Я.М. Щелоков, Экологический фонд «Вода Евразии»
Роль водно-химического режима в системах коммунального энергетического жизнеобеспечения трудно переоценить. Подтверждением данному тезису следует считать
выход типовой инструкции по технической эксплуатации тепловых сетей (ТС) систем коммунального теплоснабжения [1].
Данный нормативный документ по своей сути переносит на системы коммунального теплоснабжения высокие требования Правил технической эксплуатации электрических станций [2] и ТС [3] РАО «ЕЭС России», несмотря на полное
отличие большинства установок коммунальных систем теплоснабжения и условий их эксплуатации от сложившихся в региональных энергосистемах (АО-энерго).
В этой ситуации формальные требования к
технической эксплуатации коммунальных ТС заметно возросли.
Особенно это видно при сравнении бывших и
новых требований к качеству сетевой воды [1,4]. В [1, 2] по сравнению с [4] значительно ужесточаются требования по:
■
содержанию растворенного кислорода — 20вместо 30-50 мкг/дм3;
■
содержанию свободной угольной кислоты -полное отсутствие;
■
количеству взвешенных веществ до 5 мкг/дм3;
■
значению рН — не ниже 8,3 и т.д.Выполнение всех этих требований — исключительно сложные технологические и экономические задачи, тем более в условиях эксплуатации коммунальных ТС.
Так, например, исходная природная вода для
систем теплоснабжения в большинстве случаев
имеет водородный показатель ниже 7 (кислая
реакция). Следовательно, в настоящее время
для выполнения требований [1, 2] следует вводить на коммунальных теплосетях подщелачивание исходной воды до рН равном 8,3, при котором свободная углекислота в воде полностью
отсутствует [5].
Отсюда можно прогнозировать, что выполнение требований [1] в коммунальных теплосетях
приведет к резкому увеличению стоимости подпиточной воды независимо от:
■
типа котлов — жаротрубные, водотрубные, секционные и т.д.;
■
температуры теплоносителя, типа топлива;
■
качества циркуляционной схемы котла;
■
содержания в воде накипеобразователей, агрессивных газов и т.п.
Еще в 60-х годах XX в. было показано, что
требования к водно-химическому режиму котлов промышленно-отопительных котельных во
многом определяются конструкцией котлов, режимами их работы, типом теплосети и т.д. [5].
Отдельные подобные попытки классификации оборудования по его эффективности проводятся и в настоящее время [6, 7].
Исходя из собственного опыта и данных указанных выше литературных источников, ниже
сделана попытка классифицировать котлы на 7 групп, которые используются в коммунальных
системах теплоснабжения малой и средней
мощности, с учетом возможных требований к их
водно-химическому режиму (водогрейные котлы большой мощности типа ПТВМ, КВГМ здесь
не рассматриваются).
Классификация котлов для систем
коммунального теплоснабжения,с учетом требований
к их водно—химическому режиму
Группа 1. Стальные водогрейные котлы для
индивидуального отопления (Qраб=10-100 кВт, Pраб~2 атм, t до 90 ОС; КПД 88-90% на газу).
Технологические недостатки котлов. 1. Необходимость использования стабилизаторов горения в топке. 2. Температура воды на входе в
котел не ниже 55 ОС.
Особенности водного режима котлов. 1. Необходимы ограничения по температуре воды, показателю рН и карбонатному индексу. 2. Обеспечение максимальной гидравлической
плотности системы.
Рекомендации. 1. Использование для поквартирного отопления и индивидуальных домов. 2. Максимально возможное ограничение
температуры сетевой воды. 3. Использовать только для закрытых систем теплоснабжения с
обязательной стабилизационной обработкой воды антинакипинами.
Группа 2. Чугунные водогрейные и паровые
котлы малой мощности (Qраб до 1,0 Гкал/ч (0,6 т/ч)); Pраб=2-3 атм; t — температура насыщения; КПД до 80-85% на газу).
Технологические недостатки котлов. 1. Нет
комплектности при поставке отечественных котлов. 2. Замена чугунных секций возможна при
демонтаже кладки.
Особенности водного режима котлов. 1. Практически не подвержены кислородной
коррозии. 2. Практически невозможна очистка
внутренних поверхностей. 3. Конструкция не
приспособлена к отводу шлама из котлов.
Рекомендации. 1. Использование для одноквартирных домов, для встроенных котельных и т.п. 2. Наиболее целесообразно использовать
для закрытых систем отопления. 3. Целесообразна стабилизационная обработка воды современными антинакипинами. 4. Безреагентная обработка воды не целесообразна.
Группа 3. Жаротрубные водогрейные стальные котлы (Qраб=0,25-7 Гкал/ч; Pраб=8 атм; t до 90 ОС; КПД до 92-94% на газу).
Технологические недостатки котлов. 1. Ограничения по мощности. 2. Низкие коэффициенты
теплоотдачи. 3. Использование поверхностного кипения на жаровой трубе.
Особенности водного режима котлов. При
наличии поверхностного кипения необходимо
жесткое соблюдение норм качества подпиточной воды.
Рекомендации. 1. Использование для систем промышленного теплоснабжения. 2. Целесообразно использование также различных завихрителей внутри газовых труб. 3. Особенно
эффективны котлы с мощностью до 5-7 МВт.
Группа 4. Жаротрубные и дымогарные паровые котлы (Qраб до 1,2 Гкал/ч (2,0т/ч)); Pраб=8 атм; t — температура насыщения; КПД до 88-90% на
газу).
Технологические недостатки котлов. Очень
опасны быстрые растопки, расхолаживание, местные перегревы.
Особенности водного режима котлов. 1. Имеют большой осадительный водяной объем. 2. Относительно низкая требовательность к качеству питательной воды. 3. Возможно использование только стабилизационной обработки
воды.
Рекомендации. 1. Целесообразно применение во всех водогрейных котельных. 2. Возможна надежная работа при низких давлениях пара
от 0,5 ати. 3. Организация работы под наддувом. 4. Низкие потери тепла — q5. 5. Высокая заводская готовность, установка без фундаментов. 6. Необходимо развивать производство таких котлов.
Группа 5. Двухбарабанные экранированные паровые котлы (ДКВР, ДЕ и др.) с чугунными или
стальными экономайзерами (Qраб до 15 Гкал/ч (25 т/ч)); Pраб=20 атм; t до 300 ОС; КПД до 88% на
газу, 75% на твердом топливе).
Технологические недостатки котлов. 1. Необходимо соблюдение номинального давления
пара. 2. Низкая надежность котлов типа ДЕ, Е. 3. Высокая стоимость, низкая экономичность.
Особенности водного режима котлов. 1. Необходима докотловая обработка воды — Na-катионирование и др. 2. Нет необходимости в специальных щелочебезопасных режимах работы.
3. При низком давлении целесообразна дополнительная и стабилизационная обработка воды.
4. Деаэрация обязательна.
Рекомендации. 1. Целесообразно использование в промышленно-отопительных котельных
для производства насыщенного пара. 2. Необходим постоянный контроль за термоизоляцией барабанов. 3. Не допускается снижение давления. 4. Низкая надежность котлов ДЕ, Е. 5. Высокая стоимость. 6. Целесообразен переход на
комбинированную выработку тепловой и электрической энергии.
Группа 6. Водотрубные водогрейные котлы
малой и средней производительности (Qраб до 10 Гкал/ч; Pраб=8-10 атм; t до 150 ОС; КПД 85-90% на газу, КПД до 80% на твердом топливе.
Технологические недостатки котлов. 1. Высокое гидравлическое сопротивление по воде.
2. Высокие требования к схеме циркуляции воды. 3. Необходимо газоплотное исполнение и т.д.
Особенности водного режима котлов. 1. Допустимая концентрация накипеобразователей зависит от температурного режима, вида топлива, объемов подпитки. 2. Целесообразна деаэрация.
Рекомендации. 1. Используются в большинстве отопительных котельных. 2. Необходимо
учитывать возможности циркуляционной схемы.
3. Рекомендуется стабилизационная обработкаводы во всех случаях. 4. Допускается использование безреагентных методов обработки воды.
Группа 7. Барабанные паровые котлы П-образной компоновки (Qраб
от 20 т/ч; Pраб=14, 24 атм; t до 300 ОС; КПД
брутто до 92%).
Технологические недостатки котлов. 1. Высокие собственные нужды, т.е. низкий КПДнетто, т.к. много вспомогательного оборудования, высокая продувка. 2. Необходимо высокое качество
питательной воды. 3. Требуется жесткое соблюдение режимных параметров.
Особенности водного режима котлов. 1. Необходимо высокое качество питательной воды: 2-х-ступенчатое Na-катионирование, деаэрация и др.
Рекомендации. 1. Использование в промышленных котельных, преимущественно при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии.
Из приведенных данных видно, что требования [1, 2] в какой-то мере справедливы для котлов групп 5-7.
О технологических схемах
Рассмотрим целесообразность распространения этих требований по водно-химическому
режиму на котлы групп 1 -4, да и на другие тоже.
Принципиально важным следует считать то, что водные проблемы в системах теплоснабжения были всегда, даже в случае их эксплуатации
при подготовке воды на установках, выполненных в полном соответствии с нормативными, по
традиционным технологиям, которые обеспечивают требуемые показатели качества сетевой
воды. Так, при эксплуатации крупных систем
теплоснабжения с открытым водоразбором даже в условиях качественной работы водно-химических установок с умягчением и дегазацией
воды не удавалось предотвратить образование
отложений на теплообменном оборудовании. В течение отопительного сезона подогреватели
подвергались механической чистке, которая была малоэффективной, т.к. отложения имели
плотную структуру и состояли в основном из ионов накипеобразователей [8]. Причин здесь несколько. Например, в случае использования для
теплосети воды из горводопровода, которая
проходит стадии коагулирования, обеззараживания жидким хлором и т.п., она становится высокоагрессивной, с низким рН и в процессе
транспортировки до теплоисточника обогащается соединениями железа.
Cтраницы: 1 | 2 | читать дальше>>