Транспортабельная котельная установка с котлами пульсирующего горения

Введение

Одна из стратегических задач последующих десятилетий — качественное преобразование в энергетическом комплексе национальной экономики. Изменения в энергетике принадлежат к наиболее сложным в экономической политике. Главными целями энергетической стратегии являются коренная перестройка топливно-энергетического комплекса с использованием новейших технологий, повышение эффективности и обеспечение рыночных условий его деятельности, а также приведение к требованиям мирового уровня.

В условиях коммунальной реформы и новых экономических отношений, требующих максимального снижения стоимости вырабатываемой и транспортируемой тепловой энергии, вопросы разработки принципиально новых энергосберегающих технологических схем, применение материалов и оборудования, повышение качества выполняемых работ при реконструкции и новом строительстве источников теплоснабжения требуют нового нетрадиционного подхода и новых решений.

Экономия топливно-энергетических ресурсов – сравнительное в сопоставлении с базовым, эталонным значением сокращения потребления ТЭР на производство продукции, выполнения работ и оказания услуг установленного качества без нарушения экологических и других ограничений в соответствии с требованиями общества.

Основными направлениями повышения энергоэффективности в комплексе теплоснабжения являются:

- вывод из эксплуатации котельных выработавших свой ресурс;

- применение возобновляемых источников низкопотенциального тепла (тепловых насосов);

- модернизация действующих котельных и строительство новых с использованием современных технологий и оборудования с коэффициентом полезного действия не менее 92%;

- строительство новых и замена действующих тепловых сетей с

использованием современных технологий;

- замена старых отопительных котлов в жилых и общественных зданиях с индивидуальными системами отопления на энергоэффективные котлы с КПД не менее 95%;

- внедрение и строительство децентрализованных источников теплоснабжения.

На сегодняшний день одним из наиболее эффективных решений по децентрализации теплоснабжения являются блочно-модульные котельные установки с современными котлами.

«Блочномодульные котельные установки» предназначены для отопления и горячего водоснабжения объектов производственного, административного, культурно-бытового назначения: школ, больниц, жилых домов, спортивных залов и т.д. и отвечают требования действующих норм и правил.

Блочно-модульные котельные установки» на котлах пульсирующего горения являются реактивным (из-за пульсирующего горения) оружием коммунальной реформы ввиду малых габаритов и малой стоимости из-за уличного размещения котлов.

Характерными особенностями «Блочномодульных котельных» является:

Максимальная приближённость к объекту теплоснабжения, что резко сокращает затраты на теплоснабжение вследствие уменьшения тепловых потерь и затрат на транспортировку тепловой энергии и эксплуатацию инженерных сетей.

Отсутствие значительных капитальных затрат и времени на строительство здания под котельную.

Простое и удобное решение вопроса при децентрализации теплоснабжения.

Минимальные сроки ввода в эксплуатацию с момента начала строительно-монтажных работ.

Минимальные затраты при монтаже и пуске.

Легко перемещаются на место эксплуатации железнодорожным, водным, автомобильным или воздушным транспортом.

Применяемое оборудование котельной имеет КПД не менее 92%.

Используемые котлы имеют низкий коэффициент выбросов вредных веществ в атмосферу.

Применение современных систем защиты регулирования.

Общая часть

1.1 Характеристика котельной

Транспортабельная котельная установка представляет собой комплекс полной заводской готовности, включающий основное и вспомогательное оборудование, размещенное в блочном модульном здании, имеющем облегченные теплоизолирующие ограждающие конструкции из трехслойных панелей типа «сэндвич», газорегуляторная установка и котельные агрегаты в количестве 4 шт КВаП120Гн размещены на открытой площадке вне здания.

Здание котельной выполнено по каркасной схеме. Элементы каркаса – из стальных незащищённых конструкций. Стены выполнены из сэндвичпанелей толщиной . В них используется минераловатный утеплитель из базальтового волокна, который относится к негорючим материалам. Сэндвич панели соответствуют второй степени огнестойкости. Покрытие кровли – оцинкованный проф. настил (несгораемый материал, степень огнестойкости – I). Утеплитель – плиты минеролватные П75 ГОСТ 957396 (несгораемый материал, степень огнестойкости – I) Внутренняя отделка – стальной профилированный лист (несгораемый материал, степень огнестойкости – I).

Дверь – металлическая утеплённая (несгораемый материал, степень огнестойкости – I).

Окна – ПВХ глухие с одним рядом остекления, с толщиной стекла  (трудногорючий материал, степень огнестойкости – III).

Транспортабельная котельная установка расположена в городе Лозовая Харьковской области. Котельная работает на газообразном топливе и предназначена для нагрева сетевой воды используемой в системе отопления и горячего водоснабжения зданий железнодорожной станции Лозовая.

Котельная автоматизирована, предназначена для работы без постоянного обслуживаемого персонала. Предусматривается регулирование температуры теплоносителя на выходе из котельной в зависимости от температуры наружного воздуха.

Климатические данные города, где расположена котельная:

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления – to = 22 0C;

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период - tср.о = 0,80C;

- температура наружного воздуха наиболее холодного месяца – tх.м = 5,60C;

- продолжительность отопительного периода – no = 194 0C.

Система теплоснабжения – закрытая.

Температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети – 95 0C.

Температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети – 700C.

Тип установленных котлов КВаП120Гн - 4 шт.

Топливо, используемое в котельной – природный газ из газопровода Щебелина – Харьков, следующего состава:

СН4 = 92,8%; С2Н6 = 3,9%; С3Н8 = 1,0%; С4Н10 = 0,4%; С5Н12 = 0,3%

N2 = 1,5%; СО2 = 0,1%; Н2 = 0%.

Низшая теплота сгорания топлива Qсн = 37310 кДж/м3.

Источник водоснабжения котельной – городской водопровод

Показатели качества сырой воды:

- жесткость общая - 3,0 мгэкв/л;

- жесткость кальциевая – 0 гэкв/л;

- щелочность общая – 2,5 мг/л;

- солесодержание – 270 мг/л;

- содержание катионов натрия в воде – 0 мг/л.

1.2 Техническое описание и характеристики КВаП120Гн.

Котельный агрегат предназначен для теплоснабжения зданий и сооружений, оборудованных системами водяного отопления с принудительной

циркуляцией. По своей эффективности, безопасности и принципиально новой технологии выработки тепла котлы не имеют аналогов в России и СНГ, являются одним из наиболее технологичных образцов современной теплоэнергетики. Конструкция котла является полносборной моноблочной, поставляемой заводом-изготовителем на места установки в сборном виде, включая схемы автоматики и присоединительные газоходы.

Новизна котлов заключается в принципе их работы, основанном на периодическом объемном (безфакельном) сжигании топлива, а также в конструктивных особенностях, главные из которых – отсутствие горелки как отдельного изделия, дымососа, механически движущихся частей, т.е. котел представляет собой котельный агрегат полной заводской готовности.

Эксплуатация

3.1 Эксплуатация пластинчатых теплообменников

Основные требования эксплуатации

При эксплуатации пластинчатых теплообменников необходимо соблюдать рабочие параметры аппарата, указанные в спецификации (паспорте). К основным рабочим параметрам теплообменника относятся: температура, давление, расход и рабочая среда.

Перед вводом аппарата в эксплуатацию необходимо проверить соответствие размера затяжки пакета пластин указанному на заводской табличке и убедиться в установке всех защитных кожухов.

Система, в которую устанавливается теплообменник, должна эксплуатироваться так, чтобы исключить неожиданные скачки давления и температуры.

В целях максимального срока эксплуатации уплотнений пластин теплообменного аппарата давление и температура в теплообменнике должны наращиваться медленно.

Во избежание скачкообразного увеличения давления при пуске необходимо сначала открыть вентили, находящиеся за теплообменником, а также воздушные клапаны, при их наличии. Вентили перед теплообменником должны быть при этом закрыты. После пуска насоса следует медленно открыть запорные устройства перед аппаратом, соблюдая приведенные в паспорте аппарата нормы. После выхода воздуха воздушные клапаны закрыть.

Перед выключением насоса медленно закрыть вентили, находящиеся перед теплообменником. При быстром отключении могут возникать скачкообразные изменения давления, приводящие к повреждению прокладок и появлению течей.

После достижения температурой и давлением параметров окружающей среды спустить жидкость с обеих сторон теплообменника и при необходимости произвести его очистку.

Перед включением теплообменника в работу после длительной остановки необходимо визуально проверить состояние пакета пластин. Уплотнения должны плотно сидеть в фиксирующих канавках пластин или модулей. На поверхности пластин и уплотнений не должно быть загрязнений.

Затянуть шпильки до такой степени, чтобы расстояние между передней и задней плитами рамы было не больше, указанного в паспорте теплообменника. При негерметичности теплообменника подтянуть пакет пластины еще на 3% этого расстояния, но не более, чем до достижения минимального расстояние между передней и задней плитами рамы (указано на заводской табличке).

Текущее обслуживание

Пластинчатые теплообменники ввиду особенностей своей конструкции (высокая турбулентность потоков в каналах между пластинами) меньше подвержены загрязнению, чем аппараты других типов. Тем не менее, в случае использования в аппарате загрязнённых сред избежать полностью отложений невозможно.

Рост перепада давления на аппарате (> 20 %) или снижение передаваемой мощности (> 10 %) по сравнению с приведёнными в спецификации аппарата указывает на загрязненность пластин. В такой ситуации необходима чистка теплообменника.

Кроме регулярной очистки поверхности теплообменных пластин рекомендуется применять меры предохранения резьбовых соединений от коррозии и повреждений (смазка, использование защитных чехлов). В любом случае следует следить за тем, чтобы резьба винтовых стяжек не была механически повреждена или покрыта слоем посторонних веществ (напр. краска, грязь и т.д.). Прокорродировавшие винтовые стяжки должны быть заменены, поскольку они являются подверженными нагрузке частями аппарата.

При наличии теплоизоляции следует предусмотреть такой способ ее крепления, который допускал бы возможность частичного демонтирования для регулярного внешнего осмотра аппарата.

При квалифицированной эксплуатации техническое обслуживание аппарата сводится к заменене отработавших свой срок уплотнений, поскольку последние подвержены старению и имеют ограниченный срок службы.

При появлении течи в аппарате последняя может быть устранена путём дозатяжки пакета пластин на разгруженном от давления аппарате до размера, приведенного на заводской табличке. При этом необходимо соблюдать последовательность затяжки в соотвествии с технической документацией на аппарат.

Ручная очистка

Благодаря гибкости конструкции пластинчатого теплообменника возможна его ручная очистка с минимальными трудовыми затратами.

Для этого необходимо произвести разборку аппарата в следующей последовательности:

-после спуска сред из теплообменника и снятия защитного кожуха демонтировать подсоединения на подвижной плите (если они есть), чтобы было достаточно места для ее сдвига до самой подпорки;

-во избежание перекоса пластин при открытии прочистить верхнюю и нижнюю направляющие и резьбу винтовых стяжек;

- перед открытием теплообменника необходимо отметить расстояние между передней и задней плитой, чтобы при сборке произвести необходимую затяжку аппарата;

- гайки винтовых стяжек отпускаются в последовательности, указанной на рис. 3.1.1. Для соблюдения параллельного отпуска пластин каждую гайку можно отпускать за один раз не более чем на 2 оборота. Повторять операцию отпускания гаек в указанной последовательности до тех пор, пока не станет возможным вынуть стяжные шпильки из пазов в плитах.

Литература

ДСТУ – Н Б В.1.127:2007 Будівельна кліматологія. – К.: Мінрегіонбуд України, 2010.

ДБН В. 2.539:2008 Теплові мережі. – К.: Мінрегіонбуд України, 2009.

ДБН В. 2.5 – 20 – 2001 Газоснабжение. – К.: Госстрой Украины, 2001.

НПАОП 0.001.26-96 Правила устройства и безопасной эксплуатации парових котлов с давленим пара до 0,07 МПа, водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 1150С. – К.: Форт, 1998

НПАОП 0.001.20-98 Правила безопасности систем газоснабжения Украины. – К., 1998

СНиП II3576 Котельные установки. – М.: Стройиздат, 1976

НПАБ А.01.0012004 Правила пожежної безпеки в Україні

ДБН В.1.1-7-2002 Пожарная безопасность в строительстве. – К.: Госстрой Украины, 2003

В.И. Частухин Тепловой расчет промышленных парогенераторов. – К.: Вища школа, 1980

Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Спарвочник по котельным установкам малой производительности. – М.: Энергоатомиздат, 1984.

Тепловой поверочный расчет котельных агрегатов (нормативный метод). – М.: Энергия, 1973.

ДБН В.2.5 – 67:2013 Опалення, вентиляція та кондиціонування. – К.: Мінрегіонбуд України, 2013.

Бузников Е.Ф. Производственные и отопительные котельные. – М.: Энергоатомиздат, 1984.

Е.В. Шумилин Расчет теплових схем и подбор оборудования котельных. – Хабаровск. Издательство ТОГУ, 2013.