На промышленных и производственных предприятиях для теплоснабжения применяются различные тепловые установки, работающие под давлением: водонагревательные и паровые котлы, газопроводы и паропроводы, компрессорные установки.
Разделы статьи
Организация контроля на классическом паровом котле
Классическая конструкция парового котла предполагает использование трёх видов устройства контроля:
- Регулирование уровня.
- Контроль низкого уровня.
- Контроль высокого уровня.
Регулирование уровня как такового видится необходимой функцией обеспечения корректного добавления требуемого объёма воды в бойлер в нужное время.
Низкий уровень воды сопровождается формированием аварийного сигнала низкого уровня. Для безопасной работы котла сигнализация нижнего уровня воды гарантирует, что сжигание топлива не будет продолжаться, когда уровень воды в котле падает до или ниже заданного предела.
Стандарты автоматических паровых котлов обычно требуют применения двух независимых аварийных сигналов низкого уровня с целью обеспечения безопасности работы. Максимально низкий сигнал двух аварийных сигналов «блокирует» горелку. Для возврата котла в рабочий режим требуется ручной сброс.
ПОПЛАВКОВЫЙ
Контроль уровня воды котлов открытой и закрытой конструкции: 1 — зонд нижнего уровня; 2 — зонд верхнего уровня; 3 — уровень воды; 4 — контрольный зонд; 5 — изолятор
Аварийный сигнал высокого уровня – также результат срабатывания сигнализации в условиях, когда уровень воды котла превышает установленный верхний предел. Этим сигналом обычно информируется оператор котла относительно отключения подачи питательной воды.
Применение сигнализации верхнего уровня считается необязательным. Однако использование аварийных сигналов высокого уровня видится разумным, поскольку уменьшает вероятность переноса воды в систему распределения пара. Этот момент, в свою очередь, предотвращает риск гидравлических ударов в котле.
Какой минимальный уровень воды должен быть в котле
Паровые котлы являются универсальными теплоносителями для водяных и паровых систем теплоснабжения. Они находят применение не только в обычных производственных котельных, но и в смешанных предприятиях, где необходима подача пара и горячей воды.
Водонагревательные котлы являются одной из самых простых схем отпуска тепла в виде горячей воды. Основным отличием таких котлов от паровых состоит в том, что внутри труб не образуются капельки пара. В паровых котлах такие парообразования способствуют засолению жидкости и перегреву металла.
При работе котлов возможны следующие нарушения: потеря воды, повышение уровня выше предельной нормы, попадание воды в топливные элементы, резкие перепады температуры, вскипание воды и выброс ее в пароперегреватель. Вследствие этих нарушений происходит гидравлический удар и как следствие аварийная ситуация в системе теплоснабжения.
Значение среднего уровня в котле устанавливается изготовителем и корректируется на базе пусковых испытаний. Качественное регулирование уровня воды в котельном агрегате обеспечивает его стабильную работу. Поэтому для точности регулирования выдвигаются строгие требования.
Обычно контроль системы питания обусловлен паропроизводительностью котлов, которую осуществляют специальные регуляторы. Регуляторы предназначены для воздействия на степень открытия клапана питания. Они бывают одноимпульсные, двухимпульсные и трехимпульсные. В зависимости от расхода пара и питательной воды регуляторы контролируют изменения в системе подачи питания. В качестве устройства индикации может служить смотровое стекло, размещенное на регуляторе.
Уровень в барабане котла указывает на баланс между расходом пара и расходом питательной воды. Выявление отклонений от среднего значение указывает на нарушение баланса в питательной системе. Также отклонение возможно из-за изменения парового давления в барабане котла.
Поддержание среднего уровня должно быть стабильно даже при изменениях производительности пара.
Отклонение уровня от среднего значения на 150 мм от высшей обогреваемой точки барабана и соединения опускных труб считается допустимым минимальным уровнем.
Справка! Если уровень воды понижается ниже видимой части смотрового стекла, такое изменение называется «упуском». При повышении происходит «перепитка» уровня. Расстояние между этими предельными значениями может составлять 400 мм.
Если воды будет меньше минимума
Если произойдет снижение уровня ниже допустимого предела, то возможно прекращение обращения. Из-за остановки в системе циркуляции происходит резкий скачок температуры. Такой упуск может привести к нарушению всей системы питания. Оголяются парообразующие трубы, затем происходит их охлаждение, нарушается прочность в стыковочных местах, что впоследствии приводит к пережогу всей системы.
Основные причины упуска воды:
- повреждение или остановка автоматического питания;
- повреждение водоуказательных приборов;
- дефицит воды в деаэраторе;
- нарушения в работе персонала;
- неисправность спускных элементов.
При снижении уровня ниже минимального оператор в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» должен осуществить аварийную остановку котельного агрегата. Это осуществляется посредством прекращения передачи топлива и сопровождающих компонентов. Сброс жидкости возможен в результате охлаждения температуры не выше 70 градусов по Цельсию.
Важность поддержания уровня воды в котле
Необходимость поддерживать уровень жидкости в барабане дает возможность обеспечивать постоянное питание котла. Повышение верхнего предельного уровня служит причиной колебаний температуры внутри устройства и приводит к вскипанию. При интенсивном парообразовании происходит резкий выброс солей, что влечет к заносу пароперегревателя, ходовой части турбины и вследствие этого снижение ее экономичности и пропускной способности.
Также вскипание возможно из-за низкого качества жидкости, большого количества примесей и нефтепродуктов. В этом случае происходит усиленное образование накипи и впоследствии перегрев труб. Чтобы устранить причину вскипания, необходимо снизить паропроизводительность, расход топлива, закрыть главный стопорный клапан и осуществить непрерывную или периодическую продувку. Продувка позволяет удалить преобразованную в шлам накипь.
Справка! По правилам Госнадзора запрещена работа котла даже с одним неисправным элементом. Неисправный клапан в регуляторе, манометр, коррозия металла в высоконапряженных элементах, отсутствие запасного питательного насоса, неисправные фильтры — все это может привести к взрыву котлов или пожару в котельной.
Все указанные причины неисправностей в системе питания котла носят комплексный подход. Для качественной работы котла необходимо обращать внимание на производителей котельных установок, контролировать параметры жидкости, избегать ошибок в измерениях, своевременно принимать меры по устранению неполадок.
Этапы водоподготовки котельной
Этапы очистки для котельной можно разделить на следующие виды:
- Обязательные этапы:
- Грубая механическая очистка.
- Умягчение и обессолевание ионообменными смолами, обратным осмосом.
- Дополнительные этапы – применяют, когда повышено содержание железа, марганца:
- Аэрация.
- Обезжелезивание.
Этапы водоподготовки для котельной отличаются в зависимости от вида котла. Приведем несколько примеров.
Подготовка воды для паровых котлов методом двухступенчатого Na-катионирования c предварительным обезжелезиванием:
Подготовка воды для паровых котлов методом обратного осмоса:
Подготовка воды для водогрейных котлов производительность свыше 1 м3/ч:
Механический фильтр
Это фильтр грубой очистки, его задача не только в очистке от крупных частиц, но и в защите остальной системы – последующих фильтров от взвеси. Механический фильтр – это первый рубеж защиты системы водоподготовки, который предотвращает попадание в систему крупного песка, камней, окалины.
Колонна обезжелезивания
Станция аэрации и колонна обезжелезивания работают в связке. Для обезжелезивания используют специальные каталитические загрузки. Засыпка окисляет растворенное железо и пропускает дальше отфильтрованную воду.
Станция аэрации
Если в воде высокое содержание таких элементов, как железо, марганец, то нужна станция аэрации – колонна и компрессор. Принцип аэрации – в подаче кислорода, из-за чего происходит процесс окисления загрязнителей.
Ионообменный фильтр или обратный осмос
Последняя стадия – умягчение и обессоливание воды. В зависимости от степени необходимой очистки применяют ионообменный фильтр или обратный осмос.
Использование ионообменной смолы обойдется дешевле. Если на этом этапе нужно только умягчение, то ионная колонна справится с задачей.
Если вода с повышенным содержанием солей, то используют установку обратного осмоса. Она на 99 % удаляет минеральные соли и загрязнители из воды. Главный недостаток – в высокой стоимости оборудования и в большом расходе воды – примерно половина при фильтровании сбрасывается в дренаж.
Каждый этап водоподготовки котельной важен для очистки и защиты котлов от образования минеральных отложений, которые ведут к поломкам.
Чтобы избежать подобных проблем и лишних трат, рекомендуется обязательное проведение правильного технического обслуживания системы водоподготовки.
0 комментариев