Совершенствование конструкции и теплоизоляция дымовых труб котельных.

Совершенствование процессов сжигания топлива.

 

В зависимости от физико-механических свойств топлива при реконструкции котельной следует провести расчетно-конструкторские работы по переходу от слоевого сжигания твердых топлив на сжигания в кипящем слое или вихре (вихревые топки пока приспособлены для котлов большой мощности).

 

 

Большинство сельских котельных работают в условиях естественной тя­ги, только котлы средней мощности (например, ДКВР-2,5-13) оснащаются тяго-дутьевыми устройствами (вентиляторами). При отсутствии искусственной тяги процесс подачи воздуха в топку и удаление продуктов сгорания осуществляется за счет разности плотностей наружного воздуха и дымовых газов. Минимальная высота трубы (дымовой) по нормам Госсанинспекции равна 30 м, если в топ­ках котельной сжигается до 5 т/час твердого топлива. Если же котельная ис­пользует жидкое или газообразное топливо, то по согласованию с Госсанин­спекцией высота трубы может быть уменьшена до 20...22 м. В требованиях Госсанинспекции отражен и экологический аспект проблемы, заключающийся в надлежащем удалении продуктов сгорания в верхние слои атмосферы с тем, чтобы уменьшить концентрацию вредных компонентов в приземном слое.

Однако современные конструкции труб для сельских котельных не учи­тывают энергосберегающий эффект: трубы изготовлены из стали, не футеро­ваны и не изолированы. В результате за счет интенсивного охлаждения ды­мовых газов (особенно в зимнее время) происходит возрастание их плотности в трубах, при этом снижается естественная тяга и скорость газово­го потока на выходе из дымовой трубы, что в свою очередь вызывает сниже­ние теплопроизводительности топки и полноты сгорания.

Результаты исследований котельной, работающей на природном газе и имеющей 5 котлов общей мощностью 2000кВт, показали, что в стальной неизолированной дымовой трубе (диаметр 500мм, высота 28м) температура дымовых газов с 280 ^оС на входе снижалась до 170... 175 °С на выходе, при температуре наружного воздуха t_н = -25°С. При этом температура дымовых газов становилась на выходе ниже точ­ки росы, и по внутренним стенам трубы стекала жидкая фаза (конденсат), а сила тяги, естественно снижалась за счет уменьшения перепада температур.

Аналогичная теплоизолированная труба имела перепад температур на входе и выходе всего 60°С при прочих равных условиях (температура дымовых газов на входе 280 ^оС, а на входе 220 ^оС). Следует отметить, что в приведенных условиях температура уходящих газов является недопустимо высокой с точки зрения энергосбережения, однако исследования проводились на элементах действующих ко­тельных.

При возрастании высоты неизолированной дымовой трубы сила тяги в ней будет снижаться, что потребует установки эле­ментов искусственного обеспечения тяги (тяго-дутьевые вентиляторы), а это противоречит принципам энергосбережения. Поэтому предлагается при ре­конструкции и проектировании сельских котельных выбирать для их изго­товления материал с малой теплопроводностью (кирпич, железобетон и т.п.) или на стальную несущую часть (труба расчетного диаметра и высоты) мон­тировать теплоизоляционный слой, соответствующий минимальным расчет­ным теплопотерям. Дополнительные капитальные вложения окупаются, как показали расчеты, за 2,5... 3 отопительных сезона за счет энергосбережения и снижения коррозии внутренней поверхности дымовой трубы. Теплоизоляция трубы возможна за счет футеровки внутренней поверхности.

Котельные строятся и реконструируются на продолжительный период (более 20 лет), поэтому экономия на капитальных вложениях оборачивается расточительством в процессе эксплуатации. Снижение скорости дымовых га­зов в устье трубы за счет интенсивного охлаждения (в неизолированных тру­бах) ведет к ухудшению локальной экологической обстановки по причине недостаточного рассеивания продуктов сгорания в атмосфере.

На основании изложенного можно сделать вывод, что увеличение высоты дымовых труб сельских котельных и улучшение их теплоизоляции являются энергосберегающими направлениями, которые следует использовать совместно. Предельное значение высоты дымовой трубы определяется графически, с учетом того, чтобы скорость дымовых газов на выходе из трубы не должна быть менее 5м/с.