книги из ГПНТБ / Шур И.А. Перевод отопительных котлов на газовое топливо
.pdfБ И Б Л И О Т Е К А
МАСТЕРА ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА
И. А. Ш У Р
ПЕРЕВОД ОТОПИТЕЛЬНЫХ КОТЛОВ НА ГАЗОВОЕ ТОПЛИВО
БИБЛИОТЕКА МАСТЕРА ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА
И. А. ШУР
ПЕРЕВОД ОТОПИТЕЛЬНЫХ КОТЛОВ НА ГАЗОВОЕ
ТОПЛИВО
Издание 3-е, переработанное и дополненное
Издательство «Н ЕДРА»
Ленинградское отделение
Ленинград ■1973
УДК (621-181.7 + 697.326) : 662.767.004.69
Шур И.А. Перевод отопительных котлов иа газовое топливо. Изд. 3, перераб. п доп. Л., «Недра», 1973. 264 с. (Библиотека мастера газового хозяйства.)
|
|
В книге изложены основные принципы перевода |
||||
|
отопительных п промышленных котлов на сжигание |
|||||
|
газового топлива (главным образом природного газа); |
|||||
|
приведены характеристики газовых п комбинирован |
|||||
|
ных газогорелочных устройств и результаты пх испы |
|||||
|
таний на наиболее широко распространенных котлах. |
|||||
|
Рекомендованы новые конструкции газовых горелок и |
|||||
|
способы пх установки. Освещены основные вопросы |
|||||
|
передачи тепла в топках и газоходах котлов, требова |
|||||
|
ния к газопроводам, газорегуляторным установкам, |
|||||
|
предохранительным взрывным клапанам и помещениям |
|||||
|
котельных, работающих на газовом топливе. Даны |
|||||
|
некоторые формулы п таблицы, упрощающие п облег |
|||||
|
чающие теплотехнические расчеты, и приведены зави |
|||||
|
симости по перерасчетам размеров серийных горелок |
|||||
|
при работе иа газе других характеристик. |
|
||||
|
|
Книга рассчитана на широкий круг мастеров, |
||||
|
инженеров- п техннков-теплотехпнков, |
работающих |
||||
|
в области эксплуатации и наладки котельных |
устано |
||||
|
вок, |
пспользующпх газовое топливо. |
|
|
|
|
|
Таблиц 51, иллюстраций 61. |
|
|
|
||
|
|
Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я : |
||||
/ 3 ^ 0 |
С. А . |
Курюкин, |
И . Р . Лаперъе, |
В . М . |
Лохма |
|
|
тое, М . А . Нечаев, |
А . Н . Плотникова, |
В . Н. |
Рощи- |
||
|
|
|
Шепелев, |
Р . |
И. Эстеркин |
|
0332-377 |
© Издательство «Н ЕДРА», 1973 |
|
Ш |
043(01)—73 259 — 73 |
||
|
ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА
С каждым годом увеличивается доля газа в топливном балансе Советского Союза, все больше промышленных, коммунально-бытовых и бытовых потребителей перево дится на газ. Постоянно растет число людей, занятых монтажом, наладкой и обслуживанием газифицирован ных объектов.
Важнейшим условием эффективного и безопасного использования газового топлива является подготовка квалифицированных работников по монтажу, пуску, на ладке, эксплуатации и ремонту в газовом хозяйстве.
«Библиотека» состоит из серии книг, посвященных газоснабжению и использованию газа. Книги «Библио теки» в основном предназначены для подготовки и по вышения квалификации кадров массовых профессий — операторов, кочегаров, машинистов, слесарей и др. От дельные выпуски рассчитаны на инженерно-технический персонал газовых хозяйств и предприятий, а также ма стеров и рабочих высокой квалификации.
В течение 1963—1972 гг. вышло в свет 43 кннги. Учитывая, что спрос на «Библиотеку» растет, издатель ство с 1965 г. начало переиздание отдельных выпусков. Наряду с этим продолжается издание новых книг.
Ваши замечания и отзывы по уже вышедшим книгам, а также пожелания по выпуску новых просим направлять по адресу: 193171, Ленинград, С-171, ул. Фарфоровская, 12, Ленинградское отделение издательства «Недра».
Издательство учтет все пожелания и предложения
иорганизует выпуск книг на интересующие Вас темы.
Вмагазинах местных книготоргов по публикуемым ежегодно Темпланам издательства можно получить ин
формацию о готовящихся к изданию книгах «Библио теки».
Для приобретения книг «Библиотеки» надо до вы хода их в свет направить заказ в магазины местных книго торгов или в магазин «Недра» Ленкниги по адресу: 199178, Ленинград, В-178, Средний пр., д. 61. По выходе из печати книги будут высланы почтой наложенным платежом.
1* |
3 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
За несколько последних лет, прошедших после вы хода в свет второго издания настоящей книги, значи тельно усовершенствовались методы, сжигания газового топлива в котельных установках. В частности, за эти годы разработаны новые, более прогрессивные типы газогорелочных устройств, начата работа по их государствен ным испытаниям и аттестации, ведется работа по созданию и внедрению автоматизированных газогорелочных бло ков и т. и.
Исследования режимов горения газа в топках котлов позволяют установить оптимальные условия, при ко торых может быть достигнута не только максимальная эффективность использования топлива, но и в значи тельной степени уменьшена возможность загрязнения атмосферы такими вредными веществами, как окись углерода, окислы азота, полициклические углеводороды
ит. д.
Внастоящем третьем издании сделана попытка, не смотря на ограниченный объем книги, дать критический анализ существующих решений и показать новые напра вления по переоборудованию отопительных котлов для
сжигания газового топлива.
Автор приносит глубокую признательность научному редактору профессору Н. Л. Стаскевичу за очень вни мательный критический анализ представленного мате риала, а также инженерам В. Е. Берхману, М. Ш. Меерсону, Л. Р. Оцуп, 3. Ф. Пашошевой и П. Ф. Спири донову за оказанную помощь в подготовке нового издания книги.
Г Л А В А I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГАЗА В КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ
Быстрый рост добычи природных горючих газов в Со ветском Союзе позволяет широко применять их в каче стве топлива для промышленных и отопительных котлов. Перевод котлов с твердого и жидкого топлива на газовое принял массовый характер, и поэтому правильное реше ние возникающих при этом задач имеет большое народ нохозяйственное значение. Использование современных технических решений повышает безопасность работы ко тельных, снижает расход газа для получения необходи мого количества тепла, уменьшает капитальные затраты на строительно-монтажные работы и эксплуатационные расходы.
Следует отметить также, что замена твердого и жид кого топлив газовым является одной из наиболее эффек тивных мер, обеспечивающих резкое сокращение выбросов в атмосферу твердых частиц в виде золы и сажи, серни стых соединений, окислов азота и других вредных ве ществ. Практически кроме двуокиси углерода и водяного пара, являющихся результатом реакций горения, при сжигании газа в основном образуются окислы азота, количество которых зависит от коэффициента избытка воздуха, температуры и периода релаксации. Так, при сжигании газа с коэффициентом избытка воздуха а = = 1,03 -f-1,05 количество окислов азота примерно в 2 раза ниже, чем при а — 1,2. Из всех видов топлива именно газовое позволяет сжигать его при минимальных избыт ках воздуха, близких к теоретически необходимому, и, таким образом, снижать количество образующихся окислов азота.
В зимний период вместе с ростом отопительных и вен-, тиляционных нагрузок резко возрастает и расход топ лива на тецловых электростанциях, промышленных и районных. котельных. Тепловые электростанции выгодно
5
отличаются от других производителей тепла для ото пления наличием квалифицированного обслуживающего персонала, хорошо оборудованными механизированными и автоматизированными топочными устройствами, на личием контрольно-измерительных приборов, позволя ющих вести процесс сжигания топлива наиболее эффек тивно, и оборудованием газоочистных установок. Таким образом, на ТЭЦ имеются достаточно благоприятные
условия для сведения вредных выбросов в |
атмосферу |
к возможному минимуму. |
котельные, |
Промышленные и особенно отопительные |
как правило, не имеют этих условий и поэтому являются одним из основных источников вредных выбросов в ат мосферу. Так как эти котельные располагаются в наи более населенных районах города, то их выбросы при носят большой вред здоровью людей. Перевод котель ных на газовое топливо, внедрение наиболее прогрессив ных газогорелочных устройств и средств автоматики, а также квалифицированные наладка и эксплуатация обеспечат не только значительный экономический эффект, безопасность и надежность работы, но и создадут условия для уменьшения степени загрязнения воздушного бас сейна городов.
Отопительные котлы малой мощности, в частности чугунные секционные, вертикальные и жаротрубные, потребляющие относительно небольшие количества газа, переоборудуются для сжигания газа без учета возмож ности быстрого перехода на другой вид топлива. На котлах этих типов заменяются фронтовые устройства, вносятся изменения в устройство топок, используется фронт кот лов для установки газовых горелок и т. д. Котлы с боль шой теплопроизводительностью наиболее часто пере оборудуются таким образом, чтобы имелась возможность быстрого перехода с газового на резервное твердое или жидкое топливо и обратно. Для этого сохраняют фрон товые устройства, топку переоборудуют так, чтобы в ней можно было сжигать два вида топлива. При наличии резервного жидкого топлива устанавливают комбиниро ванные газомазутные горелки, при резервном твердом топливе — газовые горелки на боковых стенках топки, сохраняя на фронте механические устройства для по
дачи |
и |
распределения твердого |
топлива. |
В |
зависимости от количества |
и объема отапливаемых |
|
зданий |
теплопроизводительность |
отопительных котель |
|
ных может колебаться в самых |
широких пределах. По- |
G
Зтому в нйх йспоЛьЗуют котлы самых разнообразных типов и различной теплопроизводительности: от неболь ших чугунных секционных до современных водотруб ных. В отопительных котельных часто отсутствуют эко номайзеры и воздухоподогреватели, утилизирующие тепло отходящих газов, топки устроены проще, чем у крупных энергетических котлов. К. п. д. отопительных котельных,, особенно оборудованных чугунными секционными кот лами, обычно ниже, чем у крупных котельных. При пере оборудовании котлов для сжигания газового топлива следует исходить из того, что по сравнению с твердым или жидким топливом, как правило, имеется возможность несколько увеличить их теплопроизводительность или в крайнем случае сохранить ее неизменной. Газовые горелки должны устанавливаться на котлах таким об разом, чтобы факел не касался поверхностей нагрева и не создавалось местных перегревов и тепловых пере косов.
Степень регулирования тепловой нагрузки газовых горелок должна обеспечивать возможность регулирования теплопроизводительности котла во всем эксплуатационно необходимом диапазоне, с тем чтобы по возможности не прибегать к отключению отдельных горелок. Горелки при этом должны работать устойчиво, без отрыва или проскока пламени. Большое значение для безопасной эксплуатации имеет надежность зажигания газа или газо воздушной смеси, выходящей из горелки, как при перво начальном розжиге котла с помощью запальника, так и при установившемся режиме с помощью стабилизато ров горения.
При переоборудовании должны быть обеспечены усло вия для удобного наблюдения за горением газа в топке. Регулирование подачи газа и воздуха также должно быть удобным. Горелки не должны создавать шума, вредно отражающегося на здоровье обслуживающего персонала, и вызывать вибрацию котла. Перед началом эксплуатации на газовом топливе котел должен быть очищен от налетов на наружных поверхностях труб или чугунных секций и от накипи на внутренних поверхно стях. Одновременно с переводом котлов следует ввести в действие водоподготовку котельной, особенно для водо трубных котлов. Кирпичная кладка котла и места соеди нений чугунных секций должны быть тщательно уплот нены во избежание присосов воздуха, снижающих к. п. д. котла.
7
Газовое топлйво по сравнению с твердым позволяет значительно легче осуществлять автоматизацию регули рования расхода топлива в зависимости от нагрузки котла. В условиях отопительных котельных автомати зация приобретает особенно большое значение как с точки зрения повышения экономичности работы котельной, так и безопасности ее эксплуатации.
ОСОБЕННОСТИ СЖИГАНИЯ ГАЗА. ПОДГОТОВКА ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО ПЕРСОНАЛА
При переводе котлов на газовое топливо особое зна чение приобретает квалификация обслуживающего пер сонала, которая в отопительных котельных, работающих сезонно, значительно ниже, чем квалификация операторов промышленных (постоянно действующих) установок. Мас совый перевод отопительных котельпых на сжигание газового топлива, совершенствование и усложнение га зового оборудования и внедрение автоматизации и дис петчеризации требуют повышения качества подготовки эксплуатационного персонала, а необходимость работы котлов, в зависимости от топливного баланса, на различ ных видах топлива — понимания основных особенностей правильного, экономичного и безопасного их сжигания.
При сжигании твердого топлива на колосниковой решетке котла основное средство воздействия на скорость горения — регулирование количества воздуха, поступа ющего под колосники. При равномерном слое топлива на решетке и установившемся процессе горения умень шение подачи воздуха приводит к снижению количества выгорающего угля и, соответственно, количества образу ющегося тепла. Полное отсутствие подачи воздуха при водит к прекращению горения в топке, следовательно, никаких неприятностей произойти не может. При сжи гании газового топлива в топку через газогорелочное устройство поступают газ и воздух, правильное соотно шение которых зависит от внимательности и квалифика ции обслуживающего персонала. Слишком большое или слишком малое количество воздуха может привести к на рушению нормального горения газа, вплоть до полного его прекращения. Таким образом, при сжигании газо вого топлива оператору для регулирования процесса горения необходимо воздействовать не только на поступ ление воздуха, но и на подачу газа, поддерживая их пра вильное соотношение. Нарушение этого соотношения
8
может привести к срыву или погасанию пламени и на коплению в топке и газоходах несгоревшего газа. Иногда это может быть причиной образования взрывоопасной газовоздушной смеси. При последующем поджигании такой смеси происходит ее мгновенное сгорание, увели чение абсолютного давления до 7—8 ат, что приводит к разрушению кирпичной кладки и других частей котла. Наиболее часто взрывы газовоздушной смеси в топках и газоходах котлов происходят при внесении в топки
запальников |
во время розжига котла. |
|
В каждой |
котельной должна быть правильно, ясно |
|
и подробно |
составленная инструкция по эксплуатации |
|
котлов и |
газового оборудования, а также схема газо |
|
проводов, |
расположения арматуры и других устройств, |
являющаяся приложением к инструкции. Эксплуата ционные инструкции должны составляться с учетом тре бований действующих «Правил безопасности в газовом хозяйстве» Госгортехнадзора СССР применительно к мест ным условиям предприятия. Эти инструкции утверяедаготся руководителем предприятия и вывешиваются в не посредственной близости от агрегатов, использующих газовое топливо, и газового оборудования. Кроме ин струкций в котельных и цехах предприятий должны быть вывешены предупредительные надписи или плакаты по безопасности при эксплуатации оборудования агрегатов, использующих газовое топливо.
Руководящие и инженерно-технические работники, занятые на эксплуатации газопроводов, агрегатов и при боров, использующих газовое топливо, а также дымохо дов для отвода продуктов сгорания газа, должны перед допуском к работе сдать экзамен на знание правил безо пасности и получить соответствующие удостоверения. Повторная проверка их знаний производится один раз в 3 года. Из числа руководящих или инженерно-техни ческих работников должны быть назначены лица, от ветственные за безопасную эксплуатацию газового хо зяйства предприятия. На крупных предприятиях должны назначаться также ответственные лица по цехам и отдель ным участкам.
Рабочий эксплуатационный персонал допускается к ра боте после обучения правилам безопасности в соответ ствующем объеме и сдачи экзаменов квалификационной комиссии, назначенной руководителем предприятия. По вторная проверка знаний рабочими должна проводиться ежегодно. Кроме того, каждый рабочий должен получить
9