Журнал «Новости теплоснабжения» № 8, 2005 г., www.ntsn.ru
К.т.н. С.А. Потапов, ООО «ИТЦ ОРГХИМ», г. Казань; Н.Н.Агафонов, Е.А. Баутин, Е.Н.Бутров, ОАО «Волжский электромеханический завод», г. Волжск
В котельной Волжского электромеханического завода (ВЭМЗ) установлены 2 водогрейных котла ПТВМ-30М и 2 паровых котла ДКВР-20/13 стандартной комплектации с пароводяными подогревателями для системы отопления и вентиляции. Теплопроизводительность котлов была выбрана с учетом увеличения в перспективе технологической и отопительно-вентиляционной нагрузок расширяемого производства и в значительной степени с учетом увеличения объема строительства собственного жилья.
Система отопления выполнена по принятой в г. Волжске схеме в двухтрубном исполнении с открытым водоразбором горячей воды.
Сложившийся к концу 1990-х годов уровень цен на реагенты и ионообменные материалы обусловил поиск такого метода обработки подпиточной воды, который позволил бы решить задачу ингибирования накипеобразования и коррозии в системе теплоснабжения при максимально возможном упрощении и удешевлении избираемых средств.
В настоящее время вместо традиционного умягчения воды в системах теплоснабжения широко применяются в качестве ингибиторов накипеобразования (lnS) фосфоновые соединения. При этом в зависимости от жесткости под-питочной воды затраты на ее обработку сокращаются в 10-30 раз. В технической литературе эти соединения называют антинакипинами, комплексонами, органо-фосфонатами, фосфонатами. Наиболее известным соединением этого класса является 1 -гидроксиэтилиден-1,1 -дифосфоновая кислота, в русскоязычных источниках она сокращенно обозначается как ОЭДФ.
Для расширения области эффективного применения фосфонатов специалистами ИТЦ ОРГХИМ (г. Казань) в 1994 г. на основе цинкового комплекса ОЭДФ с синергетическими добавками органических и неорганических веществ разработан и применяется в настоящее время в промышленных масштабах ингибитор накипеобразования и коррозии «Композиция ККФ» [7, 8].
В 1998 г. система теплоснабжения ВЭМЗ была переведена на подпитку артезианской недеаэрированной водой, стабилизированной Композицией ККФ. Водоснабжение котельной осуществляется от собственного артезианского водозабора. Исходная вода отличается высокими накипеобразующими свойствами и характеризуется следующими показателями:
- значение рН — 7,5-7,8;
- жесткость общая, мг-экв/кг- 13,0-15,0;
- щелочность общая, мг-экв/кг — 5,5-6,0;
- сульфаты, мг/кг — 450-550;
- хлориды, мг/кг — 20-22;
- железо, мг/кг — 1,2-1,5;
- солесодержание, мг/кг — 950-1100;
- окисляемость, мг О2/кг — 1,0-1,2.
Под стабилизацией воды понимается подавление процессов как накипеобразования, так и коррозии. При обработке воды Композицией ККФ условия стабильности запишутся в виде: Жпв ~ Ж'св ~ Ж"св; Щпв ~ Щ'св ~ Щ"св; FenB ~ Fe'CB ~ Fe"CB; О2ПВ ≈ О'2св ≈ О"2СВ. где символ «'» соответствует значению показателя до нагрева, а символ «"» после нагрева, индекс «пв» относится к пидпиточной воде, а «св» — к сетевой воде.
Графически условие стабильности сетевой воды в процессе нагрева показано на рис. 1.
Как видно из рис. 1, доза реагента, необходимая для стабилизации воды, возрастает с увеличением жесткости и/или щелочности исходной воды (а), а также с увеличением температуры нагрева (б). Следовательно, одновременно с увеличением температуры нагрева сетевой воды или накипеобразующих свойств исходной воды необходимо увеличивать концентрацию реагента в сетевой воде.
Следует отметить, что комплексонный водно-химический режим (КВХР) предъявляет высокие требования к надежности и устойчивости режима дозирования реагентов, поскольку потенциально опасное, с точки зрения накипеобразования, содержание кальция в воде значительно превышает его содержание при традиционных методах подготовки подпиточной воды.
В начале рабочий раствор Композиции ККФ подавался в систему теплоснабжения установкой дозирования (УД) на основе гидроструйного насоса-дозатора (Н-Д) (рис. 2).
В этой схеме побудителем расхода является перепад давлений между всасывающим и нагнетательным коллекторами сетевого насоса, а расход реагента устанавливается вручную с помощью ротаметра (Р) на основании результатов химического анализа и данных режимной карты. Расход реагента в эксплуатационных условиях зависит от расхода подпиточной воды и, как следует из рис. 1, от температуры нагрева сетевой воды и накипеобразующих свойств воды, которые в условиях артезианского водозабора в зависимости от состава работающих скважин могут изменяться в значительных пределах.
Опыт эксплуатации показал, что УД на основе гидроструйного Н-Д требует постоянного надзора со стороны эксплуатационного персонала и не всегда обеспечивает устойчивый режим дозирования. Поэтому в 2002 г. эта установка была заменена на автоматическую установку дозирования УД-4А на основе электромеханического Н-Д с управлением от импульсного преобразователя расхода (рис. 3). Установка обеспечивает устойчивый режим дозирования реагента пропорционально расходу подпиточной воды, а также имеет возможность корректировать режим дозирования как по температуре нагрева сетевой воды, так и при изменении жесткости и щелочности исходной воды.
Стабилизация режима дозирования Композиции ККФ обеспечила наряду с повышением надежности эксплуатации котлов сокращение расхода реагента на 300 кг в год.
С началом рыночных реформ на ВЭМЗ прекратилось строительство собственного жилья и резко упал объем производства. В результате сложился огромный разрыв между проектным и фактическим теплопотреблением. Ввиду избыточной установленной тепловой мощности на котельной средняя нагрузка на котлы ПТВМ-30М не превышала 10-12 Гкал/ч, что определяло весьма низкий КПД котлов и, как следствие, повышенный расход топлива. Ситуация осложнялась наличием собственного тепличного хозяйства, которое необходимо отапливать и после завершения отопительного сезона вплоть до июня месяца. При переводе системы отопления в этот период на пароводяные подогреватели потери тепла из-за технического несовершенства паро-конденсатного хозяйства составляли 50% и более.
К 2002 г. в связи с изменением структуры производства были остановлены практически все технологические потребители пара, поэтому котлы ДКВР-20/13, у которых заканчивался расчетный срок службы, в целях экономии энергоресурсов и упрощения эксплуатации котельной были переведены на водогрейный режим работы по схеме, разработанной ОАО «Бийский котельный завод» (рис. 4).
Конвективный пучок котла разделен двумя перегородками в барабанах на 3 части. Подвод воды от экономайзера произведен в первую по ходу газов подъемную для воды часть, затем вода опускается вниз по «зажатому» для повышения скорости воды среднему пучку и по последней по ходу газов части конвективных труб снова попадает в верхний барабан. Затем вода поступает в задний экран, задние боковые экраны, фронтовой экран и выходной коллектор. Схема циркуляции котла обеспечивает во всех обогреваемых контурах (за исключением средней части конвективного пучка) движение воды снизу вверх.
Все известные схемы перевода котлов ДКВР на водогрейный режим имеют целый ряд недостатков, способствующих развитию накипеобразования:
- высокая температурная и гидравлическая неравномерность (разверка) между трубами котла;
- наличие застойных зон в барабанах;
- экранирование потолка топки слабонаклоненными экранными трубами в виде шатра, а также наличие гибов и практически горизонтальных участков труб в конвективном пучке;
- наличие участков с опускным движением воды.
В этих условиях особенно важно соблюдение ряда режимных и эксплуатационных требований.
1. Наличие температурных и гидравлических разверок может приводить к возникновению поверхностного кипения, которое в трубах водогрейных котлов возникает при определенном сочетании режимных параметров: расход воды (скорость воды), тепловое напряжение (тепловая нагрузка), температура и давление воды на выходе из котла.
Следует отметить, что в отличие от котлов ПТВМ-30, для которых температурная разверка составляет 30-40 ОС, для водогрейных котлов ДКВР в настоящее время отсутствуют какие-либо опытные данные по оценке разверок. Поэтому при наладке водно-химического режима (ВХР) было принято значение температурной разверки равное 70 ОС.
Это означает, что если температура воды на выходе из котла составляет 115 ОС, то в отдельных наиболее теплонапряженных трубах котла она может достигать 185 ОС. Этой температуре соответствует давление насыщения равное 1,12 МПа. Для предотвращения поверхностного кипения и, как следствие, накипеобразования давление воды на выходе из котла при этих условиях должно быть больше давления насыщения.
2. Наличие застойных зон, гибов и труб с горизонтальными участками делает водогрейные котлы ДКВР очень чувствительными к взвешенным частицам в сетевой воде, которые легко откладываются на внутренних поверхностях, вызывая перегрев труб и их разрушение.
В процессе эксплуатации установлено, что Композиция ККФ эффективно разрушает все виды отложений, имеющихся в системе теплоснабжения. Частицы разрушенных отложений могут заноситься потоком воды в котел и образовывать отложения. Поэтому в первый после пуска отопительный сезон наряду с периодической продувкой дренажей котла практик
Cтраницы: 1 | 2 | читать дальше>>