Вода, используемая для питания котлов, содержит различные примеси: это и растворенные твердые вещества, взвешенные вещества , обрузующие шлам, а также растворенные газы, вызывающие коррозию.
Даже если добавочная вода подверглась очистке, уровень содержания растворенных солей и минералов может оставаться высоким.
Поскольку пар производится из котловой воды и отводится для использования, большая часть примесей остается в котловой воде. Они состоят из растворенных твердых частиц и некоторого количества взвешенных твердых частиц, оставшихся после внешней обработки воды и от химикатов, введенных в котел в рамках внутренней обработки воды. Таким образом, вода в котле становится высококонцентрированной по отношению к этим примесям, и эта концентрация неуклонно повышается, пока производится и отводится пар
Если эту концентрацию каким-либо образом не уменьшить, то произойдет вспенивание и унос примесей с паром, а также образование шламовых отложений внутри котла и отложений в виде накипи на поверностях.
Унос котловой воды в паровую систему и паропроводы может вызвать гидравлические удары, коррозию и отложения.
Отложения на теплообменных поверхностях снижают эффективность и вызывают неисправность регулирующих клапанов и конденсатоотводчиков.
Взвешенные твердые частицы скапливаются на дне котла, и, если их не удалить, эти твердые частицы препятствуют передаче тепла от жаровой трубы котла, которая перегреется и может даже выйти из строя. Образование шлама может привести к неисправности устройств контроля уровня.
Образование накипи на поверхностях нагрева в котле увеличивает стоимость топлива, снижает теплопередачу и КПД. 1 мм накипь карбоната кальция увеличивает стоимость топлива на 3%, а силикатная накипь на 1 мм увеличивает стоимость топлива на 8%.
Непрерывная верхняя продувка
Продувка котла — это удаление некоторого количества котловой воды из котла. Цель продувки — поддерживать параметры котловой воды в заданных пределах, чтобы свести к минимуму накипь, коррозию и унос. При продувке часть воды удаляется и заменяется питательной водой.
Место отвода продувочной воды из котла
Наибольшей концентрацией растворенных твердых веществ образуется в узкой зоне воды , чуть ниже нормального рабочего уровня. Поэтому партрубок отвода воды должен располагаться на уровне, обеспечивающий удаление максимально концентрированной воды. А также рядом не должен располагаться патрубок подачи питательной воды.
скорость продувки
Скорость продувки, необходимая для конкретного котла, зависит от конструкции котла, условий эксплуатации и уровня загрязнения питательной воды.
Обычно скорость продувки определяется по общему количеству растворенных твердых частиц. В других случаях требуемая скорость продувки определяется уровнями щелочности, кремневой кислоты (SiO2) или рН, максимальные значения которых не должны быть превышены. Если один из параметров достигнет максимального значения за счет повышения концентрации, то этот параметр будет определяющим для расчета скорости продувки.
| Электропроводность питательной воды | мкС/см | >30 | <30 | <10 |
| рН | 10,5 - 12 | 10,0 - 11,5 | 9,5 - 10,5 | |
| Электропроводность котловой воды | мкC/см | < 6000 | < 2000 | < 150 |
| Кремневая кислота SiO2 | мг/л | < 150 | < 40 | < 4 |
| Параметр Ks8,2 | ммоль/л | 1 - 12 | 0,1 - 3 | 0,05 - 0,3 |
Продувка может варьироваться в пределах от 1 % при наличии качественной питательной воды до 10 % (а в особых случаях и более) при низком качестве питательной воды.
В среднем при проектировании котельной системы, включая ХВО необходимо ориентироватся на продувку до 3…5 %. Если продувка будет больше, необходимо провести технико-коммерческий расчет для установки ХВО с улучшенными характеристиками.
Расчет скорости продувки
для расчет необходимо следующие данные:
Q — Производительность котла (кг/ч),
R — Допуситимый уровень солесодержания котловой воды (ppm)
B — Солесодержание питательной воды (ppm)
Продувка = (B*Q) / (R-B)
Так для парового котла THS-50 , паропроизводительностью 5000 кг/час, с допустимым уровнем 3000 ppm и солесодержанием питательной воды 200 ррm количество продувки составит 555 кг/ч или примерно 7 %.
При возврате 50% незагрязненного конденсата обратно в тракт котла, продувка составит 3,5%.
Ручная или автоматическая продувка?
Скорость продувки может регулироваться вручную или автоматически.
Ручная продувка
Для удаления воды используется ручной продувочный клапан, который открывается в соответствии с рабочим графиком, составленным индивидуально для каждого котла.
При ручном управлении продувкой, возможны достижения не всегда контролируемого критического уровня TDS, что может привести к нежелательным последствиям.
Персоналом котельной должны проводиться регулярные тесты воды и соответственно регулироваться клапан непрерывной продувки
измерения электропроводности котловой воды, которая обеспечивает косвенное измерение растворенных в котловой воде твердых веществ.
Автоматическая продувка
Автоматическая система управления продувкой постоянно контролирует котловую воду, регулирует скорость продувки и поддерживает удельную проводимость котловой воды на заданном уровне.
Автоматическая система продувки обеспечивает максимальное удаление растворенных и взвешенных твердых частиц с минимальными потерями воды и тепла из котла.
Преимущества автоматичесчкой продувки
- Снижение затрат на техническое обслуживание и ремонт (минимизация уноса и отложений)
- Более чистый и более эффективный пар
- Экономия энергии
- Снижение эксплуатационных расходов (меньше расход питательной воды, химическая обработка и более высокая эффективность нагрева)
- Потенциальная экономия тепла продувки система восстановления
- Трудосберегающие преимущества автоматизации
Минимизация продувки котла
Верхняя продувка часто представляет собой непрерывный процесс. Сведение к минимуму скорости продувки может существенно сократить потери энергии, поскольку температура продувочной жидкости такая же, как и у образующегося пара в котле. Сведение к минимуму продувки также уменьшит количество подпиточной воды и химикатов. Но необходимо помнить, что недостаточная продувка может привести к уносу котловой воды в пар или образование отложений.
дополнительная информация по теме
