воды на выходе из котла °С 150 12. КПД котла: Работа на газ; % 92,7 Работа на мазуте % 91,3 |
Техническое задание
на выполнение работ по капитальному ремонту котлоагрегата
КВГМ-100 №3 с заменой боковых экранов, промежуточных
экранов и коллекторов
для нужд ОСП «Чебоксарские тепловые сети»
ООО «Коммунальные технологии»
в 2015 году.
Согласовано:
Зам. генерального директора -
главный инженер
ООО «Коммунальные технологии» _____________ Р.Р. Бухарин
Начальник ОПРР ИА _____________ В.В. Перепечко
Начальник ИТН ИА _____________ И.А. Алексеева
г. Чебоксары, 2015
Объект:
Котел КВГМ-100 ст. №3, рег. № 6180, зав. № 4887 находящийся в ведении ОСП «Чебоксарские тепловые сети» ООО «Коммунальные технологии» (далее – ОСП «ЧТС»).
Краткое описание водогрейного котла типа КВГМ-100 ст. № 3.
Общие положения
Водогрейный котел типа КВГМ-100 был произведен в 1982 и введен в эксплуатацию в 1986 году, изготовлен Дорогобужским котельным заводом.
Газо-мазутный водогрейный котел типа КВГМ-100 производительностью 100 Гкал/час, предназначен для установки на ТЭЦ и в отопительных котельных в целях покрытия пиков тепловых нагрузок и в качестве основного источника теплоснабжения.
Котел водотрубный, прямоточный, П-образной компоновки, спроектирован для работы на газе и мазуте.
Котел оборудован тремя комбинированными газо-мазутными горелками с ротационными форсунками РГМГ-30.
Обмуровка котла натрубная.
Последний капитальный ремонт данного водогрейного котла проводился в 2001 году в период, которого была произведена замена труб боковых экранов котла. Наработка с начала эксплуатации составляет 61824 часа.
Техническая характеристика котла КВГМ-100
Тепловая производительность 100 Гкал/час
Расчетное давление воды 25 кгс/см 2
Разрешенное давление воды 16 кгс/см 2
Температура воды на входе в основном режиме 70 0 С
Температура воды на выходе 150 0 С
Гидравлическое сопротивление 1,65 кгс/см 2
Расход воды при основном режиме 1235 т/ч
Температура уходящих газов 180 0 С
Сопротивление газового тракта 120 мм. в. ст.
Расход воздуха 136800 м 3 /ч
Габаритные размеры котла
Высота от уровня пола до верхней отметки 14400 мм
Ширина по осям колонн каркаса (по фронту) 5700 мм
Ширина с учетом выступающих частей 14000 мм
Глубина с учетом выступающих частей 9850 мм
Топочная камера
Размер топочной камеры в плане 5696х6208; высота призматической части 9540 мм; объем топочной камеры 388 м 3 ; лучевоспринимающая поверхность экрана 325 м 2 , топочная камера котла экранирована трубами диаметром 60х3 мм с шагом 64 мм.
Все трубы экранов соединены камерами 273х10.
Для создания жесткой и прочной конструкции, топочная камера снаружи обвязана горизонтальными поясами жесткости.
Фронтовой, промежуточный, задний экран, а также боковые стены конвективной шахты опираются на портал. Нижние камеры указанных экранов имеют опоры. Опора, расположенная посередине нижней камеры промежуточного экрана, является неподвижной.
Обмуровка, которая крепится к экранным трубам или стоякам конвективной шахты, выполнена облегченной.
Общая толщина обмуровки приблизительно – 110мм.
Конвективная часть котла
Конвективные поверхности нагрева котла расположены в опускном газоходе, образованным боковыми, промежуточными и задними экранами.
Три пакета конвективной части набираются из секций, состоящих из вертикальных стояков 83х3,5 мм, в которые входят расположенные горизонтально в шахматном порядке U-образные змеевики из труб 28х3 с шагом 64мм и 40мм.
Вертикальные стояки приварены с шагом 228мм в верхние и нижние камеры, расположенные на боковых стенах конвективной части.
Поверхность нагрева конвективной части 2385м 2 .
Газо-мазутные горелки
Котел КВГМ-100 оборудован тремя комбинированными газо-мазутными горелками с ротационными форсунками РГМГ-30, установленными на фронтовой стене треугольником вершиной вверх. Горелки предназначены для сжигания газа и мазута. Производительность одной горелки по природному газу 3950 нм³/ч и по мазуту- 3800 кг/ч. Давление газа перед горелками 5000 кгс/м², давление перед форсункой – 2 кгс/см².
В каждой газо-мазутной горелке установлено запально - защитное устройство типа ЗЗУ-4 предназначенное для дистанционного розжига горелок. Эксплуатация горелок должна производиться в соответствии с инструкцией по эксплуатации газо-мазутных горелок с ротационными форсунками, разработанной Дорогобужским котельным заводом.
Тягодутьевые устройства
Для подачи воздуха в топку котельный агрегат оборудован двумя дутьевыми вентиляторами типа ВД-18 с характеристикой при рабочем режиме: производительность одного вентилятора с 5% запасом -6910 м 3 /час, полный напор при температуре рабочей среды в указанной производительности- 372 кг/м 2 .
Привод вентилятора осуществляется от электродвигателя с числом оборотов 759 об/мин. Потребляемая мощность-160кВт.
Регулирование производительности дутьевого вентилятора осуществляется направляющим аппаратом.
Для отсоса дымовых газов установлен один дымосос типа ДН-18х2-0,62ГМ с характеристикой при рабочем режиме: производительность дымососа-289х10 3 м 3 /час, полный напор при температуре рабочей среды 200 о С и указанной производительности- 330 кг/м 2 .
Привод дымососа осуществляется от электродвигателя с числом оборотов - 750 об/мин. Потребляемая мощность-325кВт.
Регулирование производительности дымососа осуществляется направляющим аппаратом.
Объем работ:
| 2.1. Выполнить работы по капитальному ремонту котла КВГМ-100 №3 с заменой экранов Б-1, Б-2, Б-3, Б-5, Б-2, Б-6, промежуточных экранов П-1, П-2, П-3, верхних и нижних коллекторов боковых и промежуточных экранов для нужд ОСП «Чебоксарские тепловые сети» ООО «Коммунальные технологии» в 2015 году. 2.2 2.2. Сводная ведомость объемов работ для нужд ОСП «ЧТС»: |
|||||
| № п/п | Наименование работ | Ед. изм. | Объем | ||
| 1 | Наружный осмотр действующих котла, воздухоподогревателей и тягодутьевых механизмов до ремонта и их дефектации, паропроизводительность свыше 50 до 170 т/ч | КОМПЛ | 1 | ||
| 2 | | котел | 1 | ||
| 3 | Установка и снятие заглушек при фланцевом соединении трубопроводов, при диаметре трубопроводов свыше 325 до 426 мм | фланцевое соединение | 2 | ||
| 4 | Установка и снятие заглушек при фланцевом соединении трубопроводов, при диаметре трубопроводов до 57 мм | фланцевое соединение | 1 | ||
| 5 | Изготовление прокладок фланцевых соединений из картона, паронита или резины диаметр трубопровода 325-426мм | 10ШТ | 0,2 | ||
| 6 | | 10ШТ | 0,1 | ||
| 7 | Снятие вентилей на давление до 6,4МПа (муфтовые и фланцевые) ДУ-15,20мм | шт. | 8 | ||
| 8 | Снятие вентилей на давление до 6,4МПа (муфтовые и фланцевые) ДУ-25,32мм | шт. | 9 | ||
| 9 | Снятие вентилей на давление до 6,4МПа (муфтовые и фланцевые) ДУ-40,50мм | шт. | 1 | ||
| 10 | Прочая обмуровка 2 группы. восстановление обмазки уплотнительной (без снятия и установки металической сетки) | м2 | 380 | ||
| 11 | | м2 | 380 | ||
| 12 | Ремонт 2 группы тепловой изоляции. Вид - маты. Тип - минераловатные на синтетическом связующем | м3 | 31 | ||
| 13 | Ремонт 2 группы обмуровки из бетона огнеупорного. Элементы котлоагрегата: перекрытия, стены радиационной и конвективной шахт | м3 | 19 | ||
| 14 | Прочая обмуровка 2 группы работ. Снятие и установка металической сетки. | м2 | 380 | ||
| 15 | Ремонт 2 группы обмуровки из бетона огнеупорного. Элементы котлоагрегата: горизонтальные, вертикальные, потолочные поверхности. Метод нанесения обмуровки: торкретирование ручным способом. Толщина слоя 50 мм. | м3 | 0,5 | ||
| 16 | Ремонт 2 группы тепловой изоляции. Вид - шнуры. Тип - асбестовые | м3 | 0,06 | ||
| 17 | | т | 17,11 | ||
| 18 | | т | 1,3 | ||
| 19 | | стык | 16 | ||
| 20 | | шт. | 264 | ||
| 21 | Замена элементов каркаса котла и другог оборудования, масса элемента до 0,05 т | т | 1,96 | ||
| 22 | Установка крючьев для крепления тепловой изоляции с их изготовлением | 100ШТ | 1,2 | ||
| 23 | Ремонт 3 группы обмуровки из бетона огнеупорного. Элементы котлоагрегата: горизонтальные, вертикальные, потолочные поверхности. Метод нанесения обмуровки: торкретирование ручным способом. Толщина слоя 50 мм. | м3 | 0,5 | ||
| 24 | Ремонт 3 группы тепловой изоляции. Вид - шнуры. Тип - асбестовые | м3 | 0,06 | ||
| 25 | Восстановление рубероидного или толевого покрытия трубоапроводов | м2 | 380 | ||
| 26 | Прочая обмуровка 1 группы. Восстановление изоляции асбестовым картоном поверхности огнеупорной кладки | м2 | 52 | ||
| 27 | | м2 | 380 | ||
| 28 | Ремонт 3 группы обмуровки из бетона огнеупорного. Элементы котлоагрегата: перекрытия, стены радиационной и конвективной шахт | м3 | 19 | ||
| 29 | Ремонт 3 группы тепловой изоляции. Вид - маты. Тип - минераловатные на синтетическом связующем | м3 | 31 | ||
| 30 | Ремонт 3 группы тепловой изоляции. Вид - маты. Тип - минераловатные прошивные | м3 | 2 | ||
| 31 | Прочая обмуровка 3 группы работ. Снятие и установка металической сетки. | м2 | 380 | ||
| 32 | Прочая обмуровка 3 группы. восстановление обмазки уплотнительной (без снятия и установки металической сетки) | м2 | 380 | ||
| 33 | Восстановление стеклотканевого слоя | м2 | 380 | ||
| 34 | Восстановление окрасочного слоя | м2 | 380 | ||
| 35 | Установка вентилей на давление до 6,4МПа (муфтовые и фланцевые) ДУ-15,20мм | шт. | 8 | ||
| 36 | Установка вентилей на давление до 6,4МПа (муфтовые и фланцевые) ДУ-25,32мм | шт. | 9 | ||
| 37 | Установка задвижек на давление до 6.4 МПа с подвижными тарелками (фланцевые), ДУ-50мм | шт. | 1 | ||
| 38 | Изготовление прокладок фланцевых соединений из картона, паронита или резины диаметр трубопровода до 60мм | 10ШТ | 1,8 | ||
| 39 | Гидравлическое испытание водогрейного котла теплопроизводительностью свыше 50 до 100 Гкал/ч рабочим давлением | котел | 1 | ||
| 40 | Сборка и разборка деревянных лесов, при высоте лесов до 3м | м2 | 18,84 | ||
| 41 | Сборка и разборка деревянных лесов, при высоте лесов свыше 3 до 6м | м2 | 18,84 | ||
| 42 | Сборка и разборка деревянных настилов с наружной стороны котла на существующих металлоконструкциях на высоте свыше 10м | м2 | 20 | ||
| 43 | Замена экранных труб водогрейных котлов, диаметр труб до 60мм | т | 4,225 | ||
| 44 | Снятие и установка коллектора (конденсатора) с опорами, подвесками и реперами | т | 0,814 | ||
| 45 | Переварка дефектных стыков труб поверхности нагрева, трубопроводов и донышек коллекторов, зачистка под контроль металла, диаметр труб до 60 мм, толщина стенки до 10 мм | шт. | 118 | ||
| 46 | Переварка дефектных стыков труб поверхности нагрева, трубопроводов и донышек коллекторов, зачистка под контроль металла, диаметр труб свыше 176 до 219 мм, толщина стенки до 10 мм | шт. | 2 | ||
| 47 | Ультразвуковой контроль сварных стыковых соединений трубопроводов и коллекторов при диаметре свыше 219 до 273мм | стык | 8 | ||
Все материалы и запасные части, подверженные замене в процессе капитального ремонта и не пригодные для дальнейшего использования, складируются в специально отведенных местах на территории котельной на улице. Утилизация материалов и запасных частей, не пригодных к вторичному использованию, производится силами Подрядчика.
Сроки выполнения работ:
Подрядчик приступает к работе на объекте Заказчика в течение двух дней после получения письменной заявки Заказчика.
Основные требования к Подрядчику:
4.2. Должен обладать опытом выполнения аналогичных работ не менее 5 лет.
4.3. Иметь лицензии и сертификаты, действующие на территории Российской Федерации, необходимые для выполнения работ.
4.4. Располагать специалистами, обладающими соответствующей квалификацией для осуществления проектных, строительных, монтажных, специальных, ремонтных, пуско-наладочных работ, поставки оборудования и прочих работ и услуг по ремонту основных фондов (дипломированные производители работ с опытом работы не менее 3-х последних лет по указанному профилю, сварщики 5-6 разряда, слесари по ремонту тепломеханического оборудования 4-6 разряда, слесари по ремонту электротехнического оборудования 4-6 разряда);
4.5. К работе допускаются лица не моложе 18 лет, обеспеченные спецодеждой и индивидуальными средствами защиты: при работе на открытом воздухе рекомендуется применять средства индивидуальной защиты: перчатки, очки, маску-респиратор, прошедшие медицинский осмотр и не имеющие противопоказаний к выполнению вышеуказанных работ, работ на высоте, прошедшие обучение, имеющие допуск на выполнение специальных работ (электрогазосварочные работы, пневмоинструментом, абразивным инструментом, пескоструйные работы и т.д.), III группу по электробезопасности.
4.6. При использования сварки при выполнении работ иметь свидетельство НАКС (Национальный аттестационный комитет сварки) о производственной аттестации технологии сварки в соответствии с требованиями РД 03-615-03 «Порядок применения сварочных технологий при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов» и аттестованных сварщиков;
4.7. Персонал должен быть обучен и аттестован по охране труда, пожарной безопасности и промышленной безопасности энергообъектов (руководители работ в соответствии с Положением о порядке подготовки и аттестации работников организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов);
4.8. Иметь в наличии обученных и аттестованных ИТР (руководителей работ) с опытом работы не менее 3-х лет, имеющих право выдачи промежуточных нарядов, распоряжений, быть производителем работ, руководителем работ по промежуточному наряду;
4.9. Досконально знать технологию ремонта и особенности ремонтируемого оборудования;
4.10. Осуществлять весь комплекс технологических решений и их согласование, позволяющий обеспечить необходимое качество работ и выполнение гарантийных обязательств;
4.11. Иметь все необходимые для ремонта инструменты и специальные приспособления;
4.12. Место работ после ремонта должно быть чистым, мусор должен быть убран;
4.13. Обеспечить выполнение работ в сроки, указанные в согласованном графике проведения работ по ремонту;
4.14. Обеспечить оформление и ведение ремонтной, исполнительной документации, составление Проекта производства работ, графика проведения работ;
4.15. Сметный расчет выполнять по справочникам «Базовые цены на работы по ремонту энергетического оборудования, аккредитованные условиями конкурентного рынка услуг по ремонту и техперевооружению» ЦКБ «Энергоремонт» 2003 г.
4.16. Вспомогательные запасные части, (расходные) материалы для выполнения заявляемых объемов работ, требующиеся дополнительно по результатам дефектации, могут быть поставлены Подрядчиком по письменному согласованию с Заказчиком.
Материально-техническое обеспечение:
5.2. Объем материалов и запасных частей, необходимых для выполнения данных работ может быть изменен Заказчиком в связи с фактическим осмотром и проведением капитального ремонта энергетического оборудования.
Требования к выполнению работ:
Проведение работ по договору и приемка выполненных работ производится в соответствии с СО 34.04.181-2003 «Правила организации технического обслуживания и ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и сетей», действующими санитарно-эпидемиологическими, пожарными, строительными нормами и правилами, государственными стандартами.
Положение о производственном контроле за соблюдением требований промышленной безопасности на опасных производственных объектах (СО 34.03.125-2002);
Правил пожарной безопасности для энергетических предприятий (СО 34.03.301- 00);
Правил безопасности при работе с инструментом и приспособлениями (СО 153-34.03.204);
Инструкции по организации и производству работ повышенной опасности (СО 34.03.284-96);
Межотраслевой инструкции по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве;
Для выполнения данных ремонтных работ Подрядчик должен руководствоваться следующей нормативно-технической документацией и выполнять следующие требования Заказчика:
Работы должны быть организованы согласно пп. 2.7…2.9 Правил организации технического обслуживания и ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и сетей (СО 34.04.181-2003);
Подрядчик должен руководствоваться СО 34.17.302-97 «Котлы паровые и водогрейные. Трубопроводы пара и горячей воды, сосуды. Сварные соединения. Контроль качества. Ультразвуковой контроль. Основные положения»;
Подрядчик должен руководствоваться СО 153-34.17.207 «Руководящий нормативный документ. Инструкция по оформлению технической документации на сварочные работы при ремонте оборудования ТЭС»;
Подрядчик должен руководствоваться СО 34.17.310-96 «Сварка, термообработка и контроль при ремонте сварных соединений трубных систем котлов и паропроводов в период эксплуатации»;
Подрядчик должен руководствоваться СО 153-34.26.203 «Инструкция по производству обмуровочных работ при монтаже котельных и энерготехнологических установок»;
Подрядчик должен руководствоваться СО 153-34.26.601 «Инструкция по ремонту обмуровки паровых котлов электростанций»;
Подрядчик должен руководствоваться СО 153-34.26.201 «Временная инструкция по сушке обмуровок стационарных котлов ТЭС»;
Подрядчик должен руководствоваться СО 153-34.26.714 «Типовая энергетическая характеристика водогрейного котла КВГМ-100 при сжигании природного газа»;
Подрядчик должен руководствоваться СО 153-34.26.603 «Руководство по эксплуатации лесов, подмостей и люлек для ремонта паровых котлов»;
Подрядчик должен руководствоваться СО 153-34.15.003-01 «Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования»;
Подрядчик должен руководствоваться ТУ 34-38-20188-94 «Каркасы, лестницы и площадки стационарных котлов. Общие технические условия на капитальный ремонт»;
Подрядчик должен руководствоваться ТУ 34-38-20191-94 «Гарнитура стационарных котлов. Общие технические условия на капитальный ремонт»;
При заключении Договора на выполнение работ в сроки, установленные СО 34.04.181-2003, Заказчик представляет Подрядчику- победителю конкурса уточненную «Ведомость планируемых работ».
Обеспечить ведение ремонтной, исполнительной и отчетной документации согласно СО 34.04.181-2003.
Руководители работ Подрядчика совместно с представителями ОСП «ЧТС», Инспекции технического надзора ООО «Коммунальные технологии» должны:
Проводить оперативный контроль качества выполняемых работ и соответствия выполненных работ требованиям нормативно-технической документации и рабочим чертежам;
При выполнении работ вызывать представителя Инспекции технического надзора Заказчика для осуществления контроля за качеством и объемом выполняемых работ;
Проверять соблюдение технологической дисциплины (качества применяемой оснастки, приспособлений и инструмента);
Обеспечивать соблюдение сроков, предусмотренных в заявке;
6.22. Выполнение работ осуществляется по наряду-допуску.
6.23. Подрядчик должен согласовать список специалистов и спецтехники (марка, гос.номер), участвующих в ремонтных работах, для обеспечения допуска на объект ремонта.
6.24. Подрядчик приступает к работе на объекте Заказчика в течение двух дней после получения письменной заявки Заказчика.
6.25. Подрядчик обеспечивает прибытие на объект работников, которые непосредственно должны выполнять работы на объекте.
6.26. Подрядчик, после окончания работ, представляет исполнительную документацию, включающую в себя комплект актов, заполненные формуляры; техпаспорта или сертификаты, удостоверяющие качество материалов, деталей и конструкций, примененных при производстве работ, акты скрытых работ.
6.27. При выполнении работ по договору Заказчик имеет право изменять номенклатуру и объем выполняемых по договору работ в пределах 10% стоимости работ.
7. Приемка выполненных работ:
7.1. Приемка выполненных работ осуществляется в соответствии с требованиями настоящих Технических заданий, СО 34.04.181-2003 «Правила организации технического обслуживания и ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и сетей», путем подписания Сторонами Акта о приемке выполненных работ (КС-2) и справки о стоимости выполненных работ и затрат (КС-3).
9. Гарантии Подрядчика:
9.1. Подрядчик гарантирует соответствие выполненных работ и конструктивных
элементов требованиям нормативно-технической документации (НТД) и устранить за
свой счет дефекты, выявленные в процессе эксплуатации в течение гарантийного срока – 24 месяца.
9.2. Если в период гарантийной эксплуатации обнаружатся дефекты, допущенные по вине
Подрядчика, то Подрядчик обязан их устранить за свой счет в согласованные с Заказчиком сроки.
Директор-главный инженер ОСП «ЧТС» ____________________________ В.Е. Кадыков
Начальник ОПРР ОСП «ЧТС» _____________________________________ С.П. Голощук
Эксплуатация П-образного водогрейного котла КВГМ-100, установленного в качестве пикового на Волгодонской ТЭЦ-2, выявила ряд серьезных недостатков при сжигании мазута.
Подписаться на статьи можно на
Отмечалась неудовлетворительная работа ротационных горелок типа РГМГ-30, что приводило к повышенным потерям с механическим недожогом. Наблюдалось смещение факела к правой боковой стенке топки и затягивание процесса сгорания мазута. Неоптимальный режим работы горелок и перетоки горячих газов из топки в конвективную шахту через неплотности в местах примыкания заднего экрана топки к боковым стенкам создавали неравномерное поле температур в конвективной шахте.
Для устранения отмеченных недостатков в работе котла были проведены опыты с измерением основных параметров работы топки и конвективной шахты.
Во всех опытах наблюдался более высокий уровень температур газов вблизи заднего экрана топки. Усредненные температуры газов за верхним конвективным пакетом и на выходе из конвективной шахты составили, соответственно, 350 и 166 °С при теплопроизводительности котла 80 % номинальной. Максимальная температура в этих сечениях газохода достигала, соответственно, 412 и 250 °С. Коэффициент температурной разверки изменялся в диапазоне 1,04-1,5 для сечения за верхним пакетом и 1,3-1,7 - для сечения на выходе из конвективного пучка.
Распределение плотности теплового потока в топке оказалось неравномерным, со смещением к правой боковой стенке. При теплопроизводительности 80 % номинальной измеренная с помощью температурной вставки плотность теплового потока, воспринятого трубой правого бокового экрана, составила 340 кВт/м². Температура стенки трубы этого экрана при этом достигала 235 °С, а избыточная температура на внутренней образующей трубе - 60-80 °С. Ожидаемая величина лучистого теплового потока - 400-500 кВт/м² при номинальной теплопроизводительности.
По эксплуатационным данным были отмечены существенные неравномерности распределения температуры воды по секциям конвективной поверхности и трубам бокового экрана конвективной шахты. Общей тенденцией является более высокий уровень температур воды в трубах, примыкающих к промежуточному и заднему экранам конвективной шахты. Температура воды в стояках секций достигала 166 °С при температуре воды на выходе из котла 150 °С. Температурная разверка в секциях достигала 19 °С. В трубах бокового экрана абсолютная величина разверки увеличилась до 26 °С, а температура воды в разверенной трубе составила 172 °С.
Ожидаемая результирующая величина разверки в трубах секций по эксплуатационным и расчетным данным, с учетом неравномерности и в плоскости змеевика, оценивается в 19 + 4 = 23 °С.
Температурные разверки в котле КВГМ-100 оказались более высокими по сравнению с аналогичными котлами такого же типа. Можно предположить, что в данном случае проявился в наибольшей мере суммарный эффект, обусловленный, с одной стороны, неравномерностью поля температур газов, а с другой стороны - гидравлической неравномерностью, влияние которой могло заметно сказаться вследствие имевших место значительных внутренних отложений в трубах из-за неудовлетворительного качества сетевой воды.
Коэффициент тепловой эффективности конвективной поверхности при сжигании мазута в диапазоне нагрузок 24,4-82 МВт, при которых скорость газов изменилась от 2,6 до 7,1 м/с, а избытки воздуха - от 1,4 до 1,2, в среднем, составил 0,6.
Практические выводы из результатов проведенных исследований послужили исходными данными для усовершенствования котла КВГМ-100.
В проекте, подготовленном на основании описанных выше исследований, были реализованы следующие решения (рис. 1):
Установлены в топке на боковых стенках по встречной схеме 4 вихревые горелки;
В поворотной камере над конвективной шахтой размещена дополнительная ширмовая поверхность из U-образных мембранных труб диаметром 38 × 4 мм, тепло которой используется для подогрева холодного воздуха, идущего на горение;
