Анализ режимов эксплуатации котельного оборудования
Раз в пять лет в котельных проводятся пусконаладочные работы и тепловые балансовые испытания, при которых проверяется КПД котлов, подбираются оптимальные (по результатам газового анализа) коэффициенты избытка воздуха на различных режимах нагрузки котлов. Составляются режимные карты работы котлов. При энергоаудите необходимо провести измерение температуры обмуровки и контрольный анализ состава и температуры уходящих дымовых газов для проверки q2, q3 и ά (коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, позволяет оценить подсосы воздуха и качество обмуровки котла; допустимое значение άпри работе на газообразном топливе равно 1,05-1,20).
Низкое содержание СОи ά свидетельствует о правильной настройке режимов работы горелочных устройств, высокое значение СО и ά - о плохой их настройке, подсосах наружного воздуха и повышенных потерях тепла с уходящими газами.
По температуре уходящих газов необходимо оценить состояние установленных и возможность применения дополнительных экономайзеров или контактных теплообменников для увеличения КПД котельных агрегатов. При использовании газообразного топлива интерес представляют контактные смесительные теплообменники, позволяющие значительно снизить температуру уходящих газов, так как нагреваемая вода практически не загрязняется продуктами сгорания.
Более точные результаты по состоянию котельного оборудования получают при проведении тепловых балансовых испытаний котельных агрегатов, которые проводятся специальными лицензированными организациями. Испытания ограничиваются 3-4 наиболее характерными режимами: 50,70,90 и 100% номинальной производительности при соблюдении заданных параметров теплоносителя и питательной воды.
При испытаниях проводится осмотр котла и вспомогательного оборудования, определяется засоренность золой поверхностей теплообмена, наличие отложений, накипи. Отмеченные недостатки устраняются до начала испытаний, что оформляется соответствующим актом.
Плохая работа деаэратора приводит к наличию в питательной воде растворенных газов (особенно вредных для металоконструкций кислорода и углекислого газа), вызывающих интенсивную коррозию внутренних поверхностей нагрева котлов, тепловых сетей, местных систем отопления и горячего водоснабжения. Каждый случай питания котлов сырой водой должен фиксироваться в оперативном журнале. При нагреве воды с растворенными газами их растворимость уменьшается, они становятся как бы избыточными, более химически активными и агрессивными к металлам. Практика показывает, что при наличии избыточного кислорода и углекислого газа в воде котлов, систем отопления и горячего водоснабжения, трубы могут выйти из строя на 3-й год эксплуатации. Коррозионный коэффициент кислорода при наличии углекислого газа увеличивается почти в 3 раза.
Образующаяся при некачественной водоподготовке питательной воды накипь из солей кальция и магния в 10-700 раз хуже проводит теплоту, чем сталь. Хлориды натрия и магния усиливают коррозию.
При толщине слоя накипи 0,5 мм перерасход топлива составляет 1%, при 2 мм — 4%. Вследствие высокого термического сопротивления слоя накипи уже при ее толщине 0,2 мм температура стенок котла может сильно отличаться от температуры котловой воды и в современных котлах достигать 700 °С.
При переводе паровых котлов на водогрейный режим по отопительному графику, без предварительного подогрева воды на входе в котел возникает низкотемпературная наружная коррозия хвостовых поверхностей нагрева котла. Иногда такая коррозия выводит из строя котлы на 3-й год эксплуатации.
Согласно СНиП 11-35-76 температура питательной воды на входе в экономайзер и в водогрейные котлы должна на 5-10°С превышать температуру точки росы дымовых газов. Эта температура для продуктов сгорания природного газа составляет 60°С, для мазута — 43°С. При работе котла на сернистом мазуте температура питательной воды на входе в стальной экономайзер должна превышать 135 °С (на практике это требование часто нарушается).
В связи с возрастанием стоимости топлива необходимо оценить целесообразность улучшения теплоизоляции котлов, водоподогревателей, трубопроводов для уменьшения потерь в системах генерирования и распределения теплоты. Рекомендуемая наружная температура обмуровки современных котлов не должна более чем на 10—15°С превышать температуру окружающего воздуха.
По результатам измерения расходов подпиточной воды определяются потери воды в системе теплоснабжения и степень возврата конденсата в систему питания котлов. Стоимость подготовки питательной котловой воды составляет 8—14 и более руб/м3. Оплата за сбросы стоков воды (воды продувки, невозвращенного загрязненного конденсата) на очистные сооружения в отдельных регионах изменяется от 2,4 до 14 руб/м3. Анализ показывает, что экономические потери от невозврата конденсата в систему питания котлов значительно превышают потери тепловой энергии, связанные с недоиспользованием теплоты конденсата.
В системе приготовления питательной котловой и сетевой воды находят все большее применение дешевые способы ее обработки (комплексонами), позволяющие не только предотвращать отложения накипи в котлоагрегатах и теплообменниках, но и очищать контуры системы теплоснабжения и котлоагрегатов от предыдущих отложений.