Водогрейный котел квгм 20 принцип работы

Конструкция

Горелочные устройства

Преимущества

Техническое задание:

«Разработка системы автоматического регулирования котла КВГМ-20» ВВЕДЕНИЕ.

ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА КВГМ-20

Водогрейный стационарный котел теплопроизводительностью 26,28 (20) МВт (Ткал/час) предназначен для получения горячей воды с номинальной температурой до 150 ОС.

Котел оборудован одной газовой горелкой типа РГМГ-20. Тягодутьевое оборудование котла включает вентилятор дутьевого воздуха и дымосос. Технические характеристики тягодутьевого оборудования приведены в таблице 1.

Таблица!.

Забор дутьевого воздуха производится из воздухозаборной шахты, воздух в которую при плюсовой температуре наружного воздуха поступает с улицы, а при минусовых температурах наружного воздуха частично с улицы, частично из помещения станции.

Номинальное давление газа перед горелкой 0,34 кгс/см2. Номинальное разрежение в топке котла - 6,5 кгс/см2.

В настоящее время на котле установлены следующие системы автоматического регулирования (САР):

1. САР давления газа. Регулятор поддерживает давление газа перед горелкой в соответствии с заданием, изменяя положение поворотно-регулирующей заслонки (ПРЗ). Задание формируется оператором в зависимости от требуемой температуры прямой сетевой воды на выходе из котла.

2. САР соотношения газ-воздух. Регулятор поддерживает зависимость между
давлением газа и давлением воздуха, обеспечивая соотношение, необходимое
для обеспечения полноты сгорания. Зависимость газ-воздух устанавливается в
процессе режимных испытаний. Задание устанавливается оператором в соответ
ствии с требованиями режимной карты: с учетом текущего давления газа и тем
пературы дутьевого воздуха. Регулирование осуществляется воздействием на
направляющий аппарат вентилятора.

3. САР разрежения в топке котла. Регулятор поддерживает постоянное разреже
ние в верхней части топки котла. Регулирование осуществляется воздействием
на направляющий аппарат дымососа.

Системы реализованы на регуляторах Р25 производства МЗТА.

ЦЕЛЬ РАЗРАБОТКИ.

Должна быть создана система автоматического регулирования с применением современных аппаратных и программных средств для решения следующих задач:

Обеспечение автоматической работы котла в базовом и переходных режимах,
связанных с изменением нагрузки;

Повышение экономичности работы котла (уменьшение потребления электро
энергии), за счет регулирования давления дутьевого воздуха и разрежения в
топке котла изменением скорости вращения электродвигателей вентилятора и
дымососа с помощью преобразователей частоты.

Увеличение экономичности процесса горения за счет введения корректирую
щего сигнала по соотношению О2 и СО, что обеспечивает более точное под
держание коэффициента избытка воздуха.

Облегчение работы оперативного персонала.

Пояснительная записка.

1. Общее описание системы.

1.1 Система автоматического регулирования (САР) котла КВ-ГМ-20 выполняет следующие функции:

обеспечивает автоматическую работу котла в базовом и переходных режимах,связанных с изменением нагрузки; повышает экономичность работы котла (уменьшение потребления электроэнергии) за счет регулирования расходов дутьевого воздуха и дымовых газов изменением числа оборотов электродвигателей дымососа и вентилятора преобразователями частоты;

увеличивает экономичность процесса горения за счет введения корректирующего сигнала по содержанию О 2 и СО, что обеспечивает более точное поддержание коэффициента избытка воздуха;

облегчает работу оперативного персонала. 1.2. В состав САР входят 3 регулятора Регулятор тепловой нагрузки котла (2 варианта): Вариант! : Регулятор температуры прямой сетевой воды Вариант 2: Регулятор температуры воды за котлам Регулятор соотношения газ-воздух (регулятор давления дутьевого воздуха)

Регулятор разрежения в топке котла

1.2 Общим управляющим устройством для всех регуляторов является контроллер технологический моноблочный ТКМ52.3
(АО «Текон») (АС1)

1.3 Информация о текущих значениях параметров технологических процессов, необходимых для формирования требуемых
алгоритмов регулирования.поступает от датчиков. За базовый аналоговый сигнал датчиков принят унифицированный сигнал
4....20мА.

Датчики (бесшкальные измерительные преобразователи) расположены вблизи или по месту измерения. Датчики подсоединены ко вторичным преобразователям (цифровым измерителям -регуляторам технологическим) типа ИРТ -5920 (PN 1... .и PN 7, PNS1, PNS2). На фасаде этих приборов имеются цифровые индикаторы, отображающие измеряемые величины в натуральную виде. Прибор ИРТ 5920 имеет встроенный модуль токового выхода 4... .20мА, пропорциональный измеряемому параметру. Этот сигнал поступает на аналоговый вход контроллера.

Для контроля параметров уходящих газов (Т °С, содержание О 2 ,СО, NO) использован газоанализатор типа КГА-8С (BQ). Для цифровой индикации и записи на бумагу параметров использованы регистраторы многоканальные технологические типа РМТ 49D/3. Данная система измерения и индикации позволяет полностью сохранить контроль за всеми технологическими параметрами котла при полностью отключенном контроллере и работе котла в режиме ручного поддержания технологических параметров котла.

1.4 Перечень измеряемых технологических параметров Соответствующих датчиков и вторичных преобразователей.

Водогрейные водотрубные котлы серии КВ-ГМ предназначены для отопления и горячего водоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных объектов. Котел представляет собой теплоагрегат, подогревающий воду тепловых сетей напрямую или через теплообменники. Котел рассчитан на подогрев воды с температурными графиками 95\70,115\70,150\70 с постоянным расходом воды через котел в диапазоне регулирования нагрузки. Диапазон регулирования нагрузки – 30–100%. Котлы работают на природном газе, дизельном топливе, мазуте, твердом топливе.

Котел КВ-ГМ – водогрейный водотрубный газоплотный, с горизонтальным или вертикальным расположением поверхностей нагрева. Котлы по движению дымовых газов являются одноходовыми (пролетными), двухходовыми, трехходовыми. Конструкция котла включает в себя топочную камеру и конвективную поверхность нагрева, расположенную за топочной камерой. Топочная камера котла и конвективная часть экранированы мембранными панелями, собранными из труб диаметром 51х4,0 мм, с вваренными проставками, обеспечивающими газоплотность котла для работы под наддувом. Конвективная поверхность нагрева состоит из определенного количества пакетов. Каждый пакет набирается из горизонтально или вертикально расположенных ширм, выполненных из U-образных труб диаметром 28х3 мм. Дренажи и воздушники изготовлены из труб диаметром 28х3 мм. В конструкции котла предусмотрены необходимые лючки и гляделки для эксплуатации котла. Газоплотное исполнение котла позволяет применить легкую теплоизоляцию толщиной 50 мм с декоративной обшивкой. Возможно также применение котлов для работы с разрежением.

Котлы КВ-ГМ применяются с современными автоматизированными горелочными устройствами ведущих европейских и российских производителей, согласованных к применению заводом-изготовителем котлов.

Электродвигатель

Высокий КПД – обеспечивается конструкцией котлов и характеризуется стабильно высоким значением на разных нагрузках.
Котлы имеют газоплотное исполнение – это стабильные характеристики котла в процессе длительной эксплуатации.
Низкие выбросы NOx – гарантируются расчетной конструкцией топочной камеры и эффективным сжиганием топлива на современных автоматизированных горелочных устройствах.
Быстрый выход котла на заданный режим – обеспечивается малым объемом воды в котле и высокими скоростями движения воды в трубах.
Надежная и простая конструкция котлов, большой срок службы – учтены требования и опыт эксплуатации российских тепловых сетей, нормативный срок службы котлов составляет 20 лет.
Возможность использования котлов в открытых схемах теплоснабжения – является важным преимуществом водотрубных котлов, в отличие от котлов жаротрубной конструкции.
Высокая ремонтопригодность – это доступность к любому узлу котла, что позволяет быстро и с наименьшими затратами выполнять необходимый ремонт.
Блочная поставка котлов – качественное изготовление котлов в заводских условиях, значительно сокращает затраты и время на проведение монтажных работ, транспортировку до стройплощадки.
Широкий типоразмерный ряд котлов КВ-ГМ – позволяет правильно выбирать мощности и квалифицированно выполнять проекты квартальных и районных котельных, а также проводить реконструкцию существующих котельных с заменой котлов других производителей.
Оптимальное соотношение цена/качество котлов – позволяет значительно уменьшить и оптимизировать капитальные затраты на строительство источников районного теплоснабжения.
Применение котлов с горелками ведущих европейских и российских производителей.

Котлы имеют современную и надежную конструкцию, производятся серийно заводом-изготовителем и поставляются заказчикам как:

Одноходовые (пролетные) по дымовым газам
13 типоразмеров / 22 модификации
Температурные графики 95\70 °С, 115\70 °С, 150\70 °С
Все котлы сертифицированы по системе ГОСТ Р и имеют разрешение на применение Ростехнадзора РФ
Нормативный срок эксплуатации составляет не менее 20 лет

Котлы водогрейные газомазутные КВ-ГМ-10-150, КВ-ГМ-20-150, КВ-ГМ-30-150 предназначены для нагрева воды систем теплоснабжения до 150 °С, выполнены в горизонтальной компоновке и имеют топочную камеру с горизонтальным потоком топочных газов и конвективную шахту, по которым топочные газы идут снизу вверх. Котлы поставляются двумя транспортабельными блоками, имеют одинаковую конструкцию и отличаются лишь глубиной топочной камеры и конвективной шахты. Ширина между осями труб боковых экранов составляет 2580 мм. В табл. 6.1 и П2 приведены технические характеристики, а на рис. П18 - профиль котлов КВ-ГМ-10 (-20, -30).

Характеристика котла
Теплопроизводительность, Гкал/ч, МВт
КПД, %: на газе / на мазуте
Расход топлива: газ, м3/ч / мазут, кг/ч
Расход воды, т/ч
Радиационная поверхность,
Конвективная поверхность,
Температура уходящих газов: газ/мазут

Топочная камера (топочный блок) полностью экранирована трубами диаметром 60 х 3 мм с шагом 64 мм, которые образуют:

Левый и правый боковые экраны топки - вертикальные трубы, приваренные к нижним и верхним коллекторам;

Передний (фронтовой) экран - изогнутые трубы, которые экранируют фронт и под (низ) топки; трубы приварены к переднему (фронтовому) и дальнему (подовому) коллекторам; передний (фронтовой) коллектор расположен ближе к поду, а над ним установлена горелка;

Промежуточный (поворотный) экран - вертикально-изогнутые трубы, установленные в два ряда, которые приварены к верхнему и нижнему коллекторам и выполнены в виде газоплотного экрана; поворотный экран не доходит до потолка топки, оставляя окно для прохода топочных газов из топки в камеру догорания.

Конвективный блок (шахта) имеет:

Фестонный экран - вертикально-изогнутые трубы, приваренные к верхнему и нижнему коллекторам, причем в верхней части трубы выполнены в виде газоплотного цельносварного экрана, а в нижней части стены трубы разведены в четырехрядный фестон; фестонный экран является одновременно задним экраном топки;

Заднюю стенку - вертикальные трубы, приваренные к верхнему и нижнему коллекторам;

Левую и правую боковые стенки шахты - вертикальные стояки (трубы диметром 83 х 3,5 мм, установленные с шагом 128 мм), приваренные к верхним и нижним коллекторам, а в эти стояки вварены три пакета горизонтально расположенных U-образных ширм, выполненных из труб диаметром 28 х 3 мм.

На фронтовой стенке топки устанавливается одна газомазутная горелка РГМГ. Между промежуточным (поворотным) экраном топки и фестонным экраном расположена камера догорания. В соответствующих местах верхних и нижних коллекторов экранов топки и стенок конвективной шахты установлены заглушки (перегородки) для обеспечения многоходового движения воды по трубам - вверх, вниз и так далее. Для поддержания скоростей движения в пределах 0,9.1,9 м/с каждый тип котла имеет различное число ходов воды.

Трубы задней стенки шахты имеют диаметр 60 х 3 мм и установлены с шагом 64 мм, а трубы фестонного экрана - диаметр 60 х 3 мм и установлены с шагом s1 = 256 мм и s2 = 180 мм. Все коллекторы и перепускные трубы имеют диаметр 219 х 10 мм. Все верхние коллекторы топки и конвективной шахты имеют воздушники для выпуска воздуха (при заполнении котла водой), а нижние - спускные вентили.

Газовоздушный тракт. Топливо и воздух подаются в горелку, а в топке образуется факел горения. Теплота от топочных газов в топке передается всем экранным трубам (радиационным поверхностям нагрева), а от труб теплота передается воде, циркулирующей по экранам. Из топки, огибая сверху промежуточный (поворотный) газоплотный экран, топочные газы входят в камеру догорания, затем внизу проходят четырехрядный фестон, попадают в конвективную шахту, где теплота передается воде, циркулирующей по пакетам секций (ширм) и, пройдя шахту снизу вверх, топочные газы дымососом удаляются в дымовую трубу и в атмосферу.

Для удаления загрязнений и отложений с наружной поверхности труб конвективной шахты котлы оборудуются дробеочисткой, использующей чугунную дробь, которая подается в конвективную шахту.

Движение воды в котле КВ-ГМ-10-150 показано на рис. 6.2.

Обратная сетевая вода с температурой 70 °С сетевым насосом подается в дальнюю (от фронта) часть нижнего коллектора левого бокового топочного экрана и распределяется по нему до заглушки.

После ряда подъемно-опускных движений по левому боковому экрану вода из нижнего коллектора по перепускной трубе переходит в фронтовой верхний коллектор переднего (фронтового) экрана.

Вход Выход

^" - " нижниеколлекторы; - верхние коллекторы

По левой стороне фронтового и подового экрана вода поступает в нижний, дальний коллектор, откуда после ряда подъемно-опускных движений по правой стороне экрана вновь возвращается в фронтовой верхний коллектор. По перепускной трубе вода поступает в нижний коллектор правого бокового топочного экрана и после ряда подъемно-опускных движений по нему, из нижнего коллектора, по перепускной трубе, переходит в нижний коллектор поворотного (промежуточного) экрана. После ряда подъемно-опускных движений по промежуточному экрану вода из нижнего коллектора, по перепускной трубе переходит в нижний коллектор фестонного экрана, проходит его, поднимаясь и опускаясь, и из верхнего коллектора фестонного экрана поступает в верхний коллектор правой боковой стены конвективной шахты.

По стоякам и U-образным пакетам секций вода проходит сверху вниз правую боковую стенку шахты и из нижнего коллектора переходит в нижний коллектор задней стены конвективной шахты. После ряда подъемно-опускных движений из верхнего коллектора заднего экрана вода переходит в верхний коллектор левой боковой стены конвективной шахты и, проходя по стоякам и U-образным ширмам сверху вниз, вода из нижнего коллектора с температурой 150°С идет в теплосеть.

Движение воды в водогрейном газомазутном котле КВ-ГМ-20-150 показано на рис. 6.3.

Движение воды в водогрейном газомазутном котле КВ-ГМ-30-150 показано на рис. 6.4.

Обмуровка всех котлов облегченная, закрепляемая на трубах. Кирпичная кладка имеется лишь под трубами подового экрана и на фронтовой стене, в которой выкладывается амбразура для горелки.

Неофициальная редакция

Инструкция №

для персонала котельной по обслуживанию

водогрейных котлов КВГМ-20, работающих на газообразном топливе.

I. Общие положения.

1.1 Настоящая инструкция содержит требования по обеспечению безопасной эксплуатации водогрейных котлов и составлена на основании типовой инструкции Госгортехнадзора Р.Ф.

1.2. К обслуживанию котлов допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение, медицинскую комиссию, имеющие удостоверение с фотографией на право обслуживания котлов, работающих на жидком топливе.

1.3. Повторная проверка персонала котельной проводится не реже одного раза в 12 месяцев.

1.4. При вступлении на дежурство персонал обязан ознакомиться с записями в журнале, проверить исправность оборудования и всех установленных в котельной котлов, газового оборудования, исправность освещения и телефона.

Прием и сдача дежурства должны оформляться старшим оператором записью в сменном журнале с указанием результатов проверки котлов и относящегося к ним оборудования (манометров, предохранительных клапанов, питательных приборов, средств автоматизации оборудования).

1.5. Не разрешается приемка и сдача смены во время ликвидации аварии.

1.6. Посторонним лицам доступ в котельную разрешается руководителем предприятия.

1.7. Помещение котельной, котлы и все оборудование, проходы должны содержаться в исправном состоянии и надлежащей чистоте.

1.8. Двери для выхода из котельной должны легко открываться наружу.

1.9. Ремонт элементов котлов разрешается производить только при полном отсутствии давления. Перед открытием люков и лючков, расположенных в пределах водяного пространства, вода из элементов котла должна быть слита.

1.10. Выполнение работ внутри топок и газоходах котла допускается производить только при температуре не выше 50 о С с письменного разрешения ответственного лица за исправное состояние и безопасную эксплуатацию котлов.

1.11. Перед началом ремонтных работ топка и газоходы должны быть хорошо провентилированы, освещены и надежно защищены от возможного проникновения газов и пыли из газоходов, работающих котлов.

1.12. Перед закрытием люков и лазов необходимо проверить, нет ли внутри котла людей или посторонних предметов.

2. Подготовка котла к растопке.

2.1. Перед растопкой котла следует проверить:

Исправность топки и газоходов, запорных и регулирующих устройств;

Исправность К.И.П., арматуры, питательных устройств, дымососов и вентиляторов;

Исправность оборудования для сжигания газового топлива;

Заполнение котла водой, путем пуска питательных и циркуляционных насосов;

Отсутствие заглушек на газопроводе, питательных материалах, продувочных линиях;

Отсутствие в топке людей и посторонних предметов.

2.2. Проверить по манометру соответствие давления газа, воздуха перед горелками при работающем вентиляторе.

2.3. Убедиться, что давление газа в ГРУ соответствует рабочему давлению 200 мм вод. столба

2.4. Провести продувку газопровода.

2.5. Провести контрольную опрессовку газопровода, для чего необходимо закрыть кран продувочной свечи и убедиться, что кран перед блока питания закрыт, а кран на манометр открыт. Открыть задвижку и после того, как давление на манометре возрастет до рабочего 200 мм, задвижку закрыть. Произвести обмыливание всех соединений и запорной арматуры на опуске перед котлом. Убедиться, что в течение 5 минут падения давления газа не происходит.

2.6. Отрегулировать тягу в верхней части топки, установив разрежение в топке 2-3 мм водного столба.

3. Растопка котла и включение.

3.1. Растопка котла должна производиться только при наличии письменного распоряжения в сменном журнале ответственного лица за газовое хозяйство. В распоряжении должны быть указаны продолжительность растопки, время, кто должен провести растопку.

3.2. Растопка котла должна проводиться в течении времени, установленного начальником котельной, при слабом огне, уменьшенной тяге.

При растопке котла следует обеспечить равномерный прогрев его частей.

3.3. Постепенно открывая задвижку на опуске перед котлом, закрыть продувочную свечу краном и убедиться, что давление газа соответствует рабочему давлению котла 200 мм вод столба.

3.4. Для запуска котла необходимо нажать кнопку «пуск», после чего загорается лампа «пуск»и гаснет лампа « котел отключен» Автоматически начинает отрабатываться программа розжига котла. После срабатывания стационарного запальника и появления факела запальника и появления факела запальника –открыть кран перед газовым блоком питания. В момент появления основного факела загорается лампа «малое горение» и гаснет лампа «пуск».

3.5. Записать в журнал время розжига и основные показания с этого котла. Перевод котла на «большое горение», если необходимо, осуществляется тумблером после прогрева котла в течение 45-50 минут на «малом горении». После перевода тумблера в положение «большое горение» загорается лампочка «большое горение»

3.6. Перевод работы котла с «большого горения» на «малое горение» также производиться тумблером.

3.7. Следить за температурой воды на выходе из котла, она не должен превышать установленной температуры.

Температуру воды на выходе держать согласно графику, т.е. в зависимости от наружной температуры воздуха.

4. Работа котла.

4.1. Во время дежурства персонал котельной должен следить за исправностью котла (котлов) и всего оборудования котельной, строго соблюдать установленный режим работы котла. Выявленные в процессе работы оборудования неисправности должны записываться в сменный журнал. Персонал должен принимать меры к устранению неисправностей. Если неисправности устранить собственными силами невозможно, то необходимо сообщить об этом начальнику котельной или лицу, ответственному за газовое хозяйство котельной.

4.2. Особое внимание необходимо обратить:

на температуру воды в тепловой сети;

на работу горелок, поддержание нормальных параметров газа и воздуха согласно режимной карты.

4.3. Проверка исправности манометра с помощью трехходовых кранов, проверка исправности предохранительного клапана продувной должна проводиться оператором ежесменно с записью в вахтенный журнал.

4.4. Если при работе котла погаснут все горелки или часть из них, следует немедленно преградить подачу газа к горелкам, провентилировать топку и горелки, открыть продувочную свечу. Выяснить и устранить причину нарушения режима горения и приступить к растопке по установленной схеме.

4.5. Во время работы котла запрещается производить подчеканку швов, заварку элементов котла.

4.6. Все устройства и приборы автоматического управления и безопасности котла должны поддерживаться в исправном состоянии и регулярно проверяться, в установленные сроки администрацией.

5. Аварийные остановы котла.

5.1. Если будет обнаружена неисправность предохранительного клапана.

5.2. При прекращении действия всех циркуляционных насосов.

5.3. При понижении разрежения менее 0,5 мм вод. ст.

5.4. При обнаружении в основных элементах котла будут обнаружены трещины, выпучины, пропуски в сварных швах.

5.5. При снижении и повышении давления газа.

5.6. При останове вентилятора и дымососа.

5.7. При прекращении подачи электроэнергии.

5.8. При возникновении пожара, угрожающего обслуживающему персоналу и котлу.

5.9. При повышении температуры воды за котлом более установленной величины.

Причины аварийной остановки котла должны быть записаны в сменном журнале.

При аварийной остановке котла необходимо:

п рекратить подачу газа, воздуха, открыть кран продувочной свечи;

после прекращения подачи топлива и прекращении горения можно открыть лазы в обмуровке;

перекрыть воду на котел и с котла, перейти работать на другой котел.

В случае возникновения в котельной пожара персонал должен вызвать пожарную охрану и принять все меры к тушению его, не прекращая наблюдения за котлами.

6. Остановка котла.

6.1. Производится только но письменному распоряжению ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию котельной.

6.2. Остановка производится плавным закрытием крана № 9 перед газовым блоком питания до полного его закрытия и погасания факела в топке.

6.3. После этого отключается сигнализация, перекрывается задвижка № 8 на опуске котла и открывается кран № 10 на продувочной свече.

6.4. Отключить автомат на блоке КСУ.

6.5. В целях снижения коррозии котла, после его остановки в резерв, необходимо держать его заполненным водой под давлением.

6.6. Если нет в работе другого котла, остановить циркулирующий насос.

6.7. Сделать запись в сменном журнале остановке котла.

7. Заключительные положения.

7.1. Администрация предприятия не должна давать персоналу указания, которые противоречат инструкциям и могут привести к аварии или несчастному случаю.

7.2. Рабочие несут ответственность за нарушение инструкции, относящейся к выполняемой ими работе в порядке, установленном правилами внутреннего трудового распорядка и уголовным кодексом Р.Ф.

Инструкцию разработал

Начальник котельной

Согласовано