ГОССТРОЙ СССР Главпроыстройпроект

С0ЮЗСАНТЕХПР0ЕКТ Государственный проектный институт САНТЕХПРОНКТ

УТВЕРЖДАЮ:

/ ДИ^ЕК^Р ГПИ САНТЕХПР01ЖТ --Н.КОХАНЕШСО

РЕКОМЕНДАЦИИ НО ОСУЩЕСТВЛЕНИЮ ПРОДУВКИ КОТЛОВ И РАСЧЕТУ СОСТАВА СБРАСЫВАЕМЫХ ПРИ ЭТОМ ВОД

КЗ-91

Москва - 1974

СОДЕШНИЕ

Схр

1. Назначвние и задачи продувки котлов .............................. 3

2. Расчет величины продувки котлов ... б

3. Норыы качества котловой воды ...... 9

4. Схекы непрерывной продувки котлов.. 13

5. Расчет сепараторов непрерывной продувки ..............................I^е

6. Сброс продувочной воды

котлов ............................ 21

7. Дитература .........................26

Государствемшй проектный институт Са н те хп рое к т Глз вп роио тройпрое кта Госстроя СССР

(ГПИ Са ктехирое кт),1974

^йкЛ~ К_с - сухой остаток котловой воды соответственно в чистом и соленом отсеках, мг/л;

Н_с- оолевая кратность, определяемая по формуле

^'4^ ^w

h - паролроивводительнооть солевого отсека, jC от общей паропроиззоди-тельности котла (принимается по паспортным данным котла);

Рпр- расчетная величина продувки котла,

Абсолютная величина щелочности (в мг-экв/л) котловой (продувочной) воды не нормируется. По данным Байского котельного завода, при испытаниях щелочность котловой воды была около 180 мг-экв/л, а чистота пара при этом не ухудшалась. Минимальная щелочность котловой воды в чистом отсеке, а также в котле без ступенчатого иопаре-ния при питании котлов умягченной водой принимается не менее I мг-экв/л.

Относительная щелочность котловой воды (в %) для защиты котельного металла от межкриоталлитной коррозии учитывается в соответствии с п.6.2-3 Правил Госгортехнадзора. Для защиты котельного металла от межкристаллит-ной коррозии ("щелочной хрушсооти") при монтаже и эксплуатации котлов необходимо предотвращать и устранять высокие механические и термические перенапряжения в металле. Кроме того, в качеотве защитной меры можно рекомендовать дозировку в котловую воду нитрата натрия, который пассивирует котельный металл (защищает от коррозии).

для котлов,допускающих вцутрикотловую (реагентную или магнитную ) обработку, расчетные нормы качества котловой воды могут быть приняты по табл.2.

Таблица 2

Типы котлов -г j Расчетная норма ! 1 сухой остаток, !щелоч- ! :шламо- 1 j мг/л ность, :содер-|мг-экв/л;яание. j I I [ыг/л

Водотрубные без нияних

барабанов и грязевиков 2500 II 2000 Водотрубные с ниеними барабанами 4000 16 12000 Водотрубные с грязевиками 4500 18 20000 Газотрубные 4000 14 5000 ларотрубные 16000 25 7000 Примечания. I.C целью более ПОЛНОГО осахдсния накипе-

образователен в виде шлама минимальную щелочность котловой воды следует принимать для всех котлов не низе 7-Ю мг-эквА.

2.Нормы не распространяются на котлы, работающие на газе и мазуте, так как в атом случае не допускается применение внутри-котловой обработки.

Нормы качества котловой воды для котлов перепроизводств явностью более 30 т/ч приведены в табл.З.

12

Таблица 3

га-50-14-250	50	14	7350	350	Белгородский котельный завод
БГМ-35Ы-440	45	40	5000	250	То же
ГМ-50-1	50	40	5000	250	— И—
БКЗ-75-39	75	40	7000	250	.п.

4.Схемы непрерывной продувки котлов

Непрерывная продувка котлов осуществляется по различным схемам. Саратовский и Таганрогский котельные заводы выпускают расширители (сепараторы диаметром 450, 600 и 800 ым)с двумя тангенциальными подводами продувочной воды. В котельных низкого давления для этих оепараторов применяется схема, приведенная на рио.З.

В зависимости от величины продувки, а следовательно, и необходимого парового объема, сепаратор ставился на один или на два котла. Расширение и парообразование происходило непосредственно на вводе продувочной воды в расширитель (оеператор).

Как показали работы ЦКТИ, для уменьшения объема расширителей, улучшения качества получаемого пара, обеспечения более надежной и равномерной их работы следуот использовать.схему подключения непрерывной продувки котлов в коллектор, в котором происходит расширение котловой воды и первоначальное образование водопаровой смеси.

13

Р я 14 КГО/ОЫ² ....................... 7

P я 20 кго/см^ ....................... 6

? я 30 кго/см2 ....................... 5

Чертежи общего вида сепаратора Ду 300 даны на рио.5.

На рис.6 представлена схема установки непрерывной продувки, рекомендуемая для котельных низкого и среднего давления, в которых устанавливается сепаратор Ду 300 Бийского котельного завода. Сепаратор в этой схеме не рассчитывается, а принимается по характеристике, данной заводом-изготовителем.

5.Расчет сепараторов непрерывной продувки

Раосчитав величину продувки котлов по уравнению (5) и решив вопрос экономической целесообразности монтажа оборудования непрерывной продувки, определяют по уточнен* ной формуле количеотво воды, которое ::*• обходимо удалить из котла

т» _* А *    /в\

^ ’ ⁽⁸⁾

где    величина непрерывной продувки или ко

личеотво удаляемой из котла воды,т/ч; 2)_п - паропроизводительнооть котельной (котла), г/ч;

J__x - доля химочищениой воды в питательной — или, что то же, потери пара и конденсата в долях от паропроизводительности котельной;

- оухой остаток химочищенной воды, мг/л; $к6 ~ °У^Х°Й остаток котловой воды принимают по паспортным данным завода-изготовителя котла, мг/л (ом.раздел 3);

Я - доля пара, отоепарироваиного в оепара-торе (расширителе) непрерывной продувки

16

Б-Б

M&s- fs)

i_Kj- теплосодержание котловой воды, определяемое (табл.4) для насыщенного водяного пара при давлении, на котором работает котел, юса л/кг;

Lc.t k " теплосодержания соответ-’    отвенно отоепарированной

воды и пара, принимаемые также по табл.4, для давления, принятого в оепараторе (обычно давление в оепара-торе берется 1,2 кго/оы²).

Количество отсепарированного в сепараторе пара в (кг/ч) определяется из уравнения

Жп ~ JOnn ’ $    (ю)

Объем отсепарированного в сепараторе пара определяется по формуле

19

УДК 621.187.2 I.Назначение и задачи продувки котлов

Нормальная работа котельного агрегата обуславливается, прежде всего, качеством котловой воды.

От качества котловой воды зависит:

а)    чистота пара;

б)    чистота поверхности нагрева котла;

в)    коррозийная безопасность металла котла и паро-конденсатного тракта.

Основным средством для поддержания требуемого нормами качеотва котловой воды, кроме соответствующей обработки иоходной воды и, воли требуется, конденсата, является продувка котла, С помощью продувки представляется возможным в широких пределах регулировать концентрации солей и щелочей в котловой воде, удалять из котла взвешенные вещества и шлаыовидные осадки.

Соблюдение рационального режима продувок котлов, изменяющегося в зависимости от качества котловой воды и пара, является одним из радикальных мероприятий по организации водного режима, обеспечивающего нормальную работу котлов. Чем больше потери конденсата в общем пароводяном балансе котельной, восполняемые химически очищенной водой, тем больше значение продувки котлов. Существуют два способа продувки котлов: периодическая продувка и непрерывная.

Периодическая продувка осуществляется для удаления грубодиоперсного шлама, оседающего в нижних коллекторах (барабанах) котла или других малоактивных участках циркуляционной системы котла (в местах "вялой" циркуляции). Периодическая продувка производится по установленному при наладке графику, но не реже*раза в смену, Ыеста из которых производится периодическая продувка, зависят от конструкции котла: нижние барабаны, коллекторы, нижние точки экранов, при ступенчатом испарении -нижние точки выносных циклонов.

3

объем отсопарированного в раошири-теле пара, ы³;

удельный объем пара при давлении л оепараторз, принимается по табл.k для насыщенного пара, м³/кг;

степень сухооти пара, принимается равной 0,97;

паронапряжение парового объема ое-паратора, принимается равным 800-1000 м³/м³ при работе по охеме рис.З, при работе по схеме рис.4 -см.техническую характеристику сепаратора Ду 300, который не рас-считгваетоя, а принимается по данным завода.

По полученному объему отсепарироваиного пара подбирается оепаратор, выпускаемый Саратовским заводом тяжелого машиностроения и таганрогским заводом "Красный котельщик", исходя из объема парового пространства сепаратора.

6.Сброс продувочной воды котлов

Расчет количества сбрасываемой воды от продувки котлов в барбатер приведен в разделе 2. С питательной водой в паровой котел поступают различные легко-растворимые соли натрия, так как катионы жесткости практически удаляются при двухступенчатой докотловой обработке, а железа в питательной воде допускается незначительное количество

21

Открытие продувочных вентилей выполняется обычно поочередно не более чем на 30 сек. (включая время открытия и закрытия) при усиленной наблюдении за уровнен воды в котле. Особая осторожность необходима при продувке соленых отсеков (циклонов) вследствие малых водяных объемов последних. Одновременная продувка нескольких точек не допускается. Для обеспечения более полного удаления шлама периодическая продувка должна осуществляться с возможно большей интенсивностью, при обязательном условии существенно но нарушить при этом циркуляцию на данном участке котла и не сникать уровеиь воды в котле ниже допустимых пределов. Интенсивность продувок нижних точек следует ограничить расходом продувочной воды 400-500 кг/мин.

Периодическая продувка 2-3 точек не дает полного удаления злаыа из котла, полный вывод шлама достигается при оборудовании нижних барабанов (или грязевиков) специальными коллекторами (рис.I),обеспечивающими забор шлама по длине барабана.

Рис.I.Продувочный коллектор для удаления шлама из нижних барабанов и грязовиков

Продувку нижних точек с целью удаления шлама не рекомендуется осуществлять при малой интенсивности, исключение может быть только в процессе удаления шлама при ыгутрикетлсзоп (реагентной или шагнитной)обработке води, когда требует-ся продолжительная продувка, при этом

4

оледует ограничить расход продувочной воды, что достигается    путей    установки ограничительной шайбы диа

метром 12-15 мм на обводной линии у вентилей нихней продувки (рис .2).

Удаление шлама из нижних точек котла при внутрикот-ловой обработке может производиться как периодически, так и непрерывно.

1    - нижний барабан, коллектор или грязевик;

2    - запорный вентиль; 3 - вентиль регулирующий продувку; 4 - ограничительная шайба;

5 - продувочная вода в расширитель периодической продувки или в продувочный колодец

Непрерывная продувка осуществляется для поддержания в котловой воде допустимого солесодержания, обеспечивающего получение чистого пара.

Долгое время существовало мнение, что непрерывную продувку необходимо осуществлять, удаляя наиболее опасный слой воды (в зоне зеркала испарения), содержащий максимальную концентрацию солей. Специальными исследованиями установлено, что концентрация оолей в котловой воде (при одноступенчатом испарении) одинакова в любой

5

точке циркуляционного контура котла, исключение составляет только место ввода питательной воды; при отупенчатоы испарении, это ко подтверждается для чистых и соленых отсеков котла.

Отвод воды при «'.прерывной продувке котлов о одноступенчатым испарением должен осуществляться через водозаборный коллектор (при ступенчатом испарении из соленых отсеков, циклонов), расположенный в зоне наиболее "спокойной " воды с цолыо исключения возможного захвата пузырей пара.

Коллектор должен располагаться на глубине не менее 300 мм от нормального уровня воды в барабане и быть максимально удаленным от ввода питательной воды. Распространенные раньше устройства для удаления воды с зеркала испарения не сдодует применять, необходимо демонтировать.

Непрерывная продувка котлов безопасное периодической, поскольку не снижает резко уровень воды в котлах и экономичнее ее, так как позволяет использовать отсепарирован-иый пар и тепло продувочной воды. Однако применение непрерывной продувки отнюдь не исключает необходимости производить периодическую.

2.Расчет величины продувки котлов

Как указывалось выше, поддержание определенного допустимого нормами качества котловой воды достигается продувкой котла. Основным фактором, определяющим необходимую величину продувки котлов является общее солесодержание котловой воды, при котором обеспечивается получение чистого пара.

Представим себе баланс солей в цикле котельной при достижении предельного солссодорхания котловой воды: о продувочной водой из котла должно непрерывно удаляться такое количество солей, которое поступает в котел с питательной водой, что можно выразить уравнением

Sh.f> (3)п *■ Юпр)- Sh.6. ' ‘Dn_F у    (i)

б

^,пР~ S*.t-Sn.6 *

Р_Пр - величина продувки котла, $ - от перепроизводя тельное ти.

Солеоодержанив питательной воды всегда можно определить аналитически, исходя из качества отдельных компонентов, входящих в питательную воду, и соотношений,в которых они смешаны, так например, солеоодержанив питательной воды котлов можно определить из уравнения

n    Sx ’Ья* SiUk г (*)

где - о олес оде ржание питательной воды, мг/л;

S* - оолесодержание химически очищенной воды, определяемое в зависимости от ахемы обработки воды /*7_7, мг/д;

5_К - оолеоодержание конденсата, ыг/л;

А*,    -    доля    соответственно    химичеоки    очищенной

воды я конденсата в питательной воде,количество которой принято за единицу:

1~ А* ♦ Ад

Для предварительных (ориентировочных) раочетов величины продувки котлов в уравнении (4) пренебрегают величиной солесодержания конденсата, поскольку она незначительна по сравнению с солесодержанием химически очищенной воды (в 100 и более раз меньше). Уравнение (4) при этом приьет вид

Snb~ ■S'x'Ax

7

Подставляя это приближенное значение оолеоодержания питательной воды в выражение (3) получают уравнение, который обычно пользуются для определения величины продувки котлов в котельных

где оСх - доля химически очищенной воды в питатель-

ной, или что то же, потери пара и конденсата, восполняемые химически очищенной водой;

- солесодержание котловой воды принимается по нормам завода-изготовителя данного типа котла, приведенным в разделе 3.

Для промышленных и отопительных котельных, согласно СН 350-€б "Указания по проектированию котельных установок" расчетная величина продувки котлов низкого давления не должна превышать Ю£ от паропроизводитольности котельной. Для котлов сродного давления Р=Д0 кгс/ы^ допускается величина продувки котлов до    (си."Правила технической

эксплуатации электрических станций и сетей").

В котельных низкого давления непрерывная продувка осуществляется при необходимости удаления котловой воды солее 2/£ от пароирои вводя те льности котельной, но не менее 0,5 т/ч. При величине продувки менее 0,5 т/ч целесообразность осуществления непрерывной продувки должна оыть подтверждена расчетом. При величине продувки от 0,5 до I т/ч устанавливается только сепаратор непрерывкой продувки, при продувке более I т/ч устанавливаются сепаратор к теплообменник для использования тепла сбросизаомон отсепарированной воды. При величине продувки менее 2> от паропроизводительности котельной и менее 0,5 т/ч, для поддержания допустимого солесодер-г.анкя котловой воды достаточно бывает периодической продувки котлов, которая осуществляется обычно не реке

8

I раза в Оману.

Сказанное не распространяется на котлы ДКЕР-20 с рабочим давлением 13 и 23 кгс/см^, которые в связи о конструктивными особенностями требуют осуществления непрерывной продувки не менее 5% от паропроизводительности котла.

Особенности эксплуатации котлов ДКВР-20 подробно изложены в дополнении к инструкции "Даровые котлы^: ДКЗР" Бийского котельного завода.

При расходе продувочной воды менее 1-Ю,5 т/ч и менее 2от паропроизводительнооти в котельной низкого давления целесообразность монтажа оборудования непрерывной продувки может быть проверена из следующего выражения [2] :

_,// Pnp'Dn It п.6 — Lc.S)A'B760

7ООО

где <* - ежегодные амортизационные отчисления для

экономически приемлемого срока окупаемости . капитальных затрат, доли единицы;

U, - полная стоимость установки для использования тепла продувочной воды, руб.;

Ргр - размер продувки котла, доли единицы;

% - паропроизводитедьнооть котла, т/ч;

теплосодержания, соответственно котловой я сепарированной (охлажденной после теплообменника) воды, ккал/кг;

Л - стоимость I т условного топлива, руб.

З.Нопмы качества котловой воды

В настоящих рекомендациях не рассматривается вопрос выбора сгам обработки воды для паровых котлов и требования к качеству питательной воды, а даются нормы качества котловой воды, обеспечивающие получение чистого пара, и рекомендации по обеспечению этих требований. Качеотво котловой(продувочной ) воды нормируются по об-

9

щеыу солесодержанию (сухому остатку), величина которого обусловливается конструкцией оепарационных устройств, которыми оборудован котел и устанавливается заводом-иэ-готовителем.

Сухой остаток котловой (продувочной)воды для котлов ДКВ и ДКВР (при Р=14,24 и Ра40 кгс/ом²), по данным Бий-ского котельного завода, приведен в табл.1.

Таблица I

Наименование Котлы о | Котлы б овухступйн-n-ilno£vnPHUnn.mi 1 Ч8ТЫМ ИОПарвНИвМ !ЖЖ£ ! ?. зииоонмми цикле- пвпвгоева-» пеоегтзо- ! 1 ступень Hi сту-ЖР 1 наталем |испарения !пень теля .вателем j(чкотый !иопаре- i !отсек) !ния Тоо-; I ' леный ( ( jотсек) Нормы солесоде ржания котловой воды иг/л До 3000 До 1500 До 1500 До 6000- ГО.ООО

Примечания.I.При неналажеиыой работе газомазутных горелок не следует допускать предельных значений оолеоодаржания котловой воды во П ступени .

2.Рекомендуемая величина сухого остатка учитывает возможное повышение производительности котлов при сжигании газа и мазута.

З.Особениости применения норм качества котловой воды для котла ДКВР-20 изложены в работе f 4 3.

Величина сухого остатка котловой воды в I ступени испарения определяется по формуле