Modernizacja układu przepływu wody przez kocioł WR (WLM) 25

Opory przepływu wody przez wodnorurowe kotły rusztowe typu WR (WLM) wielkości 1,45 ÷ 29 MW (1,25 ÷ 25 Gcal/h ) wynoszą od 0,7 do 0,35 MPa. Przy czym im większy kocioł tym większe opory przepływu przez niego.

Różnica ciśnienia pomiędzy wysokością podnoszenia pomp obiegowych a oporami przepływu wody przez kocioł i sieć rurociągów wewnętrznych kotłów stanowi ciśnienie na pokonanie oporów przepływu wody w zakładzie a jego niska wartość utrudnia prawidłowy rozdział gorącej wody między poszczególne odbiorniki.

Wszystkie wodnorurowe kotły rusztowe typu WR (WLM) wyposażone w wadliwe konstrukcje dysz La Monta są narażone na uszkodzenia rur powodowane występowaniem w nich odparowania. Odparowanie jest wynikiem zmniejszonego przepływu wody przez osady gromadzące się wokół otworów wkładów kryzowych oraz zamulaniu wnętrza komór dyszowych. Stosowanie dysz posiada słabe uzasadnienie ponieważ zarastanie otworów dysz i zamulanie komór prowadzi w każdym wypadku do ograniczenia lub nawet odcięcia dopływu przez dyszę wody do rury, efektem czego jest często jej uszkodzenie. Pierwotnie dysze La Monta pomyślane były jako elementy do regulacji rozpływu wody między poszczególne rury, których długości ( opory ) są w kotle różne. W praktyce nie spełniają one jednak swojej roli regulacyjnej z powodów wyżej opisanych i stanowią wręcz źródło potencjalnej awarii.

Szczególnie zaleca się modernizację układu przepływu wody w ciepłowniach wyposażonych w kotły WR25 (WLM25), w których katalogowy spadek ciśnienia wody wynosi 0,3 ÷ 0,35 MPa i inne kotły o mniejszych oporach co wymaga dodatkowego dławienia przepływającej wody aby uzyskać właściwe jej rozpływy.

Opory przepływu wody w kotle WR 25 przy pracy z mocą nominalną można zredukować o ok. 0,12 MPa co prowadzi do powstania rezerwy ciśnienia dyspozycyjnego w pompach obiegowych w wysokości 12 m słupa wody. Można wtedy tą nadwyżkę wykorzystać na lepszą regulację sieci lub przez obniżenie obrotów pompy dzięki zabudowie falownika lub jej wymianę na mniejszą ( o większej sprawności ), zaoszczędzić energię elektryczną.

W kotłach WR25 (WLM 25) występuje szczególnie niekorzystna sytuacja w których opory przepływu wody sięgają 3 ÷ 3,5 bar a bywa nawet większy.

Opory przepływu wody w tym kotle można zredukować o ok. 0,12 MPa co prowadzi do powstania rezerwy ciśnienia dyspozycyjnego w pompach obiegowych w wysokości 12 m słupa wody. Można wtedy tą nadwyżkę wykorzystać na lepszą regulację sieci lub przez obniżenie obrotów pompy dzięki zabudowie falownika lub jej wymianę na mniejszą ( o większej sprawności ) przez co zaoszczędzić energię elektryczną.

Ponadto źle dobrane otwory dysz La Monta powodują, że przepływ wody w niektórych rurach ekranowych komory paleniskowej i grodzi jest zbyt mały w stosunku do przejmowanego ciepła w wyniku czego temperatura wody przekracza miejscowo 150 oC. Na załączonym rysunku podano wyniki obliczeń rozkład temperatur na wylotach z poszczególnych części powierzchni ogrzewalnych komory paleniskowej przy istniejącym kryzowaniu.

W praktyce okazało się, że palisada z dysz zabudowana w komorach także wprowadza duże zakłócenia, co nie zostało uwzględnione w obliczeniach i co dodatkowo pogarsza sytuację. Zakłócenia w rozpływie wody wprowadzają także osady powstające na krawędziach otworów dysz o czym pisano w Ciepłownictwie, Ogrzewnictwie, Wentylacji nr 11/2009 w artykule „Wpływ jakości wody na awaryjność kotłów rusztowych typu WR” (skan artykułu możemy przesłać e-mailem).

W rezultacie ulegają częstym uszkodzeniom rury środkowe ekranu tylnego oraz ekranów bocznych co potwierdzają statystyki awarii. Na załączonym rysunku widać, że szczególnie wysokich temperatur należy się spodziewać w rurach ekranu tylnego leżących naprzeciwko wlotu wody z grodzi do komory ekranu tylnego. Temperatury w nich mogą przekraczać temperaturę nasycenia i może tam występować zjawisko odparowywania wody!

Aby wyeliminować to ryzyko należy wykonać nowe kryzowanie kotła zapewniające przepływ wody przez rury w ilości odpowiedniej do ich obciążeń cieplnych.

Przedsiębiorstwo Solve w Koninie może zaoferować Państwu rozwiązanie w tym zakresie.

Po modyfikacji układu dyszowego w kotle pozostanie jedynie 28 nowo owierconych dysz zabudowanych w komorach ekranów bocznych.

Oferta obejmuje dostarczenie odpowiedniej, uzgodnionej w UDT dokumentacji na obniżenie oporów przepływu kotłów typu WR ( WLM ) 25 oraz nowe owiercenie dysz ( dysze dostarcza użytkownik kotłowni ).

Na podstawie naszej dokumentacji wymiana dysz może zostać wykonana przez Waszych pracowników lub firmę, która będzie wykonywała remont kotła.

W kotle WR25 po zamianie kryzowania jego opory przepływu w zależności od stanu powierzchni rur zostaną obniżone o ok. 0,5 - 0,6 bar przy przepływie 365 t/h.

Istnieje przeważnie także możliwość likwidacji jednego z zaworów zwrotnych kotła przy okazji wykonywania w/w prac, co dodatkowo obniży opory przepływu wody.

Dalsze obniżenie oporów kotła wymaga niewielkiej ingerencji w część ciśnieniową. W zależności od wersji kotła opory obniżą się o dalsze 0,5 do 0,8 bar.

Efekty modernizacji kotła WR25:
  1. zmniejszenie prawdopodobieństwa uszkodzenia części ciśnieniowej powierzchni ogrzewalnych komory paleniskowej kotła;
  2. zmniejszenie zużycia energii elektrycznej przez pompy obiegowe. Efekty ekonomiczne z tytułu zmniejszenia zużycia energii elektrycznej są tak duże, że koszty inwestycyjne zwracają się w krótkim czasie.
    Przykład. Kocioł WR 25. Przepływ wody 365 t/h. Obniżenie oporów o 0,12 MPa.
    Obniżenie mocy pobieranej przez silnik pompy
    ΔN = 365000 * 12 /( 102 * 3600 * 0,70 ) = 17 kW
    Zmniejszenie zużycia energii elektrycznej i jej kosztu w sezonie grzewczym
    ΔE = 17 * 24 godz * 5 mies * 30 dni = 61440 kWh
    ΔK = 61440 * 0,5 zł/kWh = 30720 zł
  3. zmniejszenie pracochłonności związanej z okresowym czyszczeniem dysz. Z 372 dysz La Monta pozostaje jedynie 28 szt.
  4. lepsze dopasowanie układu hydraulicznego przy współpracy WR 25 z innymi typami kotłów
Oferowane rozwiązanie posiada świadectwo ochronne Urzędu Patentowego RP nr W 118576.

Do końca 2012 r. nasze rozwiązanie zastosowano w 30 kotłach WR25, między innymi w paru kotłach ZEC Katowice, NSE Brzeszcze, Carbo Energii, Dalki Term, Tauron Ciepło.

Chętnie udzielimy dodatkowych wyjaśnień w przypadku pytań i niejasności.