Жаротрубно-дымогарные котлы серии «Дорогобуж»
Опубликовано: 14 июля 2015 г.
671
С.Кашина, начальник конструкторского бюро ОАО «ДКМ»
Водогрейные котлы серии «Дорогобуж» – это жаротрубно-дымогарные агрегаты с реверсивной топкой теплопроизводительностью 0,05–2,32 МВт (КВ-ГМ-0,05–2,32-95(115)Н). Они выпускаются ОАО «Дорогобужкотломаш» более 17-ти лет – период небольшой в жизни завода, но и немалый, чтобы изучить требования потребителей.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
Водогрейные жаротрубно-дымогарные котлы серии «Дорогобуж», работающие под наддувом (без дымососа), предназначены для получения воды с температурой на выходе 95/115 °С. В качестве основного топлива используется газ или легкое жидкое топливо. Поставка осуществляется готовым блоком с изоляцией в обшивке 1 (см. рисунок).
Разработка жаротрубных котлов на ОАО «Дорогобужкотломаш» началась в 1997 г., и уже в следующем году были выпущены первые котлы теплопроизводительностью 150 и 250 кВт. Эту работу, включая разработку конструкторской документации, приходилось начинать с нуля, поскольку завод в основном ориентирован на выпуск котлов большой мощности (от 10 до 209 МВт).
Жаротрубные котлы считаются взрывоопасным оборудованием, имеют большой водяной объем, жесткие требования к качеству воды, значительную инерционность в наборе и снижении нагрузки, а потому не имели широкого распространения.
Расширение использования в качестве топлива природного газа, автоматизация процесса сжигания топлива, ценовая привлекательность способствовали продвижению на рынке жаротрубно-дымогарных котлов.
Основные принципы, которые учитывались при разработке, это технико-экономические показатели, безопасность, снижение металлоемкости и компактность, а также ремонтопригодность и удобство обслуживания.
Котлы серии «Дорогобуж» имеют центральное расположение жаровой трубы 6, реверсивное движение топливных газов. Дымогарные трубы 7 конвективных поверхностей ø60х3 мм двумя кольцами в шахматном порядке опоясывают жаровую трубу, которая с фронта закреплена в передней трубной решетке 3. Днище топки 5 плоское и с помощью анкерных связей 10 закреплено на задней трубной решетке 4. Дымогарные трубы прямые, вварены в переднюю и заднюю трубные решетки, которые в свою очередь совместно с цилиндрической обечайкой 2 ограничивают водяной объем.
Данная схема движения газов и воды выбрана с учетом ее простоты как в изготовлении, так и при выполнении ремонтных работ. Реверсивное движение факела при тупиковой топке обеспечивает более равномерное распределение тепловых потоков через поверхность стенок жаровой трубы за счет интенсивного конвективного теплообмена в топке. Котлы с двухходовой схемой движения газов имеют меньшую металлоемкость по сравнению с трехходовыми котлами, компактны и легко встраиваются в блочных котельных, позволяют минимизировать зоны обслуживания.
Доступ к внутренним поверхностям топочного пространства осуществляется при открытии фронтовой камеры 11. Камера открывается на левую и правую стороны.
Геометрия топочного пространства допускает совместно с котлами использование стандартных горелочных устройств как импортного производства, так и производства Евразийского экономического союза. Современное газовое оборудование обеспечено автоматизированными системами управления с высокой степенью безопасности, помогает снизить вредные выбросы в атмосферу, сократить расход топлива.
Приобретенный в процессе производства и эксплуатации опыт позволил выработать общее направление дальнейших работ по модернизации конструкции и внешнего облика котлов:
– для оптимальной работы топки, снижения температуры уходящих газов и повышения КПД до 93 % внесены изменения в габариты котлов. Максимально снижена металлоемкость без ущерба прочностных характеристик;
– в целях снизить температуру теплоносителя в зоне передней трубной решетки было принято решение о переносе патрубка подвода сетевой воды с тыла к фронту, применены специальные распределительные элементы (перфорированные лотки, трубы, ковши);
– усовершенствован узел приварки дымогарных труб в передней трубной решетке, позволивший избежать чрезмерного перегрева их начального участка;
– хорошо себя зарекомендовала новая форма турбуляторов 8, устанавливаемых в дымогарные трубы и позволивших снизить температуру уходящих газов до 100 ºС;
– при изоляции фронтовой камеры 11 стали применяться современные материалы на основе каолинового волокна с низким коэффициентом теплопроводности и небольшой плотностью на объем изделия. Укладка выполняется с использованием готовых блоков, что сокращает общее время проведения изоляционных работ.
Следствием снижения общего веса фронтовой плиты стало изменение конструкции навесных элементов открытия и закрытия камеры. Новая конструкция позволяет выполнять регулировку ее положения по вертикальной и горизонтальной осям, снизить провисание камеры в открытом состоянии, а также обеспечивает газоплотное соединение камеры с корпусом котла. Материал уплотнения не имеет в своем составе асбеста;
– с тыла котла установили съемный газоход 9 и катушку со встроенной шиберной заслонкой 13. Эти усовершенствования позволили сократить время и затраты при проведении профилактических и ремонтных работ;
– в первой трети котлов дополнительно установлены лючки 12 для осмотра наиболее застойных зон, которые можно использовать для промывки внутренних поверхностей от шлама;
– для предотвращения забивания дренажных штуцеров установлены грязевики.
На что следует обратить внимание при проектировании и эксплуатации котлов данной серии:
– устанавливать горелочные устройства, согласованные для каждого типа котлов, соответственно их техническим характеристикам и геометрическим размерам топки. Во избежание преждевременного разворота факела в топке котла пламенная голова горелки должна заходить на 30–100 мм за край передней трубной решетки, вентилятор горелки должен иметь достаточную мощность и разрежение за котлом не должно быть чрезмерно высоким.
Преждевременный разворот и затягивание факела в дымогарные трубы ведет к напряженному тепловому режиму работы передней трубной решетки, повышению температуры уходящих газов, снижению КПД и в целом ресурса работы котла;
– наиболее оптимальными для продолжительной и качественной работы котлов являются горелки с плавным (модулируемым) регулированием;
– рабочее давление в котле следует поддерживать выше 0,4 МПа, чтобы избежать процессов кипения.
В жаротрубных котлах в связи с большим объемом воды и значительным проходным сечением скорость в котле очень низкая. Образование 1 мм отложений различного характера значительно ухудшает теплосъем (охлаждение металлических элементов котла), приводит к локальному перегреву и прогрессивному развитию накипеобразования. Появление трещин в сварных швах, трубной решетке в зоне приварки дымогарных труб, теле самих дымогарных труб на входе со стороны газов является следствием данных процессов.
Необходимо избегать эксплуатации котла с несоответствующей (отключенной) установкой подготовки воды, длительной работы котла в открытой системе теплоснабжения (без использования теплообменника);
– поддерживать температуру теплоносителя на входе в котлоагрегат не ниже 60 ˚С.
Конструкторское бюро ОАО «ДКМ» в настоящее время ведет работы по внедрению в конструкцию котлов усовершенствований, которые должны способствовать увеличению скорости теплоносителя, интенсификации его движения в объеме котла, снижению термических напряжений и деформаций.
С учетом всего вышеизложенного рекомендуется устанавливать жаротрубно-дымогарные котлы с реверсивной топкой в котельных до 4 МВт, а свыше – традиционные «русские» водогрейные котлы, используя их преимущества.
Дополнительную техническую информацию по котлам серии «Дорогобуж» и другим видам продукции можно получить на интерактивном сайте предприятия www.dkm.ru.
