Дымососы и вентиляторы для котлов на твердом топливе

Твердотопливные котлы работают в значительно более тяжелых условиях по сравнению с газовыми и жидкотопливными установками. При сжигании угля, щепы, древесных отходов или пеллет возрастает объем золы, увеличивается запыленность дымовых газов и меняется аэродинамическое сопротивление системы в процессе эксплуатации. Именно поэтому к тягодутьевому оборудованию предъявляются повышенные требования по производительности, давлению и устойчивости к износу.

Подбор ТДМ для котлов на твердом топливе

Большие котлы

Средние котлы

Маленькие котлы

Контроль рабочих параметров дымососов и вентиляторов после подбора

При подборе дымососов Д/ДН и вентиляторов ВД/ВДН для твердотопливных котлов недостаточно ориентироваться только на расчетную производительность. Основная ошибка — подбор оборудования под «чистую» систему без учета роста аэродинамического сопротивления в процессе эксплуатации.

Для угольных и щеповых котлов критично проверять запас по давлению с учетом:

• загрязнения конвективных поверхностей;
• износа циклонов;
• засорения газоходов;
• изменения режима горения;
• подсосов воздуха.

Рабочая точка не должна находиться в крайней зоне аэродинамической характеристики. Для дымососов ДН и вентиляторов ВДН особенно важно исключить работу в режиме перегрузки двигателя при максимальном сопротивлении системы.

При эксплуатации рекомендуется проверять фактические параметры:

• разрежение в топке;
• ток двигателя;
• температуру подшипников;
• вибрацию;
• стабильность горения;
• запас по производительности при пиковой нагрузке.

Если после загрязнения газоходов:

• падает тяга;
• увеличивается дымление;
• вентилятор работает на полностью открытом направляющем аппарате;
• растет ток двигателя,

это обычно указывает на недостаточный запас по давлению.

Исходные данные для подбора ТДМ

Перед расчетом дымососа Д или ДН, а также вентиляторов ВД и ВДН необходимо собрать не только паспортные характеристики котла, но и параметры всей аэродинамической системы. Ошибки на этом этапе приводят к тому, что оборудование оказывается работоспособным только при номинальном режиме или начинает работать на предельной характеристике уже после нескольких месяцев эксплуатации.

При подборе рекомендуется учитывать полный набор исходных данных, включая параметры газового и воздушного трактов, характеристики топлива и требования к автоматизации котельной.

Типичные ошибки в исходных данных при подборе дымососов и вентиляторов

Даже при использовании проверенных методик расчета точность подбора дымососа Д, ДН или вентилятора ВД, ВДН напрямую зависит от качества исходных данных. На практике многие проблемы возникают не из-за ошибки расчета, а из-за того, что часть параметров не была предоставлена или была определена ориентировочно.

Особенно часто такая ситуация возникает при модернизации существующих котельных, когда оборудование подбирается по параметрам ранее установленного дымососа или вентилятора без повторной проверки фактических характеристик системы.

Параметры, которые необходимо согласовать перед заказом дымососа или вентилятора

После определения требуемых аэродинамических характеристик необходимо проверить конструктивные параметры оборудования. На практике именно на этом этапе возникает значительная часть вопросов при изготовлении и последующем монтаже.

Указания только серии оборудования (Д, ДН, ВД или ВДН) и типоразмера недостаточно для изготовления изделия, полностью соответствующего условиям конкретной котельной.

Основные параметры, которые рекомендуется согласовать заранее

Как влияет сопротивление газоходов на подбор дымососа

При подборе дымососов Д и ДН для твердотопливных котлов одна из основных ошибок — расчет только по паспортному сопротивлению котла без учета фактического состояния газового тракта.

На практике сопротивление системы увеличивают:

• загрязнение конвективных поверхностей;
• золоотложения в газоходах;
• циклоны и батарейные циклоны;
• рукавные фильтры;
• экономайзеры;
• подсосы воздуха;
• изменение режима горения топлива.

Для угольных котлов рост сопротивления после нескольких месяцев эксплуатации может достигать 20–30%. Если дымосос подобран без эксплуатационного запаса, рабочая точка смещается в зону перегрузки, а разрежение в топке начинает падать уже при средней нагрузке котла.

Для систем с:

• длинными газоходами;
• многоступенчатой очисткой;
• высокой запыленностью;
• переменным режимом работы

обычно применяются дымососы ДН, так как серия Д не всегда обеспечивает необходимый запас по давлению.

Для твердотопливных котлов запас по давлению обычно важнее минимального энергопотребления. Попытка подобрать дымосос «впритык» приводит к потере устойчивой тяги после первого загрязнения системы.

Применение вентиляторов ВДН вместо ВД

При подборе дутьевых вентиляторов для твердотопливных котлов ключевым параметром становится не только расход воздуха, но и сопротивление воздушного тракта.

Вентиляторы ВД обычно применяются:

• на небольших водогрейных котлах;
• при коротких воздуховодах;
• в системах без сложного воздухораспределения;
• при умеренном сопротивлении тракта.

Если система включает:

• длинные воздуховоды; воздухоподогреватели; сложное распределение воздуха; автоматическое регулирование горения; котлы большой мощности,

применение ВД часто оказывается недостаточным.

В таких случаях используются вентиляторы ВДН, рассчитанные на более высокое давление и стабильную работу при переменных режимах нагрузки.

Для угольных и щеповых котлов ВДН позволяют:

• поддерживать устойчивое горение;
• уменьшать объем несгоревших частиц;
• стабилизировать подачу воздуха;
• работать с частотным регулированием;
• сохранять запас по производительности после загрязнения системы.

Если вентилятор работает:

• с полностью открытым направляющим аппаратом;
• при постоянном дефиците воздуха;
• с нестабильным факелом,
• с ростом тока двигателя

это обычно указывает на недостаточный запас по давлению либо неправильный подбор серии вентилятора.

Как вид твердого топлива влияет на подбор дымососа

Для угольных котельных ключевым фактором становится не номинальная производительность, а устойчивость дымососа к эксплуатации в запыленной среде.

Наиболее проблемные режимы:

• работа на мелком угле;
• повышенная зольность;
• нестабильная тяга;
• работа на частичных нагрузках;
• загрязнение циклонов.

При подборе дымососов Д и ДН необходимо учитывать:

• фактическую температуру дымовых газов;
• абразивность золы;
• скорость потока;
• вероятность налипания;
• рост сопротивления после загрязнения.

Для промышленных угольных котлов дымососы ДН обычно предпочтительнее, поскольку обеспечивают больший запас по давлению и стабильнее работают после загрязнения системы.

Дополнительно рекомендуется контролировать:

• вибрацию;
• состояние рабочего колеса;
• износ лопаток;
• ток электродвигателя;
• температуру подшипников.

Рост вибрации на угольных котлах чаще всего связан не с дефектом оборудования, а с разбалансировкой рабочего колеса из-за золовых отложений.

Как меняется работа дымососа после загрязнения системы

При подборе дымососов Д и ДН для твердотопливных котлов расчетная рабочая точка обычно определяется для «чистого» газового тракта. На практике после нескольких месяцев эксплуатации сопротивление системы изменяется из-за:

• загрязнения конвективных поверхностей;
• накопления золы в газоходах;
• роста сопротивления циклонов;
• загрязнения фильтров;
• подсосов воздуха.

Для угольных и щеповых котлов это особенно критично, поскольку сопротивление системы может увеличиваться на 15–30% относительно первоначального режима.

В результате::

• рабочая точка смещается;
• падает производительность дымососа;
• снижается разрежение в топке;
• возрастает ток двигателя;
• увеличивается нагрузка на рабочее колесо.

Если дымосос подобран без запаса по давлению, система начинает работать вне расчетного режима уже после первого загрязнения газового тракта.

Для твердотопливных котлов запас по давлению обычно важнее минимального энергопотребления в чистом режиме.

Какие параметры чаще всего недооценивают при подборе

Основные ошибки при подборе дымососов Д/ДН и вентиляторов ВД/ВДН связаны не с производительностью, а с недооценкой эксплуатационных факторов.

Наиболее проблемные параметры:

• запыленность дымовых газов;
• температура среды;
• переменный режим работы котла;
• загрязнение системы;
• подсосы воздуха;
• изменение сопротивления после наработки.

Для угольных котлов абразивный износ напрямую влияет на ресурс рабочего колеса. При высокой скорости потока и повышенной зольности разбалансировка может возникать уже через несколько месяцев эксплуатации.

На щеповых и древесных котлах дополнительно необходимо учитывать налипание золы на рабочее колесо, особенно при нестабильной влажности топлива.

Почему дымосос начинает работать вне расчетного режима

Для твердотопливных котлов рабочая точка дымососа редко остается стабильной в течение всего периода эксплуатации.

Основные причины смещения режима:

• загрязнение газового тракта;
• увеличение сопротивления циклонов;
• изменение характеристик топлива;
• подсосы воздуха;
• износ рабочего колеса;
• разбалансировка ротора.

При смещении рабочей точки:

• возрастает ток двигателя;
• падает производительность;
• увеличивается вибрация;
• снижается КПД;
• растет нагрузка на подшипники.

Для дымососов ДН это особенно критично при работе на угольных котельных с высокой запыленностью дымовых газов.

Если оборудование работает:

• при полностью открытом направляющем аппарате;
• с постоянным ростом тока;
• с падением разрежения в топке,

это обычно указывает на недостаточный запас по давлению либо увеличение сопротивления системы относительно расчетного режима.

Что влияет на ресурс рабочего колеса дымососа и вентилятора

Для дымососов Д/ДН и вентиляторов ВД/ВДН ресурс рабочего колеса определяется не только качеством изготовления, но и условиями эксплуатации.

Наиболее сильное влияние оказывают:

• абразивность золы;
• скорость потока;
• температура дымовых газов;
• влажность топлива;
• налипание отложений;
• разбалансировка.

На угольных котлах максимальный износ обычно возникает на входных кромках лопаток. При работе на древесных отходах основной проблемой становится налипание золы и последующий рост вибрации.

Для твердотопливных котлов контроль вибрации и состояния рабочего колеса должен выполняться регулярно, особенно после изменения режима работы котельной или перехода на другое топливо.

Что необходимо проверить перед заменой существующего дымососа или вентилятора

Очень часто при реконструкции котельной новый дымосос или вентилятор выбирают по маркировке ранее установленного оборудования. Такой подход оправдан только в том случае, если за время эксплуатации параметры системы не изменились.

Перед заменой рекомендуется проверить не только характеристики демонтируемого оборудования, но и фактические параметры котельной.

Подбор дымососа и вентилятора при работе котла на переменной нагрузке

Большинство промышленных твердотопливных котлов работает не в номинальном режиме, а с изменением нагрузки в течение суток или отопительного сезона. При этом расчет только по максимальной производительности не всегда обеспечивает эффективную работу оборудования.

Признаки некорректного подбора дымососа или вентилятора

Даже если оборудование соответствует проектным характеристикам, в процессе эксплуатации могут появляться признаки, указывающие на несоответствие выбранной серии фактическим условиям работы.

На какие параметры обратить внимание

Заключение

Подбор дымососов Д, ДН и вентиляторов ВД, ВДН для твердотопливных котлов требует комплексной оценки условий эксплуатации, а не только соответствия производительности и полного давления расчетным значениям. На итоговый выбор оборудования влияют характеристики котла, параметры дымовых газов, сопротивление газового и воздушного трактов, режимы работы котельной, а также конструктивные особенности существующей системы.

При проектировании новых объектов и модернизации действующих котельных рекомендуется учитывать возможное изменение аэродинамических характеристик в процессе эксплуатации, предусматривать необходимый запас по рабочим параметрам и проверять соответствие оборудования после внесения изменений в состав системы.

Правильно подобранные дымососы и вентиляторы обеспечивают стабильную работу твердотопливного котла, поддержание расчетных режимов горения и надежную эксплуатацию котельной в течение всего срока службы оборудования.