Розрахунок енергозберігаючих заходів (стр. 10 из 18)

- Закручування потоку повітря різко скорочує підготовчу стадію горіння (підігрів і запалення палива) і активно сприяє догоранню коксових часток. Одночасно із цим виникає значна нерівномірність розподілу теплових потоків по довжині смолоскипа. При роботі пальників ГМ максимум випромінювання розташований у головній частині топки. У міру вигоряння палива теплові потоки знижуються й наприкінці топкової камери в 2-2,5 рази нижче первісних потоків. Коефіцієнт теплової ефективності екранів на початку топки становить 0,68-0,64 при середньому значенні 0,44-0,576.

- Величина максимальних теплових потоків і їхнє місце розташування визначає вимоги до параметрів і умов роботи середовища в циркуляційному контурі котла.

- Температура в локальній зоні горіння перевищує граничний рівень (1550°С), після якого починається інтенсивне окислювання атомарного азоту. Зміст NOх у газах, що йдуть, перевищує 500 мг/м³.

- Недосконалість підведення повітря в реєстрову частину пальника приведе до значної швидкісної й видаткової нерівномірності на виході з пальника. Горіння затягається й порушується симетрія факела щодо осі котла. Коефіцієнти надлишку повітря набагато перевищують розрахункові величини, має місце торкання факелом задньої стінки котла й затягування факела в конвективний пучок.

- Для розпилення рідкого палива в реєстрових пальниках використовуються паро-механічні форсунки, що вимагає додаткової витрати пари на власні потреби. Основним недоліком паромеханічних форсунок є зміна зовнішньої форми й внутрішньої будови факела зі зміною тиску подачі палива. При незмінній епюрі розподілу швидкостей повітряного потоку зміна характеристик паливного факела приводить до якісного погіршення спалювання палива.

- Рівень автоматизації керування процесом спалювання палива обмежується тільки захисними функціями.

Російські виробники пальників останні десятиліття практично не проводили роботи з модернізації й автоматизації процесів спалювання на своїх пальниках. З початку 90-х років минулого сторіччя почалося активне просування на ринок сучасних пальників різних європейських і світових виробників. Дані пальники були призначені в основному для імпортних і російських жаротрубних котлів, і до кризи 1998 року увага європейських виробників пальників до російських водотрубних котлів було незначне.

Спроби застосування сучасних закордонних пальників на котлах Бійського котельного заводу зіштовхувалися з постійною проблемою невідповідності габаритів факела розмірам камери згоряння котла. У Європі в даний момент практично відсутнє виробництво водотрубних котлів і тому всі пальники розробляються й виробляються для роботи з надувними жаротрубними котлами.

По своїх технічних характеристиках стандартні європейські пальники є длинно факельними, і вони не можуть працювати на водотрубних котлах з короткими топками, що працюють під розрядженням.

На практичних прикладах підтвердилися теоретичні припущення, що жодний європейський пальник, створений для роботи на жаротрубних котлах, не зможе вивести водотрубний котел типу Е, ДЕ, ДКВР, МЕ на номінальну потужність.

Зміна економічної ситуації після кризи 1998 року й значне збільшення зацікавленості Замовників у купівлі звичних і доступних котлів Бійського котельного заводу зажадало від заводу Weishaupt і компанії РАЦИОНАЛ оперативних заходів щодо адаптації пальників до водотрубних котлів.

В 2000 році компанія РАЦИОНАЛ, ексклюзивний представник фірми Weishaupt у Росії, і інститут досліджень і розвитку при заводі Weishaupt затвердили нову програму по модернізації й адаптації пальників Weishaupt до котлів Бійського котельного заводу. Протягом декількох років необхідно було вирішити наступні завдання:

- Розробка, випробування й серійне виробництво нового змішувального пристрою для рівномірного розподілу факела пальників по обсязі камери згоряння в коротких топках водотрубних котлів.

- Досягнення оптимально низьких емісійних показників при спалюванні різних видів палива й стабільної автоматизованої роботи пальників у всьому діапазоні потужності водотрубних котлів.

- Впровадження з 2005 року в серійне виробництво нових пальників з коротким факелом для всіх типорозмірів котлів.

Від ідеї до впровадження в серійне виробництво (2003).

Відповідно до затвердженого підбора пальників на всі типорозміри котлів ДЕ й ДКВР, було потрібно в короткий термін впровадити в серійне виробництво 44 типи пальників Weishaupt для різних видів палива виконання SF (короткий факел). Необхідно було прискорити процес розробки, проектування й виготовлення нових змішувальних пристроїв пальників. Для цих цілей спільним рішенням заводу Weishaupt і компанії РАЦИОНАЛ у Росії була створена інженерно-конструкторська група, працювати в яку запросили провідних російських спеціалістів в області пальникових пристроїв.

Із цього моменту розробка прототипів і основних проектних рішень стали виконуватися в Росії. Це значно прискорило роботи: з'явилася можливість для кожного типорозміру пальників розробляти одночасно кілька варіантів досвідчених змішувальних пристроїв. Під кінець року їхнє виготовлення також було організовано в Росії. Роботу російських фахівців координував Інститут досліджень і розвитку заводу Weishaupt.

У середині року в котельню Бійського заводу був доставлений мазутний пальник RMS70 для випробувань на котлі ДЕ- 10-14. На даному котлі планувалося випробування декількох варіантів змішувальних пристроїв для важкого рідкого палива. Для спалювання мазуту потрібно великий топковий простір, тому від нового виконання пальників було потрібно максимально розширити смолоскип і використовувати ширину й висоту топки котла.

На випробуваннях пальників G11 і RGL11 на котлі ДЕ-6,5 у місті Кемерово були перевірені три досвідчених варіанти змішувального пристрою SF. Випробування проводилися в модульованому режимі на всіх експлуатаційних потужностях котла на газі й на дизельному паливі. У результаті був обраний пристрій 2SF, що надалі допрацьовувався для пальників типорозмірів G, GL,RL, L 7-11. Факел горіння палива при використанні пристрою 2SF, рівномірно розподіляючись по топці, не торкався стінок водотрубного котла. У результаті випробувань були досягнуті наступні показники: на газі ККД - 93%, викиди NOх - 85 мг/м³ і на дизельному паливі ККД - 91%, викиди 160 мг/м³.

2004 рік

Протягом усього року тривала цілеспрямована робота з остаточної доробки нових виконань змішувального пристрою 1SF і 2SF для короткого факела. Оскільки завдання по адаптації факела до топок водотрубних котлів було практично вирішене, основна увага приділялася рішенню завдань стабільного підпалу пальників і якісному спалюванню палива на всіх експлуатаційних режимах роботи котла з досягненням максимально можливого діапазону модульованого регулювання пальників.

У котельні Бійського заводу інженерна група з Інституту досліджень і розвитку заводу Weishaupt завершила випробування мазутного пальника RMS70 на котлі ДЕ-10. Отримано наступні результати при роботі на мазуті: З - 0-3 ррм/мз, залишковий кисень - 3, 5-4,5%, сажа - 1-3, ККД котла - 90%, діапазон регулювання - 1:7.

Бійський котельний завод видав фірмі Weishaupt і компанії РАЦИОНАЛ офіційне узгодження на застосування пальників Weishaupt з котлами (ДЕ, ДКВР і іншими котлами), був підписаний спільний Сертифікат якісної відповідності продукції Weishaupt і котлів Бійського заводу.

Переваги застосування пальників Weishaupt на котлах Бійського котельного заводу

До середини 2005 року закінчені випробування по адаптації пальників до водотрубних котлів Бійського котельного заводу. З 2005 року починається серійне виробництво пальників виконання SF для всіх основних типорозмірів котлів ДЕ й ДКВР. Робочій і інженерно конструкторській групі, що успішно виконала завдання, поставлені в програмі 2001 року, позначені наступні завдання по аналізу роботи адаптованих пальників Weishaupt, моніторингу процесів експлуатації котлів і, при необхідності, подальшій оптимізації роботи пальників на водотрубних котлах. Протягом чотирирічної спільної роботи фахівців заводу Weishaupt, компанії РАЦИОНАП і Бійського котельного заводу було проведено 38 штатних випробувань нових пальників на різних типах водотрубних котлів, розроблене й виготовлено 54 варіанта пробних змішувальних пристроїв. Бюджет витрат по цих роботах за чотири роки склав близько 1 млн. 200 тис. Євро. Накопичено значний обсяг практичних експлуатаційних результатів, які дозволяють реально відчути нижченаведені переваги застосування пальників Weishaupt у порівнянні з аналогами на котлах Бійського котельного заводу:

1. Економія енергоресурсів (паливо й електроенергія)

2.Зниження втрат тепла з газами, що йдуть, і неповнотою згоряння палива, як наслідок, збільшення ККД на 2,5-3%;

3. Застосування систем плавного, частотного й кисневого регулювання;

4. Збільшення діапазону регулювання (у середньому 1:7);

5. Відсутність підтікання рідкого палива за рахунок конструктивних особливостей форсунок;

6. Зменшення витрати пари на власні потреби (сажеобдувка, розпил рідкого палива та інше).

7. Застосування систем мікропроцесорного регулювання;

8. Поставка пальників із шафами керування й безпеки котла;

9. Можливість застосування кисневого регулювання;

10. Можливість застосування частотного регулювання двигунів пальника й димососа;

11. Можливість передачі даних по цифрових каналах зв'язку.

12. Максимум теплового випромінювання в топковій камері котла становить 105-110% від середнього, що істотно знижує вимоги до циркуляційного контуру котла.

13. Рівномірний розподіл факела по всій камері згоряння котла;

14. Збільшення міжремонтного строку експлуатації екранів топки, труб котельного пучка й економайзера в 2,5-3 рази.