Содержание:
Популярность твердотопливных котлов объясняется их независимостью от электричества, простотой эксплуатации, экономичностью и доступностью топлива. В тех случаях, когда средства на приобретение заводской модели отсутствуют, такой обогреватель можно соорудить самостоятельно.
Перед тем, как сделать котел длительного горения своими руками, необходимо ознакомиться с нужной информацией
На сегодняшний день встречаются три основных разновидности твердотопливных котлов:
Хотя классификация приборов может осуществляться и по другим критериям, чаще всего при выборе подходящего варианта смотрят на тип используемого топлива.
Подобные котлы отличает очень медленное горение топлива в режиме кислородного голодания. Это позволяет увеличить объем образующихся горючих газов: повторное их сжигание поднимает КПД устройства до 85-90%. Бытует мнение, что самостоятельно такой агрегат изготовить невозможно. Действительно, это сделать непросто, но возможно.
Речь идет о стандартной дровяной печке. Если уменьшить ее топочную камеру, можно несколько снизить скорость сгорания дров. Подобные конструкции из-за своей простоты чаще всего выбираются для самостоятельного изготовления. В дальнейшем классический котел есть возможность дополнительно оснастить водяным отопительным контуром для восполнения нужд ГВС.
Самое эффективное оборудование, КПД которого нередко достигает 95%. В отличии от других моделей твердотопливных котлов, в данном случае возможен автоматический режим. Для этого от бункера с пеллетами до топочной камеры обустраивается специальная шнековая лента, по которой топливо равномерно поступает внутрь агрегата.
Современный рынок предлагает следующие виды твердого топлива:
Для увеличения рентабельности отопления приоритетом выступают заводские или самодельные котлы универсального типа, способные потреблять все вышеперечисленные виды топлива. В этом плане очень хорошо зарекомендовало себя комбинированное оборудование, для работы которого подходит альтернативное топливо. Процедура переключения очень проста, и не занимает много времени.
Комбинированные котлы бывают:
Работа твердотопливного котла построена на предельно простом принципе: всасываемый снизу воздух циркулирует сквозь стенки камеры. Попав в помещение, горячий воздух начинает нагревать окружающее пространство. Агрегаты длительного горения снабжаются воздухом очень дозировано.
Чтобы уменьшить скорость сгорания и сократить свободное место внутри топки, при укладке топлива стараются достигать максимальной плотности. Для работы необходимо заготовить следующие материалы и инструменты: трубу на 30-50 мм, стальной лист на 0,8 мм, металлический уголок, арматуру, трубу сечением 250 мм (подойдет старый газовый баллон), болгарку и сварочный аппарат.
Перед тем, как сделать твердотопливный котел своими руками, нужно разобраться во всех деталях конструкции.
Порядок работы по сооружению твердотопливного котла длительного горения своими руками:
Чтобы сделать циркуляцию воздуха максимально эффективной, на дно самодельного твердотопливного котла длительного горения приваривают стойки или опору высотой до 300 мм. Для этого подойдут ранее заготовленные уголки или швеллер. Реализуя проект, важно понимать, что безопасность работы агрегата в основном зависит от надежности корпуса. Его рекомендуется изготовить из огнеупорного стального листа от 5 мм. От толщины корпуса напрямую зависит скорость нагревания печки, и ее способность аккумулировать тепло.
Котел пиролизного типа отличается от обычного тем, что в его конструкции имеется две камеры сгорания: одна – для топлива, вторая – для дожига горючих газов. Они разделены колосниковой решеткой, свободно пропускающей воздушные потоки. Хороший вариант материала для этого – арматура. Глухую перегородку делать ни в коем случае нельзя, иначе прибор не будет работать.
Чтобы сделать твердотопливный котел длительного горения пиролизного типа, понадобится наличие следующих материалов и инструментов:
Приступая к самостоятельному сооружению такого серьезного оборудования, необходимо обзавестись детальной схемой агрегата. Желательно, чтобы проект был разработан человеком с богатым опытом в сфере теплотехники. Производя пробный запуск самодельного котла длительного горения на угле, нужно определить его КПД. Самый простой вариант – использовать для этого выходящий из трубы дым.
Если запах угарного газа отсутствует, это свидетельствует о высокой эффективности оборудования. В подобном тестировании нуждается весь спектр рабочих мощностей.
Монтаж самодельного твердотопливного котла длительного горения необходимо провести по всем правилам. В этом случае преследуются больше не технические цели, а соображения безопасности. Допущенные нарушения приводят к значительным штрафам, ставя под угрозу жизнь людей. Для установки отопительного агрегата потребуется наличие нежилого помещения (котельной). В качестве платформы под котел сооружают кирпичное или бетонное основание. Пол перед топками укладывают листовым металлом толщиной 1,5-2 мм.
Как сделать подключение теплого пола к котлу – пошаговое руководство
Поскольку водяной теплый пол все чаще обустраивают в загородных домовладениях, их владельцам не помешает знать, как правильно подключить такую систему теплоснабжения к газовому котлу. Если нет желания самостоятельно выполнять такую работу, знание нюансов поможет следить за ходом выполнения монтажа и запуска отопительного оборудования.
Как запустить теплый водяной пол правильно – последовательность и порядок действий
В последние годы теплый пол стал более востребованным у владельцев загородных домов. Но его первое включение является ответственной процедурой. Не все хозяева объектов недвижимости знают, как запустить теплый водяной пол правильно. Ввод его в эксплуатацию состоит из нескольких этапов.
Как рассчитать площадь окраски чугунных радиаторов отопления
Чугунные батареи, прослужившие много лет, портят интерьер помещения непривлекательным внешним видом.
Дело в том, что со временем масляная краска на этих отопительных приборах начинает выцветать, слоиться и покрываться трещинами. Чтобы отреставрировать их поверхность, необходимо знать площадь чугунного радиатора отопления для покраски.
Какие алюминиевые радиаторы лучше – виды батарей из алюминия
Алюминиевые радиаторы обладают достойным внешним видом, у них доступная стоимость, а по степени теплоотдачи они занимают лидирующую позицию среди радиаторов, устанавливаемых в объектах недвижимости.
Как сделать буржуйку – варианты самодельных печей
Несложная в изготовлении печь — буржуйка зарекомендовала себя как эффективный отопительный агрегат, который широко используют для обогрева дачных построек, гаражей, возводимых строений разного назначения и других объектов недвижимости. Она является достойной альтернативой полноценной системы теплоснабжения.
Какая бывает термостойкая штукатурка для печей и каминов – виды огнеупорных смесей
В холодные зимние вечера приятно провести время около горящего очага. Но, чтобы он был безопасным в эксплуатации и являлся гармоничным украшением интерьера комнаты, необходимо использовать специально предназначенную для оштукатуривания печей и каминов смесь, которую называют жаропрочной, огне- и термостойкой.
Как рассчитать диаметр трубы для отопления – варианты и способы
Перед обустройством системы теплоснабжения с принудительной циркуляцией рабочей среды необходимо выбрать трубы. Их основной задачей является доставка определенного количества тепловой энергии к радиаторам. Поэтому надо понимать, как для отопления подобрать диаметр трубы, чтобы жить в доме было комфортно.
Какой камин для отопления загородного дома выбрать – виды, особенности
Поскольку современный камин является мощным агрегатом, с его помощью можно даже обогревать собственное домовладение.
Безусловно, он по своей эффективности будет уступать системе теплоснабжения, работающей на газовом котле. Чаще всего камин для отопления загородного дома используют исключительно в качестве дополнительного источника теплой энергии.
Какие бывают солнечные системы отопления – виды, характеристики, особенности выбора
В большинстве регионов России на обогрев жилых домов тратятся огромные суммы. Это заставляет домовладельцев искать дополнительные возможности в этой сфере. Энергия солнечного излучения – это экологически чистое и бесплатное тепло. Применяя современные технологии, можно использовать солнечную энергию для обогрева помещений в регионах средней и южной части России.
Как подключается котел газовый и твердотопливный в одном – особенности установки
Особенностью твердотопливных котлов является необходимость загрузки дров для поддержания тепла в приборах отопления, для этого со стороны жильцов требуется постоянное внимание. Решением проблемы в такой ситуации можно назвать подключение теплоаккумулятора, установка дополнительного котла в систему отопления или использование одновременно двух котлов: твердотопливного и газового.
Зачем нужна чистка газовой колонки и как её прочистить правильно
Наличие природного газа в регионе проживания делает более выгодным использование водонагревателей, которые работают на этом топливе. Подобные устройства удобны в использовании, экономичны и долговечны при условии своевременного технического обслуживания. Для эффективной работы теплообменник газовой колонки требует ежегодной чистки. Такой процесс вполне можно осуществить самостоятельно, если соблюдать правила очистки газовой колонки.
Правильная регулировка батарей отопления в квартире – комфорт в доме и экономия средств
С наступлением отопительного сезона жители многоэтажных и частных жилых домов испытывают некоторые трудности с обогревом.
Чтобы в каждой комнате квартиры было одинаково тепло, требуется регулировка температуры в приборах отопления.
Выбираем дрова для камина — какие лучше и практичнее
В последние годы все больше хозяев устанавливают у себя дома дровяные печи или камины. Такое решение обосновано как с практической стороны, поскольку топливо обходится сравнительно недорого, так и с точки зрения уюта – живой огонь всегда придает дому своеобразный и очень характерный комфорт. Чтобы камин работал нормально, для него нужно подбирать качественные дрова. О том, какие дрова для камина лучше, и пойдет речь в данной статье.
Как сделать отделку камина искусственным камнем – пошаговое руководство
Одним из самых распространенных облицовочных материалов для камина является искусственный камень. Популярность этого материала не случайна – у искусственного камня есть ряд положительных качеств, за которые он и ценится. Впрочем, слепо доверять популярности не стоит, ведь у любого материала есть и недостатки. В данной статье будут рассмотрены особенности искусственного камня и способы отделки камина данным материалом.
Как установить байпас в систему отопления – варианты и правила установки
В современном строительстве при обустройстве отопительных систем обязательно используется байпас. Данный элемент существенно упрощает обслуживание и ремонт любых элементов системы отопления, а также оказывает положительное влияние на эффективность и экономичность отопления. В данной статье речь пойдет о том, как правильно установить байпас в системе отопления.
Какие бывают бытовые газовые котлы отопления – виды, особенности, правила монтажа и эксплуатации
Самым популярным видом отопления на сегодняшний день является газовое, что обуславливается крайне низкой стоимостью топлива и сравнительно невысокой стоимостью отопительного оборудования.
Выбор подходящего оборудования для обустройства индивидуального отопления может осложняться тем, что на рынке оно представлено в обширном многообразии. Чтобы не сталкиваться с проблемами при выборе, стоит рассмотреть бытовые газовые котлы подробнее и разобраться в характеристиках разных моделей котлов.
Как сделать подключение термостата к газовому котлу – теория и практика
Термостат представляет собой устройство, которое в автоматическом режиме регулирует работу отопительного котла. Регулировка осуществляется за счет отслеживания температуры воздуха в помещении, при изменении которой устройство повышает или снижает интенсивность отопления. Во многих современных котлах имеются интегрированные термостаты, но иногда приходится устанавливать их как дополнительное оборудование. В данной статье речь пойдет о том, как подключить термостат к газовому котлу.
Почему шумит циркуляционный насос отопления и как это исправить
В подавляющем большинстве частных домов обустраивается индивидуальная отопительная система. Такое решение является самым простым и логичным – к частным домам редко подводится централизованное отопление. К тому же, индивидуальные системы можно обустраивать по самым разным схемам и запускать отопление именно тогда, когда нужно.
Как промыть батарею отопления — инструкция
Эффективность любой, даже очень качественной отопительной системы в процессе эксплуатации постепенно снижается. Это значит, что при одинаковых исходных условиях в помещение попадает намного меньше тепла, то есть оно хуже обогревается. Зачастую причиной такого явления становится засорение радиаторов. Высокая температура теплоносителя, циркулирующего по отопительному контуру, а также низкое качество воды, приводит к образованию накипи, которая оседает на стенках радиаторов. Металл, из которого сделаны батареи, со временем начинает ржаветь.
Мелкие частицы ржавчины и накипи смешиваются с циркулирующей водой и засоряют систему, снижая ее теплоотдачу. Далее в материале мы расскажем, как промыть батарею отопления, чтобы повысить ее эффективность, используя для этого подручные средства и простые методы работы.
Устройство газовой котельной в частном доме – требования, нормативы
Организовывая автономную систему отопления, необходимо выделить индивидуальную площадь под установку отопительного оборудования. Газовая котельная в частном доме должна соответствовать определенным нормам безопасности, несоблюдение которых чревато серьезными последствиями.
Если вы используете твердотопливный котел для обогрева своего дома, то, скорее всего, хотите чтобы его система была экономной, при этом имела высокий уровень КПД. К счастью, это желание вполне реально воплотить в действительность. Именно для этих целей разработчики комплектующих к котлам придумали специальный вентилятор наддува.
Он пришел на смену механическим регуляторам тяги, которые были не особо удобны в использовании. При помощи вентилятора в паре с контроллером котла снижается расход топлива на 20-30%, именно поэтому позволить себе экономить на отоплении может каждый! Хотите узнать подробнее, что собою представляют вентиляторы для котла, как их правильно выбрать и где выгоднее всего купить? Тогда читайте далее.
Вентиляторы наддува, которые также называются турбина для котла, просты в монтаже и могут использоваться как для вытяжки продуктов горения твердого топлива, дымовых газов — дымососы, для подачи воздуха в камеру сгорания — вентилятор наддува, так и для вентиляции промышленных и бытовых помещений. По своей сути это компактное, безопасное и практически бесшумное оборудование, чем-то по своей форме напоминающее улитку.
Его работа (наддув, поддув) полностью контролируется автоматикой. Контроллер измеряет температуру теплоносителя, и когда температура начинает снижаться от заданной пользователем, автоматика включает вентилятор что бы нагнать воздух в топку, тем самым повысить температуру теплоносителя. Именно поэтому в комплекте с вентилятором часто продается терморегулятор — контроллер.
Если на вашем котле конструктивно не предусмотрено место для установки вентилятора, то лучшим местом для монтажа это нижняя дверка котла, а именно в поддувало.
Прежде чем купить вентилятор для твердотопливного котла, обратите внимание на следующие его характеристики:
M Plus M, KG Elektronik.
Цена в этом случае будет одним из последних параметров, на которые стоит обращать внимание, если вы хотите приобрести действительно качественный агрегат.
Самое главное правило выбора вентилятора – его соответствие с мощностью вашего отопительного агрегата. Это именно тот параметр, на который стоит смотреть в первую очередь. Да, и не забудьте глянуть на крепежный фланец, поскольку у каждой отдельной модели свои габариты для монтажа к котлу.
В этом вам поможет наш интернет-магазин. Наши специалисты сделают все возможное, чтобы вы получили именно то, что ищете. Кроме того, мы готовы осуществить доставку вентиляторов для котлов или любой другой продукции прямо к вам домой.
В этом нам помогают транспортные компании, которые доставляют покупки в любой регион страны.
За качество каждой единицы товара мы отвечаем своим именем и репутацией.
По вопросам подбора и заказа звоните на бесплатный номер 8 800 511 47 48
Пишите на Viber/WhatsApp / IMO 8 960 101 95 60
Монтаж на твердотопливном котле дутьевого вентилятора осуществляется для оптимизации топочных процессов горения, что приводит к увеличению КПД тепловой схемы и экономии топлива.
Вентилятор для котла на твердом топливе можно изготовить самостоятельно, что позволит собственнику сохранить значительные средства на приобретении заводского аналога.
СодержаниеПоказать
Современная система теплоснабжения предполагает установку блока автоматики для регулирования тепловых процессов котла. Она построена на изменении подачи воздуха, который подается в зону горения дутьевым вентилятором и считается более прогрессивной, по сравнению с гравитационными системами.
Полнота сгорания топлива, продуктивность функционирования твердотопливного агрегата в значительной мере зависит от объема подаваемого воздуха и размера тяги в топочной камере.
Блок автоматики оборудован контроллером, который по установленному алгоритму выполняет регулировку работы нагнетателя, подающего разный объем воздуха, тем самым поддерживает процесс горения и, соответственно, выработку определенного количества тепловой энергии.
Применение вентилятора в системе управления котла позволяет:
Вне зависимости от производителя, вентилятор состоит из алюминиевого или оцинкованного корпуса, внутри которого располагается электродвигатель, направляющие лопасти и защита, в виде решетчатого ограждения.
Эта конструкция при своей простоте и малых габаритах обладает надежностью. На нагнетателе установлена заслонка, которая предназначена для ограничения проникновения дымовых газов в помещение топочной, в случае появления обратной тяги.
Также, заслонка снижает естественную тягу, в то время, когда подача воздуха не осуществляется.
Соединительные патрубки могут располагаться в верхней части корпуса или на фронтальной части дутьевого агрегата и обладать различными формами разъемов для соединения с котлом.
Алгоритм функционирования системы управления котлом с применением дутьевого воздуха:
Сегодня в торговой сети, возможно, приобрести различные модели дутьевых вентиляторов, для твердотопливных отопительных агрегатов, как отечественной, так и европейской сборки.
Наиболее популярными являются варианты расположения дутьевых установок:
Следующая классификация дутьевых агрегатов производится по типу электрических двигателей: асинхронные, электро-коммутируемые ЕС и синхронные.
Электронно-коммутируемый двигатель(ЕС), дает возможность выполнять очень точную регулировку производительности, используя сигнал широтно-импульсной модуляции.
Электро-коммутируемый привод
В том случае, когда их устанавливают на дутьевых устройствах, появляется возможность за счет изменения скорости вращения рабочего колеса — крыльчатки изменять объем подающего в топку воздуха, тем самым снижая потреблении энергии от 50 до 80 %.
Невзирая на большую стоимость таких дутьевых устройств, они предпочтительны в установках современных котлоагрегатов, поскольку относятся к энергоэффективным устройствам, а их применение сокращает выбросы в окружающую среду, за счет снижения потерь тепловой энергии, за счет недожога топлива.
Двигатели ЕС работают в тихом диапазоне и обладают повышенным сроком эксплуатации.
Вентилятор поддува на котел с синхронным двигателем характеризуются несложной конструкцией и обладают низкой ценой. К минусам данной модели можно отнести ограниченный диапазон регулировки и невысокий крутящий момент при пуске двигателя. Как правило, такие дутьевые устройства устанавливают для подачи неизменного объема воздуха в топочную камеру.
Такими двигателями оснащаются котлы, с достаточно большими размерами. В основном такие движки монтируются в отдельном блоке.
При эксплуатации синхронных двигателей на невысоких оборотах часто имеет место перегрев обмотки. В котле вытяжного типа, вентиляторы устанавливаются на дымовой трубе, их еще называют дымососами.
Такие электродвигатели обладают многими достоинствами. Они удобны и просты в обслуживании и отличаются прочностью конструкции.
К недостатку электропривода такого вида можно отнести высокие пусковые токи.
Следовательно, потребуется грамотное обустроить силовую часть, чтобы запускать в эксплуатацию такое, чувствительное к параметрам тока, устройство.
Асинхронный электродвигатель дает возможность с легкостью выполнять регулировку числа оборотов. На определенных модификациях имеется, в том числе и режим реверсирования. Основные положительные качества вентиляторов с асинхронным электродвигателем:
Производительность котлоагрегата, функционирующего на твёрдом топливе, в значительной мере обусловливается профессионально выбранным нагнетателем.
Для того чтобы правильно выбрать вентилятор нужно обратить внимание на такие параметры:
В случае неправильного выбора оборудования, когда вентилятор для твердотопливного котла не сможет подавать в топку необходимый объем воздуха, начнется процесс неполного сгорания топлива, КПД котла упадет, а температурный режим достигнут не будет.
В случае, когда нагнетатель будет установлен большой мощности, он выдаст большое количество воздуха в топку. Процесс горения будет интенсивным, котел быстро наберет необходимую температуру и контроллер блока управления подаст сигнал на отключение вентилятора, таким образом, дутьевое устройство попадет в процесс тактования, когда будет часто включаться и выключаться, что приведет к преждевременному износу оборудования и выходу его из строя.
Рекомендованные варианты установки вентиляторов WPA для котлов ЗОТ или Карбон, для отопительных агрегатов, работающих на антраците:
Современные твердотопливные котлы повсеместно оснащают дутьевыми вентиляторами, что позволяет выполнять автоматизацию процесса горения.
Можно изготовить такое устройство своими руками в домашних условиях. Потребуется только уравновесить рабочее колесо, лопасти которого обязаны иметь равный вес и конфигурацию.
Для производства самодельного вентилятора будет нужно:
Значительно проще сделать нагнетательный вентилятор для котла, подобрав электродвигатель с рабочим колесом и крыльчатку. В таком варианте потребуется изготовить железный короб, поместить в центре движок, крыльчатку и подсоединить вентилятор к твердотопливному котлу.
Можно самостоятельно выполнить крыльчатку, используя соответствующие чертежи. Лопасти изготавливают из листа металла, затем немного прихватывают их электросваркой, выполняют балансировку на валу и проверяют качество вращения.
В профессионально сделанном вентиляторе должна полностью отсутствовать пульсация лопастей.
Блок автоматики для управления таким вентилятором состоит из простейших вариантов температурного датчика и диммера, уменьшающего либо увеличивающего число оборотов двигателя исходя от температуры горячей воды.
Кроме того в торговой сети возможно приобрести автоматические блоки, обладающие расширенной логикой, хорошо интегрирующиеся в автоматический режим управления котлом.
Подводя итог всему вышесказанному, можно с уверенностью утверждать что установка дутьевого вентилятора на котел, работающий на твердом топливе улучшает его характеристики.
Потребуется только профессионально выбрать вентилятор, который по мощности обязан согласоваться с характеристиками отопительного котла.
Допускается изготовить вентилятор своими руками, для того чтобы максимально полно обеспечить полноту сгорания топлива и регулировку котла в зависимости от необходимого температурного режима.
Твердотопливный котел представляет собой отопительное устройство, изготовленное из толстолистовой стали или чугуна. Выделение тепловой энергии в установках происходит за счет сгорания твердого топлива (уголь, дрова, торф, кокс, пеллеты). Используются котлы этого типа в частных домовладениях и на промышленных объектах, где отсутствует газопровод. Также они устанавливаются в качестве резервного отопительного оборудования.
Для того чтобы твердотопливный котел работал безопасно и эффективно, при его эксплуатации следует придерживаться некоторых несложных правил:
Котлы твердотопливные могут создавать проблемы для пользователей, суть которых и методы решения приведены в таблице.
| Суть проблемы | К чему может привести | Причины появления проблемы | Как устранить |
| Происходит выделение конденсата из устройства (котел «плачет») | Сокращается срок службы устройства. Происходит накопление сажи в дымоходе | Низкая температура воды в обратном трубопроводе | Следует следить за тем, чтобы температура теплоносителя в обратном трубопроводе не опускалась ниже 55 градусов. Для этого рекомендуется установить трехходовой смесительный клапан или циркуляционный насос |
| Перегрев котла | Приводит к закипанию воды | Генерация тепла в количестве большем, чем требуется для обогрева помещения. Происходит чаще всего при остановке циркуляционного насоса при отключении электроэнергии | Приобрести источник бесперебойного питания. Установить теплобак (аккумулирующую емкость), который будет забирать излишнее тепло, а затем, при необходимости, отдавать его |
| Проникновение дыма из дверки котла в помещение | Приводит к задымлению помещения |
Плохая тяга в дымоходе. Используется топливо с высоким содержанием смол (брикеты или дрова из хвойных пород дерева)
|
Прочистить дымоход механическим способом либо воспользоваться химическими средствами для удаления сажи |
| Из дымохода вытекает конденсат | Приводит к снижению тяги, оседанию большого количества сажи в дымоходе | Недостаточное утепление наружной части дымохода | Утеплить дымоход |
| Большой расход топлива | Увеличиваются затраты на обогрев помещения | Низкое качество топлива (высокая влажность или недостаточная калорийность). Большие теплопотери в помещении. Ошибки при проектировании системы или подборе мощности котла | Использовать качественное топливо. Утеплить помещение. Пригласить специалиста для устранения ошибок проектирования |
| Образование смолистого налета в камере сгорания | Закладка слишком большого объема топлива. Использование некачественного (сырого, излишне смолянистого) топлива. Неисправность измерительной аппаратуры, приводящая к эксплуатации устройства при пониженных температурах | Оптимизировать количество закладываемого топлива. Пользоваться качественным сухим топливом. Ремонт твердотопливных котлов в этом случае заключается в замене измерительных приборов. Удаление смолистого налета производится путем выжигания с использованием сухого дерева при максимально допустимой для котла температуре (90-95˚С) или с помощью специальных катализаторов (SADPAL, KALNIT) | |
| Котел не разогревается до высокой температуры. | Возникает ситуация, когда невозможно прогреть помещение до нужной температуры |
Недостаточная тяга в дымоходе. Ошибки в проектировании системы отопления. Скопление большого количества пепла на решетке
|
Почистить дымоход. Обратиться за помощью к специалисту для наладки системы. Почистить устройство |
| Появление булькающих звуков. | Закипание воды в котле | Неправильно работает регулятор тяги в дымоходе. Малый теплоотбор. Завоздушивание системы. Неправильно подобранная мощность устройства | Отрегулировать тягу в дымоходе. Проверить состояние термоклапанов, радиаторов. Устранить воздушные пробки. Обратиться к профессионалам для оптимизации работы системы |
Перечисленные выше проблемы характерны для твердотопливных котлов любого типа. Возникают они, как правило, не из-за неисправности самого отопительного устройства, а вследствие неправильной его эксплуатации или неграмотного монтажа системы.
В процессе эксплуатации котлов длительного горения, такими, например, являются котлы Stropuva, могут возникнуть следующие проблемы:
Причина может быть в слишком большом потреблении тепла (несоответствие мощности установки объему помещения) либо в плохом качестве топлива. Проблему может решить установка дополнительного устройства для обогрева, мероприятия по утеплению помещения или переход на использование топлива с большей калорийностью.Частой проблемой пеллетных котлов является образование коржей на горелке. В результате этого увеличивается расход топлива, требуется больше времени на обслуживание устройства.
Возникает эта ситуация, как правило, из-за использования топлива низкого качества (высокая зольность, наличие песка).
Приобретение сертифицированных пеллет высшего качества у проверенных производителей легко решает эту проблему.
В устройствах, оснащенных системой автоматики, могут возникать дополнительные проблемы:
Для того чтобы в процессе работы твердотопливных котлов как можно реже возникали проблемы, необходимо строго соблюдать правила их эксплуатации. Ведь в большинстве случаев, неисправности или некорректная работа этих устройств связана с неправильной эксплуатацией или ошибками в проектировании системы отопления.
30.09.2017
Возврат к списку
Автор Евгений Апрелев На чтение 6 мин. Просмотров 5.6k.
Несмотря на популярность газовых отопительных систем, твердотопливные котлоагрегаты прочно удерживают свои позиции на отечественном рынке климатической техники. В представлении обывателя котел, который работает на твердом топливе, является обычной буржуйкой. На самом деле современное твердотопливное котельное оборудование имеет высокий уровень безопасности и способно получать максимум тепловой энергии при минимуме топлива.
[contents]Сегодня, на российском рынке широко представлено оборудование, благодаря которому современным инженерам удалось существенно повысить уровень комфорта при использовании твердотопливных установок. В данной статье будут рассмотрены устройства, которые позволяют контролировать процесс горения топлива, температуры теплоносителя.
Процесс горения напрямую зависит от наличия воздуха. Если перенести это утверждение на работу отопительного устройства, то чем больше воздуха, поступает в топочную камеру, тем быстрее и с большей температурой происходит сгорание топлива. Другими словами: подачей воздуха в камеру сгорания топлива можно регулировать степень нагрева теплоносителя. В конструкции твердотопливных систем отопления для этой функции предусмотрена воздушная заслонка. Изменением положения заслонки создаются условия, при которых горение топлива происходит по заданной пользователю схеме.
Единственная проблема: владелец котлоагрегата должен регулировать положение воздушной заслонки вручную, опираясь на показания термометра и собственный опыт. Для автоматизации этого процесса был придуман автоматический регулятор тяги.
Устройство состоит из термического элемента, регулятора, металлического рычага и цепочки. Термоэлемент с регулятором собраны в единый корпус, выполненный из термостабильных и коррозийноустойчивых сортов стали. Терморегулятор устанавливается в посадочное гнездо до контакта с теплоносителем, циркулирующим в водяной рубашке котлоагрегата.
Принцип работы регулятора: при воздействии температуры на термоэлемент, он меняет свою форму и через шток воздействует на рычаг, который с помощью цепочки соединяется с воздушной заслонкой котельной установки. При изменении температуры теплоносителя, автоматически меняется положение воздушной заслонки. Регулятором устанавливается верхний температурный предел.
Чтобы настроить регулятор тяги для твердотопливных котлов своими руками, нужно выполнить следующие действия:
Для корректной работы регулятора тяги, цепочка, между воздушной заслонкой и тягой терморегулятора должна быть натянута.
Немного отвлечёмся, так как хотим сообщить вам, что нами был составлен рейтинг твердотопливных котлов по модеям. Подробнее вы сможете узнать из следующих материалов:
Регулятор тяги работает прекрасно, но только в случае, когда есть условия для создания тяги. Основная проблема естественной тяги – погодозависимость: чем меньше разницы между температурами воздуха на улице и в доме, тем хуже тяга. «Масла в огонь» добавляют и современные герметичные дома с металлопластиковыми окнами, в который приток воздушной смеси полностью отсутствует или ограничен. Для решения проблемы тяги была придумана автоматика. Контролируя работу вентилятора и циркуляционного насоса, решается вопрос о стабилизации температурных показателей теплоносителя.
Современные системы автоматики включает в себя:
В состав некоторых моделей входит насос, обеспечивающий принудительную циркуляцию теплоносителя.
Как установить и настроить автоматику для твердотопливного котла своими руками? Контроллер считывает информацию о текущей температуре теплоносителя непосредственно с термопары, которая всегда поставляется в комплекте блоком автоматики и устанавливается на выходе котлового контура или в предназначенное для этого технологическое отверстие. Нагнетающая турбина устанавливается вместо воздушной заслонки твердотопливного котлоагрегата и подключается к контроллеру. Если в данной системе автоматики предусмотрен циркуляционный насос, то и он подключается к клеммам контроллера, а сам контроллер – к бытовой сети 220 v.
Клавишами выбора температуры теплоносителя устанавливается желаемое значение. Изменением скорости вращения лопастей нагнетающего вентилятора контроллер регулирует горение топлива в топливной камере. Регулируя и производительность циркуляционного насоса, автоматика добивается более точного соблюдения пользовательских настроек. Некоторые модели, кроме температуры теплоносителя, считывают температуру отработанных газов в дымоходе. Это позволяет управлять работой дымососов, что значительно увеличивает эффективность и безопасность использования твердотопливных котлов.
Как уже отмечалось выше, естественная тяга далеко не всегда делает идеальным горение топлива и удаление отработанных газов. Это бывает по многим причинам, среди которых наиболее частыми являются: погодные условия и отсутствие притока воздуха. Если приток воздуха можно создать простым открыванием форточек, то изменить температуру воздуха в летний период обычному человеку невозможно. Чтобы не зависеть от тяги в дымоходе, пользователи устанавливают в систему дымоудаления прибор под названием дымосос. Кроме этого, использование дымососа позволяет меньше оседать твердым частицам сажи на стенках дымохода, а соответственно и реже прибегать к услугам трубочиста.
Это вытяжной вентилятор, смонтированный в металлическом узле, который монтируется между котлом и устьем дымоотвода. На картинке представлена конструкция вентилятора дымососа.
Устанавливать дымососы для бытовых твердотопливных котлов своими руками достаточно просто:
Совет: во избежание поражения электрическим током все работы по подключению устройства к электросети рекомендуется доверить электрику с соответствующим допуском к работе.
Говоря о зависимости работы котла на твердом топливе от тяги, нельзя не коснуться темы обустройства дымохода, благодаря которому происходит своевременный вывод продуктов горения в атмосферу. Современные котлоагрегаты с закрытой топочной камерой, оснащаются коаксиальным дымоотводом, который имеет массу преимуществ и не требует вывода его выше кровли. Большинство моделей котельного оборудования, с открытой топочной камерой, требуют стационарного дымохода, который должен быть в соответствии с правилами пожарной безопасности и иметь необходимую конструкцию для обеспечения беспрепятственного отвода продуктов горения.
https://www.youtube.com/watch?v=ZUXWDzWeXk4 Для сооружения дымохода используют следующие материалы:
Смонтировать дымоход керамический для твердотопливного котла своими руками просто, ведь он собирается из дымоходных блоков, как детский конструктор. В собранный дымоотвод вставляется утепленная минеральной ватой керамическая труба. Совет: выбирая дымоход для твердотопливного котла, ориентируйтесь на паспортные данные установки, где дано рекомендованное сечение дымоотводящего канала. Кроме этого, при выборе ориентируйтесь на температуру и давление отходящих газов, при работе в режимах естественной тяги и наддува. Не забывайте об отводчиках и сборниках конденсата!
С началом октября и понижением температуры на улице, как правило, начинаем интенсивно отапливать помещения в нашем доме. Если у нас есть котел, оснащенный интеллектуальной автоматикой – то с уверенностью можно сказать, что его работа будет эффективной и экономичной. В случае неожиданной аварии необходимо знать, как определить ее причину и вернуть и восстановить нормальную работу контроллера. Сегодня в нашем блоге хотим описать 8 наиболее распространенных сигналов тревог и неисправностей, связанных с работой контроллеров для котлов, с которыми Вы можете встречаться во время отопительного сезона. Профессиональные советы на тему возможных причин неполадок, а также способов их диагностики сможет дать наш сервисный отдел, контакты которого Вы можете найти на нашем сайте www.techpribor.com
Основные термины
Для того, чтобы понять основные моменты, касающиеся обслуживания контроллеров для котлов важно знать три основных термина, связанных с их работой, которые описываем ниже
Настройки контроллера в ручном режиме
Если один из приборов, подключенных к контроллеру, не работает в режиме автоматической работы, основным действием, которое необходимо осуществить – войти в меню и попытаться запустить прибор для его диагностики. Если прибор работает в режиме «ручной работы» (например вентилятор), то вероятнее всего, что как контроллер, так и прибор исправны, а проблема заключается в неправильных настройках. Если Вы не можете самостоятельно решить проблему – можете воспользоваться функцией «заводские установки», которые опишем в следующем пункте.
2. Заводские установки – каждый контроллер фирмы TECH оснащен функцией «заводские настройки», которая находится в основном меню.
Возврат прибора в режим «заводские настройки»
После подтверждения функции «заводские настройки» прибор получит обратно все настройки, которые были изменены пользователем с момента получения прибора с фабрики, например, конфигурация насосов, установки вентилятора, питателя и др.
3. Подключение прибора «на прямую» – к каждому исполнительному прибору (например насос, вентилятор, бункер) подключенному к контроллеру TECH поступает напряжение 230В. Можно эти приборы подключить непосредственно в розетку (например, с помощью кабеля для компьютера), для проверки работает он или нет.
Подключение прибора «на прямую» (с помощью кабеля)
Часто встречающиеся сигналы тревоги и неисправности
Ниже приведены наиболее распространенные проблемы, с которыми Вы можете столкнуться во время обслуживания контроллеров для котлов. Какие действия Вы можете осуществить для восстановления правильной работы контроллера, а когда необходимо обратиться в сервис? В этой статье Вы найдете ответы на данные вопросы.
1. Датчик температуры поврежден
Сигнал тревоги связан с отсутствием данных с датчика (датчик не должен быть поврежден).
Возможные причины и способы диагностики:
Неправильное/правильное подключение датчика
2. Температура mosfet слишком высокая
Сигнал тревоги, связанный с перегревом системы управления вентилятором
Возможные причины и способы диагностики:
Если после исключения вышеуказанных факторов проблема всё же появляется — тогда причиной сигнала тревоги может быть неисправность контроллера. В такой ситуации необходим ремонт контроллера в нашем сервисе.
3. Подающее устройство заблокировано / ошибка датчика Холла
Сигнал тревоги связан с отсутствием получения данных от датчика Холла, который проверяет позицию ящика (толкателя/поршня)
Датчик Холла для котлов с поршневым фидером
Возможные причины и способы диагностики:
Если не работает исключительно подающее устройство, то причиной неисправности может быть одна из трех нижеописанных ситуаций:
Установка датчика Холла на редукторе
4. Не работает вентилятор и подающий механизм в режиме автоматической работы
Если не работает как вентилятор, так и подающий механизм в режиме автоматической работы – то в первую очередь необходимо проверить, работают ли эти приборы в ручном режиме.
Возможные причины и способы диагностики:
Правильно сделанная перемычка
Если после подключения перемычки получилось включить подающий механизм и вентилятор – в такой ситуации необходимо заменить «термик» на новый.
5. Не работает вентилятор в автоматическом режиме, но подающий механизм работает.
Вентилятор не включается в автоматическом режиме работы.
Возможные причины и способы диагностики:
Если вентилятор в режиме ручной работы не работает, то причины могут быть следующие:
Термик STB подключенный/отключенный
6. Не работает насос ЦО
Контроллер не включает циркуляционного насоса ЦО
Возможные причины и способы диагностики:
Если насос работает должным образом, то возможной причиной неполадки может быть одна из настроек:
I неправильный режим работы насоса (включен летний режим)
II включен комнатный терморегулятор
III не достигнут порог включения насоса на датчике ЦО (смотрите информацию в инструкции к контроллеру).
Если нет уверенности, что установки правильные мы можем вернуть настройки контроллера в режим «заводские настройки».
Если насос в ручном режиме работы не работает, причина может быть следующей:
7. Насос ГВС не выключается в летнем режиме
Насос в летнем режиме постоянно работает и не выключается, несмотря на достижение заданной температуры ГВС. Это предотвращает перегрев котла в летнем режиме.
Возможные причины и способы диагностики:
8. Не работает насос ГВС
Контроллер не включает насоса ГВС.
Возможные причины и способы диагностики:
Если насос работает должным образом, то вероятной причиной неполадки может быть одна из следующих настроек:
Если нет уверенности, что настройки правильно установлены – то необходимо контроллер перевести в режим «заводских настроек».
Как говорит директор польского сервиса Збигнев Миторай:
Пользователи наших контроллеров совершают две основные ошибки. Во-первых в период, когда не пользуются котлом забывают выключать питание из сети – в это время происходит больше всего ударов молний, которые могут повредить наше оборудование. Во-вторых очень поздно делают технические осмотры своих систем отопления перед отопительным сезоном.
Это очень часто приводит к поломкам. Временами проблемы настолько серьезные, что только лицо, имеющую соответствующие знания и опыт может их решить. При этом ранее достаточно было бы изменить конкретные параметры контроллера котла или вернуть настройки в режим «заводских настроек», чтобы прибор начал правильно работать.
С проблемами, связанными с работой контроллеров фирмы TECH можно обращаться как во время гарантии, так и после окончания гарантийного срока. Сервисные обращения принимаем с понедельника по пятницу с 8.00 до 17.00 по московскому времени. Ответы на вопросы связанные с работой либо сервисом приборов фирмы TECH можно получить контактируясь с сотрудниками нашего представительства в России: 8(495)230-17-12, либо выслать сообщение с помощью заполнения анкеты на сайте.
Основным оправданием покупки твердотопливного котла является то, что используемое топливо является более дешевой альтернативой нефти и газу, что может привести к более быстрой окупаемости. Много лет назад все котлы работали на твердом топливе; однако удобство трубопроводов для нефти и газа, а также снижение цен на топливо, рост затрат на рабочую силу и строгие правила EPA подняли вопросы о том, какой тип котла позволит сэкономить больше денег.
В последние годы технология твердотопливных котлов значительно продвинулась вперед.Системы могут быть сконструированы для автоматической работы с электромеханическими системами подачи топлива, регуляторами частоты и даже с автоматическим оборудованием для удаления золы.
Тем не менее, даже при современной технике, необходимо получить экономию на твердотопливном котле. При правильной эксплуатации эти котлы могут работать непрерывно, останавливаясь только на плановые процедуры отключения.
Чтобы воспользоваться преимуществами твердотопливного котла, необходимо понимать несколько принципов подачи топлива и его сжигания.Вот три совета по оптимизации работы твердотопливного котла.
Твердотопливные котлы также можно настроить переносными. Эта универсальность оказывается удобной для пользователей, работающих с сезонным нагревом воды и / или пара.
Котельная система живет и умирает (так сказать) потоком топлива в топку. Наибольшие проблемы возникают у котлов, у которых нет хорошего контроля над тем, насколько равномерным и последовательным является этот поток.Этот принцип особенно важен в приложениях с частыми колебаниями нагрузки. Система должна контролировать подачу топлива, потому что даже небольшое прерывание подачи может вызвать нарушение нагрузки. Дозирование топлива в котел должно соответствовать требованиям нагрузки, иначе процесс не будет равновесным. Это может помочь увидеть в топливе ингредиент, который, наряду с воздухом в условиях недожога и перегрева (обсуждается позже), производит энергию.
В случае твердого топлива почти всегда существует множество размеров частиц.Из-за такого несоответствия размеров топлива дозирование топлива должно поддерживать постоянную турбулентность потока, чтобы разные размеры не разделялись. Если имеет место тенденция разделения, слой печи не будет однородным, и горение будет смещено в сторону определенных областей. Равномерная консистенция топлива обеспечит большую площадь поверхности горения и предотвратит появление горячих точек и мертвых зон внутри печи.
Использование системы подачи и дозирования топлива, в которой используются шнеки для перекачки топлива, является эффективным способом точного контроля скорости подачи, а также поддержания постоянной смеси размеров топлива.
Винтовые конвейеры оказались намного эффективнее цепных или ленточных конвейеров. Геометрия крыльев и кожух шнека позволяют более точно рассчитывать скорость подачи. Другие типы конвейеров известны тем, что заставляют топливо «накапливаться», что приводит к неравномерным слоям топлива на дне печи, вызывая неэффективное сгорание. Системы дозирования, в которых используются винтовые конвейеры, также создают пробку между печью и внешней средой. Цепные системы дозирования не создают такого уплотнения, позволяя неизмеримому количеству избыточного воздуха попадать в зону горения.
Чаще всего твердотопливные системы используют слишком много дожигаемого воздуха и, как следствие, не имеют достаточного количества топлива в топке. Когда это соотношение воздух / топливо несбалансировано, сгорание происходит преждевременно, что не только снижает потенциал КПД, но также может вызвать повреждение печи.
По мере сгорания твердого топлива оно претерпевает определенные изменения. Во-первых, вся влага из топлива испаряется. После высыхания топливо начнет выделять летучие газы.По мере поступления большего количества воздуха газы воспламеняются и выделяют энергию. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока выгорает только уголь. Наконец, золу выпускают, и ее нужно утилизировать.
На этой схеме показан процесс, в котором топливо поступает в топку и проходит различные стадии сгорания.
Если смотреть на груду топлива внутри топки, не должно быть видно решеток. На самом деле даже не должно показаться, что куча горит.Когда используется достаточное количество воздуха, горючее будет казаться «дымящимся», но на самом деле происходит то, что тепло и воздух вступают в реакцию с топливом и выделяют летучие газы топлива. Если используется слишком много воздуха для дожигания, летучие газы будут выделяться и сжигаться одновременно, выделяя тепло на дне печи, а не в верхней части печи, где начнется передача тепла. Это преждевременное возгорание может быстро сократить срок службы решеток, а также ухудшить теплопередачу и даже унести частицы золы / пыли с дымовыми газами.
Это отличная фотография, показывающая потоки летучих газов, выделяющихся из топлива и поднимающихся в верхнюю часть камеры, где процесс сгорания будет завершен.
Будьте осторожны, чтобы не уменьшить количество нагнетаемого воздуха до такой степени, чтобы котел не сгорел. Это может быть опасно, поскольку система может отреагировать увеличением скорости вращения вентилятора, что приведет к тому, что большее количество топлива станет летучим и заполнит топку. Если эти газы возникнут внезапно, возникнет опасный обратный удар, который приведет к повреждению котельного оборудования и всех, кто находится в непосредственной близости.Лучший способ обеспечить необходимое количество воздуха — это иметь систему управления, которая ограничивает подачу воздуха вместе с подачей топлива. Для некоторых видов топлива необходимо использовать разные соотношения. Записывайте, в каких сценариях лучше всего будет горючее на решетках и будет достаточно воздуха для улетучивания топлива со скоростью, позволяющей не отставать от производства.
После того, как нагретое топливо вступает в реакцию с воздухом подпаливания и выделяются летучие газы, нагретый воздух интенсивно смешивается с газами и вызывает их возгорание, выделяя тепло, которое должно передаваться через поверхности нагрева котла в воду. внутри судна.Цель состоит в том, чтобы добиться стехиометрического горения; то есть, когда каждая доступная высвобождаемая молекула топлива сопоставляется с молекулой кислорода из вентилятора, что приводит к анализу дымовых газов, который не показывает ни окиси углерода, ни кислорода. Это идеальное смешивание возможно только в лабораторных условиях; однако есть способы добиться очень эффективного сжигания в котельной среде.
Это еще одна отличная фотография внутренней части печи. Когда летучие вещества выделяются из топлива, они встречаются с потоками воздуха под высоким давлением из форсунок с избыточным пламенем.Это турбулентное смешение воздуха и летучих газов завершает процесс сгорания, выделяя тепло для передачи внутри котла.
При нехватке избыточного воздуха большие количества окиси углерода и других горючих веществ будут проходить через систему и выходить из дымовой трубы. Эта трата топлива приводит к потерям тепла и снижает эффективность. Избыток воздуха для горения приводит к потерям тепла, поглощаемым избыточным воздухом, что также снижает эффективность. Цель здесь — найти «золотую середину» для перегретого воздуха.Точно так же, как поток воздуха под горением должен изменяться со скоростью подачи топлива, количество воздуха над огнем должно зависеть исключительно от количества кислорода в дымовой трубе. Меньшее количество кислорода указывает на более эффективное сгорание. Снимите показания дымовой трубы, чтобы увидеть корреляцию между уровнями окиси углерода и кислорода, чтобы определить наилучшую настройку кислорода для соответствующей системы котла.
Понимание того, как работает твердотопливный котел, сводится к пониманию топлива и процесса сгорания, а также оборудования, которое контролирует процесс сжигания топлива.Неправильная эксплуатация может привести к нежелательному техническому обслуживанию и разочарованию владельца котла. С другой стороны, при правильной эксплуатации твердотопливные котлы могут быть очень надежными, стабильными и экономичными.
Прежде чем мы перейдем к советам по эффективности, нам нужно понять эффективность котла. Большая часть тепла, теряемого в вашем котле, приходится на дымовую трубу или котловую воду. Цель состоит в том, чтобы создать условия, которые производят минимально возможное количество дымовых газов при минимально возможной температуре. В результате повышается КПД котла.
Подумайте об этом; котел всасывает холодный воздух, нагревает его и отправляет в дымовую трубу. Идеальна более низкая температура дымового газа, потому что чем выше температура, тем больше энергии уходит с дымовым газом.С другой стороны, котельная система забирает холодную воду, нагревает ее до пара и использует тепло. Везде, где мы теряем тепло, пар, конденсат или горячую воду, мы теряем ценные БТЕ.
Независимо от того, арендуете ли вы котел или владеете им, вам нужно сэкономить деньги. Вот 15 простых советов, которые помогут сделать вашу котельную систему более эффективной и сэкономить деньги на ежемесячных счетах:Другая распространенная проблема, связанная с эффективностью котла, — это недостаточное количество воздуха. Для правильного сгорания топлива внутри котла требуется определенное количество кислорода. Если воздуха слишком мало, углерод в топливе окисляется, образуя окись углерода. Это приводит к меньшему выделению тепла, поскольку топливо сгорает не полностью, что снижает эффективность использования топлива. При недостатке воздуха образуются сажа, дым и окись углерода, которые очень опасны.Слишком много воздуха также снижает эффективность. Дополнительный воздух поступает холодным и выходит из трубы горячим, тратя тепло.
Оптимальный процесс обеспечивает достаточное количество воздуха для безопасного сгорания топлива. Для этого мы измеряем необходимое количество воздуха с помощью датчика O2. Вставляем зонд в штабель, пока настраиваем горелку на оптимальный КПД котла. Однако в некоторых помещениях температура воздуха, поступающего в горелку, меняется в зависимости от сезона. Это требует более частой настройки горелки для максимальной экономии.
Горелка должна нагревать входящий воздух для горения пламенем. Если воздух, подаваемый в горелку, более теплый, для производства того же количества пара в котле требуется меньше топлива. Небольшое повышение температуры свежего воздуха на 40 ° F может сэкономить 1% счета за топливо. Если вы будете эксплуатировать большие котлы круглосуточно, это действительно может сложиться даже при наших исторически низких ценах на газ. В некоторых случаях воздухоподогреватель окупается менее чем за год.
Поддержание воды в котле в чистоте и отсутствии протечек требует тщательной обработки воды. Регулярно проверяйте водную сторону бойлера. Очистите грязевые опоры или грязевые барабаны, чтобы обеспечить хорошую теплопередачу от металла к воде. Накипь будет накапливаться на поверхностях теплопередачи из-за высокой жесткости воды, использования неподходящих химикатов и регулярной продувки котла. Эта накипь будет препятствовать передаче тепла, снижая эффективность вашего котла. Накипь также не даст воде охладить эти теплопередающие поверхности.При отсутствии обработки накипь может вызвать перегрев котла, что приведет к дорогостоящему ремонту котла и утечкам.Конденсат образуется, когда пар передает тепло и конденсируется. Безответственно тратить это на продукт. Чистая вода не содержит растворенных твердых частиц или газов, и она снова готова к использованию в вашем котле. Вода уже горячая, поэтому для ее превращения в пар требуется значительно меньше топлива. Повторное использование конденсата также снижает количество холодной подпиточной воды, химикатов и средств обработки, необходимых для вашего котла.Наконец, повторное направление конденсата обратно в систему питательной воды может снизить затраты на очистку сточных вод и канализацию.
Для еще большего повышения эффективности котла рассмотрите возможность использования системы возврата конденсата высокого давления на крупнейших потребителях пара. Это удерживает ваш конденсат под более высоким давлением. Конденсат не вспыхивает, поэтому вы возвращаете больше воды при значительно более высокой температуре прямо в котел. Свяжитесь со службой механического строительства, чтобы узнать, подходит ли это для вашего процесса.Как и возврат конденсата в котел, рекуперация тепла от продувки котла может повысить эффективность котла.Клапан продувки используется для удаления котловой воды, содержащей растворимые и нерастворимые твердые вещества. Это помогает снизить уровень растворенных твердых частиц в котловой воде и предотвратить образование накипи. К сожалению, когда он удаляет горячую воду, он также тратит энергию. Установка продувочного теплообменника, расширительного бака или их комбинации может помочь восстановить часть этой энергии для вашей котельной системы. Использование рекуперации тепла для охлаждения продувочной воды и нагрева подпиточной воды повысит энергоэффективность.
Котлам для полного сгорания требуется избыток воздуха. Несмотря на необходимость, избыток воздуха может привести к совершенно разному КПД вашего котла. Слишком мало избыточного воздуха, и котел будет накапливать сажу и опасный угарный газ, а слишком большой избыток воздуха снижает эффективность.К счастью, существуют автоматические системы управления сгоранием, которые могут интеллектуально контролировать необходимое количество воздуха для ваших систем сгорания. Как обсуждалось выше, настройка может поддерживать работу вашей горелки в лучшем виде, но она ограничена лучшим, что может предложить ваша старая горелка.
Переход на высокоэффективную горелку позволит сэкономить значительное количество топлива и многократно окупить себя. Если вашей горелке более 15 лет, в ней используются перемычки или она работает с содержанием кислорода выше 3%, спросите нас о модернизации горелки.В большинстве случаев модернизация горелки может сэкономить более 20% на счетах за газ!Перенос — это котловая вода, которая выходит из котла в виде пара, но остается водой. Он уносит с собой такие примеси, как растворенные твердые вещества. Эти загрязнения оставляют отложения вокруг паровой системы. Они попадают в сложные устройства, такие как регулирующие клапаны и регуляторы давления. Это вызывает много повреждений и требует более длительного обслуживания.
Что касается эффективности, эта влажность снижает содержание пара в БТЕ в конечном использовании.По сути, это больше воды, нагретой в котле, но не отдавшей полезного тепла перед уходом в конденсатную систему. Перенос происходит по ряду причин. Решение зависит от причины. Подозрение на производственные методы, такие как загрузка грузов на быстрых, высоких TDS или плохом сепарационном оборудовании в качестве виновника.
Неопределенное загрязнение возвратного конденсата — еще одна распространенная проблема, которая приводит к загрязнению питательной воды котла.Загрязняющие вещества могут варьироваться от металлов, таких как медь и железо, до масел и технологических химикатов.
Загрязнение тяжелыми металлами обычно зависит от материалов, из которых изготовлено технологическое оборудование и конденсатная система.
Масла и технологические химикаты обычно попадают в конденсатную систему из-за отказов технологического оборудования или утечек из-за коррозии в оборудовании, таком как теплообменники, насосы и сальники и т. Д.
Самый большой риск, связанный с загрязнением конденсатной системы, — это катастрофический отказ технологического оборудования, который приводит к попаданию в котел значительных количеств нежелательных химикатов или соединений.По этой причине разумная эксплуатация котла должна включать постоянный мониторинг качества конденсата, возвращаемого из технологического процесса, с возможностью автоматического сброса в случае загрязнения.
Другая проблема, которая иногда вызывает сильное загрязнение котла, — это попадание ионообменной смолы в систему питательной воды котла. Эта ситуация часто возникает из-за выхода из строя внутренних трубопроводов или боковых экранов ионообменной емкости.
В зависимости от рабочего давления котла и типа смолы, эта проблема может привести к сильному покрытию смоляным материалом поверхностей котла.Недорогой и очень эффективный метод уменьшения вероятности заражения этого типа — установка ловушки для смолы на выходе любого ионообменного сосуда. Уловители смолы не только защищают котел от загрязнения, но и предотвращают потерю очень дорогой смолы.
Загрязнение питательной воды котла и связанная с ним коррозия могут быть медленным дегенеративным процессом или мгновенным катастрофическим событием. Регулярные и эффективные процедуры технического обслуживания значительно снижают вероятность возникновения обоих типов неисправностей.Постоянный мониторинг и тестирование качества котловой воды и питательной воды предоставляет обслуживающему персоналу не только исторические данные, но и своевременное предупреждение в случае резких изменений качества питательной воды.
Неправильная продувка
Высокое качество питательной воды котла поддерживается с помощью надлежащей продувки. Концентрация нежелательных твердых частиц в котловой воде снижается за счет правильной работы системы непрерывной продувки или продувки и регулярного выполнения периодической продувки снизу.
Процесс смягчения воды на основе цеолита натрия представляет собой ионообменную операцию, при которой происходит обмен вредных ионов кальция и магния, образующих накипь, на ионы натрия.
Основная цель продувки — поддержание концентрации твердых частиц в котловой воде в определенных допустимых пределах. Скорость продувки может определяться любым из нескольких факторов, которые включают общее количество растворенных твердых частиц, взвешенных твердых частиц, кремнезема и щелочности (см. Таблицу).
Скорость непрерывной продувки устанавливается для контроля воды в котле в допустимых пределах, рекомендуемых ABMA.Хорошо спроектированная система непрерывной продувки постоянно контролирует проводимость котловой воды (концентрацию твердых частиц) и регулирует скорость продувки для поддержания диапазона регулирования.
Если вода в котле превышает рекомендуемые пределы, могут возникнуть потенциальные проблемы, включая образование накипи и шлама, коррозию и унос влаги из-за пенообразования, а также плохую работу сепарационного оборудования парового барабана. Это явление пенообразования, связанное с высокой проводимостью, также может вызвать нестабильность уровня в барабане, что приводит к ложным срабатываниям сигнализации уровня воды и возможным отключениям котла.
Иногда необходимо выполнять периодические продувки снизу, чтобы резко снизить концентрацию твердых частиц в котловой воде. Кроме того, периодическая продувка донной продувки коллекторов водяной стенки и бурового барабана имеет решающее значение для удаления возможного скопления шлама и поддержания чистоты всех водяных контуров. Как правило, единственная продувка днища, которая может выполняться во время работы установки, — это продувка из бурового барабана.
Продувка нижних коллекторов водяной стенки, особенно коллекторов стенки печи, не должна производиться во время розжига агрегата.Это может потенциально привести к повреждению трубы водяной стенки из-за нарушения естественной циркуляции котла.
Нижние водосточные коллекторы следует регулярно продувать каждый раз, когда установка выводится из эксплуатации после прекращения сжигания топлива, а установка все еще находится под давлением. Следует соблюдать осторожность при проведении продувки ограниченного времени, чтобы уровень воды в котле был виден в смотровом стекле. После добавления питательной воды можно выполнить дополнительные продувки снизу, чтобы снова поднять уровень в смотровом стекле.
Самая большая проблема, вызванная ненадлежащей практикой продувки, — это отказ от периодической продувки водяного столба котла для обеспечения работоспособности устройств отключения при низком уровне воды.
PLANT ENGINEERING выражает признательность QPF, LLC за сотрудничество в создании фотографии на обложке. — Отредактировал Джозеф Л. Фощ, старший редактор, 630-320-7135, [email protected]
Прежде чем пытаться снова зажигать, выясните и определите причину любого отключения.
Перед зажиганием котла всегда тщательно продувайте топку.
Выполнять текущее обслуживание, калибровку и тестирование системы управления горелкой и средств управления горением, особенно устройств безопасности и датчиков.
Убедитесь, что система водоподготовки работает должным образом, производя питательную воду для котла достаточно высокого качества для соответствующих рабочих температур и давлений.Хотя нулевая жесткость всегда является абсолютным критерием, следует соблюдать другие стандарты качества воды, основанные на рабочем давлении и температуре, рекомендованные ABMA. Никогда не используйте в бойлере неочищенную воду.
Регулярно продувайте все мертвые участки путепроводов из-за низкого уровня воды, толщу воды и т. Д., Чтобы предотвратить накопление ила в этих областях, что приведет к неисправности устройства. Никогда, ни при каких обстоятельствах не отключайте поездку в условиях низкого уровня воды.
Убедитесь, что вода, выходящая из деаэратора, не содержит кислорода, деаэратор работает при надлежащем давлении и что вода в накопительном баке имеет температуру насыщения.Необходим постоянный выпуск воздуха из деаэратора для выпуска неконденсирующихся газов.
Постоянно контролируйте качество конденсата, возвращающегося из технологического процесса, чтобы обеспечить отвод конденсата в случае катастрофического отказа технологического оборудования.
Отрегулируйте непрерывную продувку для поддержания проводимости котловой воды в требуемых рабочих пределах и включите продувку грязевого барабана на регулярной основе. Ни в коем случае не продувайте коллектор стенки топки во время работы котла.
Со стороны котла следует регулярно осматривать. Если есть какие-либо признаки накипи или накопления твердых частиц на трубках, необходимо отрегулировать водоподготовку. Котел может потребоваться механическая или химическая очистка.
Бак деаэратора и внутренние детали следует регулярно проверять на предмет коррозии.Эта проверка является важной проблемой безопасности, поскольку деаэратор может разрушиться из-за коррозии, вызванной кислородной коррозией. Катастрофический отказ работающего деаэратора — самый частый источник смертельного взрыва пара внутри котельной.
Подробнее
Автор готов ответить на вопросы по безопасности котла. С ним можно связаться по телефону 800-654-2512 или по электронной почте [email protected]. Дополнительная информация доступна на сайте: esitenn.com. Для получения дополнительной информации о котлах посетите канал «Технологическое отопление и отопление помещений» на сайте plantengineering.com.
Пределы максимальной рекомендованной концентрации ABMA в воде работающего котла
| Рабочее давление барабана, фунт / кв. Дюйм изб. | Общее количество растворенных твердых веществ, частей на миллион | Общая щелочность, ppm | Кремнезем, млн -1 SiO2 | Общее количество взвешенных частиц, частей на миллион | |
| 0300 | 3500 | 700 | 150 | 15 | |
| 301450 | 3000 | 600 | 90 | 10 | |
| 451600 | 2500 | 500 | 40 | 8 | |
| 601750 | 1000 | 200 | 30 | 3 | |
| 751900 | 750 | 150 | 20 | 2 | |
00 | 625 | 125 | 8 | 1 |
Отказ парового котла
Есть две распространенные причины выхода из строя котла:
Кратковременные ошибки оператора или технического обслуживания, которые имеют драматические и немедленные последствия, приводящие к катастрофическому отказу или происшествию
Долгосрочные методы эксплуатации или технического обслуживания, которые со временем вызывают или позволяют развиться состоянию, которое приводит к катастрофическому отказу или инциденту.
Общие причины взрывов топлива
Смеси с высоким содержанием топлива могут возникать в любой момент, когда подается недостаточно воздуха для сжигаемого количества топлива. Никогда не добавляйте воздух в темную дымную печь. Сначала отключите устройство, чтобы удалить источник воспламенения, тщательно продуйте, а затем устраните проблему. Бедная смесь, в результате которой образуется больше воздуха, чем необходимо, хотя и неэффективна, не опасна.
Плохое распыление масла может вызвать накопление в топке и создать локализованную летучую смесь несгоревшего топлива, что может привести к взрыву.Чтобы предотвратить эту ситуацию, в узле распылителя масляного пистолета не должно быть мусора, а давление распыляющего пара или воздуха и топлива должно быть надлежащим образом отрегулировано.
Неправильная продувка может привести к горючей смеси в котле. Многие взрывы происходят при попытках повторно зажечь горелку после того, как она сработала из-за другой проблемы. Затем пилот поджигает большое количество несгоревших горючих газов в печи, что вызывает взрыв.
Этого сценария можно избежать, исследуя причину отключения и позволяя печи тщательно продуть перед любой попыткой повторного зажигания. Перед повторным зажиганием продуть, продуть, продуть!
Распространенные причины маловодья
Неисправность насоса питательной воды
Неисправность регулирующего клапана
Потеря воды в деаэратор или систему подпитки
Неисправность регулятора уровня барабана
Контроллер уровня барабана случайно оставлен в «ручном» положении
Падение давления воздуха в установке на привод регулирующего клапана
Подъем предохранительного клапана и его повторная установка
Резкое и резкое изменение паровой нагрузки и / или мощности горения
Техника безопасности при эксплуатации и обслуживании котла
Часто наблюдайте за пламенем горелки, особенно при сжигании жидкого топлива, чтобы определить засорение наконечников распылителя и другие проблемы с горением.Такой подход обеспечивает раннее предупреждение.
Наш клиент из России посетил наш завод, линию по производству систем продувки сажи для промышленных котлов, работающих на угле. Учитывая ежедневную потребность в паре их фабрики по производству закусок и преимущества топлива из биомассы из рисовых кочерней, наш инженер рекомендовал ему 4-тонный котел на биомассе серии DZL. Котел на биомассе серии DZL может одновременно сжигать угольное топливо и биомассу.Это может снизить затраты на топливо и повысить тепловой эффект котла. Еще одна особенность — конструкция серии DZL, сборный котел прост в транспортировке, небольшая занимаемая площадь. Договариваемся о поставке котла в течение 45 дней после оплаты заказа. Мы можем доставить этот котел грузом или морем в Россию. Это своего рода котел с цепной решеткой, в камеру которого подается топливо из биомассы. В нашей компании эффективность теплопередачи котлов, работающих на угле и биомассе, может достигать 85%.
В конце 2017 года компания China Guodian расположена на гидроэлектростанции Ванань провинции Цзянси. После оценки ситуации некоторые системы продувки сажи промышленных котлов, работающих на энергетическом угле, использовались для приобретения столь необходимых повседневных работ.Менеджер по продажам быстрых котлов совмещает реальную ситуацию с электростанцией по своей рекомендации 2 паровых котла с электрическим нагревом 0,5 тонны.
Вся конструкция котла нормального давления Вся конструкция системы продувки сажи промышленного угольного котла атмосферного давления состоит из корпуса котла и вспомогательного оборудования. Основные компоненты котла, такие как топка, ствол котла, горелка, настенный пароперегреватель с водяным охлаждением, экономайзер, подогреватель воздуха, рама и стенка топки, составляют основную часть производства пара, которая называется корпусом котла.Двумя основными компонентами корпуса котла являются топка и барабан. Топка, также известная как камера сгорания, представляет собой пространство для сжигания топлива. Печь, в которой твердое топливо помещается на решетку, называется слоистой печью, также известной как печь со слоем; жидкое, газообразное или порошкообразное твердое топливо вводят в топку, горящую в топочной камере, которая называется камерной печью или топочной топкой; воздух превращает частицы угля в топку, которую называют камерной печью, или топкой; воздух превращает частицы угля в каменную печь, также известную как топка.Это называется кипящей печью, также называемой печью с псевдоожиженным слоем, в которой печь с состоянием кипения и подходящая для сжигания низкокачественного топлива называется кипящей печью, а цилиндрическая печь, которая использует поток воздуха, чтобы заставить частицы угля вращаться с высокой скоростью и интенсивно гореть. называется вихревой топкой. При проектировании топки необходимо полностью учитывать характеристики используемого топлива. Каждый котел должен максимально сжигать оригинальное топливо. Экономичность и надежность работы котла может снизиться при использовании топлива с другими характеристиками.
Система продувки сажи для промышленных котлов, работающих на угле, CFB — это новая технология в исследованиях котлов, котлы CFB обладают высокой адаптируемостью к выбору топлива. Уголь, масло, газ и биомасса — все это может использоваться в котле CFB в качестве укладки. биомасса — самое энергосберегающее и экологически чистое топливо.
Крепления и аксессуары Котлы VOLFRAM оснащены креплениями и аксессуарами международного признания и стандартов, насосы питательной воды — это вертикальные многоступенчатые насосы SS.
Собственно упакованный тип Котел поставляется с предварительно смонтированной проводкой и предварительно изолированной на заводе, что сокращает объем работ на площадке и стоимость работ на площадке.
Печь, расположенная в центре Это гарантирует отсутствие трубок в холодной зоне и увеличивает эффективную теплопередачу, что сокращает время запуска.
Лучшая реакция на колебания нагрузки Более высокое пространство для пара внутри котла приводит к лучшей реакции на колебания паровой нагрузки.
Автоматическая продувка котла на основе TDS Котел снабжен автоматической системой продувки котла на базе TDS, которая обеспечивает оптимальную продувку котла. Диапазон производительности: Стандартное расчетное давление:
10,54 кг / см2 (г), 14 кг / см2 (г), 17,5 кг / см2 (г) и 21 кг / см2 (г)
Слишком частая продувка сажей может повредить компоненты котла и создать большую нагрузку на эффективность установки, но ее недостаточное количество может стать такой же большой проблемой.Система оптимизации удаления сажи может помочь вам найти «золотую середину».
В связи с растущими требованиями, предъявляемыми к сегодняшним угольным электростанциям во всем мире, операторы постоянно ищут лучшие варианты повышения их эффективности и поддержания оптимизации процессов, при этом следя за чистой прибылью. Во многом это связано с ужесточением требований по выбросам.
В США, например, Агентство по охране окружающей среды находится в процессе разработки и внедрения новых стандартов, требующих от энергетического сектора сократить выбросы углерода на 30% к 2030 году, и отрасль стремится соблюдать их максимально эффективными способами.К счастью, для угольных электростанций, стремящихся к оптимизации без дорогостоящих модификаций, можно рассмотреть экономичные альтернативные технологии.
На угольных электростанциях оптимизация любого процесса может оказаться сложной задачей. Операторы генерирующей станции Hawthorn в Канзас-Сити (KCP & L) недавно приняли решение оптимизировать процесс продувки сажей. Блок 5 Hawthorn, расположенный в округе Джексон, штат Миссури, на южном берегу реки Миссури, представляет собой настенный водоохлаждаемый котел мощностью 594 МВт, который сжигает 100% суббитуминозный уголь бассейна реки Паудер (рис. 1).
| 1. Время очистки. Kansas City Power & Light’s (KCP&L’s) Hawthorn Generating Station недавно осуществила комплексное усовершенствование процессов продувки сажи. Предоставлено: KCP & L |
Ожидается, что современные угольные электростанции будут все чаще работать при переменных нагрузках, одновременно сталкиваясь с такими эксплуатационными факторами, как колебания качества топлива и требования контроля качества воздуха.По большей части на этих установках до сих пор используется традиционная технология продувки сажей для удаления отложений сажи. Однако эти традиционные схемы могут создавать проблемы для оптимальной работы предприятия. При недостаточной продувке сажи передача тепла от дымовых газов пару затрудняется, что приводит к снижению эффективности котла. Большие отложения сажи также могут ограничивать тягу дымовых газов, требуя дополнительной мощности вентилятора и еще больше снижая эффективность. С другой стороны, слишком частая очистка вызывает эрозию поверхности нагрева и связанные с этим простои агрегатов, высокие температуры пара и металла, а также повышенные потоки распыления, что снижает эффективность большинства агрегатов.
Типичное оборудование для обдувки сажи использует струи пара, воды или воздуха для удаления отложений на трубах поверхности нагрева. Обдувка сажи увеличивает затраты на выработку электроэнергии, как из-за расходов, связанных с очищающей средой, так и из-за паразитной мощности, необходимой для привода компрессоров и насосов.
Цикл активации сажеобдувки обычно основан на опыте оператора и рекомендациях производителя котла. Обычно это приводит к упрощенному решению, основанному на непрерывной продувке сажей с фиксированными интервалами или индивидуальной оценке оператора.Обдувка сажей через определенные промежутки времени очищает котел и позволяет избежать трудноудаляемых отложений, но это также может означать, что продувка сажей происходит тогда, когда в этом нет необходимости, и может вызвать нежелательные колебания параметров процесса во время колебаний нагрузки и других динамических рабочих условий. Выдувание сажи по усмотрению отдельного оператора приводит к непостоянным схемам продувки сажей и требует постоянного вмешательства оператора в течение 24 часов, что обременяет операторов и обычно приводит к неоптимальным действиям по продувке сажи.
В 2000 году в рамках восстановительных работ после аварии в 1999 году система продувки сажи 5-го блока Hawthorn была реконструирована, и инженеры столкнулись с традиционными проблемами, описанными выше. Существенные инженерные часы были потрачены на разработку последовательностей на протяжении многих лет, которые могли бы приспособиться к изменяющимся условиям эксплуатации. Система была функциональна, но, конечно, не оптимизирована.
Существовавшая в Hawthorn система управления продувкой сажи на основе последовательной обработки сталкивалась с несколькими специфическими эксплуатационными проблемами.
Ограничения температуры катализатора. Температура газа на выходе из экономайзера (EEGT) ограничена температурными ограничениями катализатора селективного каталитического восстановления (SCR). Боярышнику приходилось несколько раз снижать нагрузку, когда возникало это ограничение ЭЭГТ. EEGT зависит от типа топлива, параметров горения и чистоты поверхностей котла. Известно, что определенная продувка сажей помогает ЭЭГТ в определенных условиях, но ее нужно выполнять осторожно и полагаться на ручное вмешательство воздуходувки при использовании управления на основе последовательности.
Подогреватель. Особенно сложно поддерживать чистоту подогревателя. Существует тонкий баланс между чистым подогревателем, который вызывает чрезмерно высокие температуры повторного нагрева (и максимальный расход распыляемой жидкости при попытке запуска), и грязным подогревателем, который может вызвать засорение и чрезмерную мощность вентилятора. Управление этим балансом с помощью последовательностей и ручного вмешательства в Hawthorn оказалось проблематичным.
Шлакование перегревателя плиты. Плиты обдува наиболее подвержены зашлаковыванию, а обдувки сажи с плитами наиболее часто подвергаются продувке.На количество шлака сильно влияют тип угля и параметры горения в печи. Управление последовательностью не может реагировать на эти изменения, что приводит к чрезмерному продуванию в условиях низкого шлака и недостаточному продуванию в условиях высокого уровня шлака.
Обдув при низкой нагрузке. Хотя Hawthorn был спроектирован как агрегат базовой нагрузки и предназначался для плавания почти с полной нагрузкой, в 2012 году наработка между 350 МВт и 550 МВт составила более 3000 часов. При этих уменьшенных нагрузках потребность в продувке сажи значительно ниже, чем при полной нагрузке, но управление на основе последовательности было запрограммировано на полную нагрузку, что приводило к значительному переполнению в эти периоды.
Снижение выбросов углерода. Еще одна загвоздка заключалась в том, что в 2007 году Sierra Club и KCP&L согласовали ряд инициатив по компенсации выбросов углекислого газа (CO 2 ) и других выбросов за счет использования энергии ветра и принятия мер по экономии энергии в больших масштабах. KCP&L наняла инженерного консультанта для проведения исследования лучших технологий для использования в масштабах всего парка для достижения части своих целей по сокращению выбросов CO 2 за счет повышения эффективности предприятия.Первый уровень предлагаемых проектов был сосредоточен на улучшенном мониторинге производительности и ручной оптимизации. Второй уровень ориентирован на расширенную оптимизацию с использованием продуктов с обратной связью, таких как оптимизаторы сжигания и удаления сажи. После завершения первого уровня компания KCP&L рассмотрела предложение по сжиганию и оптимизированной продувке сажи для всего парка.
Как правило, операторам нужен оптимизатор продувки сажи для очистки котла с использованием минимального количества продувочной среды, без повреждения труб или слишком сильной очистки одних секций по сравнению с другими.Они хотят сократить общее количество операций продувки, сохранив при этом другие ключевые параметры процесса.
Удаление сажи также является лишь частью процесса оптимизации. Важно рассмотреть комплексную программу, которая включает возможность оптимизации других процессов, таких как сжигание. Целостный подход гарантирует, что все части работают вместе, чтобы максимизировать влияние каждого из них.
Для KCP & L ключевыми параметрами процесса, которые необходимо оптимизировать / минимизировать, были:
■ Колебания и отклонения температуры подогрева и перегрева пара
■ Потоки распыления при повторном нагреве и перегреве
■ Температура дымовых газов на выходе
■ Снижение номинальной нагрузки
■ Использование вспомогательной энергии
■ Незапланированные отключения
Стремясь улучшить эти параметры, увеличить оптимизацию процессов и котлов на энергоблоке 5 Hawthorn и достичь цели по выбросам CO 2 , KCP & L выбрала решение для оптимизации продувки сажи Siemens SPPA-P3000.
Важным отличием команды при выборе оптимизатора SPPA-P3000 была его адаптивная технология. KCP & L требовалась гибкая платформа, которая поддерживала бы оптимизацию процессов сжигания и удаления сажи и позволяла вносить изменения в будущем. Для продувки сажей важна была индивидуальная активация воздуходувки. Известно, что продувка группы сажеобдувочных аппаратов на данном участке нарушает работу котла, и команда знала, что у большинства заводов не хватает эксплуатационного запаса для сбоев при работе с полной нагрузкой.
SPPA-P3000 предлагает индивидуальное решение, которое определяет необходимость продувки сажей на основе динамических условий эксплуатации предприятия, доступности оборудования и эксплуатационных факторов предприятия. Затем система генерирует отдельные сигналы активации обдувки для передачи в существующую систему управления обдувкой по замкнутому контуру в оптимальное время. При оптимизации продувки сажи новое оборудование и датчики не требуются. SPPA-P3000 взаимодействует с существующей системой управления, принимает текущий набор доступных параметров установки и работает с ними.Конечный пользователь может просматривать и изменять настройки для конкретных устройств, что делает их гибкими, надежными и расширяемыми, что дает устойчивые преимущества.
SPPA-P3000 может работать вместе с зарубежной распределенной системой управления. Эта технология позволяет предприятиям сохранить свою текущую систему управления, получая при этом выгоду от оптимизатора продувки сажи (рис. 2).
| 2. Простота реализации. Система оптимизации продувки сажи P3000 может быть установлена вместе с существующей распределенной системой управления. Предоставлено: фотография Алистера Таттона |
С помощью новой системы инженеры KCP & L и Siemens могли решать отдельные проблемы, характерные для конкретной установки, путем точной настройки продувки сажей индивидуально для каждого вентилятора. Однако инженеры пришли к выводу, что для достижения успешных результатов необходим сбалансированный подход. Оптимизатор был настроен для принятия решений о дутье, основанных в основном на ЭЭГТ. Измеренные результаты предыдущих операций продувки позволили оптимизатору автоматически выбрать лучший вентилятор для улучшения ЭЭГТ.Из-за этого некоторые участки продували чаще.
Были также чувствительные области, которые требовали дополнительных мер контроля, чтобы предотвратить отклонения температуры и потока распыления. В частности, секция повторного нагрева была сконфигурирована таким образом, чтобы предотвращать любые последовательные или почти последовательные операции продувки.
К концу процесса начальной настройки оказалось, что оптимизатор продувки сажи будет успешным. Следующим шагом было перевод в производственный персонал завода для непрерывной работы.Несмотря на некоторые препятствия, операторы в целом приняли оптимизатор после того, как он доказал, что снижает количество проблем, связанных с продувкой сажи. Операторы имели возможность включать и отключать оптимизатор в любое время, но уровень его эксплуатации в течение первого года составил более 95%.
Когда система была запущена и запущена, операторы установки помогли определить возможность дополнительной оптимизации продувки сажей. В условиях мягкого рынка Hawthorn работал в вечерние часы при минимальной нагрузке и значительные дневные часы при низкой нагрузке.Как правило, при низкой нагрузке требуется очень мало продувки сажей, и на это тратится мало времени, поэтому раньше в компании Hawthorn было приостановлено автоматическое продувание и продувка вручную только по мере необходимости. Оптимизатор изначально был настроен для соответствия этому протоколу. Операторы увидели возможность оптимизатора справиться с этой продувкой при низкой нагрузке, и оптимизатор был легко обновлен с помощью логики, которая позволяла минимизировать продувку при низких нагрузках.
После ввода в эксплуатацию еще одно изменение конфигурации было связано со стабильностью процесса.Всегда были случаи, когда несколько обдувок (в разных частях котла) продували почти одновременно. Было известно, что это вызывает кратковременные скачки давления тяги печи и падение давления пара. Давление тяги печи вызвало временное уменьшение воздушного потока, что повлияло на горение, а падение давления пара вызвало проблемы с регулированием уставки мегаватт. После обсуждения с Siemens оптимизатор был настроен на включение короткой задержки между любыми последовательными запусками воздуходувки.
На установке 5 «Боярышник» был достигнут ряд положительных производственных результатов:
■ Температура дымовых газов на входе EEGT / SCR была снижена в среднем примерно на 10 ° F. Это повысило эффективность котла и устранило большую часть снижения нагрузки из-за проблем с температурой катализатора.
■ Температуры перегрева и вторичного пара поддерживались ближе к желаемой уставке, а большие отклонения были значительно сокращены, что повысило надежность.
■ Расходы распыления при попытке перегрева были ниже примерно на 20–40 кг / час в среднем, а потоки распыления при повторном нагреве в среднем были ниже примерно на 15 кг / час — значительное повышение эффективности.
■ Как правило, расчетная чистота различных поверхностей котла одинакова или лучше.
■ Операций по продувке сажи в целом сокращается на 5–10%, что снижает использование носителя и потребление вспомогательной энергии.
■ Тепловая мощность станции улучшилась примерно на 1%.
Окупаемость технологии оптимизации продувки сажей обычно можно измерить в течение месяцев с большой вероятностью получения немедленных положительных результатов. Внедрение KCP&L на Hawthorn 5 повысило эффективность котла и снизило ограничения нагрузки, связанные с продувкой сажи. Операции продувки были сокращены при сохранении чистоты котла, поэтому меньше повреждений труб и меньше энергии тратится на ненужные операции продувки сажей. До появления этой технологии клапаны распылителя повторного нагрева часто широко открывались, что снижало эффективность цикла и позволяло повышаться температурам труб повторного нагревателя, что потенциально приводило к долгосрочному повреждению поверхностей котла.
Глядя на будущее оптимизатора с точки зрения производительности и стоимости жизненного цикла, KCP & L довольна достигнутыми результатами. В настоящее время инженер по производительности в KCP & L тратит меньше времени на продувку сажей, что дает улучшенные результаты. Оптимизатор продолжает использоваться более 95% часов работы завода с момента его ввода в эксплуатацию в 2012 году.
«Когда мы говорим об оптимизации, мы смотрим на нее как на истинное будущее всех угольных электростанций», — говорит Доминик Скардино, менеджер завода Hawthorn.«В настоящее время мы не планируем строить больше угольных блоков, поэтому важно проявлять инициативу, чтобы максимизировать ценность существующих блоков. Мы активно пытаемся добиться высокого уровня операционной эффективности на наших заводах, чтобы максимизировать ценность этих важнейших активов. Это хорошо для наших налогоплательщиков и нашего сообщества ».
После успешного пилотного проекта оптимизатора продувки сажи на установке 5 Hawthorn компании KCP&L, команда в настоящее время работает над размещением оптимизаторов на других заводах парка, в том числе на двух установках в LaCygne.■
— Нил Парих — главный инженер в Siemens Energy Inc. Питер Рогге — инженер по техническим характеристикам и сжиганию, а Кеннет Любберт — инженер-надзор, оба в KCP&L.
Настоящее изобретение в целом относится к твердотопливным котлам. В частности, настоящее изобретение относится к твердотопливному котлу со ступенчатым полом.
Твердотопливные котлы обычно используются промышленными и коммерческими пользователями для выработки пара, тем самым снижая зависимость от традиционных ископаемых видов топлива как источников энергии. Такие котлы обычно сжигают твердое топливо и биомассу, например кору, уголь, шлам, древесные отходы, отходы, топливо, полученное из шин (TDF), и другие органические материалы, часто в сочетании и с добавлением ископаемого топлива в процессе, называемом газификацией. в котором энергия извлекается из твердого топлива.
Типичные твердотопливные котлы сконструированы в виде больших коробов (до 100 м 2 или более в площади пола), состоящих из толстых стальных труб для стен.Трубки обычно имеют внешний диаметр 63,5 мм или 76,2 мм и расположены параллельно друг другу, причем их продольные концы проходят вертикально, и разнесены друг от друга примерно на 10-25 мм с помощью стальной мембраны или ребра, перекрывающих зазоры, с образованием по существу плоских панелей. как стены. Вся сборка сварена между собой герметично, образуя герметичную конструкцию. Стенки котла или трубные панели проходят вертикально к верху котла, высота которого может достигать 30 м и более. Стены питаются рециркуляционной водой по нижним концам через коллекторы.Обычно трубы, образующие переднюю стенку коробки, изгибаются в верхней части коробки, образуя по существу горизонтальную крышу над коробкой. Боковые стенки заканчиваются в верхней части ящика разгрузочными коллекторами, которые, в свою очередь, возвращаются в паровой барабан. Задняя стенка в своей верхней части либо заканчивается коллектором, либо подается непосредственно в паровой барабан. Для подачи топлива и воздуха для горения в котел, а также для других целей трубы котла сгибаются в стороны, образуя отверстия в панели труб.Обычно имеется несколько топливных лотков, проходящих через стену или стенки котла. В обычной практике твердое топливо подается самотеком из бункера и / или конвейерной системы через большие (около 0,25 м 2 в области) наклонно установленные лотки в нижнюю часть котла прямо над решеткой или псевдоожиженным слоем. Распределитель твердого топлива часто интегрально соединен с нижней частью желоба, где желоб сопрягается со стенкой котла. В котлах колосникового типа обычно требуются распределители топлива с механическим или пневматическим приводом, тогда как котлы с псевдоожиженным слоем могут работать без него, поскольку псевдоожиженный песчаный слой по своей конструкции распределяет топливо.
Хотя следует понимать, что твердотопливные котлы могут быть разных форм и размеров, они отличаются, прежде всего, конструкцией их нижних топок. С этой целью твердотопливные котлы в целом подразделяются на котлы с песчаным слоем (с псевдоожиженным слоем) или котлы с колосниковой топкой. Оба типа имеют недостатки конструкции, которые не позволяют им работать на полную мощность и / или приводят к частым выходам из строя. Кроме того, оба они страдают низкой эффективностью сгорания из-за относительно низкой термостойкости и плохого контроля воздуха для горения в нижних печах.В любом случае наблюдается снижение эффективности и увеличение эксплуатационных расходов или затрат на техническое обслуживание. Хотя недостатки каждого типа котлов будут обсуждаться более подробно ниже, котлы с песчаным слоем или с псевдоожиженным слоем, котлы обычно страдают от эрозии песком частей, через которые проходят вода и пар под высоким давлением, что приводит к снижению их номинальных характеристик. или требовать частого ремонта. Котлы с решетчатой топкой обычно страдают от высоких затрат на техническое обслуживание и эксплуатационных проблем, связанных с движущимися частями, содержащими решетку.Оба типа котлов страдают низкой эффективностью сгорания из-за относительно низкой термостойкости колосниковой решетки или слоя и плохого контроля воздуха для горения в нижней топке.
К решетчатым котлам относятся котлы с подвижной решеткой, вибрационной решеткой, наклонной решеткой или гидрорешеткой. В типичном котле с решетчатой решеткой решетки закрывают дно пола котла и сделаны из тяжелых чугунных компонентов с отверстиями или прорезями для воздуха для горения (называемого воздухом под решеткой), который пропускается из находящейся ниже камеры статического давления.В процессе работы твердое топливо попадает на решетки сверху и горит на верхних поверхностях решеток. Образовавшаяся зола сбрасывается, когда решетки движутся (вращаются, как ступенька бака), вибрируют или наклоняются (по частям). Системы решетчатого типа страдают от дорогостоящего обслуживания и проблем с эксплуатацией. Например, в случае подвижных решеток решетка состоит из сотен отдельных сегментов, похожих на звенья цепи, которые образуют вращающуюся «ступеньку бака» по ширине котла. Эти детали подвержены механическому износу из-за фрикционного контакта между множеством движущихся частей и воздействия окружающей среды горячего котла.Обслуживание дорожных решеток обычно может стоить десятки тысяч долларов в год, а затраты на замену могут достигать сотен тысяч.
Другим типом решетки является решетка с возвратно-поступательным движением, описанная, например, в патенте США No. № 5069146, Dethier, патент США. № 4676176, Bonomelli и патенте США No. № 4884516, Linsén. В колосниковой решетке с возвратно-поступательным движением ступеньки, совершающие возвратно-поступательное движение между фиксированными ступенями, заставляют топливо спускаться на несколько ступеней вниз. Горение обеспечивается между неподвижной и возвратно-поступательной ступенями.
В рабочем состоянии колосниковые системы в некоторой степени страдают от проблем, связанных с накоплением топлива и «коротким замыканием» воздуха для горения. Например, когда твердое топливо попадает на решетку, особенно при более высоких нагрузках и / или при более высоком содержании влаги в твердом топливе, на нем часто образуются груды топлива. Груды топлива могут образовываться с такой глубиной и плотностью, что воздух решетки не может проходить через решетку снизу. Поэтому считается, что воздух в решетке «закорачивает», поскольку он нагнетается вокруг сваи, в результате чего остается меньше доступного воздуха, необходимого для сжигания сваи, и больше воздуха для сжигания любого более тонкого материала, окружающего сваю.Этот сценарий короткого замыкания не только усугубляет ситуацию образования сваи, но и приводит к неравномерному сгоранию по поду печи. Чтобы бороться с этим, котлы с колосниковой топкой часто работают с пониженной нагрузкой, более высокими скоростями движения и с дополнительным воздухом под решеткой. В частности, использование дополнительного воздуха снижает эффективность сгорания и термический КПД котла и может привести к избыточным выбросам. Кроме того, в системах с подвижными решетками возникают нарушения герметичности между решетками и стенками котла, что приводит к чрезмерной утечке воздуха и еще большему короткому замыканию и использованию чрезмерного количества воздуха под решеткой.Механические решетки также необходимо охлаждать, чтобы предотвратить преждевременный выход из строя. Для охлаждения многих решетчатых систем используется большой поток воздуха под решеткой. Это ограничивает гибкость управления горением, поскольку воздух через решетку требует большого минимального расхода воздуха для охлаждения. Гидравлические решетки используют трубы с водяным охлаждением для поддержки топлива во время сгорания и могут не требовать столько воздуха под решеткой, однако трубы с водяным охлаждением охлаждают горючее и снижают эффективность сгорания. Из-за относительно низкой термостойкости механических решеток и по своей природе охлаждающей природы гидростатических решеток обе эти системы должны работать при температурах, намного ниже оптимальных для целей сжигания.
Котлы с псевдоожиженным слоем, включая котлы с циркулирующим псевдоожиженным слоем или другие устройства, обычно имеют массу песка или других сред, образующих слой на дне котла, через который проходит поток воздуха для горения или воздуха и дымовых газов из котла. Смесь пропускают через фильтрацию для псевдоожижения слоя. Другими словами, из-за просачивающегося воздуха песчаный слой ведет себя как жидкость, и говорят, что он «псевдоожижен». Частицы твердого топлива плавают внутри псевдоожиженного слоя песка, подвешенные турбулентным движением песка и воздуха.Псевдоожиженный слой, содержащий горячую массу псевдоожиженного песка, действует как теплоотвод, система сушки топлива, система турбулентного смешения топлива и воздуха, система распределения топлива и средство для разделения топлива и золы в котле. Эти котлы часто страдают от проблем с обслуживанием, потому что песок очень абразивный, часто вызывая утечки в частях котла, находящихся под давлением. Чтобы решить эту проблему, обычно снижают номинальные характеристики этих котлов, т. Е. Они работают с неоптимальной мощностью. Котлы с псевдоожиженным слоем также страдают от плохого сгорания и термического КПД, потому что количество необходимого для псевдоожижения воздуха часто диктуется необходимостью псевдоожижения слоя.Поэтому трудно контролировать количество псевдоожижающего воздуха на стехиометрической основе.
Для эффективного сжигания топлива его необходимо агрессивно смешивать с воздухом для горения. Обычно топливо скатывается по желобу и поступает в котел с высокой остаточной влажностью (до 50% и более). Вода в топливе препятствует горению в печи, часто требуя постоянного использования дополнительных ископаемых видов топлива или псевдоожиженного слоя для обеспечения дополнительной теплопередачи для компенсации колебаний влажности.Также очень часто нагрузка на эти котлы часто меняется в ответ на изменение потребности в паре. Непостоянное и высокое содержание влаги в топливе мешает котлу эффективно реагировать на требуемые изменения нагрузки. Это требует, опять же, использования дополнительных ископаемых видов топлива, чтобы улучшить реакцию котла на изменение нагрузки. Для запуска этих котлов обычно используется ископаемое топливо, но постоянное использование ископаемого топлива чрезвычайно дорого. Псевдоожиженные слои, в частности, могут помочь компенсировать изменяющееся содержание влаги и уровни нагрузки, поскольку они действуют как поглотители тепла, но они могут иметь значительные эксплуатационные и механические проблемы, такие как спекание песка и эрозия песка, и они требуют системы регенерации песка.Псевдоожиженные песчаные слои также имеют температурный предел, который намного ниже оптимальной температуры сгорания для многих видов топлива. Это ограничивает эффективность сгорания.
Чтобы решить проблему неполного сгорания, в эти котлы над решеткой или псевдоожиженным слоем вводится дополнительный воздух для горения, обычно называемый воздухом избыточного горения (OFA), чтобы помочь завершить сгорание. Однако на практике конструкция систем OFA редко бывает достаточной для устранения недостатков воздушной системы под решеткой или псевдоожиженного воздуха.
Варианты осуществления настоящего изобретения устраняют многие вышеупомянутые недостатки этих типов твердотопливных котлов.
Задача изобретения — предоставить улучшенное средство для сжигания твердого топлива без необходимости в движущейся механической решетке или псевдоожиженном слое с песком.
Настоящее изобретение включает зону горения, которая включает ступенчатый пол, улучшающий горение в нижней печи. В некоторых вариантах осуществления топливо перемещается между ступенями пола с помощью газа, а не с помощью механических средств, и топливо перемещается с верхней ступени на нижнюю по мере сгорания.В некоторых вариантах осуществления этапов фиксируются шаги, имеющих слой огнеупорного материала.
Выше были довольно широко очерчены признаки и технические преимущества настоящего изобретения, чтобы можно было лучше понять последующее подробное описание изобретения. Дополнительные особенности и преимущества изобретения будут описаны ниже. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что раскрытые концепция и конкретные варианты осуществления могут быть легко использованы в качестве основы для модификации или проектирования других структур для выполнения тех же целей настоящего изобретения.Специалисты в данной области также должны понимать, что такие эквивалентные конструкции не выходят за рамки сущности и объема изобретения, изложенных в прилагаемой формуле изобретения.
Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ сделаем ссылку на следующие описания вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг. 1 показывает вертикальный разрез нижней части котла согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; и
ФИГ.2 показан котел по фиг. 1, дополнительно изображающий его работу.
РИС. 3 показан вид в вертикальном разрезе нижней части котла согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способ и устройство для сжигания твердого топлива в нижней области печи, которая включает ступенчатый пол. В одном предпочтительном варианте воплощения твердотопливный котел включает ряд опорных поверхностей для топлива, расположенных ступенчато для пола котла. Также предусмотрена система впуска газа, в которой каждая ступень предпочтительно включает под ней или внутри нее воздухозаборник и сопло для подачи воздуха для горения непосредственно к топливу, поддерживаемому на последующей более низкой ступени.
Ступени предпочтительно расположены так, чтобы обеспечить подачу первичного воздуха или воздуха для горения снизу, по крайней мере, на некоторых ступенях к твердому топливу, которое может попадать на верхнюю поверхность ступеней, тем самым дуя через верх каждой ступени. и раздутие горения топлива на этих ступенях. Воздух для горения дует под таким давлением, что по мере высыхания, сгорания и уменьшения размера топлива он в конечном итоге выдувается на более низкую ступень. Этот процесс повторяется на каждом этапе до тех пор, пока зола, оставшаяся от сгорания, либо не превратится в суспензию, где она полностью сгорит над ступенями, либо не упадет через зазор, образованный после самой нижней ступени, в систему обработки золы, расположенную ниже.Предпочтительные варианты осуществления включают ступеньки в полу котла, при этом стояк каждой ступени включает в себя воздухозаборник и сопло по всей своей длине, которое подает воздух для горения непосредственно к топливу, попадающему на ступеньки. Сопло может быть отдельным компонентом или может быть образовано конструкцией воздуховода. Периодически поток газовой смеси через форсунки можно увеличивать, чтобы вытеснить избыточное топливо / остаточную золу с верхних ступеней на нижние ступени и, в конечном итоге, в средство удаления под самой нижней ступенью в серии ступеней.В качестве альтернативы, сжатый пар или вода могут использоваться отдельными средствами для периодического выдувания остаточного материала со ступеней. Кроме того, система управления с обратной связью может автоматически определять образование избыточного топлива на ступенях и приводить в действие увеличение давления или скорости газа во впускной системе.
Ссылаясь на фиг. На фиг.1 показан предпочтительный вариант ступенчатого пола для твердотопливного котла по настоящему изобретению, который обычно содержит трубы 1 , окружающие камеру сгорания 2 .Следует понимать, что стенки котла на твердом топливе, могут быть выполнены из труб, с огнеупорной футеровкой коробку, комбинацию из двух, или любой эквивалентный корпус. Впускные отверстия для топлива, такие как топливные лотки 3 , предназначены для направления топлива через стенки 1 . Распределители топлива 4 расположены на нижнем конце желобов 3 для помощи в распределении поступающего топлива. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения впускные отверстия для газа, которые обеспечивают газ для сжигания твердого топлива на опорных поверхностях и для перемещения топлива на последующую опорную поверхность, предпочтительно включают в себя воздуховоды 5 , которые проходят под камерой подачи воздуха в котел 6 , которые, в свою очередь, соединены с каналами каналов 7 , которые заканчиваются воздушными соплами 8 между соседними ступенями 10 .Стальная опорная конструкция 9 поддерживает пол и образует камеры статического давления 6 , каналы каналов 7 и патрубки 8 . Пол предпочтительно расположен в виде ряда опорных поверхностей для топлива или ступенек 10 , которые предпочтительно облицованы огнеупорным кирпичом 11 или другим подходящим материалом. Выход отработавшего топлива или зазор 12, между двумя нижними ступенями соединяет внутреннюю часть котла с расположенной ниже системой золоудаления (не показана).
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, три ступеньки с каждой стороны котла последовательно спускаются в щель 12 в середине котла. По меньшей мере, в одном предпочтительном варианте осуществления каждая ступенька и каждый узел сопла по существу простираются на всю внутреннюю ширину котла, как показано на фиг. 1. Другие варианты осуществления могут иметь другое количество ступеней, другое отношение высоты ступени к ширине или могут иметь ступеньки, которые проходят от одной стены к противоположной стене, достигая высшей точки с зазором между последней ступенькой и противоположной стеной.Зазор можно закрыть водоотделителем (не показан), как известно квалифицированным специалистам. В другом варианте осуществления подвижная решетка может закрывать зазор и обеспечивать периодический сброс золы, которая попадает на нее. Специалисты в данной области техники поймут, что предпочтительное расположение ступеней может зависеть от размера котла и расположения топливных лотков и распределителей топлива. Для более крупных котлов с желобами для топлива и распределителями на противоположных стенах можно использовать пол, который спускается от противоположных стен к центру котла, разделенный зазором.Меньшие котлы с желобами для топлива и распределителями на одной стороне могут получить выгоду от пола, который спускается от одной стены, по существу, к противоположной стене, разделенной зазором. В последнем случае верхний конец пола обычно будет напротив топливных лотков и распределителей, в то время как нижний конец и зазор будут на той же стороне или стене, что и топливные лотки и распределители.
Теперь обратимся к фиг. 2 показана работа предпочтительного варианта котла. Топливо спускается сверху на 13 , скользит по желобу на 14 и впрыскивается в котел на 15 .Хотя фиг. 2 показано впрыскивание топлива с одной стороны, следует понимать, что топливо также может впрыскиваться с более чем одной стороны одновременно. Топливо можно впрыскивать в котел или размещать на ступенях любым способом или конструкцией, и следует понимать, что любая конструкция или способ, которые помещают топливо на ступени по настоящему изобретению, находятся в пределах объема этого раскрытия. Если на противоположных стенках есть топливные лотки и распределители топлива, как показано в варианте осуществления на фиг. 2, топливо обычно впрыскивается с обеих стенок, а процессы, описанные ниже, происходят с обеих сторон котла.Впрыснутое топливо 15 летит через камеру сгорания через огненный шар 27 внутри камеры сгорания. Более мелкие частицы топлива очень быстро высыхают и сгорают во взвешенном состоянии, тем самым поддерживая горение. Более крупные частицы начнут высыхать в полете, но то, что не сгорает во взвешенном состоянии, перенесется через котел и приземлится на ступеньки 16 , предпочтительно на самую верхнюю ступеньку противоположной стороны. Воздух для горения 17 дует через верхнюю часть каждой ступени, предпочтительно непрерывно, раздувая сгорание топлива на этой ступени.По мере высыхания и сгорания топлива частицы топлива уменьшаются в размерах и могут превратиться в золу. Как указано в данном документе, воздух для горения дует с достаточным давлением и скоростью, чтобы в конечном итоге (как только частицы достаточно уменьшились в размере и весе) заставить частицы или золу перейти на следующую нижнюю ступень 18 , где они могут продолжать гореть с подаваемым сгоранием. Воздух 17 обеспечивал над этой ступенькой. С этой целью предпочтительно, чтобы ступень выше последующей более низкой ступени перекрывала нижнюю ступень, чтобы лучше предотвращать попадание частиц топлива или золы в сопло 8 , канал канала 7 или камеру нагнетания 6 .Этот процесс продолжается до тех пор, пока все этапы не будут задействованы в сжигании топлива или пока они не будут перегружены золой. Следует понимать, что в то время как топливо горит на ступенях, более мелкие частицы могут вдуваться в суспензию или в огненный шар, где они полностью сгорают. Поскольку топливо сжигается при переходе от этапа к этапу, в некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным сделать ступени разной ширины, чтобы отразить изменяющиеся свойства топлива и золы при его перемещении от этапа к этапу.В некоторых вариантах осуществления некоторые или все ступени могут быть наклонными, то есть ориентация поверхности некоторых или всех ступенек может отличаться от горизонтальной.
На каждой ступени требуется определенное количество воздуха для поддержания подходящей глубины или высоты топлива и для распределения топлива по нижним ступеням. Этот воздух может содержать больше кислорода, чем требуется для хорошего сгорания. Следовательно, в предпочтительных вариантах осуществления количество кислорода, подаваемого на каждую стадию, контролируется или регулируется путем смешивания воздуха для горения с рециркулирующим дымовым газом котла (FGR), который обеднен кислородом.Изменяя смесь, можно подавать соответствующее количество кислорода, при этом физически контролируя уровни топлива. Как правило, количество кислорода, подаваемого на пол через ступени, будет значительно меньше стехиометрического требования для сжигания топлива. Также в предпочтительных вариантах осуществления дополнительный воздух для горения подается через отверстия для воздуха с избыточным горением (не показаны), которые поддерживают огненный шар 27, и завершают сгорание. Тепло от горящего топлива на ступенях и от огненного шара 27 приведет к газификации твердого топлива, и этот газ сгорит в огненном шаре 27 .Кроме того, управление воздухом для горения, поступающим через ступени, ограничит выбросы, производимые котлом, особенно оксидов азота (NOx). Когда топливо сжигается субстехиометрически, кислород предпочтительно расходуется в реакциях горения и не может реагировать с азотом в топливе, тем самым ограничивая «топливные» NOx. Кроме того, как здесь сказано, регулирование уровней кислорода в нижней печи будет регулировать температуры горения, ограничивая «термические» NOx.Азот и кислород присутствуют в воздухе в процентном соотношении 21% кислорода и 79% азота. Если температурам сгорания позволить подняться примерно до 2200 ° F, азот будет связываться с кислородом с образованием NOx, который является выбросом загрязняющих веществ. Возможность точного управления уровнями кислорода в нижней печи является уникальной для настоящего изобретения, поскольку с помощью настоящего изобретения предотвращаются те ситуации, которые обычно вызывают неконтролируемые концентрации кислорода, такие как скопление топлива, короткое замыкание и утечки воздуха.При расположении ступеней, как описано в настоящем изобретении, укладка сваи регулируется автоматически, и не может произойти короткое замыкание воздуха, а поскольку нет воздушных уплотнений для утечки из-за песка или движущихся частей, внешний воздух не может проникать в камеру сгорания. .
Периодически количество золы, скапливающейся на ступенях, будет мешать сгоранию топлива. Когда это происходит, согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения давление воздуха или смеси воздух / FGR может быть на мгновение увеличено 19 , чтобы сдуть золу с самой нижней ступени.На самых нижних ступенях будет накапливаться большая часть золы, и когда зола сдувается со ступеньки, она будет падать через зазор 20 в систему обработки золы, расположенную ниже. Верхние ступени также будут периодически «продуваться» 21 , чтобы переместить оставшееся топливо и золу на следующую нижнюю ступень 22 . В альтернативном варианте осуществления пол будет спускаться с одной стороны полностью на другую сторону и заканчиваться зазором между самой нижней ступенькой и стеной. В этом случае зола с самой нижней ступеньки выдувается в зазор между ступенькой и стеной, а затем попадает в систему золоудаления.Альтернативный вариант осуществления включает систему продувки сжатым паром и / или водяной золой, состоящую из ряда сопел, встроенных в ступени. Сопла расположены вдоль трубы, ориентированной вдоль каждой ступеньки, и выполнены с возможностью колебания назад и вперед. Периодически пар или вода под давлением могут направляться к вершинам ступеней для удаления любого прилипшего к ним постороннего материала.
Наличие огнеупорного или огнеупорного кирпича 11 защищает и изолирует структуру стали пол от теплоты сгорания и сохраняет тепло в котле, улучшающего газификацию топлива.Огнеупор или кирпич можно укладывать в несколько слоев, состоящих из огнеупора или кирпича с разными теплофизическими свойствами. Нижний уровень может быть материалом с высокими теплоизоляционными свойствами для уменьшения передачи тепла несущей конструкции и сохранения тепла в котле. Верхний слой может быть из материала с высокой температурой и высокой термостойкостью с высокой теплоемкостью. Таким образом, верхний слой больше подходит для физических и тепловых нагрузок и действует как теплоотвод, помогая процессу горения.Каждая ступенька снабжена воздушной камерой 6 , которая включает в себя средства (не показаны) для управления давлением воздуха или воздуха / FGR, подаваемого в эту камеру. Как показано стрелкой 23 , воздух или смесь воздуха / FGR поступает в камеру статического давления 6 из воздуховода 5 , затем принудительно проходит под полом через напольный канал 24 , затем по внутреннему краю шаг через вертикальный воздуховод 25 и, наконец, выход на сопло 26 . Напольный канал 24 предпочтительно выполнен с возможностью увеличения скорости потока воздуха или воздуха / FGR, чтобы улучшить конвективную теплопередачу от металлического пола к воздуху или смеси воздух / газ.Таким образом, поток воздуха для горения или воздуха и FGR к ступеням охладит пол под огнеупорным материалом или кирпичом.
В вышеупомянутых вариантах осуществления высота топлива на ступенях описана для управления потоком, скоростью, температурой или давлением пара, воды, воздуха, газа или любой их смеси путем ручного регулирования. Здесь также рассматривается само или автоматическое регулирование высоты подачи топлива на ступеньках. Специалист в данной области техники легко поймет, что система управления контуром обратной связи, приспособленная для определения высоты горючего, может использоваться для увеличения давления, скорости, температуры или потока воздуха, газа или смеси, подаваемых через сопло в направлении горючее.Например, такая система управления с обратной связью может включать в себя датчики, которые измеряют увеличение сопротивления подаваемого давления воздушной смеси через форсунки, чтобы указать, что скопление топлива превышает пороговое значение. Затем датчик будет сигнализировать исполнительному механизму об увеличении давления, скорости или количества воздушной смеси. Может быть использована любая такая система управления контуром обратной связи, которая может быть использована для этой цели квалифицированным специалистом в данной области без излишнего экспериментирования. Например, датчик может определять температуру части горючего или вес горючего, чтобы подать сигнал на исполнительный механизм.Кроме того, скорость, давление, температура или объем воздушной смеси можно просто периодически увеличивать или уменьшать по графику, основанному на времени. В этом случае квалифицированный специалист поймет, что система обратной связи не требуется.
Альтернативный вариант осуществления изобретения также включает огнеупорную футеровку на внутренней стороне стеновых труб котла или секцию нижнего котла, которая лишена труб с водяным охлаждением и вместо этого имеет стальную опорную конструкцию, которая футерована изнутри огнеупором. и утеплен снаружи.Оба этих варианта осуществления, включая огнеупорные элементы, предназначены для увеличения тепла в нижней печи, которое возвращается для газификации топлива.
В некоторых вариантах осуществления имеется зазор между верхом одной ступеньки и нижней частью соседних ступеней, через который газ может поступать в зону горения; в других вариантах осуществления верхняя поверхность одной ступеньки может быть примерно на той же высоте, что и нижняя часть предыдущей ступени, так что между ступенями нет зазора, при этом сопла для газа расположены внутри ступени, а газ выходит из ступени. вертикальная грань ступеньки.Другими словами, форсунки могут быть расположены внутри ступени или иным образом на вертикальном крае ступени, и в них подается воздушная смесь из водопровода, которая, по меньшей мере, частично находится внутри ступени.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения топливо перемещается с одной ступени на более низкую ступень без использования механических средств, то есть без устройства, такого как толкатель или скребок, который контактирует с топливом. В предпочтительном варианте осуществления топливо перемещается с одной ступени на более низкую за счет движения газа.Газ предпочтительно вводят между стадиями или выше стадии. Газ можно вводить горизонтально, параллельно поверхности ступеньки или под углом менее 45 градусов к горизонтали. В некоторых вариантах осуществления в некоторых частях топливного тракта могут использоваться механические средства, не выходящие за рамки изобретения. Например, можно использовать механическое устройство для перемещения материала на любую ступеньку или с нее. Механическое средство предпочтительно не содержит подвижной ступеньки между фиксированными ступенями, то есть предпочтительно механическое средство не содержит плоскую поверхность, которая проходит от зазора между ступенями.Предпочтительный скребок может включать, например, переднюю поверхность, перпендикулярную верхней поверхности ступеньки, и не иметь существенной поверхности, параллельной поверхности ступеньки. Например, предпочтительное механическое средство может содержать лопасть, которая выступает между ступенями или от боковой стенки зоны горения.
Предпочтительные варианты твердотопливного котла по настоящему изобретению включают дно камеры сгорания, расположенное с фиксированными ступенями. Предпочтительно, чтобы топливо и / или зола перемещались с верхней ступеньки пола на более низкую ступеньку без подвижных ступеней или ступеней, имеющих подвижные части.Ступеньки могут начинаться на двух противоположных стенах и спускаться к середине, или же ступеньки могут начинаться на одной стене и спускаться к противоположной стене. Кроме того, ступеньки могут начинаться на стене напротив распределителя (ей) топлива и спускаться к распределителю (ам) топлива. Ступеньки могут действовать как компенсаторы.
В некоторых предпочтительных вариантах зола падает через щель, примыкающую к самой нижней ступеньке или ступеням. Зазор желательно закрыть водоотделителем. В альтернативном варианте осуществления зазор перекрывается подвижной решеткой, которая позволяет периодически сбрасывать золу в зазор ниже.
Предпочтительно топливо, по крайней мере, частично сжигается и / или газифицируется на ступенях. Также предпочтительно топливо по меньшей мере частично сжигают или газифицируют во взвешенном состоянии. Предпочтительно топливо сжигают и / или газифицируют на или над полом субстехиометрически.
Предпочтительные варианты осуществления ступеней твердотопливного котла по настоящему изобретению включают вертикальную часть, имеющую одно или несколько сопел для подачи газа, такого как, например, пар, вода, воздух для горения, рециркулирующий дымовой газ или любой другой их смесь.
Предпочтительно, чтобы форсунка была включена между последовательными этапами, так что форсунка расположена между первой верхней и соответствующей нижней второй ступенью, чтобы направлять топливо и / или золу к последовательно нижней третьей ступени ниже второй ступени. В некоторых предпочтительных вариантах реализации форсунка (форсунки) подает топливо кислородом.
В некоторых предпочтительных вариантах соотношение смеси, давление, температура, скорость и поток или направление газа предпочтительно регулируются. Также в некоторых предпочтительных вариантах осуществления высота топлива на ступенях регулируется потоком, скоростью, температурой или давлением пара, воды, воздуха, газа или любой их смеси.
В предпочтительных вариантах реализации распределитель топлива подает топливо в основном на верхнюю ступеньку или ступени. Можно использовать пневматический распределитель топлива. Как подробно объяснено выше, топливо затем распределяется на более низкие ступени направленным газом между ступенями и может периодически распределяться на более низкие ступени путем целенаправленной регулировки потока, скорости или давления газа. Предпочтительные варианты осуществления включают удаление золы с самой нижней ступени или ступеней с помощью газовой смеси. Альтернативные варианты осуществления включают механические средства для перемещения золы и / или топлива с верхней ступени на нижнюю ступень, в то время как сами ступени не перемещаются.
В предпочтительных вариантах осуществления ступени облицованы кирпичом, огнеупорным материалом или другим термостойким и / или износостойким и / или теплоизолирующим материалом. Ступени могут охлаждаться потоком газовой смеси.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения для сжигания твердого топлива воздух, газ, пар, вода или любая их смесь могут вводиться в камеру сгорания горизонтальным образом в точках, начинающихся внутри камеры сгорания (в других случаях словами, воздушные форсунки или сопла направляют газовую смесь горизонтально, а не только по периметру котла).Некоторые предпочтительные варианты осуществления могут включать подачу воздуха для горения и / или рециркуляции дымового газа или их смеси по меньшей мере на один уровень выше ступенчатого пола.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления распределители топлива регулируются по углу.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления ступенчатый пол по настоящему изобретению опирается на землю, но котел поддерживается сверху, будучи подвешенным. В качестве альтернативы и пол, и котел опираются на землю.Между системой и стенками котла могут быть установлены скользящие уплотнения.
Предпочтительно, по крайней мере, один топливный лоток подает топливо в систему. Кроме того, горячий горючий газ может проходить через топливный желоб (и). Ступенчатый пол по настоящему изобретению может быть встроен в новый котел или модифицирован в существующий котел.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения снижают выбросы и / или контролируют образование NOx.
Предпочтительная камера сгорания для твердотопливного котла, включающая ступенчатый дно настоящего изобретения, включает впускное отверстие для топлива для подачи твердого топлива во внутреннюю часть камеры сгорания и область сгорания твердого топлива, имеющую:
первую опорную поверхность для поддержки твердого тела топливо;
— вторую опорную поверхность для поддержки твердого топлива, причем вторая опорная поверхность расположена, по меньшей мере, частично ниже первой поверхности; и
— впускное отверстие для газа для подачи газа для перемещения топлива между первой и второй опорными поверхностями;
твердое топливо движется от входного отверстия топлива к твердой области горения топлива, по меньшей мере, часть топлива, движущегося без механических средств от первой опорной поверхности ко второй опорной поверхности, как это сжигается.
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя выход отработавшего топлива для удаления отработавшего топлива из зоны сгорания, при этом твердое топливо перемещается между опорными поверхностями и выходным отверстием для отработавшего топлива без возникновения относительного движения между компонентами пола. Впускное отверстие для газа предпочтительно расположено так, чтобы газ (например, смесь воздуха и дымового газа) вводился между первой и второй опорными поверхностями или между соседними опорными поверхностями. Первый, второй, а также дополнительный опорные поверхности предпочтительно образует последовательность опорных поверхностей, от первой опорной поверхности до последней опорной поверхности, каждая опорная поверхность в серии расположена ниже предыдущей опорной поверхности.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения включают опорные поверхности, которые включают огнеупорный материал, на котором сжигается топливо, неметаллический огнеупорный материал предпочтительно включает огнеупорный кирпич или несколько слоев огнеупора с различными механическими и / или термическими свойствами.
Предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения включают в себя опорные поверхности, в котором конец первой опорной поверхности проходит или мимо начало второй опорной поверхности, и так далее по отношению к последующим опорным поверхностям, так что топливо падает с конца первая опорная поверхность приземляется на вторую опорную поверхность и т. д.
В предпочтительных вариантах реализации газ протекает по меньшей мере под одной из первой и второй опорных поверхностей для охлаждения, по меньшей мере, одной из первой и второй опорных поверхностей до того, как газ пройдет через впускное отверстие для газа или сопло.
Предпочтительные варианты осуществления могут дополнительно содержать один или несколько датчиков для определения того, мешает ли накапливающееся топливо газу, протекающему через входное отверстие для газа или сопло.
В некоторых предпочтительных вариантах впускное отверстие для газа или сопло расположено внутри самих опорных поверхностей, а не между соседними опорными поверхностями.Кроме того, топливозаборник предпочтительно распределяет топливо по одной или нескольким опорным поверхностям.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения для сжигания твердого топлива включают:
— первую опорную поверхность для поддержки твердого топлива;
— вторую опорную поверхность для поддержки твердого топлива, причем вторая опорная поверхность расположена, по меньшей мере, частично ниже первой поверхности; и
впуск газа для введения газа над первой опорной поверхностью, газ на входе сконфигурирован, чтобы заставить топливо из первой опорной поверхности ко второй опорной поверхности.
Предпочтительных вариантов осуществления дополнительно включают в себя последующие опорные поверхности ниже второй опорной поверхности в виде лестницы-подобные же образом и газовые входные отверстия между первыми и вторыми опорными поверхностями и последующими опорными поверхностями, в которых введение газа сил топлива из верхней опоры поверхности, впоследствии нижние опорные поверхности. Предпочтительно, чтобы опорные поверхности закреплены таким образом, чтобы они не перемещаются относительно друг друга с целью заставить топливо из верхней опорной поверхности к нижней опорной поверхности.
Предпочтительные варианты осуществления включают в себя первую опорную поверхность и вторую опорную поверхность, расположенные так, чтобы обеспечивать зазор между поверхностями, причем зазор включает впуск газа. В других предпочтительных вариантах осуществления вход для газа расположен на ступеньке. Первая опорная поверхность может быть верхней поверхностью первой фиксированной ступеньки в лестничной конструкции ступеней, а вторая опорная поверхность может быть верхней поверхностью второй фиксированной ступеньки.
Некоторые предпочтительные варианты осуществления могут также включать в себя скребок, такой как лезвие, для перемещения материала из верхней опорной поверхности к нижней опорной поверхности.
Котел на твердом топливе, содержащий:
систему сжигания твердого топлива, как описано выше;
топливозаборник; и
— выход отработавшего топлива.
Твердотопливный котел по настоящему изобретению может дополнительно включать в себя распределитель твердого топлива для распределения топлива при его поступлении в систему сжигания твердого топлива.
Предпочтительный способ сжигания твердого топлива в соответствии с настоящим изобретением включает в себя: направление твердого топлива в камеру сгорания и на первую неподвижную опорную поверхность, где топливо частично сгорает;
направляя газ в сторону твердого топлива на первой неподвижной опорной поверхности, причем газ используется при сжигании твердого топлива на первой неподвижной опорной поверхности и используются для перемещения твердого топлива из первой неподвижной опорной поверхности на секунду фиксированной опорной поверхности, где топливо сжигается дополнительно, вторая опорная поверхность фиксированной быть ниже, чем первый неподвижной опорной поверхности; и
направлени газа в твердом топливе на второй фиксированной опорной поверхности, причем газ используется при сжигании твердого топлива на второй фиксированной опорной поверхности и используются для перемещения твердого топлива из второй неподвижной опорной поверхности на впоследствии нижнюю неподвижную опорную поверхность или в выход отработавшего топлива.
Предпочтительные способы по настоящему изобретению включают в себя направление газа из впускного отверстия ниже первый неподвижная опорной поверхности и над второй опорной поверхностью, опорные поверхности быть верхние поверхности ступеней. Также в предпочтительных вариантах осуществления входное отверстие находится между ступенями или опорными поверхностями. Опорная поверхность может быть по меньшей мере частично изготовлена из огнеупорного кирпича.
Предпочтительные способы для направления газа в твердом топливе на второй опоре включает в себя первое прохождение газа под второй опорной поверхности, чтобы охладить вторую опорную поверхность.Это может быть выполнено и на других этапах.
Предпочтительные методы также включают определение того, когда твердое топливо препятствует потоку газа, и увеличение потока газа для устранения препятствия.
Способ сжигания твердого топлива, включающий:
подачу топлива к ряду опорных поверхностей, на которых твердое топливо частично сгорает или газифицируется, причем каждая опорная поверхность находится ниже, чем предыдущая опорная поверхность; и
подает газ к твердому топливу на ряде опорных поверхностей, причем газ используется при сгорании твердого топлива и используется для перемещения твердого топлива между опорными поверхностями, причем газ вводится по крайней мере между двумя из опорные поверхности.
Хотя варианты осуществления настоящего изобретения и их преимущества подробно описаны выше и ниже, следует понимать, что описанные варианты осуществления являются только примерами, и что различные изменения, замены и изменения могут быть сделаны в данном документе без отклонения от сущности и объема изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения. Объем настоящей заявки не предназначен для ограничения конкретными вариантами осуществления процесса, машины, производства, состава вещества, средств, способов и этапов, описанных в описании.Обычный специалист в данной области техники легко поймет из раскрытия настоящего изобретения, процессы, машины, производство, составы материалов, средства, способы или этапы, существующие в настоящее время или разрабатываемые позднее, которые выполняют по существу ту же функцию или достичь практически того же результата, что и соответствующие варианты осуществления, описанные в данном документе, могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением.
