Принцип работы паровых котлов TGH

Паровой котел TGH – это водотрубный змеевиковый агрегат с принудительной циркуляцией, в котором вода под давлением циркулирует с большой скоростью внутри секций змеевиков. Между змеевиками принудительно прокачиваются продукты сгорания. Горячие газы обволакивают всю поверхность труб змеевиков, обеспечивая максимальное использование как излучаемого, так и конвективного тепла, а также высокие значения коэффициента теплопередачи поверхности змеевиков. Вода закачивается питательным насосом в последовательно соединенные змеевики, в которых 90% воды превращается в пар. Пар и оставшиеся 10% не испарившейся воды поступают из котла в сепаратор, в котором не испарившаяся вода отделяется от пара, обеспечивая более чем 99% производимого сухого пара. Механические примеси накапливаются на дне сепаратора и выбрасываются при открывании продувочного клапана.

Точная обработка данных о колебаниях тепловой нагрузки производится в запатентованном перепускном регуляторе, который непрерывно отслеживает температуру воды. Этот регулятор управляет потоком питательной воды, поступающей в змеевики котла, при изменении тепловой нагрузки. Поток воды в котле регулирует теплопроизводительность без каких-либо термических ударов, обусловленных включением или выключением питательного насоса, характерных для других котлов. Топливный серворегулятор непрерывно отслеживает изменения температуры в потоке циркулирующей воды и точно корректирует количество топлива и воздуха для получения максимально эффективной горючей смеси. Исключается неэффективность в цикличной работе горелки, компенсируются колебания тепловой нагрузки, поддерживается постоянная температура воды.

Конструкция котла не позволяет произвести его запуск при отсутствии воды в змеевиках.

Предлагаемые теплоэнергетические установки обладают следующими преимуществами:

1. Экономичная эксплуатация

– Быстрый запуск и мгновенное выключение. Время выхода на заданную тепловую мощность не превышает 5 минут после включения, что обеспечивает дополнительную экономию топлива (до 15%) по сравнению с традиционными котлами.

– Быстрая реакция на изменение тепловой нагрузки. Время реакции не превышает 1 минуты за счет эффективной системы управления горелкой и малого объёма циркулирующей воды в змеевиках.

– Широкий диапазон регулирования производительности. Максимальный диапазон регулирования производительности – 10:1 (или от 100 до 10% мощности) позволяет бесперебойно обеспечивать теплом потребителей, не прибегая к режиму включения или выключения парового котла при низких нагрузках. При этом качество пара остается постоянным.

– Небольшая площадь внешней поверхности означает малую площадь конвекции и малые потери лучистой энергии. Из-за значительных размеров жаротрубных котлов их конвекционные потери составляют около 3% в зависимости от типа котельной. Эти же потери в паровых котлах TGH составляют менее 0,7%.

Поскольку экономия топлива зависит от совокупности многих факторов, общая его экономия достигает 27% в сравнении с жаротрубными котлами.

2. Современная технология и безопасная конструкция

Высокая технологичность и эффективность котлов TGH подтверждается результатами их сравнения с котлами ведущих российских и зарубежных производителей по следующим критериям:

– Плотность компоновки как отношение массы аппарата (кг) к его объему (м³). Эффективная плотность аппаратов серии TGH в зависимости от тепловой мощности колеблется от 280 до 487 кг/м³, а среднеарифметическое значение этой величины (условный аппарат) составляет 388 кг/м³. Оценивая эту величину, следует учитывать ее комплексность, так как в состав установки входят камера сгорания, собственно теплообменный аппарат, вспомогательные агрегаты и система управления. Плотность компоновки котлов серии TGH значительно превышает плотность компоновки российских и находится среди лучших зарубежных паровых котлов.

– Удельная эффективность, равная отношению тепловой мощности (кВт) к объему (м³) аппарата. Практически для всех типов и во всем диапазоне мощностей удельная эффективность котлов серии TGH значительно превышает удельную эффективность большинства российских и находится среди лучших зарубежных производителей котлов.

– Встроенная автоматика Siemens обеспечивает каскадное автоматическое управление работой двух и более котлов.

– Частотное регулирование скорости вращения двигателя воздуходувки обеспечивает высокую эффективность и экономичность её работы.

– Конструкция паровых котлов TGH исключает возможность термоударов, даже при частых пусках и остановах. Высокая надежность паровых котлов подтверждается 2-летним гарантийным периодом эксплуатации. Нормативный срок службы котлов – 30 лет.

– Конструкция горелочного устройства паровых котлов TGH обеспечивает низкое содержание вредных выбросов в окружающую среду. Контроль качества горения обеспечивается применением лямбда-зонда.

– Паровые котлы не требуют дымососной установки, т.к. работают под наддувом (избыточным давлением). Технологически необходимая высота дымовой трубы не превышает 3,1 метра над уровнем крыши.

– Конструкция паровых котлов обеспечивает возможность производства пара давлением до 30 бар, безопасную эксплуатацию и удобное техническое обслуживание.

– Совместимость с действующими котловыми технологиями. Малые габариты и вес, отсутствие необходимости строительства специальных фундаментов позволяют устанавливать паровые котлы TGH на площадях существующих котельных или других производственных помещениях для получения дополнительной тепловой энергии или поэтапной замены выработавших ресурс котлов.

3. Безопасная эксплуатация

Многоуровневая система безопасности обеспечивает выключение котла, если определены:

– повышенная температура любого из змеевиков;
– пониженное давление воздуха, обеспечивающего горение;
– повышенное давление подаваемого природного газа;
– пониженное давление подаваемого природного газа;
– слабый поток воды через змеевики котла (дифференциальное реле давления);
– низкое давление в магистрали подачи дизельного топлива;
– погасание пламени горелки;
– неисправности системы электроснабжения;
– пониженное давление воздуха.

Сигнал о наличии одного из этих признаков обесточит топливные клапаны основной горелки и инициирует «аварийное отключение».

Не требуется постоянное присутствие обслуживающего персонала.

С учетом затрат на монтаж котлов жаротрубной конструкции, неэффективности использования этих котлов в дежурном режиме вследствие необходимости поддержания их в течение длительного времени в режиме слабого горения, преимущества быстродействующих водотрубных паровых котлов TGH становятся очевидными, а экономическая выгода их применения – бесспорной и привлекательной.

Основные технические характеристики и размеры