Отличная система угольного экономайзера для котла

Если честно, когда слышу про 'отличную систему' — сразу проверяю, не маркетинговый ли это ход. В угольных экономайзерах идеальных решений нет, есть адаптированные под конкретные условия. Многие до сих пор считают, что главное — металл потолще, а на самом деле ключевое — это расчёт температурного перепада и устойчивость к низкотемпературной коррозии. У нас на объекте в Красноярске как-раз из-за этого прогорели трубы за полгода, хотя по паспорту всё было 'премиум'.

Почему угольный экономайзер — это не просто набор труб

Вот смотрю на чертежи угольного экономайзера для нового проекта — и вспоминается случай на ТЭЦ под Новосибирском. Там поставили китайский блок, но не учли зольность угля. Через три месяца начались пробки в змеевиках. Пришлось резать и переваривать с увеличенным шагом между рёбрами. Кстати, у ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг в этом плане интересный подход — они сразу запрашивают данные по золе, хотя многие производители этим пренебрегают.

Теплообмен в чугунных и стальных экономайзерах — отдельная тема. Чугун менее чувствителен к сернистым соединениям, но при резких скачках давления может треснуть. Сталь выдерживает гидроудары, но требует качественной водоподготовки. Мы обычно комбинируем: первые секции — чугун для зоны конденсации, дальше — стальные ребристые трубы. На сайте sfeeboiler.ru видел их кейс с модернизацией на Дальнем Востоке — там как раз такой гибридный вариант применили.

Расчёт скорости газов — вот где чаще всего ошибаются. Если меньше 6 м/с — начинается интенсивное золовое отложение, если больше 12 — abrasion становится критичным. Один наш подрядчик как-то сделал 14 м/с 'для лучшей теплоотдачи', через месяц пришлось останавливать котёл из-за сквозных прогаров. Теперь всегда проверяем этот параметр с запасом.

Как избежать низкотемпературной коррозии

Самое больное место — точка росы дымовых газов. При сжигании угля с высоким содержанием серы она может достигать 140-150°C. Если температура стенки трубы ниже — начинается конденсация серной кислоты. В прошлом году на объекте в Кемерово специально ставили байпасный канал для подмеса горячих газов, но это снизило КПД на 4%. Сейчас экспериментируем с керамическими покрытиями, но пока долговечность оставляет желать лучшего.

Интересное решение видел в проекте ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг для котла ДКВР-10 — там использовали ступенчатый подогрев питательной воды с рециркуляцией. Не самый дешёвый вариант, но за два года эксплуатации — ноль ремонтов. Кстати, их техотдел всегда настаивает на установке дополнительных лючков для механической очистки — и правильно делает. Ультразвуковая промывка не всегда спасает при спекании золы.

Важный нюанс — материал трубных досок. При перепадах температур углеродистая сталь 'ведёт', появляются микротрещины. Лучше использовать легированную сталь 12Х1МФ, хоть и дороже. Мы на одном из объектов сэкономили на этом — в итоге за год три раза меняли трубные доски. Сейчас всегда закладываем запас по материалу, особенно для верхних секций.

Монтажные тонкости, которые не пишут в инструкциях

При монтаже системы угольного экономайзера часто недооценивают температурные расширения. Помню, на стройке в Норильске смонтировали блок 'внатяг' — после первой же растопки пошли течи в сварных швах. Пришлось добавлять компенсаторы. Теперь всегда оставляем зазоры по расчётной таблице, особенно для вертикальных конструкций.

Обвязка с котлом — отдельная история. Если сделать прямое соединение без расширителя — вибрация от котла передаётся на экономайзер. Мы обычно ставим гибкие вставки из фольгированного асбеста, но для больших мощностей лучше использовать сильфонные компенсаторы. В одном из последних проектов sfeeboiler.ru применяли катковые опоры — решение дорогое, но эффективное для горизонтальных блоков длиной более 8 метров.

Изоляция — кажется мелочью, но именно здесь часто экономят. Минераловатные маты быстро отсыревают, особенно в нижней части. Сейчас перешли на вспененный перлит в металлических кожухах — дороже на 15-20%, но теплоизоляционные свойства не деградируют со временем. Кстати, при температуре газов ниже 300°C можно использовать стекловату, но только если нет конденсата.

Реальные кейсы и ошибки

Наша первая самостоятельная разработка угольного экономайзера для котла КЕ-25 закончилась перерасходом металла на 40%. Сделали слишком частое расположение труб — КПД вырос всего на 3%, а гидравлическое сопротивление зашкаливало. Пришлось демонтировать каждый второй ряд. Теперь всегда считаем оптимум между теплосъёмом и затратами на прокачку газов.

Интересный опыт получили при сотрудничестве с ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг — они предложили нестандартное решение для реконструкции экономайзера ПТВМ-30. Вместо полной замены блоков установили дополнительные поверхности нагрева в конвективной шахте. Экономия вышла около 30%, правда, пришлось переделывать газоходы. Их инженеры хорошо считают балансировку — это чувствуется по чертежам.

Самая грубая ошибка — игнорирование качества питательной воды. Как-то на запуске нового объекта недосмотрели за водоподготовкой — через полгода трубы покрылись слоем накипи толщиной 5-6 мм. Теплоотдача упала вдвое. Теперь всегда ставим дополнительные датчики жёсткости на входе, хоть заказчики и не любят эти расходы.

Что в итоге делает систему отличной

Если обобщать — отличная система угольного экономайзера получается не когда соблюдают ГОСТы, а когда учитывают конкретные условия эксплуатации. Марка угля, режим работы котла, квалификация персонала — всё это влияет больше, чем материал трубы. Мы сейчас для каждого объекта делаем индивидуальный расчёт, даже если типовой проект кажется подходящим.

Перспективы вижу в комбинированных решениях. Например, чугунная часть для коррозионно-опасной зоны + стальные оребрённые трубы для основной теплосъёмки + керамические вставки в местах с высокой абразивностью. Дорого, но за счёт увеличения межремонтного периода окупается за 3-4 года. У китайских коллег из Шанхай Сыфанг есть интересные наработки по этому направлению.

Главный вывод — не бывает универсальных решений. То, что работает на подмосковном угле, может не выдержать кузбасских углей с высокой зольностью. И наоборот — оптимизированная под конкретную золу система будет неэффективна при смене топлива. Поэтому сейчас все серьёзные производители, включая sfeeboiler.ru, переходят к гибким проектам с заложенными резервами по модернизации.