Застосування пальників Weishaupt на вітчизняних котлах.

Водотрубні котли є найбільш поширеними на
ринку теплоенергетики біля СНД. Незважаючи на зміну
паливної кон’юнктури в цілому, попит на газо-мазутні котли сьогодні не
зменшився.

Основний обсяг виробництва, крім уніфікованих для
різних видів палива котлів ДКВр, припадає на моноблочні
парові котли ДЕ (ДЕВ), КЕ (КЕВ), ДСЕ, Е та КВЕ.

Усі попередні роки для спалювання палива в топках
перерахованих вище котлів застосовувалися регістрові пальники ГМГм, ГМ,
ГМП та РГМГ. Дані пальники працюють за принципом дифузійного
змішування, коли турбулізація та закручування потоку повітря досягається шляхом встановлення в пальники
лопаткового регістру.

Практична багаторічна експлуатація пальників показала як позитивні, так і негативні
особливості їхньої роботи.

Наведемо деякі приклади:
• Закручування потоку повітря різко скорочує підготовчу стадію горіння (підігрів та
запалення палива) та активно сприяє догоранню коксових частинок. Одночасно з цим виникає
значна нерівномірність розподілу теплових потоків довжиною факела. При роботі пальників ГМ
максимум випромінювання розташований у головній частині топки. У міру вигоряння палива теплові потоки
знижуються і в кінці камери згоряння в 2-2,5 рази нижче початкових потоків. Коефіцієнт теплової
Ефективність екранів на початку топки становить 0,68-0,64 при середньому значенні 0,44-0,576.
• Величина максимальних теплових потоків та їх місцезнаходження визначає вимоги до параметрів та
умов роботи середовища в циркуляційному контурі котла.
• Температура в локальній зоні горіння перевищує граничний рівень (1550 °С), після якого
починається інтенсивне окиснення атомарного азоту. Вміст NOx у газах, що йдуть, перевищує 500 мг/м3
(Котел ДЕ-10-14ГМ).
• Недосконалість підведення повітря в реєстрову частину пальника призводить до значної швидкості та
видаткової нерівномірності на виході із пальника. Горіння затягується та порушується симетрія смолоскипа
щодо осі казана. Коефіцієнти надлишку повітря набагато перевищують розрахункові величини, що має місце
торкання факелом задньої стінки котла та затягування факела в конвективний пучок.
• Для розпилення рідкого палива в реєстрових пальниках
використовуються паро-механічні форсунки, що вимагає
додаткової витрати пари на власні потреби. Основним
недоліком паро-механічних форсунок є зміна
зовнішньої форми та внутрішньої будови факела зі зміною
тиску подачі палива. При незмінній епюрі розподілу
швидкостей повітряного потоку зміна характеристик паливного
факела призводить до якісного погіршення спалювання палива.
• Рівень автоматизації керування процесом спалювання
палива обмежується тільки захисними та такими, що показують
функціями.

Пострадянські виробники пальників останні
десятиліття практично не проводили роботи з модернізації та
автоматизації процесів спалювання на своїх пальниках, що зіграло
на руку різним європейським та світовим виробникам, які з початку 90-х років минулого сторіччя
почали активне просування сучасних пальників ринку СНД.

Дані пальники були призначені в основному для імпортних та
російських жаротрубних котлів, і до кризи 1998 року увага
європейських виробників пальникового обладнання для водотрубних
казанів було незначним.

Епізодичні спроби застосування сучасних зарубіжних
пальників на подібних казанах стикалися з постійною проблемою
невідповідності розмірів факела розмірам камери згоряння котла. У
Європі зараз практично відсутнє виробництво
водотрубних котлів, тому всі пальники розробляються та виробляються
для роботи з надувними жаротрубними казанами.

За своїми технічними характеристиками стандартні європейські пальники є довго-факельними.
і вони не можуть працювати на водотрубних казанах з короткими топками, що працюють під розрядженням.
Отже, жоден європейський пальник, створений для роботи на жаротрубних котлах, не зможе вивести
водотрубний казан типу Е, ДЕ, ДКВР на номінальну потужність.

Зміна економічної ситуації після кризи 1998 року та значне збільшення
зацікавленості замовників у купівлі звичних та доступних котлів вимагало від заводу Weishaupt
оперативних заходів щодо адаптації пальників до водотрубних казанів. І в 2000 році інститут досліджень та
розвитку при заводі Weishaupt затвердив нову програму модернізації та адаптації пальників Weishaupt.

Протягом кількох років необхідно було вирішити такі завдання:
• Розробка, випробування та серійне виробництво нового змішувального пристрою для рівномірного
розподілу факела пальників за об’ємом камери згоряння у коротких топках водотрубних казанів.
• Досягнення оптимально низьких емісійних показників при спалюванні різних видів палива та
стабільної автоматизованої роботи пальників у всьому діапазоні потужності водотрубних казанів.
• Впровадження з 2005 року в серійне виробництво нових пальників з коротким смолоскипом (виконання SF)
для всіх типорозмірів водотрубних казанів.

В даний час  цю програму завершено. Як результат – смолоскип пальника вкоротився на 30 – 40%,

розпалювання палива та горіння на всіх режимах роботи пальника стабільні та якісні.

Виробником завершено та затверджено остаточний підбір пальників Weishaupt для всіх типорозмірів.
парових котлів ДЕ та ДКВР на всіх видах палива: природному газі, зрідженому газі, дизельному паливі, мазуті та
нафти – та проведено випробування:
• котел Е-1,0-0,9 з газовими G5 та дизельними L5 пальниками.
• котел ДЕВ-1,4 із газомазутними пальниками RGMS8;
• котел ДСЕ-2,5 з дизельними пальниками L7;
• котел ДСЕ-2,5 з газовими пальниками G8;
• котел ДЕ-4 з газовими G9 та газодизельними GL9 пальниками;
• котел ДЕ-6,5 з газодизельними пальниками RGL11;
• котел ДЕ-10 з газовими (G70), газодизельними (RGL70) та мазутними (RMS70) пальниками;
• котел ДКВР-2,5 з газовими грілками G5;
• котел ДКВР-6,5 з мазутними пальниками RMS7 та RMS8 та газовими пальниками G40;
• котел ДКВР-20 з газовими пальниками G70;

Починаючи з 2004 року, пальники виконання SF включені до каталогу Продукції Weishaupt., а з 2005 – розпочато
серійне виробництво пальників виконання SF для всіх основних типорозмірів котлів ДЕ та ДКВР.
Завдяки інноваціям тепер власники водотрубних котлів можуть відчути всі переваги пальників.
Weishaupt, такі як:

Економія енергоресурсів (паливо та електроенергія)
• зниження втрат тепла з газами, що йдуть, і неповнотою згоряння палива і, як наслідок,
збільшення ККД на 2,5-3%;
• застосування систем плавного, частотного та кисневого регулювання;
• збільшення діапазону регулювання (у середньому 1:7);
• відсутність підтікання рідкого палива за рахунок конструктивних особливостей форсунок;
• зменшення витрати пари на власні потреби (саже обдування, розпилення рідкого палива тощо).

Підвищення рівня автоматизації
• застосування систем мікропроцесорного регулювання;
• постачання пальників з шафами керування та безпеки котла;
• можливість застосування кисневого регулювання;
• можливість застосування частотного регулювання двигунів пальника та димососа;
• можливість передачі даних цифровими каналами зв’язку.

Збільшення терміну служби обладнання
• максимум теплового випромінювання в камері топки котла становить 105-110% від середнього, що
істотно знижує вимоги до циркуляційного контуру котла (ефект досягнуто вперше в топковій
практиці);
• рівномірний розподіл смолоскипа по всій камері згоряння котла;
• збільшення міжремонтного терміну експлуатації екранів топки, труб котельного пучка та економайзера
2,5-3 рази.

Відповідність вимогам та нормам екології
• зниження екологічно шкідливих викидів у димових газах у 1,5-
2 рази, максимальне значення температури в “ядрі” горіння 1350-1480
°З.

Зручність обслуговування та експлуатації
• забезпечується блоковим виконанням пальників. До блоку входять
всі елементи, необхідні для підготовки та подачі палива до зони
горіння, прилади автоматичного регулювання процесу горіння та
аварійного захисту

На даний момент можливе використання практично всіх
найсучасніших принципів та систем регулювання процесів
спалювання палива та режимів роботи котла.

При поставці до шафи управління Weishaupt, за погодженням з Покупцем, додатково можуть бути
вбудовані різні функції вимірювання, регулювання та керування агрегатами котла:
• Плавне модульоване регулювання потужності котла в залежності від витрати пари;
• Частотне регулювання двигунів пальників та димососів;
• Кисневе регулювання процесів спалювання палива;
• Управління роботою димососів казанів;
• Управління роботою та аварійними режимами агрегатів котла;
• Індикація режимів роботи агрегатів казана;
• Паралельне регулювання пальників на казанах ДКВР.