Конденсационный атмосферный водогрейный котёл clss с предварительным смешением и сверхнизкими выбросами nox завод

Когда видишь в спецификациях 'предварительное смешение', многие сразу думают о простой регулировке горелки — на деле же это целая система балансировки давления и температурного градиента. На нашем заводе в прошлом месяце как раз столкнулись с тем, что при тестировании сверхнизких выбросов NOx в режиме 30% нагрузки неожиданно появлялись локальные перегревы. Пришлось пересчитывать профиль перфорации в смесительной камере — оказалось, виновата была не калибровка, а разница в вязкости газа при сезонных перепадах давления в магистрали.

Особенности конструкции смесительного узла

Вот этот самый конденсационный атмосферный водогрейный котёл CLSS, который мы собирали для теплоснабжения школы в Перми — там предсмесительная горелка изначально проектировалась под стабильный газ B-класса. Но при переходе на сжиженный газ появилась та самая проблема с карманами переобогащённой смеси. Пришлось ставить дополнительные демпферы на воздушные каналы — не по ГОСТу, конечно, но зато выбросы упали до 18 мг/м3 при норме в 30.

Коллеги из ООО 'Ганьсу Хайдэ Чистая Энергия' как-то делились опытом по биомассным горелкам — у них там своя специфика по пульсациям. Хотя их сайт https://www.gshdqjny.ru в основном про биомассу, но принцип стабилизации фронта пламени можно частично адаптировать. Мы вот пробовали керамические матрицы от их печей горячего воздуха — не подошли по теплопроводности, зато идея зонированной подачи воздуха пригодилась.

Кстати про NOx — многие забывают, что сверхнизкие показатели достигаются не столько горелкой, сколько работой теплообменника в конденсационной зоне. У нас был случай, когда при замене труб от неавторизованного поставщика температура уходящих газов подскочила на 7°C, и сразу выбросы пошли выше заявленных. Пришлось экранировать первые два ряда труб дополнительными пластинами.

Полевые испытания и типичные ошибки монтажа

В ноябре на объекте в Тюмени монтеры по привычке поставили вертикальный дымоход без уклона к котлу — через неделю конденсат начал скапливаться в камере догорания. Пришлось срочно переделывать обвязку, а ведь в паспорте чётко указано требование к дренажному уклону. Это к вопросу о том, почему предварительное смешение иногда даёт сбои — когда конденсат попадает в зону стабилизации пламени, никакая электроника не спасает.

Заметил, что некоторые подрядчики до сих пор путают атмосферный принцип работы с естественной тягой — отсюда все эти истории с обратной тягой при ветровых нагрузках. Хотя в CLSS как раз предусмотрена компенсация перепадов давления, но если смонтировать без учёта розы ветров — получатся те самые прерывистые вспышки в камере сгорания.

По опыту скажу — самые проблемные места всегда в стыках между предсмесительной группой и теплообменником. В прошлом году на одном из объектов при запуске треснула прокладка фланца всего через 200 часов работы. Оказалось, вибрация от вентилятора подачи воздуха резонировала с частотой пульсаций пламени. Добавили амортизирующие шайбы — проблема ушла.

Сравнение с биомассными решениями

Если брать оборудование от ООО 'Ганьсу Хайдэ Чистая Энергия' — у них в биомассных котлах заложен интересный принцип двухстадийного дожига, но для газовых моделей пришлось бы полностью перепроектировать систему золоудаления. Хотя их импульсные рукавные пылеуловители — это действительно серьёзная разработка, мы как раз рассматривали их для комбинированных установок.

Вот что действительно стоило бы позаимствовать у биомассных систем — так это мониторинг состояния теплоносителя в реальном времени. В наших водогрейных котлах иногда слишком поздно замечаем колебания pH, которые влияют на коррозию конденсационной зоны. Приходится ставить дополнительные датчики уже на месте.

Кстати, их парогенераторы на биомассе имеют схожие проблемы с низкотемпературной коррозией — разница только в том, что у нас серная кислота образуется из серы в газе, а у них — из хлоридов в соломе. Но методы борьбы похожи: либо поднимать температуру обратки, либо использовать легированные стали.

Эксплуатационные нюансы и доработки

При запуске в Красноярске столкнулись с интересным эффектом — при -40°C окружающего воздуха система предварительного смешения начинала работать нестабильно. Оказалось, обледенение воздухозаборника меняло аэродинамику. Пришлось проектировать подогрев заборного патрубка — простое решение, но его нет в типовой схеме.

Ещё момент по выбросам NOx — наши замеры показывают, что при работе в каскаде два котла дают на 12-15% меньше выбросов, чем один при той же общей мощности. Видимо, за счёт более стабильного поддержания температуры в дымоходе. Но это уже вопросы к настройке автоматики, а не к конструкции.

По опыту трёх лет эксплуатации: самые частые поломки — это выход из строя датчика перегрева конденсата. Ставим теперь дублирующие термопары с выводом на отдельный контроллер. Дешёвое решение, а уже два раза спасало от капитального ремонта.

Перспективы модернизации

Сейчас экспериментируем с добавлением каскадной системы рециркуляции дымовых газов — не всей линии, а только части потока после экономайзера. Предварительные тесты показывают снижение NOx ещё на 8-9%, но есть вопросы к долговечности заборных клапанов.

Если говорить о заводской комплектации — хотелось бы видеть в базе систему мониторига вибрации горелки. Мы её сами ставим по умолчанию на все объекты, но это дополнительные 5-7% к стоимости. Хотя для промышленных объектов это окупается за полгода за счёт сокращения простоев.

Коллеги из Ганьсу Хайдэ сейчас тестируют комбинированные горелки под разные виды топлива — возможно, их наработки пригодятся и для модернизации наших газовых линеек. Как минимум, их решения по очистке теплообменных поверхностей точно стоит изучить подробнее.