Система газоімпульсного очищення

Огляд проблеми

У сучасних економічних умовах, коли більшість підприємств перебувають на межі виживання, у тому числі через різке підвищення цін на паливо, необхідно шукати нетрадиційні технічні рішення, що дозволяють економити паливо, особливо дефіцитне, як мазут. Одним з основних напрямків економії рідких і твердих видів палива (мазут, дизпаливо, вугілля, торф, деревні відходи та ін.) є підвищення ефективності роботи парових і водогрійних котлів, що спалюють ці види палива, за рахунок запобігання забруднення їх поверхонь нагріву золовими відкладеннями, у димових газах.

Довгий час основними способами очищення поверхонь нагріву парових і водогрійних котлів були, як правило, парова продування та дробоочищення.

День учорашній

Тривалий досвід експлуатації парових та водогрійних котлів, котлів-утилізаторів, нагрівальних печей нафтопереробних заводів, обладнаних традиційними засобами очищення поверхонь нагріву, показали їх недостатню ефективність та надійність, що значною мірою знижує економічність роботи котлоагрегатів (зменшує ККД на 2÷3%) та вимагає великих трудовитрат виробництва ручної очистки.

Крім того, ці способи очищення мають ряд інших істотних недоліків, а саме:

парова обдування, поряд зі значними енерго- та трудовитратами, сприяє корозійному та ерозійному зносу поверхонь нагріву, особливо при спалюванні високосірчистих палив, що скорочує термін їх служби в 1,5÷2 рази, наявність вологи сприяє затвердінню відкладень на трубах за рахунок сульфатації, чого є часті зупинки котлоагрегатів для ручного чищення;
дробоочищення є складним та енерговитратним пристроєм,вимагає значних трудовитрат у процесі її експлуатації та виробництві ремонтних робіт, не забезпечуючи при цьому ефективне та надійне очищення через великі втрати дробу та застрягання дробу в трубній системі пристрою очищення та в поверхнях нагріву.

День сьогоднішній

Цих недоліків позбавлені розроблені в АТ НВО ЦКТІ, на основі власних досліджень, системи газоімпульсного очищення ДІВ з малогабаритними імпульсними камерами, призначені для очищення від відкладень конвективних поверхонь нагрівання промислових котлоагрегатів ДКВР, ДЕ, КВГМ, ПТБМ, ГМ хімічних та нафтохімічних виробництв, нагрівальних печей нафтопереробних заводів. Системи ГІО газоімпульсного очищення в даний час широко застосовуються в Україні, країнах СНД та Прибалтики у промисловій енергетиці та енерготехнології. Розроблені системи ДІВ газоімпульсного очищення мають різний ступінь автоматизації, аж до повністю автоматизованих.

Як працює система газоімпульсного очищення ДІВ

Принцип роботи ГІО газоімпульсного очищення полягає у впливі на відкладення, що утворюються на поверхнях нагріву спрямованої ударної акустичної хвилі, що генерується за рахунок вибухового горіння обмеженого об'єму газоповітряної суміші (0,01÷0,1 м³), що здійснюється в імпульсній камері (ІЧ), розміщеній поза газоходу. За рахунок закінчення з ІЧ продуктів згоряння відбувається комплексний хвильовий і термогазодинамічний вплив на зовнішні відкладення, теплообмінні та огороджувальні поверхні.

Як робочі компоненти використовується природний газ, паливний або балонний газ (пропан) і компресорне або вентиляторне повітря.

З чого складається система газоімпульсного очищення ДІВ

ОсновнимиКонструктивними елементами системи ГІО газоімпульсного очищення є: імпульсні камери, соплові блоки, колектори, технологічний блок (автоматизований варіант), блок управління системою. Імпульсні камери призначені для організації процесу вибухового горіння та напряму продуктів вибухового горіння та створюваних ударних хвиль на поверхню нагріву.

Імпульсна камера d219 мм.
Суміші d60 мм.
Сопловий блок.
Кран кульовий газовий
Кран кульовий газовий (продування).
Вентиль голковий регулюючий.
Манометр з кульовим краном.
Напоромір із кульовим краном.
Кран повітряний.
Вузол змішування.
Дросельна шайба.
Запірний вентиль сумішопроводів.
Свіча запалювання.
Демпфер.
Крани кульові дренажні.

Імпульсна камера є циліндричною ємністю, розділеною спеціальною діафрагмою. Вона має патрубки для приєднання до сумішопроводу і переходу, що з'єднує імпульсну камеру з сопловим блоком.

Імпульсні камери з'єднуються із газоходом котла за допомогою вихлопних патрубків (сопел).

Для забезпечення газощільності та виключення впливу, що робиться за рахунок реакції імпульсної камери на конструкційні елементи котла, передбачені спеціальні ущільнення місць проходу сопел через стіни котла, що огороджують.

Блок сопловий призначений для введення продуктів вибуху газоповітряної суміші в газохід котла та для ізоляції обладнання ГІО газоімпульсного очищення від проникнення димових газів із газоходу котла у проміжках між циклами очищення.

Колектори призначені для розподілу газоповітряної суміші на імпульсні камери за допомогою спеціального перемикача або клапанівелектромагнітним чи пневматичним приводом.

Технологічний блок ГІО газоімпульсного очищення (автоматизований варіант) встановлюється безпосередньо біля котла та виконує всі технологічні функції відповідно до алгоритму роботи системи очищення.

З одного боку технологічного блоку виведено сумішопровід, з'єднаний з колектором, а з іншого боку підводиться газ від газопроводу або газових балонів. У технологічному блоці розміщені: вентилятор, вузол змішування, вузол запалення та блок керування.

Технологічний блок може працювати в режимі ручного або автоматичного керування та керуватися з місця або дистанційно.

Блок управління зі ступенем захисту IP66 виконаний на базі стандартного контролера та здійснює виконання алгоритму роботи та контроль режиму роботи системи ГІО газоімпульсного очищення.

До блоку керування підводиться кабелем змінна напруга 220В 50 Гц.

Періодичність очищення – від одного разу на добу (для казанів) до одного разу на тиждень (для камер конвекції). Тривалість циклу очищення 10÷15 хвилин, витрати газу (пропану) на цикл очищення – 0,5÷2,5 кг.

Переваги систем газоімпульсного очищення ДІВ

Робота ГІО газоімпульсного очищення не викликає шкідливих впливів на обслуговуючий персонал та конструктивні елементи котла. Під час роботи без звукоізоляції рівень шуму в котельні в місцях встановлення імпульсних камер становить 80÷90 дБ. За допомогою звукоізоляції він може бути значно знижений.

Система ГІО газоімпульсного очищення не містить вузлів, що обертаються, що розташовуються в газоході котла. У процесі роботи взаємне розташування вузлів та деталей не змінюється. У проміжках між ревізіями котлів система ГІО газоімпульсного очищення не потребує профілактичних ремонтів.

Чистить будь-які золові відкладення

ГІО Газоімпульсне очищення успішно застосовується на котлах, що спалюють рідкі та тверді палива, а також на котлах-утилізаторах та енерготехнологічних агрегатах різного призначення. ГИО Газоімпульсне очищення використовується для очищення поверхонь нагріву, що працюють у середовищі як нейтральних, так і агресивних газів (SO2, HF та інші).

Постійний рівень ККД котла

Регулярне включення ГІО газоімпульсного очищення в роботу дозволяє підтримувати поверхні нагріву в чистому стані та забезпечувати ККД, значення якого близьке до розрахункового.

Високий ступінь захисту

Система ГІО газоімпульсного очищення перебуває у постійній готовності до роботи та приводиться в дію натисканням кнопки з пульта керування або автоматично.

Відсутність "мертвих зон" під час очищення

Ударні хвилі, що генеруються імпульсними камерами, поширюються у всі точки газоходу котла, що забезпечує рівномірне очищення поверхонь нагріву.

Система ГІО газоімпульсного очищення проста у виготовленні та монтажі. Систему газоімпульсного очищення ГІО можна встановлювати не тільки на котлах, що споруджуються, але і на котлах, що знаходяться в експлуатації. Час простою котла для монтажу установки ГІО газоімпульсного очищення становить 5÷10 діб і залежить від кількості імпульсних камер, що монтуються.

Що дає застосування системи газоімпульсного очищення ДІВ

Застосування ГІО газоімпульсного очищення замість штатних засобів очищення, крім економії електроенергії за рахунок покращення аеродинаміки газоходу та скорочення витрат за рахунок виключення ручного очищення, дозволяє значно підвищити ефективність роботи конвективних поверхонь нагрівання котлів та камер конвекції.

ККД парових та водогрійних котлів, що працюють на рідкому татвердому паливі, за рахунок застосування ГІО газоімпульсного очищення підвищився на 1,5÷2%.

Застосування пристроїв ГІО газоімпульсного очищення для очищення камер конвекції нафтонагрівальних печей НП3 дозволило підвищити ефективність конвективних поверхонь нагрівання. Так, наприклад, впровадження системи газоімпульсного очищення ДІВ на печах П-100 та П-102 установки ЛК-6У Мозирського НПЗ дозволило знизити температуру димових газів за камерами конвекції на 15÷30°C. На печі 301/2 Чимкентського НПЗ після впровадження у 1992 році ГІО газоімпульсного очищення температура сировини за конвективною камерою зросла на 3°C. На печі П-102 Ачинського НПЗ у 1993 році за рахунок ГІО газоімпульсного очищення температура димових газів була знижена на 50°C при підвищенні температури сировини на 4°C. На камерах конвекції печей П-2/1 та П-102 Киришського НПЗ після впровадження ГІО газоімпульсного очищення температура відпрацьованих газів знизилася на 18÷20°C.

Наведені вище дані свідчать про ефективність використання пристроїв газоімпульсного очищення ГІО на камерах конвекції нафтонагрівальних печей, а також на котлах-утилізаторах, встановлених за цими печами.

За системою газоімпульсного очищення ДІВ – майбутнє

За ДІВ газоімпульсним очищенням – в Поліформ

В даний час ЗАТ "Поліформ" спільно з АТ НВО ЦКТІ виробляє системи ДІВ газоімпульсного очищення та успішно впроваджує їх на різних підприємствах. У Карелії це Петрозаводська ТЕЦ (автоматизований варіант), ВАТ ССЗ "Авангард", Петрозаводські Теплові Мережі, ВАТ "Петрозаводськмаш" (варіанти з ручним керуванням).

В результаті застосування ГІО газоімпульсного очищення на котлах різних типів вищевказаних об'єктів отримано економічний ефект, що дозволяє окупати витрати на впровадження ГІО газоімпульсного очищення тільки зарахунок економії палива в строк від півроку до року. з експлуатації та технічний опис), так і виконання окремих видів робіт при постачанні котлобудівними заводами нових котлів з ДІВ газоімпульсним очищенням (пуско-налагодження тощо), проводить роботи з реконструкції та автоматизації систем ДІВ газоімпульсного очищення за наявності на об'єктах систем ДІВ газоімпульсного очищення, що працюють недостатньо ефективно з різних причин.