Двухбарабанные котлы с естественной циркуляцией

Котлы серии ДЕ сконструированы Бийскими котельщиками специально для работы на жидком топливе. Геометрия данных котлов считается наиболее простой-D- образная топка с вертикальным конвективным пучком- и все! Исключением являются котлы мощностью 16 тонн пара/в час и выше имеющие экраны, опускные и перепускные трубы. Котлы типа ДЕ являются прародителями котлов ДСЕ.

Котлы ДЕ выпускаются следующих типоразмеров:

ДЕ 4-14 ГМ-О
ДЕ 6,5-14 ГМ-О
ДЕ 10-14 ГМ-О
ДЕ 16-14 ГМ-О
ДЕ 25-14 ГМ-О

Может иметь литеру ГМ- вид топлива- газомазутный
Либо ГМ-О- котел газомазутный в обшивке и изоляции. Котлы паровые ДЕ - это котлы работающие на жидком топливе с боковым расположением барабанов и, как сказано выше, D- образной топкой полностью экранированной. Паропроизводительностью от 4 до 25 тонн пара/в час, давлением 1,4 МПа и температурой перегретого пара 194 `C. Возможна комплектация пароперегревателем. Характеристики котла могут достигать по давлению до 2,4 МПа и температуре до 380 `C. Котлы данной серии имеют возможность перевода в водогрейный режим.
Топочная камера котлов ДЕ размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой и боковой экраны, образующие топочную камеру.
У котлов данной серии диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм. Расстояние между барабанами соответственно 2750 мм (максимально возможное по условиям транспортировки блока по железной дороге). Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах каждого из них имеются лазовые затворы (лазы). Изготовляются барабаны для котлов с рабочим давлением 1,4 и 2,4 МПа из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки соответственно 14 и 24 мм.
Котлы производительностью 4; 6,5 и 10 т/ч выполнены с одноступенчатой схемой испарения. В котлах производительностью 16 и 25 т/ч применено двухступенчатое испарение. Во вторую ступень испарения вынесена задняя часть экранов топки и часть конвективного пучка, расположенная в зоне с более высокой температурой газов. Контуры второй ступени испарения имеют необогреваемую опускную систему.
Пароперегреватель котлов производительностью 4; 6,5 и 10 т/ч выполнен змеевиком из труб. На котлах производительностью 16 и 25 т/ч пароперегреватель - вертикальный, дренируемый из двух рядов труб.

Расшифровка типоразмера котла. ДЕ 10-14-250 ГМ-О:

10-мощность-10 тонн пара/в час.
14-давление-1,4 МПа.
250-температура перегретого пара-250 `C
ГМ- вид топлива: ГМ- жидкое топливо (газ, мазут и т.д.), О-котел в обшивке и изоляции.

Технологические решения ТМ4
Общие данные
Компоновка оборудования. План на отм. 0.000. Вид сверху. Разрезы А-А, Б-Б
Газоходы котла ДЕ-25-14ГМ. План
Газоходы котла ДЕ-25-14ГМ. Разрезы А-А, Б-Б. Узел I
Газоходы котла ДЕ-25-14ГМ. Разрез В-В. План Г-Г
Воздуховоды котла ДЕ-25-14ГМ. Разрезы А-А, Б-Б. Узел I. План на отм. 2.700
Трубопроводы питательной воды. План. Разрез А-А
Трубопроводы пара Р = 1,37 МПа (14 кгс/кв. см). План. Разрезы А-А, Б-Б, В-В
Паромазутопроводы в пределах котла ДЕ-25-14ГМ. План. Разрезы А-А, Б-Б
Трубопроводы выхлопа, продувки и дренажа котла ДЕ-25-14ГМ. План. Разрез А-А
Трубопроводы выхлопа, продувки и дренажа котла ДЕ-25-14ГМ. Разрезы Б-Б, В-В, Г-Г
Трубопроводы обвязки КТАН`а-0,8УГ и калорифера КПЗ-11-СК-0,1УЗ. План. Разрезы А-А, Б-Б
Схема дренажей и продувки трубопровода пара Р = 1,37 МПа (14 кгс/кв. см)
Дополнительные лестницы котла ДЕ-25-14ГМ. План. Разрез А-А
Продувочное устройство Ду32. Разрез А-А
Общий вид тепловой изоляции для участка плоской стенки. Задание на разработку
Газоснабжение ГСВ2
Общие данные
Газооборудование котла ДЕ-25-14ГМ. Фронт котла. План
Спецификация на газооборудование котла ДЕ-25-14ГМ
Газооборудование экономайзера ЭБ1-808И. Вид А
Конструкции железобетонные КЖ2
Схема расположения подвесок. Общие данные
Схема расположения подземных конструкций
Фрагмент 1. Разрез 7-7. ФОМ1. Опалубка и армирование
ФОМ2. Опалубка и армирование. Разрезы 2-2…8-8; сечение а-а
Схема расположения металлических конструкций
Металлические рамы МР1, МР2
Металлическая рама МР3. Площадка Л1
Техническая спецификация металла
Автоматизация АТМ2
Котел ДЕ-25-14ГМ. Общие данные
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема автоматизации
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема электрическая принципиальная питания
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема электрическая принципиальная управления задвижкой на паре
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема электрическая принципиальная управления задвижкой на мазутопроводе
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема электрическая принципиальная регулятора топлива
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема электрическая принципиальная регулятора уровня
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема электрическая принципиальная регулятора воздуха
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема электрическая принципиальная регулятора разряжения
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема соединений внешних проводок
Котел ДЕ-25-14ГМ. Схема подключений внешних проводок
Газоимпульсная очистка. Схема автоматизации соединений внешних проводок и подключения
Котел ДЕ-25-14ГМ. План расположения
Котел ДЕ-25-14ГМ. Установка МЭО-100/25-0,25У к клапану 9с-4-2 на мазутопроводе к котлу
Котел ДЕ-25-14ГМ. Установка МЭО-100/25-0,25У к клапану КРП-50м на трубопроводе питательной воды к котлу
Котел ДЕ-25-14ГМ. Установка МЭО-250/63-0,25У к дымососу ДН-12,5
Котел ДЕ-25-14ГМ. Установка МЭО-100/25-0,25У к вентилятору ВДН-11,2
Котел ДЕ-25-14ГМ. Установка МЭО-100/25-0,25У к затвору дисковому регулирующему 32ЦО22БК Ду150
Котел ДЕ-25-14ГМ. Установка электромагнита МИС-4100 на клапане предохранительном запорном типа ПКН Ду200

Основными элементами котлов являются:

1.Верхний и нижний барабаны;

3.Левый топочный экран - газоплотный;

5.Правый топочный экран, трубы которого выполнены в виде и перекрывают потолок и нижнюю часть топки (под);

5.Фронтовой экран;

6.Задний экран;

7.Два коллектора заднего топочного экрана, выполнены 0 159*6 мм;

8.Конвективный пучок труб;

9.Обмуровка;

10.Металлический каркас;

11.Металлическая обшивка;

12.Гарнитура;

13.Арматура;

14.Контрольно-измерительные приборы;

15.Три опускные трубы, 0 159*6 мм у котлов паропроизводительностью до 16 т/ч и 0 219*6 мм у котлов ДЕ-25-14;

16.Рециркуляционная труба заднего экрана;

17.Обдувочное устройство расположено с левой стороны конвективного пучка;

18.Трубопроводы котла.

Барабаны котлов выполнены, из качественной стали марки 16 ГС, внутренний диаметр 1000 мм. Толщина стенок барабанов 13 мм. Конвективный пучок выполнен по всей длине барабанов из труб диаметром 51ˣ2,5 мм. Левый топочный экран выполнен из труб 0 51*4 мм. Правый топочный экран, фронтовой и задний экраны выполнены из труб d = 51˟2,5 мм. Два коллектора заднего экрана выполнены из труб d = 159ˣ6 мм. Рециркуляционная труба выполнена трубой диаметром 76ˣ3,5 мм. Три опускные трубы - диаметром 259ˣ6 мм (котлы ДЕ-25-14).

Длина цилиндрической части барабанов увеличивается от 2250 мм для котлов ДЕ-4-14 до 7500 мм для котлов ДЕ-25-14. Межцентровое расстояние барабанов - 2750 мм. Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах барабанов имеются лазы.

Ширина конвективного пучка составляет 890 мм для котлов 4; 6.5 и 16 т. пара и 1000 мм для котлов паропроизводительностью 10 и 25 т. пара в час.

Шаг труб конвективного пучка вдоль барабанов 90 мм, поперечный -110 мм. Средний ряд труб конвективного пучка по оси барабанов имеет шаг -120 мм. Трубы наружного ряда конвективного пучка имеют продольный шаг -55 мм. На вводе в барабаны трубы разведены в два ряда.

В конвективных пучках котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т. пара в час для обеспечения необходимых скоростей дымовых газов устанавливаются продольные, стальные перегородки

Котлы паропроизводительностью 16 и 25 тонн пара в час перегородок в конвективном пучке не имеют, а скорость движения дымовых газов поддерживается изменением ширины конвективного пучка (1000 мм).

Конвективный пучок от топочной камеры отделен газоплотным левым топочным экраном. Газоплотность обеспечивается приводкой металлических пластин между труб по всей их высоте от нижнего барабана до верхнего барабана.

В задней части левого топочного экрана металлические пластины (проставки) не устанавливают трубы задней части конвективного пучка выполнены коридорно и образуют «окна» для поступления дымовых газов из топки в конвективный пучок.


Участки разводки экранных труб на вводе в барабаны уплотняются шамотобетоном.


Трубы правого топочного экрана образуют под и потолок топки.

Трубы фронтового экрана в количестве 4-х или 2-х (различные модификации котлов) окаймляют горелочную амбразуру справа и слева и вводятся в верхний и нижний барабаны (см. на рисунке).

Котел ДЕ-25-14 ГМ (Вид сзади)

Поперечное сечение топочной камеры для всех котлов одинаково. Средняя высота топочной камеры составляет 2400 мм, ширина 1790 мм. Глубина топочной камеры увеличивается с повышением паропроизводительности котлов от 1930 мм для котлов ДЕ-4-14 до 6960 мм для котлов 25 тонн пара в час.

Основная часть труб конвективного пучка, правого топочного экрана, а также трубы фронтового экрана присоединяются к барабанам развальцовкой.

Трубы газоплотной перегородки, а также часть труб правого топочного экрана и наружного ряда конвективного пучка привариваются к барабанам электросваркой.

Трубы заднего экрана топки привариваются к нижнему и верхнему коллекторам 0 159*6 мм. Коллекторы в свою очередь привариваются к верхнему и нижнему барабанам.

Концы коллекторов со стороны противоположной барабанов соединяются необогреваемой рециркуляционной трубой 0 76*3,5 мм.

На всех котлах для защиты от перегрева со стороны топки рециркуляционной трубы и коллекторов и труб заднего экрана, в топочной камере устанавливаются две тубы 0 51 *2,5 мм, присоединяемые к барабанам развальцовкой (см. рис. № 2 стр. 6).

В котлах ДЕ паропроизводительностью до 10 т/ч выделяют четыре циркуляционных контура:

Контур циркуляции воды конвективного пучка и левого топочного экрана;

Контур циркуляционной воды правого топочного экрана;

Контур циркуляции воды фронтового экрана;

Контур циркуляции воды заднего топочного экрана.

В котлах ДЕ-16-14 и ДЕ-25-14 имеющих внутри барабанов перегородки и 2-х ступенчатое испарение, циркуляция воды значительно сложнее.

Котлы паропроизводительностью 4; 6,5 и 10т пара в час работают с одноступенчатым испарением. В котлах паропроизводительностью 16 и 25 т пара в час применено 2-х ступенчатое испарение. В этих целях в барабанах выполнены металлические перегородки делящие барабаны на два отсека: большой отсек - чистовой и малый отсек- солевой. В верхнем барабане перегородка выполнена не сплошная, то есть не на весь диаметр барабана.

В нижнем барабане перегородка установлена сплошная.

Во вторую ступень испарения при помощи поперечных перегородок в барабанах вынесены:

Задняя часть левого и правого экранов топки;

Задний экран;

Часть конвективного пучка труб, расположенных в зоне с более высокими температурами дымовых газов.

Питание водой второй ступени верхнего барабана осуществляется по переливной трубе 0133 мм длиной не менее 2-х метров, проходящей через разделительную перегородку верхнего барабана.

Контур второй ступени испарения имеет три опускные необогреваемые трубы 0159*6 мм, у котлов ДЕ паропроизводительностью до 16 т пара в час и 0 219*6 мм у котлов ДЕ-25-14.

Опускная система контура солевого отсека состоит из необогреваемых труб. Опускная система первой ступени испарения состоит из последних по ходу газов рядов труб конвективного пучка.

В паровом объеме верхнего барабана размещены сепарационные устройства: дырчатый металлический лист и пластинчатые сепараторы.

В водяном объеме верхнего барабана находится питательная труба, труба для ввода химреагентов. Направляющие щиты и козырьки для очистки пара от солей жесткости.

В верхнем барабане котла также расположены успокоительные колонки и импульсные трубки из чистового и солевого отсеков к указателям уровня воды.

Указатели уровня воды присоединяются к трубам (импульсные трубы) идущим из парового и водяного объемов из чистового и солевого отсеков верхнего барабана.

Наша фирма принимала активное участие в подготовке проекта, поставке и пуско-наладке парового котла ДЕ-25 с горелкой "Weishaupt" WKG 80/3-A, исп. ZM-NR, установленного в Калужской области. В связи с выходом из строя старого парового котла ДЕ-25 было принято решение о полной его замене. Новый котел поставлялся с Бийского котельного завода посредством железнодорожного транспорта.
Современный паровой котел ДЕ 25-14 ГМО представляет собой изделие полной заводской готовности - поставляется единым транспортабельным блоком в обмуровке и обшивке, в отличие от старого котла в тяжелой обмуровке.
Вышедший из строя котел ДЕ 25 был демонтирован.


На его место (путем частичной разборки перекрытий) установили новый паровой котел. При этом потребовалось доработка фундаментов (компоновка и геометрические размеры старого и нового котла не совпадают) и изменение схемы газопровода. Применение автоматизированной модулируемой горелки "Weishaupt" вызвало необходимость значительного увеличения давления в подающем газопроводе (до 4 кгс/см 2), что повлекло за собой проектирование и монтаж новой линии газопровода. Поскольку котел изначально был адаптирован заводом-изготовителем под установку горелки "Weishaupt", проекта привязки горелки к котлу не потребовалось.



По результатам согласований с заказчиком была принята следующая комплектация: горелка "Weishaupt" WKG 80/3-A, исп. ZM-NR, DN 150 поставлялась в комплекте с газовой рампой и шкафом управления горелкой, а также с дутьевым вентилятором. Газовая рампа горелки включает в себя двойной магнитный клапан, регулятор высокого давления газа, фильтр, шаровый кран, а также автоматику безопасности, блок проверки герметичности клапанов, соединительные и монтажные элементы. Дымосос и экономайзер оставили существующие. В целях уменьшения стоимости проекта было решено отказаться от модулей частотного управления двигателями вентилятора и дымососа, однако предусмотрели возможность их установки в будущем. Для этого на горелке был установлен менеджер горения W-FM 200, включающий модуль частотного регулирования. Таким образом, примерная стоимость поставки указанной комплектации горелки составила 3500000 руб (включая шкаф управления и вентиляторную станцию, с учетом НДС).
Другие затраты в части проектирования газопроводов, доработок фундаментов и корректировки технологических схем составили около 200000 руб, затраты на собственно монтажные и пуско-наладочные работы составили около 800000 руб (вкл. НДС). Стоимость нового парового котла ДЕ 25-14 ГМО в обмуровке составила примерно 3000000 руб. (вкл. НДС). Таким образом, затраты на приобретение оборудования и все работы по замене парового котла ДЕ 25 на новый с применением автоматизированной модулируемой горелки Weishaupt составили ориентировочно 7500000 руб. с учетом НДС.






Монтаж горелки на котел не вызвал затруднений. По условиям работы котельной установки на момент проведения замеров паропроизводительность котла была ограничена 20т. пара в час. Результаты замеров приведены в следующей таблице:

Ед. изм. Значение

Паропроизодительность котла

Т/ч 19,61

Расход топлива

М 3 /ч 1384,21

3

Температура воздуха перед горелками

4 5 107,0

Температура питательной воды до/после экономайзера

O C 80/120

Давление воды на входе в котел

Кгс/см 2 8,0

Давление пара в барабане котла

Кгс/см 2 7,5

Разрежение в топке котла

Па 0

12

Ppm 23

14

Коэффициент избытка воздуха за котлом

Потери тепла с уходящими газами

То же от химического недожога топлива

То же в окружающую среду

18

КПД котла

Наименование параметра работы парового котла ДЕ 25
1
2

Температура уходящих газов за котлом

o C 282,5

Температура уходящих газов за экономайзером

o C
6
7
8 9
10
11
13
15
16
17

Из выявленных некритичных недостатков работы котельной установки в целом следует отметить отставание срабатывания устаревшего привода заслонки дымососа от изменения разрежения в топке, вызванного работой более скоростного современного сервопривода шибера дутьевого вентилятора, установленного на горелке. При этом наблюдаются колебания разрежения/наддува в топке парового котла при резких изменениях потребления пара. Проблема не является принципиальной, и может быть окончательно устранена установкой частотных регуляторов на электродвигатели вентилятора и дымососа.
На данный момент паровой котел ДЕ-25/14 ГМО сдан в эксплуатацию и эксплуатируется в обычном режиме. Автоматика модулируемой горелки четко обеспечивает заданное давление пара, плавно понижая или повышая теплопроизводительность горелки. Достигнуто значительное увеличение точности регулирования, участие персонала котельной в процессе работы котельной установки стало минимальным, вырос уровень безопасность объекта в целом, сократился расход газа. Нареканий на работу котла нет.

Приложение:
перечень основного оборудования, смонтированного на объекте.

Ед. изм. Значение

Тип парового котла

- ДЕ-25/14ГМО

2

Паропроизводительность котла

Т/ч 25

3 4 насыщенный

Поверхность нагрева (полная)

М 2 271

Наименование оборудования и параметров
1. Котлоагрегат (общие данные)
1

Расчетное давление пара

кгс/см 2 13

Расчетная температура пара

o C
5
6

ДЕ-25-14 ГМ-О - паровой газомазутный вертикально-водотрубный котёл, предназначенный для выработки насыщенного или перегретого до 225 °С пара, используемого на технологические нужды, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Отличительной особенностью котла, как и всей серии паровых котлов ДЕ, является расположение топочной камеры сбоку конвективного пучка, образованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах.

Технические характеристики котла ДЕ-25-14 ГМ-О

Наименование показателя Значение
Тип котла Паровой
Вид расчетного топлива Газ, жидкое топливо
Паропроиз-ть, т/ч 25
Рабочее (избыточное) давление теплоносителя на выходе, МПа (кгс/см 2) 1,3 (13,0)
Температура пара на выходе, °С насыщенный, 194; перегретый, 225
Температура питательной воды, °С 100
Расчетный КПД, % 93
Расчетный КПД (2), % 90
Расход расчетного топлива, кг/ч 1762
Расход расчетного топлива (2), кг/ч 1670
Габариты транспортабельного блока, LxBxH, мм 9250х3090х4032
Габариты компоновки, LxBxH, мм 10095х5240х6117
Масса транспортабельного блока котла, кг 23765

Комплектация парового котла ДЕ-25-14 ГМ-О

Устройство и принципы работы ДЕ-25-14

Котлы типа ДЕ (Е) состоят из верхнего и нижнего барабанов, трубной системы и комплектующих. В качестве хвостовых поверхностей нагрева применяются стальные или чугунные экономайзеры. Котлы могут комплектоваться как отечественными, так и импортными горелками. Котлы типа ДЕ, могут оборудоваться системой очистки поверхностей нагрева.

Для всех типоразмеров котлов внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов составляет 1000 мм. Поперечное сечение топочной камеры также одинаково для всех котлов. Однако, глубина топочной камеры увеличивается с повышением паропроизводительности котлов.

Топочная камера котлов ДЕ размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Топочный блок образуется конвективным пучком, фронтовым, боковым и задним экранами. Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой, в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок. Для поддержания необходимого уровня скорости газов в конвективных пучках устанавливаются продольные ступенчатые перегородки, изменяется ширина пучка. Дымовые газы, проходя по всему сечению конвективного пучка, выходят через переднюю стенку в газовый короб, который размещён над топочной камерой, и по нему проходят к расположенному сзади котла экономайзеру.

В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба и труба для ввода сульфатов, в паровом объёме – сепарационные устройства. В нижнем барабане размещаются устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды, перфорированные трубы непрерывной продувки.

В котлах типа ДЕ применена схема одноступенчатого испарения. Вода циркулирует следующим образом: питательная подогретая вода подается в верхний барабан под уровень воды. В нижний барабан вода поступает по экранным трубам. Из нижнего барабана вода поступает в конвективный пучок, под нагревом превращаясь в пароводяную смесь, поднимается в верхний барабан.

На верхнем барабане котла устанавливается следующая арматура: главная паровая задвижка, клапаны для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды. Каждый котел снабжен манометром, двумя пружинными предохранительными клапанами, один из которых является контрольным клапаном. Для удобства обслуживания котлы ДЕ оснащаются лестницами и площадками.