Описание

Модернизация котлов КВа-Г (Факел-Г): повышение уровня надежности

А.А. Мазуров, начальник конструкторского бюро № 2;
А.Г. Верещагин, директор по маркетингу;
ОАО «Завод «Старорусприбор» (входит в состав Машиностроительной Корпорации «Сплав»)

Огромное количество чугунно-секционных котлов типа КВа еще продолжает эксплуатироваться в России. Как правило, эти котлы оснащены дутьевой двухпозиционной горелкой Л1 (большое горение - 100%, малое горение - 40% мощности) и блоком автоматики. Котлы, как и горелочный блок, находятся в эксплуатации уже более 15-25 лет. За такой срок, даже при надлежащем обслуживании, приходят в упадок практически все механизмы и системы управления, не говоря уже о фактическом состоянии дел с обслуживанием в нашем коммунальном хозяйстве. Однако, сам котел КВа, имеет секционную конструкцию и ремонтопригоден долгое время, а чугунные секции достаточно долговечны при условии отсутствия резких перепадов температур. Большие сложности в ремонте и обслуживании доставляет горелочный блок.

Однозначное и самое оптимальное решение в такой ситуации - заменить котел на новый, современный, укомплектованный блочной горелкой и автоматикой управления. Конечно, такие вложения средств целесообразны и со временем окупятся, но как всегда возникает вопрос: «Где взять эти самые средства сегодня, сейчас?».

Другое дело, идти по пути ремонта, но не просто «латать дыры» заменой 2-3 датчиков, а модернизировать горелочный блок и автоматику. Затраты в этом случае несопоставимо меньше, чем при замене котла.

При обследовании выявлено, что в котельной установлены два котла КВа-1,0Гн (Минский завод отопительного оборудования) с горелками Л1-Н (Ленинабадский завод газового оборудования). Арматурная группа горелки укомплектована клапанами СВМГ (Семеновский арматурный завод). Автоматика управления - блок БУРС-1М в комплекте с датчиками (ОАО «Завод «Старорусприбор») (рис. 1-4).

Для регулировки разрежения используется общий дымосос, установленный на выходе из общего дымохода (два дымососа установлены параллельно) и электромагнитный механизм на заслонке шибера котла. Все оборудование 1990-91 гг. выпуска, за исключением дымососов (рис. 5-6).

В ходе обследования выяснилось, что из двух котлов в работоспособном состоянии только один. Регулировка производительности котла и разрежения в топке ведется в ручном режиме оператором. При выходе на «большое горение» происходит срыв пламени горелки. Состояние клапанов арматурных групп горелок неудовлетворительное, датчики защиты не работоспособны, контроль пламени горелок ведется визуально. По результатам обследования было принято решение о замене горелок и арматурных групп, а также автоматики управления.

В качестве замены была предложена горелка ГБЛ-1.2Д с встроенной автоматикой управления МГ-ГБЛ и арматурной группой. В комплект поставки горелки также входят датчики для контроля котловых параметров: датчик температуры - для контроля и регулирования температуры воды; датчик давления воды - для контроля; датчик разрежения в топке - для контроля и регулирования. Наличие в комплекте поставки всех необходимых датчиков обеспечило быстрый монтаж и наладку всего комплекта оборудования на котле. Демонтаж старого оборудования и установка нового произведены за два дня. Опробование, наладка и настройка горения заняли один рабочий день (рис. 7).

Менеджер горения МГ-ГБЛ в комплекте с датчиками и исполнительными устройствами горелки обеспечивает безопасную работу горелки и котла (контроль пламени, контроль давления воздуха и газа, контроль температуры и давления воды и другие параметры), а так же управляет производительностью котла в плавном модулируемом режиме, при этом поддерживает требуемое соотношение «газ/воздух» (рис. 8).

Арматурная группа горелки(рис. 9) обеспечивает требуемый расход газа на горелку при низком присоединительном давлении газа (4,5 кПа), а электронное регулирование соотношения исключает влияние изменения присоединительного давления на качество горения. На арматурной группе установлены датчики автоматической проверки герметичности клапанов и контроля присоединительного давления.

Для нормальной работы котлов данного типа во всем диапазоне регулирования производительности необходимо обеспечить постоянство разрежения в топке, при этом исключаются резкие хлопки и срывы факела горелки. Принимая во внимание, что в котельной установлен общий дымосос, использовалась двухступенчатая схема регулировки разрежения. Разрежение в общем дымоходе поддерживается за счет частотного управления двигателями дымососов по сигналам отдельного датчика разрежения и встроенного регулятора частотного преобразователя.

Разрежение в топке котла регулируется заслонкой на дымоходе каждого котла. Управление производится регулятором менеджера горелки по сигналам, поступающим от датчика разрежения в топке (рис. 10).

Использование двухступенчатой схемы регулирования разрежения позволило обеспечить требуемое разрежение как при работе одного котла, так и при совместной работе котлов. Дополнительно, использование частотных преобразователей снижает потребление электрической энергии двигателями дымососов.

Результаты настройки котла представлены в режимных картах (см. табл. 1 и 2). Для сравнения представлена режимная карта до замены горелки.

Нагрузка в % от номинальной

Сравнение режимных карт показывает реальное увеличение КПД котла на 10% и улучшение качества сгорания топлива. Увеличение коэффициента избытка воздуха связано с наличием больших присосов воздуха в котел. Перед заменой горелки рекомендуется произвести регламентные работы на котле: произвести очистку газо-дымового и водяного трактов котла и герметизацию для устранения присосов воздуха.

1. Проведенная модернизация котельной позволила повысить уровень безопасной эксплуатации котельной. Использование автоматизированной горелки, соответствующей газовой арматуры с контролем герметичности и датчиков, контролирующих параметры котла, отвечает всем современным требованиям безопасности.

2. Работа в автоматическом режиме регулирования исключила вмешательство в работу операторов, что предотвращает ошибки, связанные с «человеческим фактором». Работа с котлами стала проще и удобнее.

3. Использование нового оборудования позволило снизить расходы на обслуживание. За отопительный сезон ремонтные службы в котельной не появлялись.

4. Качественное сгорание топлива и работа в автоматическом режиме регулирования производительности позволили сократить расход газа на 15-20% по сравнению с предыдущим сезоном.

5. Использование частотных регуляторов сокращает расход электроэнергии потребляемой дымососами до 30%, а также повышает защиту двигателей от различных аварийных ситуаций и перегрузок.

6. Подтвердилась высокая надежность работы горелки в условиях нестабильного электрического питания в сельской местности. Сбоев в работе горелки не отмечено. Нестабильность присоединительного давления газа не оказывает влияния на работу горелки.

7. Замена горелки позволяет продлить жизнь чугунно-секционных котлов КВа-Г (Факел-Г) и осуществлять дальнейшую их эксплуатацию.

Опыт использования горелок подтверждает применение горелок и на более ранних сериях чугунно-секционных котлов, например на котлах типа «Минск-1».

Внешний вид котла «Минск-1» после установки горелок ГБЛ см. на рис. 11, а режимные карты до и после установки горелок приведены в табл. 3.

Таблица 3. Режимная карта до и после замены горелки на котле «Минск-1».

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» №11 (159) 2013 г. www.ntsn.ru/11_2013.html