LD
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

Анализ режимов работы дымовой трубы при переводе котла на сжигание природного газа

С.В. Головатый, инженер;
А.В. Лесных, старший преподаватель;
д.т.н. К.А. Штым, профессор, заместитель заведующего кафедрой по научной работе, кафедра теплоэнергетики и теплотехники Инженерной школы, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток

Дымовые трубы работают в сложных условиях: при перепадах температуры, давления, влажности, агрессивном воздействии дымовых газов, ветровых нагрузках и нагрузках от собственной массы. В результате механических (силовых и температурных), химических и комбинированных воздействий возникают повреждения конструкций дымовых труб.

Одной из проблем перевода тепловых источников на сжигание природного газа является возможность конденсации водяных паров дымовых газов в дымовых трубах. В свою очередь, образование конденсата на внутренней поверхности дымовых труб и последствия этого негативного процесса (такие, как намокание несущих конструкций, увеличение коэффициента теплопроводности стенок, размораживание и т.д.) приводят к следующим наиболее распространенным повреждениям конструкций:

1) разрушение защитного слоя железобетонных труб, обнажение и коррозия арматуры;

2) разрушение кирпича кирпичных труб;

3) интенсивная сульфатная коррозия внутренней поверхности бетона ствола железобетонных труб;

4) разрушение теплоизоляции;

5) пустошовка в кладке футеровки, снижение газоплотности и прочности футеровки;

6) разрушение кирпичной кладки футеровки железобетонных и кирпичных дымовых труб лещадками (поверхностное разрушение, отслаивание. - Прим. ред.);

7) пониженная прочность монолитной футеровки железобетонных труб.

Многолетний опыт эксплуатации дымовых труб подтверждает связь вышеописанных повреждений с конденсатообразованием: например, в процессе визуального осмотра внутренней и наружной поверхностей стволов дымовых труб различных котельных были выявлены следующие характерные повреждения: глубокие эрозийные повреждения практически по всей высоте трубы; в зонах активной конденсации водяных паров наблюдается разрушение кирпича на глубину до 120 мм, хотя при этом поверхность ствола находится в работоспособном состоянии.

Необходимо отметить, что для разных видов топлива содержание водяных паров в дымовых газах будет различным. Так, наибольшее количество влаги содержится в дымовых газах природного газа, а наименьшее количество водяных паров содержится в продуктах сгорания мазута и угля (таблица).

Таблица. Состав уходящих газов при сжигании природного газа.

Объектом исследования является кирпичная дымовая труба высотой H=80 м, предназначенная для удаления дымовых газов 5 паровых котлов ДЕ-16-14. Для данной дымовой трубы проводились измерения при температуре наружного воздуха -5 ОС и скорости ветра 5 м/с. На момент проведения измерений в работе находились два котла, ДЕ-16-14: ст. № 4 с нагрузкой 8,6 т/ч (53,7% номинальной) и ст. № 5 с нагрузкой 9,5 т/ч (59,3% от номинальной), параметры работы которых использовались для задания граничных условий. Температура уходящих газов составила 124 ОС на котле ст. № 4 и 135 ОС - на котле ст. № 5. Температура уходящих газов на входе в дымовую трубу составила 130 ОС. Коэффициент избытка воздуха на входе в дымовую трубу составил α=1,31 (О2=5%). Суммарный расход дымовых газов - 14,95 тыс. м3/ч.

На основании результатов измерений было произведено моделирование различных режимов работы дымовой трубы. Измеренные состав и температура дымовых газов учитывались при расчете характеристик потока дымовых газов. В расчете учитывались метеорологические и климатологические условия на момент проведения измерений (температура наружного воздуха, скорость ветра). В процессе моделирования для анализа были рассчитаны режимы работы теплоисточника при нагрузках и климатических условиях на момент измерений. Как известно, температура конденсации водяных паров уходящих газов в дымовых трубах начинается при температурах внутренней поверхности 65-70 ОС.

По результатам расчета на образование конденсата при режиме работы теплоисточника, на момент измерений температура дымовых газов на внутренней поверхности трубы составляла 35-70 ОС. При данных условиях на всей поверхности трубы возможно образование конденсата водяных паров. Для предотвращения образования конденсата водяных паров на внутренней поверхности дымовой трубы был подобран режим работы оборудования котельной, который обеспечит достаточный расход дымовых газов и температуру на внутренней поверхности дымовой трубы не ниже 70 ОС. Для исключения образования конденсата на внутренней поверхности дымовой трубы необходимо вести работу с тремя котлами на номинальной нагрузке Dном при -20 ОС и двумя котлами при +5 ОС.

На рисунке приведена зависимость расхода уходящих газов (с температурой 140 ОС) через дымовую трубу от температуры наружного воздуха.

Литература

1. Использование вторичных энергетических ресурсов/ О. Л. Данилов, В. А. Мунц; УГТУ-УПИ. - Екатеринбург: УГТУ- УПИ, 2008. - 153 с.

2. Рабочие процессы и вопросы усовершенствования конвективных поверхностей котельных агрегатов/ Н.В. Кузнецов; Госэнергоиздат, 1958. - 17 с.

С.В. Головатый, А.В. Лесных, К.А. Штым, Анализ режимов работы дымовой трубы при переводе котла на сжигание природного газа

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» №8 (192) 2016 г. , www.rosteplo.ru/nt/192

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств. Эффективней пластинчатого!

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru

Программы Auditor