Всем известно, что бытовой природный газ самое экономичное топливо, наиболее подходящее для загородного дома. Учитывая уровень газификации региона и ее темпы, то становится ясно, что объемы потребления газа будут продолжать расти и стоит задуматься о приобретении газового оборудования.
По данным статистики почти половина котлов индивидуальных собственников в России питаются газовым топливом, 30% — на дизельном топливе, около 10% — питаются электричеством и не более 5% на твердом топливе. Получается, что газовые котлы преобладают над остальными. А в связи с тем, что спрос на газовые котлы велик, рынок насыщен разными типами и моделями газовых котлов. Поэтому стоит разобраться какой котел лучше выбрать и как правильно и безопасно его эксплуатировать.
Для начала необходимо еще при проектировании дома выбрать место установки котла, при этом следует руководствоваться нормативно-правовыми документами, а именно: СНиП II-35-76 «Котельные установки» и сводом правил по проектированию СП 41-104-2000. Они содержат все основные требования и нормы организации работы таких систем.
Для котельной необходимо выделить помещение площадью не менее четырех квадратных метров. Высота потолков — 2,5 метра и более, а внешняя дверь должна иметь ширину не менее 0,8 метра. Для естественного освещения и притока свежего воздуха помещение должно иметь окно. Для улучшения тяги и исключения задувания при проектировании и строительстве следует выводить верхний срез дымохода выше конька крыши. Сечение дымохода зависит от типа устанавливаемого оборудования.
Котел с открытой камерой сгорания мощностью до 30 кВт необходима как минимум труба диаметром 130 мм., при увеличении мощности до 40 кВт диаметр трубы увеличивается до 170 мм. Также обязательно в котельной должны присутствовать в верхней части помещения канал естественной вентиляции и размещенный на отдельном автомате источник электропитания. По пожарным нормам действующим сейчас в России котельная должна быть оборудована газоанализатором, сообщающим о утечках, в связке с электроклапаном для отключения подачи топлива в экстренной ситуации. Все оборудование необходимо обслуживать не реже раза в год газовыми специалистами в целях снижения вероятности проявления экстренных ситуаций.
Просчитать необходимую мощность газового котла необходимо еще на этапе проектирования, поскольку от мощности зависит множество параметров инженерных систем. Обычно мощность рассчитывают 1 кВт на 10 кв.м. при высоте потолка 2,5 метра. Для дома жилой площадью 100 квадратных метров необходим котел мощностью не менее 10 кВт. Следует учесть, что на нагрев водопроводной трубы расходуется порядка 25% мощности. Эти расчеты очень приблизительны и не всегда могут оправдать себя на практике, поэтому рекомендуется обращаться к специалистам, которые просчитают все возможные теплопотери дома и подберут соответствующее оборудование.
Критерии выбора
Выбор котла не так уж и легок, потому что при выборе необходимо учитывать множество факторов. Для начала следует выбрать материал из которого изготовлен котел. Чугунный котел в 2 раза тяжелее стального при условии, что мощность и объем одинаковы, но чугунный прослужит вам до 50 лет, а срок службы стального равен 10-15 годам. Стальной котел подвержен воздействию коррозии, особенно при резком снижении температуры и отключении системы. В эти моменты конденсат оседает на поверхности котла, как следствие начинается усиленное развитие ржавчины. Для домов площадью больше 400 квадратных метров специалисты однозначно рекомендуют котлы из чугуна.
Также следует обратить внимание при выборе котла на величину сопротивления топочной камеры. Она обозначает избыточное давление при наличии которого разрешается подавать топливо в топку. Этот показатель указывает на совершенность топки у котла. Хорошие котельные топки выдают сопротивление 1-1,5 мБар, у плохих котлов этот показатель может возрасти до 8 мБар. Отсюда следует, что топки с плохими показателями требуют большего давления газового топлива.
Также необходимо учитывать работу отечественных газовых сетей, в которых иногда сильно падает давление — пламя в горелке тоже оседает и горит очень близко с ней, а в некоторых случаях даже уходит внутрь горелки.
Чтобы устранить эти проблемы лучше выбрать котел с вентиляторной, а не атмосферной горелкой, что сказывается на цене горелки — вентиляторная естественно стоит дороже.
Стабильность и длительность работы газового оборудования зависит и от качества электроснабжения. Рекомендуется применять в котельных сетевые фильтры или стабилизаторы напряжения. Автоматы, которые защищают оборудование от перепадов напряжения, обычно просто отключают питание в случае превышения определенной нормы. Дифференциальные автоматы (УЗО), которые нередко устанавливаются в котельных, защищают технику и человека от электрозамыканий на корпус, как следствие газовый котел должен быть обязательно заземлен при подключении к отдельному автоматическому выключателю.
Следует напомнить, что отключение электроэнергии никак не сказывается на работе газового оборудования. Котел не блокируется и при возобновлении подачи электричества все системы возвращаются в необходимый режим работы. Эти системы при помощи тепловой инерции не позволяют быстро замерзнуть системе отопления зимой при больших отрицательных температурах.
Экономичность котла можно увеличить выбрав горелку не с пьезорозжигом, а с электрическим запалом. Системы с пьезорозжигом постоянно тратят топливо на запальном фитиле ожидая запуска оборудования, и как следствие практически впустую тратит газовое топливо. В случае с электрическим розжигом — система включается только в случае открытия крана с горячей водой, а после закрытия — отключается.
Часто в довесок к котлам приобретают специальные программаторы, позволяющие еще более рационально расходовать топливо и энергию. То есть при выборе котла необходимо учесть множество деталей и технических настроек котла, которые могут как идти в комплекте, так и продаваться отдельно.
Примером добавочного оборудования для котлов является устройство ионизационного контроля горения пламени в горелке. Оно позволяет в необходимых ситуациях моментально отключать подачу газа в котел. При одновременном использование электророзжига и устройства ионизационного контроля — горящий фитиль запальника отсутствует вообще, что позволяет еще более экономично использовать топливо. Особенно выгодно использовать такие устройства в колонках работающих на сжиженном газе, но не рекомендуется использовать оборудование в помещениях с повышенной влажностью.
Следует помнить, что газовый котел устанавливается с дымоходом в хорошо проветриваемом помещении обязательно с отдельным выходом на улицу. Дверь должна свободно открываться: для горения фитиля требуется постоянный приток кислорода. Котел в зависимости от типа и размера необходимо монтировать на расстоянии 30-50 см от стен помещения. Дымоход должен иметь как можно меньше изгибов и колен, а внутренний диаметр дымохода ни в коем случае не должен быть меньше диаметра горловины котла.
В современных газовых котлах температура дымовых газов на выходе невысокая: 100-120°С. В момент сгорания газа образуются углекислый газ, водяной пар, сернистый ангидрид и многие другие и химические соединения, которые поднимаясь по дымоходу остывают. Как только температура снижается до точки росы (55°С) водяной пар начинает конденсироваться. В результате конденсирования водяного пара на стенках дымохода образуются агрессивные смеси кислот, стекающие вниз и разъедающие дымоход. Отработавшие газы охлаждаются до точки росы обычно на высоте 4-5 метров, из-за этого дымоходы выше 5 метров делают из нержавеющей стали и утепляют.
Следует напомнить, что газовые котлы бывают напольные и настенные. Настенные относятся к классу мини-котельных, потому что в корпусе таких котлов находится не только горелка с теплообменником, но и манометр, термометр, расширительный бак, циркуляционные насосы и системы безопасности котла. Вентиляция котлов бывает естественная и принудительная. Котлы с удалением дыма при помощи встроенного вентилятора отлично подходят для помещений без дымохода, благодаря тому, что продукты сгорания могут выводиться через обычное отверстие в стене. Настенные котлы выпускаются с максимальной мощностью не более 24 кВт. Новое решение на рынке газовых котлов это газовые конденсационные котлы с импульсным горением, которые также не требуют наличия дымохода.
Проблемы безопасности
Как бы то не было странно, но чтобы избежать или максимально исключить чрезвычайные ситуации с газовым оборудованием необходимо соблюдать требования и ограничения которые содержатся в нормативных документах по эксплуатации котельных и котлов. Всем известно что полное сгорание газа возможно лишь в случае определенного соотношения воздуха и газа, а для этого необходимо организовать постоянный приток кислорода к камере сгорания. Например, в котле мощностью 20 кВт для полного сгорания 2,5 кубометров газа в час требуется приток воздуха не менее 30 кубометров в час. В случае недостачи воздуха, природный газ полностью не прогорает и в результате образуется угарный газ, который опасен для человека. Также при недостатке воздуха во время горения вырастает объем потребляемого топлива.
Наиболее опасным при использовании газового котла — это затухание горелки и последующее поступление газа в помещение. Причины затухания могут быть различными: отсутствие тяги в дымоходе, падение давления в газовой сети, погасание запальника, отключение питающего напряжения. В случае возникновения данной ситуации необходимо немедленное прекращение подачи газа к горелке.
Во многих современных газовых котлах для устранения этой проблемы устанавливается целый ряд автоматов: датчик контроля тяги, датчик контроля наличия пламени, устройство отключения котла при отсутствии электропитания, устройство блокировки котла при отключении газа или понижении давления газа в сети ниже допустимого, устройство отключения котла в случае снижения объема теплоносителя. Все перечисленные приборы входят в систему обеспечения безопасность отопительных котлов.
Безопасное функционирование котла следует рассматривать как безопасное функционирование всей отопительной системы, в которую не считая котла входят: насосы, запорно-регулировочные устройства, средства автоматики и контроля, трубопроводы. Все это создает оптимальные условия надежной и безаварийной работы газового оборудования.
Каждый современный отопительный котел должен максимально большой комплект устройств контроля и безопасности работы. Это ионизационный контроль наличия пламени, электронная система самодиагностики, система защиты блокировки насоса и защитный термостат перегрева воды в первичном теплообменнике. Желательно также наличие предохранительного клапана в контуре отопления, системы уменьшения образования накипи и системы защиты от замерзания контура отопления (обычно срабатывает при понижении температуры теплоносителя ниже 5°С).
Список главного и дополнительного оборудования получился довольно-таки внушительным и хорошо что о защитных системах оборудования заботятся сами производители, потому что обычный домовладелец вряд ли разобрался во всех этих устройствах. Большинство мировых производителей отопительных котлов еще на производстве оснащают свою технику вышеперечисленными устройствами. А если владелец подключит к газовому котлу цифровой программатор, то у него появится возможность дистанционно управлять оборудованием, диагностировать в автоматическом режиме и отображать всю актуальную информацию на дисплее программатора, что во многом повышает безопасность эксплуатации газового оборудования.
Мнение специалиста
Чаще всего при подборе газового котла следует учитывать три величины: возможные теплопотери здания, количество тепла, которого хватит для приготовления горячей воды число точек водоразбора), количество тепла, необходимого для подогрева приточного воздуха — у котлов с сиситемой принудительной вентиляции. Если сложить все эти факторы то можно получить необходимую мощность котла. Желательно добавить к мощности еще 10-15% тепловой мощности для резерва. Следует избегать превышения тепловой мощности котла, которое ведет за собой неэффективную работу отопительной системы, образование конденсата в дымоходах, удорожание всей системы отопления, а также сбоям и быстрому износу автоматических элементов и систем.
Все современные газовые котлы разработаны под работу на природном газе (метане) и сжиженном углеводородном (пропан-бутане). Классифицируются котлы на напольные настенные термо-блоки. Настенные отопительные термо-блоки подразделяются на конденсатные модули и водогрейные термо-блоки. Конденсатные модули отличаются высоким коэффициентом использования топлива и энергии, и как следствие экономичнее всех остальных типов. Термо-блоки обычно имеют мощность от 8 до 32 кВт, конденсатные котлы от 4 до 60 кВт. Настенные котлы также привлекают к себе покупателей за счет компактности и отсутствия необходимости при пользовании такого котла в отдельном котельном помещении(часто можно увидеть что настенные котлы вмонтированы в кухне как элемент навесного оборудования).
Напольные котлы изготавливают из стали и чугуна. Мощность таких котлов варьируется от 15 до 150 кВт. Для таких отопительных газовых котлов обязательно требуется отдельное помещение. Чугунные котлы не так сильно боятся коррозии и чаще всего собираются из модулей, что позволяет даже через узкие двери внести и установить котел. На всех современных котлах можно обнаружить большое количество автоматических элементов и систем, а именно комплексы мер безопасности по газу, программируемые и погодозависимые режимы работы газового оборудования, комплекс мер по предотвращению выхода из строя котла и отопительной системы в целом.
Все-таки выбор газового котла индивидуального отопления лучше доверить специалистам. Но это не значит, что потребитель не должен знать простых правил и критериев подборки газового котла. Эти правила не заменяют собой проектные расчеты специалистов, но помогут уберечься от грубых ошибок:
- Мощность котла для обогрева жилья разумно сочетать с мощностью для подогрева воды;
- Двухконтурные котлы (горячая вода подготавливается во вторичном теплообменнике или втором контуре теплообменника) дешевле, чем бойлерные, но бойлерные намного удобнее в эксплуатации;
- Нет никакого смысла покупать котел с большим запасом мощности, желательно чтобы запас мощности был равен 30%;
- Настенные котлы с закрытой камерой сгорания и «коаксиальной» трубой (дым на улицу, воздух для горения с улицы) производятся с мощностью от 14 до 45 кВт. Но существует возможность объединения подобных котлов в каскад мощностью до 500 кВт;
- Желательно чтобы котел имел датчик наружной температуры, чтобы в зависимости от погоды автоматически регулировалась температура в помещении;
- Желательно наличие у газового котла функции самодиагностики;
- Использование конденсатных настенных котлов рекомендуется и оправдывает себя лишь в случае использования в помещении системы «теплый пол»;
- В простых системах отопления состоящих из одного — двух контуров отпления желательнее применять настенный котел, в более сложных — напольный. Теплообменник для настенных котлов изготавливают из меди, а для напольных из стали либо чугуна;
- Если в вашем районе часто отключают электроэнергию, то необходимо использовать специальные преобразователи, обеспечивающие автономную работу отопительного котла до 3 суток;
- Котлы европейских производителей с европейским и российским сертификатами соответствия, абсолютно безопасны для человека и имеют все необходимые уровни защиты от внешних неблагоприятных факторов, особенно от проникновения газов в помещение;
- При выборе котла следует учесть рекомендации данные оборудованию именно в этом регионе и компании с обученными инженерами системы серви.
Газы сначала очищают от золы в электрофильтрах или мультициклонах, а затем охлаждают в скруббере Вентури водой. Абсорбцию S02 проводят в полом скруббере, после которого газы нагревают теплом горячих топочных газов, частично отобранных после экономайзера. Сточные воды после скруббера и абсорбера обрабатывают воздухом для окисления сульфитных соединений в сульфатные и сбрасывают в море.
Топочные газы с / = 750° перед выпуском их в трубу проходят сначала теплообменник 13 и золоуловитель с электрофильтром 24.
Топочные газы из топки 1 с температурой 800—900°С поступают в смесительную камеру, где к ним подмешивается свежий холодный воздух 4. Полученная таким образом рабочая смесь (сушильный агент) температурой 300—320° С поступает через камеру 3 в сушильный барабан. Отработавший сушильный агент с температурой 120—140° С отсасывается дымососом 9 и выбрасывается в атмосферу. Направление воздушного потока совпадает с направлением материала. Таким образом, эта барабанная сушилка работает по принципу параллельного тока (прямотока). Через сушилку в час проходит 20—30 тыс. м3 газов со скоростью около 2 м/сек.
Топочные газы получают в специальных топках, в которых сжигают сырые отходы деревообрабатывающего производства — рей-¿и, щепу, опилки. Поскольку древесные отходы сейчас широко используются как сырье для производства различных материалов, то стали употреблять и другие виды топлива, в частности природный газ.
Топочный газ предварительно очищают и охлаждают циркулирующей водой в оросительной башне. При этом из газа удаляется зола, хлориды, частично диоксид серы и др. Абсорбцию проводят в колонне, орошаемой циркулирующим раствором сульфита натрия, который при поглощении Б02 переходит в бисульфит. Одновременно протекает реакция образования сульфата натрия. Ввиду того что растворимость бисульфита выше, чем сульфита натрия, образование осадка и забивка абсорбера не происходят.
Эти газы направляют в подо-греватель-сепаратор хвостовых газов 14. Здесь хвостовые газы очищаются от паров кислоты, уносимой из абсорбера, и подогреваются до температуры 50 °С. Дальнейшее нагревание газа до 110—135 «С осуществляют в теплообменнике (на схеме не показан), после чего нит-розные газы смешивают с горячими топочными газами, а их температура возрастает до 390—500 «С. При такой температуре они поступают в смеситель 5, где смешиваются с природным газом (СН4: 02 = 0,55— 0,6), а затем направляются в реактор 3.
Далее топочные газы проходят через перевальные стенки 7, меняя направление и скорость, что способствует осаждению золы и несгоревших частиц топлива, после чего газы выходят из топки и поступают в распределительный боров, подводящий их к камерам. За топкой в начале канала устраивается главный шибер, регулирующий подачу газа к камерам.
Применение топочных газов экономично, так как оно позволяет проводить процесс сушки осадков при высоких температурах (около 500 — 800° С); с увеличением температуры сушильного агента сокращаются габариты сушильных установок, а также расход энергии на транспортировку отходящих газов.
Температура топочных газов должна поддерживаться в пределах 400—450°С. Осадок перед его загрузкой в барабан требует некоторой обработки. Так, влажность поступающего в барабан осадка должна быть не более 50%), иначе он будет прилипать к поверхности барабана. Для понижения влажности сырого осадка с 75 до 50% к нему необходимо добавлять ранее .высушенный осадок с влажностью 20%.
На 1 ж3 объема топочного пространства сжигается 100—150 кг древесного топлива в час, которое при сгорании выделяет теплоту в количестве 200—300 тыс. ккал/ч. Одна такая топка максимально обслуживает пять сушильных камер с 25 штабелями. Температура топочных газов в задней части топки в зоне 4 составляет 700— 800° С.
Растворенные газы удаляются химическими и физическими методами. Кислород удаляется реагентным методом применением сульфита натрия, гидразин — гидрата, топочных газов. Кислород связывается железом при фильтрации в стальной стружке.
При облучении топочных газов (продуктов сгорания органического топлива), содержащих NO и SO2 (в которых, кроме того, содержатся 02, N2, СОг, Н20, зола и другие примеси), ускоренными электронами образуются активные частицы, которые резко увеличивают скорость окисления N0 до N2O5 с последующим образованием HNO3 и S02 до SO3 и H2S04. В случае реализации радиационно-химического способа очистки топочных газов, США например, потенциально способны производить около 100 млн. т продукта, содержащего до 25 % азота, который можно использовать в качестве удобрения.
Рециркуляция дымовых газов в топочную камеру. Одним из наиболее распространенных и наиболее хорошо изученных методов снижения количества образующихся оксидов азота является рециркуляция продуктов сгорания в зону горения. При этом более эффективна не внутренняя рециркуляция горячих топочных газов в горелку, а внешняя рециркуляция предварительно охлажденных газов из хвостовой части котла в дутьевой воздух.
Удаление диоксида серы из топочных газов сухой промывкой (адсорбцией).
Удаление диоксида серы из топочных газов мокрой промывкой. Вымывание из дымовых газов с помощью воднощелочных растворов или суспензий может осуществляться различными методами. Можно применять известковое молоко или суспензии СаС03, а полученный продукт (CaS03 и CaS04) удалять; можно использовать для этой цели аммиачные растворы с последующей переработкой образующихся растворов солей аммония.
Образующийся SO3 вводится в топочный газ для создания требуемой концентрации SO3. На каждой установке кондиционирования сжигается примерно 100 фунтов серы в час. Последующая система улавливания SO3, включающая электростатические пылеосадители, позволяет выделить почти весь SO3 .
Распыленный раствор СаС12 и топочные газы движутся в сушильной башне прямотоком сверху вниз. За это время влага из раствора выпаривается и на дно сушилки оседает почти безводный продукт в виде сухого порошка. Часть продукта с топочными газами уносится из сушилки и улавливается в циклонах 9 и 11. После циклонов в отходящих газах содержится еще некоторое количество СаС12. Эти газы при температуре выше 100 °С поступают в пенный аппарат 12, где отдают свое тепло для предварительного упаривания раствора. Одновременно здесь же свежий раствор поглощает пыль из отходящих газов. Таким образом пенный аппарат 12 является утилизатором пыли и тепла отходящих газов.
При более высоких температурах топочных газов в момент контакта их со сточными водами происходит термическое разложение органических примесей, содержащихся в стоках, с образованием продуктов, обладающих резким, неприятным запахом.
Снижение содержания 502 в отходящих топочных газах может осуществляться в основном двумя путями: 1) удалением серы из топлива до его сжигания и 2) удалением 502 из отходящих газов.
Ориентировочный расход природного газа на регенерацию одной тонны ГАУ при нормальных условиях 1000 м3, воздуха 10000 м3, пара 0,5 т. Температура топочных газов при контакте с ГАУ не превышает 1050°С, а отходящих топочных газов 200-600 °С; последние дожигаются при 900-1000°С и 20%-ном избытке кислорода.
Нагретый влажный воздух, пар или смесь топочных газов с воздухом, т. е. среда, высушивающая материал в камере, называется сушильным агентом, или агентом сушки.
Второй путь заключается в пропускании топочных газов либо через слой расплавленных солей типа Na2C03, К2СО3 при 800—1100 °С , либо через слой окиси кальция , либо через скрубберы, орошаемые известковым или содовым растворами .
Конвективный теплообмен в печи между ПАУ и топочными газами может быть значительно интенсифицирован введением относительно крупнодисперсной твердой фазы из инертного материала в виде кипящего слоя или плотной насадки. Соотношение между ПАУ и насадкой различно: от 1—30 до 1 —1000 . Материал твердой фазы: песок (¿эКв = 0,3—1,5 мм), легкие породы (¿экв = 1—3 мм). Насадка стабилизирует газовый поток и усредняет время пребывания ПАУ в печи, а подвижная насадка способствует еще и быстрому разрушению агломератов влажного ПАУ. Все это позволяет рассчитывать и стабильно эксплуатировать печи значительных размеров с кипящим слоем инертного материала для термической регенерации ПАУ (рис.
Решение проблемы удаления диоксида серы из топочных газов имеет первостепенное значение, учитывая огромное количество S02, выбрасываемое в атмосферу тепловыми электростанциями и крупными теплоцентралями в сравнительно небольших по площади районах, и обусловленный этими выбросами вред. Несмотря на то, что этой проблемой занимаются с привлечением крупных технических и материальных средств в Англии, а с недавнего времени также в ФРГ и США, до сих пор ее удовлетворительного решения как с технической, так и с экономической точек зрения не найдено. Очистка топочных газов от S02 проводится в основном двумя способами: мокрой промывкой и адсорбцией (сухой промывкой).
Использование для этих целей катализаторов (по аналогии с очисткой газов в производстве азотной кислоты) вряд ли возможно, так как наряду с N ,0 в топочных газах стекольных печей содержится много компонентов, являющихся ядами для катализаторов. Перспективным способом восстановления N>,0 является добавка аммиака в газы при высокой (900— 1200 °С) температуре. Этот способ требует гомогенного распределения аммиака в топочных газах, что можно реализовать подачей аммиака перед ре-куперационным устройством.
Термическая обработка осадков заключается в их сушке. В качестве сушильного агента прменяют топочные газы, перегретый пар или горячий воздух, наиболее часто — дымовые газы при температуре 500-800 °С. Используют сушилки различных конструкций: барабанные, многоподовые, ленточные, с кипящим слоем, распылительные и др.
В нижней части реактора ( Д—Уз НР) происходит досушивание ПАУ, а в остальной части — собственно термическая регенерация паром. США) построила в 1973 г. установку по регенерации ПАУ при 900— 1000°С в режиме пневмотранспорта производительностью 10 т ПАУ/сут, где себестоимость восстановления сорбента 100—120 долл/т при средних потерях 11—12% ПАУ за цикл .
Под влиянием разности концентрации растворенный в воде кислород переходит из жидкой фазы в газообразную. Газ отделяется от воды в специальном десорбере и затем в сепараторе. Обескислороживание воздуха происходит в герметичном реакторе, загруженном древесным углем и омываемом топочными газами с температурой 500—800е С. При помощи описанного метода можно достигнуть практически полного обескислороживания воды .
Наиболее эффективными являются установки для сжигания осадка с использованием выходящих из циклонной печи топочных газов для сушки осадка. Такая установка включает сушильный аппарат, измельчитель осадка, циклонную печь, камеры дезодорации газов, мокрую пылеочист-ку, дымосос, дымовую трубу.
Было установлено , что выпаривание промышленных стоков производства эпоксидных смол возможно только при разбавлении топочных газов погружной горелки холодным (атмосферным) воздухом до 500— 550 °С; при этом получается дистиллят, содержащий около 200 мг/л хлорида натрия и имеющий ХПК порядка 800 мг 02/л.
Однако применение этого метода ограничивается тем, что для обескислороживания воздуха, подсасываемого эжектором, необходимы топочные газы высокой температуры, т. е. наличие котельной. Кроме того, в дегазаторе, предложенном П. А. Акользиным, не удается одновременно с обескислороживанием воды обеспечить необходимую степень удаления углекислоты.
Над зоной восстановления расположена зона возгонки летучих и сушки топлива. При большой высоте слоя содержание горючих компонентов в топочных газах увеличивается и возникает необходимость подвода воздуха сверху слоя для их дожигания. Воздух, подводимый за слоем топлива для дожигания горючих компонентов топочных газов, называют вторичным воздухом.
На основе термодинамического и кинетического анализов, рассмотренных ранее, можно понять суть некоторых возможных методов снижения концентраций N0 в дымовых газах путем контроля над горением. В целом основными параметрами, которые влияют на образование N0 , являются температура, время контакта, концентрации различных веществ и степень смешения. С экспериментальной точки зрения факторы, которые определяют образование N0., включают: 1) соотношение воздух — топливо; 2) температуру воздуха, поступающего в зону горения; 3) степень охлаждения зоны горения; 4) конфигурацию топки. Рассмотрение этих основных конструктивных факторов приводит к анализу способов сжигания, известных как рециркуляция топочных газов и двухступенчатое сжигание. Вид топлива также оказывает большое влияние на процесс горения.
Образующиеся аммонийные соли улавливаются в электрофильтрах и могут быть использованы как удобрения. Подсчитано, что в случае реализации радиационно-химического способа очистки топочных газов США, например, потенциально способны производить около 100 млн т продуктов, содержащих до 25% азота и пригодных в качестве удобрений.
В зависимости от характера сушильного агента камеры подразделяются на паровоздушные, в которых агентом сушки является воздух, нагретый калориферами, и газовые, где агентом сушки является смесь топочных газов и воздуха.
Измерения температуры показали, что в зоне выше верхних горелок температура газового потока резко падает, снижаясь до 700—750° С в горизонтальном газоходе и до 500—550° С перед скрубберами. Резкое снижение температуры топочных газов обусловлено поступлением в верхнюю зону большего количества сильно обводненных отходов.
Аммиачный процесс 1БР , разработанный Французским институтом нефти (ПТ), является одним из наиболее технологически отработанных и широко распространенных в мире — более 40 установок, из них 10 установок в США эксплуатируются для очистки и утилизации отходящих топочных газов энергетических установок с содержанием диоксида серы 0,15 — 0,35%. Процесс обеспечивает очистку до остаточных концентраций 0,01 — 0,02%. При этом капитальные затраты на сооружение электростанций возрастают на 20, а стоимость электроэнергии — на 15%. В этом отношении, аммиачный процесс 1БР не отличается от других регенерационных методов десульфуризации газов, имея существенное преимущество, -он практически безотходен.
Сушку древесной зелени ведут на стационарных агрегатах АВМ-0,4; -0,4А; -0,65; -1,5А, а также на передвижных барабанных сушилках СХБП-1,0; -2,0 и некоторых других. В агрегатах АВМ измельченная древесная зелень, получаемая от измельчителя-пневмосортировщика ЙПС-1,0 или других установок, сушится топочными газами при температуре 400…500 °С. В процессе сушки масса зелени перемещается по барабану потоком горячего воздуха, который подается из топки. Высушенная зелень направляется в циклон, где отделяется от теплоносителя, а затем на молотковую мельницу и просеивается через сито. Производительность АВМ-0,4 — 310…700 кг/ч при влажности сырья 8… 10 %. Другие марки АВМ более производительны. Все агрегаты АВМ работают на дизельном топливе.
Для расчета сушилок основной величиной является масса испаряемой влаги. Эта величина зависит от типа сушилки, материала, температуры и других факторов. По СНиП П-32-74 барабанную сушилку рекомендуется рассчитывать на испарение 60 кг/ч влаги на 1 м3 объема барабана при влажности обезвоженного осадка 78—80%, температуре топочных газов на входе 700—800° С, на выходе 100—200° С. Влажность высушенного осадка поддерживают в пределах 30—35%, так как более глубокая сушка приводит к значительному пылению осадка и осложняет его транспортирование.
Очевидно, для успешного применения этого метода необходим дешевый полимеризующийся агент. Желательно, чтобы полимеризация протекала в присутствии воздуха. Однако этот процесс может быть применен и тогда, когда кислород мешает процессу. В этом случае удаление воздуха может быть осуществлено барботажем сточной воды топочными газами предприятия.
Газовые выбросы тепловых электростанций и металлургических предприятий содержат ядовитые окислы азота и серы. Попадая в атмосферу, эти окислы подвергаются многочисленным физико-химическим превращениям и могут приводить в конечном итоге к возникновению ядовитых смогов и выпадению губительных кислотных дождей. Поэтому проблема очистки отходящих газов от окислов азота и серы является сейчас чрезвычайно актуальной во всем мире. Решать требуется при этом задачи очистки огромных объемов газа, поскольку, например, только одна стандартная ТЭЦ мощностью 500 МВт выбрасывает за час в атмосферу около 1,5 млн. куб.м, горячих топочных газов.
Производительность сушилок определяют по массе испаряемой влаги в единицу времени из расчета на единицу объема аппарата. Чтобы рассчитать величину производительности, необходимо измерять влажность осадков до и после сушки, что и выполняется не менее одного раза в сутки. При оценке работы сушилок подсчитывают также затраты тепла на испарение влаги, фиксируют температуру топочных газов на входе в сушилку и на выходе из нее.
Таким образом, дикарбоновые кислоты и сточная вода поступают в слабо турбулизирующий газовый поток, где процесс горения еще не закончился и сохраняются худшие условия для перемешивания паров органических веществ с кислородом воздуха. Создаются условия для еще большего затягивания горения и активизации его в конвективном газоходе. Наблюдались случаи, когда факел достигал скрубберов, где, вследствие резкого охлаждения дымовых газов орошающей водой, происходила закалка несгоревшей части органических соединений. При этом температура газов в верхней зоне была ниже, чем перед скрубберами, и, хотя в составе топочных газов СО не обнаруживалась, анализы скрубберной воды и дымовых газов показывали наличие в них органических соединений.
Горючий осадок конвейером 2 подается в псевдоожиженный слой, где разбивается на мелкие частицы, высушивается и газифицируется (рис. 44). Окончательное сгорание шлама происходит в верхней части печи 1. Для запуска печь снабжена пусковой горелкой 6, работающей на масле и керосине. В случае высокой влажности осадка (>70%) в печь может быть подано дополнительное топливо. Чтобы улучшить процесс сжигания, воздух, необходимый для горения, предварительно подогревается до 300—500 °С отходящими газами в теплообменнике 4. Топочные газы затем охлаждаются до 250°С путем распыления в сопле 7 водного раствора. Минеральные частицы отделяются от газа в циклоне 8 и выгружаются шнеком 9. Окончательная очистка газов осуществляется в скруббере Вентури 10, после чего они выбрасываются в атмосферу.
Существуют различные приемы обработки осадка термическим путем. Отечественные исследования показывают, что наиболее рациональным методом является сушка его в барабанных, пневматических или вальцовых сушилках. На рис. Со стороны входа находится загрузочная камера 3, а со стороны выхода—разгрузочная камера 4. Топка расположена со стороны входа в сушильную камеру. Для отсоса отработавших газов устанавливают вентилятор. Барабан лежит на катках и имеет привод, от которого осуществляется его вращение. При вращении барабана высушиваемый материал движется по направлению отходящих топочных газов к выгрузочной камере. Барабан можно заполнять материалом до 20% его объема.
На Сумском ПО «Химпром» им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции действовал сернокислотный цех, на котором утилизировалось некоторое количество сульфатов железа путем их терморазложения совместно с колчеданом.Сульфаты железа предварительно подсушивались в подготовительном отделении.Влажные сульфаты железа с содержанием до 10 % свободной серной кислоты смешивались о ре циркулирующей частью подсушзнного продукта для обеспечения возможности перемещения сырья по технологической нитке.Температура топочных газов на входе в сушильные барабаны составляла 460-520, на выходе — от -160 до 200 °С. Выхлопные газы после очистки в циклонных аппаратах выбрасывались в атмосферу. Высушенный до остаточной влажности 1,4-4 % продукт совместно с колчеданом поступал на терморазложение в аппарат кипящего слоя КС-100.
Содержание
Датчик дымовых газов KG Elektronik PT-1000
Датчик дымовых газов PT-1000 используется для измерения температуры отработанных дымовых газов. Подключается к автоматике котла KG Elektronik SP-30 PID, KG Elektronik CS-33, а также к совместимым контроллерам других производителей.
Особенности
Датчик накладного типа. Латунный.
Монтируется на отопительный котел и подключается к установленному на него блоку автоматики. Измеряет температуру уходящих дымовых газов и передает полученные данные на контроллер.
Если температура дыма превышает 150°С, контроллер подает сигнал на вентилятор и уменьшает скорость его вращения. В результате в топку подается меньше воздуха, а интенсивность горения снижается до тех пор, пока температура дымовых газов не нормализуется.
Такой подход к управлению температурой позволяет снизить расход топлива, так как полученное при его сжигании тепло не выбрасывается в атмосферу, а максимально используется для нагрева теплоносителя.
Преимущества датчика дымовых газов PT-1000:
- Простота в монтаже и эксплуатации;
- Эффективное управление горением;
- Сокращение расхода топлива;
- Устойчивость к температурам до 250°С.
Характеристики датчика дымовых газов PT-1000
|
Показатели |
Ед. измер. |
Значения |
|
Температурная устойчивость |
°С |
20 – 250 |
|
Габаритные размеры: |
||
|
— диаметр датчика |
мм |
6 |
|
— длина датчика |
50 |
|
|
— длина кабеля |
м |
1 |
Комплект поставки:
- Датчик дымовых газов;
- Паспорт, инструкция по эксплуатации.
Купить датчик дымовых газов PT-1000 в Киеве или с доставкой по Украине можно, позвонив по вышеуказанным телефонам или сделав онлайн заказ.
Современный дымоход – это не просто труба для отвода продуктов сгорания, а инженерное сооружение, от которого напрямую зависит КПД котла, экономичность и безопасность работы всей системы отопления. Задымление, обратная тяга и, наконец, пожар — все это может произойти в результате непродуманного и безответственного отношения к дымоходу. Именно поэтому следует серьезно отнестись к подбору материала, комплектующих и монтажу дымохода. Главное назначение дымохода состоит в удалении в атмосферу продуктов сгорания топлива. Дымоход создает тягу, под действием которой в топке образуется воздух, который необходим для горения топлива, а из топки удаляются продукты сгорания. Дымоход должен создавать условия для полного сгорания топлива и отличную тягу. И ещё он должен быть надёжным и долговечным, удобным для монтажа и прочным. И поэтому выбрать неплохой дымоход не так просто, как нам кажется.
Кирпичные дымоходы и современные котлы
Местные сопротивления в прямоугольном дымоходе
Мало кто знает, что единственно правильная форма дымохода — цилиндр. Это обусловлено тем, что образующиеся в прямых углах завихрения препятствуют удалению дыма и приводят к образованию сажи. Все самодельные дымоходы квадратных, прямоугольных и даже треугольных форм не только получаются дороже даже стального круглого дымохода, но еще и создают массу проблем, а главное, могут снизить КПД самого лучшего котла с 95 до 60 %
Круглое сечение дымохода
Старые котлы работали без автоматического регулирования и с высокой температурой отходящих газов. В результате этого дымоходы практически никогда не остывали, а газы не охлаждались ниже точки росы и, как следствие, не портили дымоходы, но при этом много тепла расходовалось не по назначению. Кроме этого, этот вид дымоходов обладает относительно невысокой тягой из-за пористой и шероховатой поверхности.
Современные котлы экономичны, их мощность регулируется в зависимости от потребностей обогреваемого помещения, и поэтому, они работают не все время, а только в периоды, когда температура в помещении падает ниже заданной. Таким образом, существуют отрезки времени, когда котел не работает, а дымоход остывает. Стенки дымохода, работающего с современным котлом, практически никогда не нагреваются до температуры выше температуры точки росы, что приводит к постоянному скоплению водяного пара. А это в свою очередь приводит к порче дымохода. Старый кирпичный дымоход может разрушаться при новых условиях работы. Так как в отходящих газах содержится: СО, CO2 , SO2 , NOx , температура отходящих газов настенных газовых котлов довольно низкая 70 – 130 оС. Проходя по кирпичному дымоходу, отходящие газы остывают и при достижении точки росы ~ 55 – 60 оC выпадает конденсат. Вода, осаждаясь на стенках в верхней части дымохода, приведет к тому, что они будут намокать, кроме того, при соединении
SO2 + H2O = H2SO4
образуется серная кислота, что может привести к разрушению кирпичного канала. Что бы избежать выпадения конденсата, желательно использовать утепленный дымоход или в существующий кирпичный канал установить трубу из нержавеющей стали.
Образование конденсата
При оптимальных условиях работы котла (температура отходящих газов при входе 120-130°С, при выходе из устья трубы — 100-110°С) и прогретой дымовой трубе водяные пары уносятся вместе с дымовыми газами наружу. При температуре на внутренней поверхности дымовой трубы ниже температуры точки росы газов, водяные пары охлаждаются и оседают на стенках в виде мельчайших капель. Если это повторяется часто, кирпичная кладка стен дымовых каналов и трубы пропитывается влагой и разрушается, а на наружных поверхностях трубы появляются черные смолистые отложения. При наличии конденсата резко ослабевает тяга, в помещениях ощущается запах гари.
Уходящие дымовые газы по мере охлаждения в дымоходах уменьшаются в объеме, а водяные пары, не изменяясь в массе, постепенно насыщают уходящие газы влагой. Температура, при которой водяные пары полностью насытят объем уходящих газов, т е. когда относительная влажность их будет равна 100 % — является температурой точки росы: содержащиеся в продуктах сгорания водяные пары начинают переходить в жидкое состояние. Температура точки росы продуктов сгорания различных газов – 44 -61°С.
Образование конденсата
Если газы, проходя по дымовым каналам, сильно охлаждаются и понижают свою температуру до 40 – 50°С, то на стенках каналов и дымовой трубы оседают водяные пары, образующиеся в результате испарения воды из топлива и сгорания водорода. Количество конденсата зависит от температуры уходящих газов.
Трещины и отверстия в трубе, сквозь которые проникает холодный воздух, также способствуют охлаждению газов и образованию конденсата. Когда сечение канала трубы или дымохода выше требуемого, дымовые газы поднимаются по ней медленно и холодный наружный воздух охлаждает их в трубе. Большое влияние на силу тяги оказывает также поверхность стенок дымоходов, чем они глаже, тем сильнее тяга. Шероховатости в трубе способствуют снижению тяги и задерживают на себе сажу. Образование конденсата зависит также от толщины стенок дымовой трубы. Толстые стенки медленно прогреваются и хорошо сохраняют тепло. Более тонкие стенки нагреваются быстрее, но плохо сохраняют тепло, что приводит к их охлаждению. Толщина кладки кирпичных стенок дымовых труб, проходящих во внутренних стенах здания, должна быть не менее 120 мм (полкирпича), а толщина стенок дымовых и вентиляционных каналов, расположенных в наружных стенах здания, — 380 мм (полтора кирпича).
Большое влияние на конденсацию водяных паров, содержащихся в газах, оказывает температура наружного воздуха. В летнее время года, когда температура относительно высокая, конденсация на внутренних поверхностях дымовых труб слишком мала, так как их стенки долго остывают, поэтому с хорошо прогретых поверхностей дымовой трубы влага мгновенно испаряется и конденсат не образуется. В зимнее время года, когда наружная температура имеет отрицательное значение, стенки дымовой трубы сильно охлаждаются и конденсация водяных паров увеличивается. Если дымоход не утеплен и сильно охлаждается, возникает повышенная конденсация водяных паров на внутренних поверхностях стенок дымовой трубы. Влага впитывается в стенки трубы, что вызывает отсыревание кладки. Особую опасность это представляет в зимнее время, когда под действием морозов образуются ледовые пробки в верхних участках (в устье).
Обледенение дымохода
Не рекомендуется присоединять навесные газовые котлы к дымовым трубам больших сечений и высоты: ослабевает тяга, на внутренних поверхностях образуется повышенный конденсат. Образование конденсата наблюдается и при присоединении котлов к очень высоким дымовым трубам, так как значительная часть температуры дымовых газов расходуется на прогрев большой поверхности теплопоглощения.
Утепление дымовых труб
Чтобы избежать переохлаждения дымовых газов и выпадения конденсата на внутренние поверхности дымовых и вентиляционных каналов, необходимо выдерживать оптимальную толщину наружных стен или утеплять их снаружи: оштукатурить, закрыть железобетонными или шлакобетонными плитами, щитами или глиняными кирпичами.
Стальные трубы необходимо использовать предварительно изолированные либо утеплять. Тип и толщину изоляции поможет выбрать любой производитель.