температура воды в экономайзере котла

Вот о чём сразу хочется сказать: многие думают, что главное — просто не допустить кипения в экономайзере. Но это лишь верхушка айсберга. На деле, температура воды в экономайзере котла — это тонкий баланс между экономией, безопасностью и долговечностью всей системы. Часто вижу, как операторы гонятся за высокой температурой на выходе, чтобы ?выжать? КПД, а потом удивляются трещинам в трубках или резкому росту кислородной коррозии. Давайте разбираться без теории, как это бывает на практике.

Почему цифра на термометре — это ещё не всё

Скажем, у вас на панели показывает 150°C на выходе из экономайзера. Кажется, всё в норме? Возможно. Но я всегда прошу посмотреть на два других параметра: давление в этом контуре и температуру питательной воды на входе. Если, например, входящая вода была 90°C, а давление упало даже незначительно, риск парообразования в последних рядах трубок резко возрастает. Видел такое на одном из старых ТЭЦ, где экономили на подпитке деаэратора. В итоге — локальный перегрев, микротрещины, и через полгода пришлось заглушать секцию.

Ещё один момент, который часто упускают из виду — распределение температуры по газоходу. В идеальном мире оно равномерное. В реальности, из-за изношенных горелок или нарушения обмуровки, с одной стороны газы могут быть на 30-50°C горячее. Соответственно, и температура воды в экономайзере котла в правом и левом пакете будет разной. Если не отслеживать это раздельно, можно пропустить начало процесса зашлаковки с ?горячей? стороны, что ведёт к снижению тепловосприятия и перегреву металла.

Поэтому моё правило: один главный термометр — это хорошо, но пара дополнительных датчиков по краям газохода и манометр до и после экономайзера спасают от многих незапланированных остановок. Кстати, некоторые новые системы, которые поставляют, например, для модернизации, сразу предусматривают такую разветвлённую схему контроля. Как у тех ребят из ООО Чэнду Нэнцзе Экологические Технологии — они в своих проектах по вспомогательному оборудованию для котлов часто закладывают резервирование измерительных линий. Не реклама, а констатация: их подход к надёжности систем, судя по описанию на https://www.western-turbo.ru, близок к тому, что требуется на практике.

Опыт и косяки: когда теория расходится с реальностью

Расскажу про случай лет пяти назад. Работали с котлом ДКВР. Задача — поднять КПД. Решили ?поиграть? с температурой уходящих газов, естественно, через интенсификацию теплообмена в экономайзере. Подняли температуру питательной воды на входе, чтобы на выходе получить значение ближе к точке кипения при рабочем давлении. Вроде бы всё по учебнику. Но не учли качество воды. Химики давали добро ?в пределах нормы?, но эта норма была, мягко говоря, широкой.

Через три месяца заметили падение расхода воды через экономайзер при том же перепаде давлений. Вскрыли — а там внутренние отложения, причём не просто накипь, а сложные силикатные образования. Они выросли именно из-за того, что мы работали на повышенной температуре, которая ускорила процессы полимеризации кремниевых соединений в воде. Вот вам и обратная сторона погони за градусами. Пришлось кислотной промывкой чистить, терять время. Вывод: прежде чем поднимать температуру воды в экономайзере котла, нужно быть на 200% уверенным в её химическом составе. И не по разовому анализу, а по динамике.

Или другой аспект — работа в переменном режиме. Современные котлы часто работают не на постоянной нагрузке, особенно в когенерационных циклах. Температура воды начинает ?плавать?. И здесь важно, как ведёт себя система автоматики. Если она просто поддерживает заданное значение на выходе, резко меняя расход, это может вызвать тепловые напряжения в точках крепления трубок. Лучше — плавный каскадный контроль, учитывающий и температуру газов, и давление в барабане. Но такое, увы, есть не везде. Часто автоматику экономят, а потом латают последствия.

Связь с другими системами: без этого картина неполная

Экономайзер — не остров. Его работа жёстко завязана на деаэратор и систему подготовки воды. Если на деаэраторе не держится температура, скажем, падает ниже 102°C, в воду проникает растворённый кислород. И тогда, при высокой температуре в экономайзере, коррозия ускоряется в разы. Видел трубки, изъеденные изнутри за сезон именно по этой причине. Поэтому контроль температуры — это всегда контроль цепочки: химводоочистка — деаэратор — питательный насос — экономайзер.

То же самое с системами очистки дымовых газов. Если после котла стоит, скажем, скруббер, то температура уходящих газов перед ним — критический параметр. А она, в свою очередь, зависит от того, сколько тепла забрал экономайзер. Иногда приходится искусственно ограничивать нагрев воды, чтобы не ?переохладить? газы и не нарушить технологический режим очистки. Балансировка между эффективностью котла и работой газоочистки — это отдельное искусство. И здесь как раз пригождается экспертиза компаний, которые видят картину целиком, как та же ООО Чэнду Нэнцзе Экологические Технологии, которая в своей деятельности охватывает и котлы, и системы очистки дымовых газов. Это позволяет им предлагать решения без дисбаланса между узлами.

Ещё один практический момент — влияние на турбинную часть, если речь о ТЭЦ. Перегрев питательной воды выше расчётного — это, конечно, хорошо для цикла, но только если пароперегреватель рассчитан на такие параметры. Иначе можно получить недогрев пара перед турбиной или, наоборот, перегрев. Вся система должна рассматриваться как единое целое. Часто проблемы в одном месте начинаются из-за оптимизации в другом, проведённой без общего анализа.

Оборудование и материалы: на что смотреть при модернизации или замене

Когда речь заходит о замене секций экономайзера или его полной модернизации, разговор о температуре становится предметным. Какой материал трубок выбрать? Углеродистая сталь, легированная, может, оребрённые трубы для увеличения поверхности? Всё упирается в расчётную температуру и давление. Если работаем на грани точки кипения, лучше смотреть в сторону сталей с повышенным содержанием хрома, даже если это дороже. Экономия на материале потом выльется в частые остановки.

Важен и тип экономайзера — кипящий или некипящий. Это фундаментальное решение, которое определяет весь режим работы. Кипящий позволяет ?добрать? больше тепла, но требует более сложного контроля и повышенной надёжности системы питания. Некипящий — проще, безопаснее, но и менее эффективен. Выбор зависит от многих факторов: от вида топлива до квалификации персонала. На одном из объектов пришлось переделать кипящий в некипящий именно из-за невозможности обеспечить стабильно высокое качество воды и квалифицированное круглосуточное наблюдение.

И, конечно, нельзя забывать о запчастях. Ремонт — это неизбежность. Когда нужны новые трубки или коллекторы, важно, чтобы они не просто подходили по размерам, но и по материалу, и по допускам. Покупка ?аналогичных? деталей у непроверенного поставщика — лотерея. Может, и сработает, а может, даст течь через тысячу часов. Поэтому я всегда интересуюсь происхождением критичных компонентов. На том же сайте https://www.western-turbo.ru видно, что компания делает акцент на производстве и поставке именно запасных частей, в том числе для критических систем. Для специалиста это важный сигнал — есть поставщики, которые понимают важность соответствия исходным спецификациям, а не просто торгуют железом.

Вместо заключения: несколько неочевидных советов из практики

Итак, подытожу не в виде строгих выводов, а в виде мыслей, которые приходят после многих лет работы с этими системами. Во-первых, не гонитесь за абсолютным рекордом КПД за счёт температуры. Иногда снижение расчётной температуры воды на выходе из экономайзера на 5-10°C даёт в разы больший ресурс аппарату и избавляет от головной боли с химией. Надёжность часто важнее пиковой эффективности.

Во-вторых, внедряйте хотя бы простейший трендовый анализ. Записывайте не только текущие значения температуры воды в экономайзере котла, но и их изменение во времени при одинаковой нагрузке. Медленный дрейф вверх может сигнализировать о зашлаковке газовой стороны, а дрейф вниз — о загрязнении внутри трубок или неисправности датчика. Раньше это делали в журналах, теперь можно автоматизировать.

И в-третьих, смотрите на систему широко. Проблема с температурой может быть следствием неполадок в совершенно другом месте — в дымососе, в горелочном устройстве, в контуре рециркуляции дымовых газов. Экономайзер — это финальный акцептор тепла в хвосте котла, и он отражает все проблемы по цепочке. Поэтому его параметры — это отличный диагностический инструмент для всей топочной части. Наблюдайте, анализируйте и не бойтесь иногда отступать от инструкции, если того требует реальная обстановка на объекте. Опыт, в конце концов, и заключается в том, чтобы понимать, когда можно, а когда нельзя.