Особенности современных жаротрубных котлов для отопительных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности современных жаротрубных котлов для отопительных систем

С.Г. Каспаров, главный инженер АО «Промкомплект», г. Харьков, Украина

1. Развитие конструкций жаротрубных котлов

Развитие конструкций паровых и водогрейных котлов в начале своего пути шло по двум основным направлениям - газотрубный и водотрубный способ нагрева теплоносителя. В первом случае продукты сгорания двигались изнутри разделительной поверхности, а вода омывала поверхность нагрева снаружи, во втором случае теплоноситель двигался внутри, а дымовые газы - снаружи.

Газотрубные котлы обычно делали состоящими из горизонтального цилиндра и двух или трёх труб относительно большого диаметра (жаротрубные котлы) или пучка труб малого диаметра (дымогарные котлы). Большее распространение вначале получили именно жаротрубные котлы, так как ручная колосниковая решётка располагалась внутри жаровых труб, и в результате этого удавалось получить высокоэффективную радиационную поверхность нагрева, экранирующую пламя практически полностью. В этом случае при глубоком охлаждении дымовых газов отпадала необходимость установки и последующего ремонта огнеупорной кладки.

Тип котлов с дымогарными трубками обычно позволял получить в единице объёма основного барабана большую поверхность нагрева (150…180 м2) в сравнении с жаротрубными котлами с барабаном одинаковой длины. Следовательно, при тех же размерах паропроизводительность была выше.

Наибольшую поверхность нагрева (до 300 м2) имели комбинированные газотрубные котлы, у которых топкой являлась жаровая труба, а конвективной поверхностью - дымогарные трубки. Однако в обоих случаях паропроизводительность лимитировалась величиной 2…4 т/час из-за роста габаритов топки и увеличении металлоёмкости котла. Другой сдерживающей причиной роста распространения таких котлов являлась трудность обеспечения высоких параметров пара из-за металлоёмкости основного барабана и сложностью выполнения прочных днищ (особенно в дымогарных котлах).

Наибольшим распространением комбинированных газотрубных котлов являлись паровозные котлы; при достаточно сложной конструкции и массивности укрепляющих связей известны случаи производства парового котла для паровоза ФД в 1931 г. паропроизводительностью до 20 т/ч.

В последних случаях кроме всего приходилось форсировать топку, чтобы получить высокую паропроизводительность. Соответственно КПД таких котлов был низок (50…60%).

Среди промышленных котлов, наиболее часто встречавшихся в СССР, являются горизонтальные жаротрубно-водотрубные котлы КВ-200М, «Кивиыли» и др.

Наряду с горизонтальным расположением котла следует упомянуть и о вертикальных газотрубных котлах малой мощности, сконструированных ещё в 19 веке и, тем не менее, до сих пор встречающихся на харьковских предприятиях. Одними из наиболее удачных котлов этого типа был вертикальный котел Шухова и ряд котлов, являющихся продолжением такой конструкции. В этом случае верхняя часть жаровой трубы проходит сквозь паровое пространство и, следовательно, плохо охлаждается. Поэтому температура газов, проходящих по этой части трубы, должна быть невысокой (при длительной работе не выше 500-550° С). Для снижения температуры размещали в жаровой трубе дополнительную поверхность нагрева, обычно в виде пучков наклонных труб, омываемых газами снаружи.

Перечисленные недостатки привели к тому, что на долгое время от использования жаротрубных и дымогарных котлов отказались, они были полностью сняты с производства, и в СССР была принята концепция использования водотрубных конструкций котлов. Такие котлы при их установке в котельной подлежали обмуровке кирпичом или нанесением защитного покрытия слоем жаростойкой изоляции.

На Западе была принята иная концепция. Такая концепция наряду с сохранением выпуска водотрубных котлов предполагала выпуск для собственных нужд и, особенно для продажи на внешнем рынке компактных готовых к установке и внедрению котельных установок высокой эффективности. Таким образом, был налажен выпуск и внедрение газоплотных котлов с одной автоматизированной блочной горелкой (реже - с двумя), не требующих установки высокозатратных дымососов и регулирования разрежения в топке, и приходящих к покупателю уже защищенными слоем современной тепловой изоляции.

2. Изготовители газовых жаротрубных котлов (ГЖК)

Среди отечественных изготовителей жаротрубных, дымогарных и жаротрубно-дымогарных котлов - предприятия:

ГП "63-й государственный котельно-сварочный завод", г. Ивано-Франковск - котлы серии КСВа «ВК»,

Дружковская теплосеть и Днепропетровский территориальный центр "Южэнергоресурс", г. Дружковка - котлы «Ника»,

ЗАО «Монастырищенский котельный завод (МКЗ)» в составе российско-украинской промышленной группы «Генерация», г. Монастырищи - котлы серии КСВа «ВК», паровые котлы серии Е "Генерация"

Черновицкий металлообрабатывающий завод, г. Черновцы - котлы серии КСВа «ВК»,

Котельный завод «Колвиэнергомаш», г.Чернигов - котлы "Колві",

Машиностроительный завод “Прогресс”, г. Бердичев- котлы “Рио” с реверсивной топкой, теплопроизводительностью от 250 до 3150кВт

НПП «Мегават-М», г. Киев - котлы серии КСВа «ВК»,

АП «Донгортеплосеть», г. Донецк - котёл типа «Квант»

ООО Завод «Атонмаш», входящий в состав холдинговой компании «Укртехнопром» - котлы КВа-0,25 Гн (Гс) и КВа-0,63 Гн(Гс).

Среди российских изготовителей жаротрубных и дымогарных котлов - предприятия:

ЗАО ПО «Бийскэнергомаш».

ОАО «Белгородский завод энергетического машиностроения».

ОАО «Дорогобужкотломаш».

ЗАО СП «ЗИОСАБ» г. Подольск.

ЗАО «Уралкотломаш».

ООО «Компания РЭМЭКС-Энерго».

ОАО «Борисоглебский котельно-механический завод»

ООО «Завод Ротор»

Промышленная группа «Генерация»- объединение заводов «Уралкотломаш» (г. Березовский), «Нефтемаш» (г. Сызрань), «Теком» (г.Монастырище, Украина), «Буланашский машиностроительный завод » (Свердловская обл) и др.

Среди российских жаротрубных котлов преобладают котлы:

серия КВ-ГМ «Дорогобуж», жаротрубные котлы с реверсивной топкой. Типоряд 0,05-2,32 МВт, КПД - 91-93%;

серия «Днепр», трехходовые жаротрубные котлы для работы на дизельном топливе, мазуте, нефти, представлена котлом «Днепр2000», в разработке «Днепр-1200», КПД- 92,4-92,7%;

серия КСВа «ВК»;

серия КСВм «Генерация»;

серия Турботерм

серия паровые котлов Е (Ем) «Генерация»;

серий КВа и др.

В секторе импортных котлов на украинском рынке наиболее высокой и качественной технологией сборки котлов отличаются немецкие фирмы Viessmann, Loos с типорядом водогрейных двухходовых и трёхходовых котлов и Buderus, с типорядом двухходовых и трёхходовых котлов паровых котлов Logano. Кроме названных котлов широкое развитие на Украине получили котлы корпорации «Колвi» и фирмы I.VAR.

3. Конструкция ГЖК

Среди разнообразия производителей газовых жаротрубных котлов в то же время схемы движения дымовых газов и воды похожи. Для большинства котлов (КСВа «ВК-34», «Колві», «Вулкан», РИО, SuperRAC, некоторые модели Vitoplex) - это двухходовая схема с реверсивной топкой или инверсией пламени, рис.1. Обычно в таких схемах топка расположена строго соосно с корпусом котла или в нижней части корпуса. Продукты сгорания достигают плоского дна топки, разворачиваются и по периферии поступают к передней крышке котла. Далее, дымовые газы разворачиваются на 180 и поступают в конвективный газоход - в дымогарные трубы второго хода. Пройдя второй ход, газы поступают в сборный дымовой короб и, оттуда, в газоход и дымовую трубу. Расположение дымогарных труб может выполняться как симметрично по отношению к оси котла, так и отдельным пакетом, расположенным выше топки. Передняя стенка может быть водоохлаждаемой, как, например, для котлов «РИО», «Ника» или «ВК», так и неохлаждаемой, с усиленной футеровкой.

Рис. 1 - Схематический разрез двухходового жаротрубного котла с реверсивной топкой и коаксиальным расположением второго хода дымогарных труб. Передняя дверца - неохлаждаема

Следует отметить, что в некоторых моделях ГЖК («Ника» и др.) дымовые газы из жаровой трубы попадают в дымогарные трубки, поворачиваясь в задней крышке, поступают к фронту. Далее по газоходу, расположенному над наружной обечайкой, удаляются в сборный газоход. Соответственно, задняя крышка в этом случае делается либо водоохлаждаемой, либо с усиленной футеровкой.

Жаровая труба и дымогарные трубы в местах прохода через переднюю и заднюю стенки имеют сварные соединения. Жаровая труба, проходя всем сечением через заднюю стенку, образует, таким образом, большую демпфирующую поверхность, выполняющую функцию продольного анкера.

Вовнутрь дымогарных труб чаще помещают спиралеобразные турбулизаторы (турбуляторы) для интенсификации теплообмена.

Котлы КСВа «ВК» выпускаются нескольких модификаций. Модель КСВа «ВК-34» -стандартные ГЖК с реверсивной топкой и расположением дымогарных труб второго хода отдельным пакетом выше жаровой трубы, в моделях КСВа «ВК-21», «ВК-22» - модели с реверсивной топкой, дымогарные трубки второго хода расположены по окружности симметрично к оси котла.

Модель котла КСВа «ВК-32» совмещает в себе как дымогарные, так и водотрубные нагревательные элементы. Так, топкой котла, является пространство, образованное газоплотными цельносварными водотрубными панелями и верхней обечайкой барабана с дымогарными трубами, рис. 2.

Конвективной частью котла являются дымогарные трубки, расположенные в барабане-теплообменнике.



Рис. 2 - Фотография топочного пространства котла ВК-32

Водогрейные импортные двухходовые котлы Vitoplex фирмы Viessmann на украинском рынке представлены в основном несколькими модификациями - PV1(для режима работы с постоянной температурой теплоносителя), PX1(для режима работы с переменной температурой теплоносителя и большим водозаполнением рабочего объёма). Ход движения дымовых газов у котлов этих модификаций - топка с инверсией пламени и расположение второго газохода дымогарных труб выше первого газохода - жаровой трубы.

Для такой конструкции характерно повышенные потери с уходящими газами из-за относительно небольшой конвективной поверхности. В частности, по двухходовому котлу РИО-500 при сертификационных испытаниях, результаты которых были любезно предоставлены автору представителями машиностроительного завода “Прогресс”, г. Бердичев, были получены результаты, приведённые в таблице 1:

Таблица 1

Параметр	Размерность	Значения
Нагрузка	%	101,9	61,4	40,1
Вода
Расход воды	т/час	17,3	17,4	17,4
Температура воды на входе	°С	60,9	64,9	62,7
Температура воды на выходе	°С	86,2	80,1	72,6
Теплопроизводительность	кВт	509	307	200
Давление воды на входе	МПа	0,24	0,22	0,21
Давление воды на выходе	МПа	0,23	0,21	0,20
Газ
Температура газа	°С	28,8	29,0	28,6
Давление газа перед клапанами	кПа	2,0	2,2	2,2
Расход газа (0°С, 101,3 кПа)	нм3/час	54,5	32,4	21,0
Воздух
Температура воздуха	°С	26,6	26,6	26,6
Давление воздуха перед горелкой	кПа	1,15	0,45	0,2
Уходящие газы
Содержание кислорода	%	2,7	3,2	3,4
Содержание углекислого газа	%	10,3	10,0	9,9
Содержание оксида углерода	ppm	4	3	3
Содержание оксида азота	ppm	36	28	25
Коэффициент избытка воздуха	-	1,13	1,16	1,17
Температура уходящих газов	°С	163,2	118,7	85,9
Давление в топке	Па	420	170	60
Разрежение за котлом	Па	45	27	18
Экономические показатели
Потери тепла с уходящими газами	%	6,6	4,5	3,0
Потери тепла с химическим недожёгом	%	0,0014	0,0011	0,0011
Потери тепла в окружающую среду	%	0,4	0,6	0,9
Суммарные потери тепла	%	7,0	5,1	3,9
КПД по обратному балансу	%	93,2	94,9	96,1
ККД по прямому балансу	%	91,9	93,1	94,0
Эксплуатационные показатели
Аэродинамическое сопротивление	Па	475	197	78

На котле РИО-500 установлена горелка WM-G 10/3-A/ZM Weishaupt.

Похожие результаты (см. таблицу 2) были получены автором при наладке двухходового котла типа КСВа-1,0 "ВК-22" оборудованного горелкой ГГС-Б-1,4 (давление газа - среднее) котельной Харьковского Комбината хлебопродуктов № 2. Хотя качество горения горелки было несколько ниже, чем для котла РИО-500, общая картина показателей работы котла аналогична.

Таблица 2

Наименование показателей	Размерность	Значение величин
Режим работы котла		Малое горение	Большое горение
Теплопроизводительность котла	Гкал/час	0,37	0,73
Максимальный расход воды	м3/час	28
Минимальный расход воды	м3/час	22
Температура воды на входе в котел	єС	60
Минимальный нагрев воды	єС	13	26
Максимальный нагрев воды	єС	16	33
Давление воды на выходе из котла	кгс/см2	3,5
Гидравлическое сопротивление котла	кгс/см2	0,05
Часовой расход газа (0°С, 101,3 кПа)	нм3/час	48,8	97,6
Давление газа перед котлом	кгс/см2	1,8
Давление газа перед горелками	кгс/м2	12	50
Давление воздуха перед горелкой	кгс/м2	25	42
Давление в топке	Па	80	150
Давление за котлом	Па	0	10
Температура уходящих газов	єС	118	183
Содержание продуктов горения за котлом
Содержание углекислого газа	%	9,0	9,3
Содержание кислорода	%	5,0	4,5
Содержание оксида углерода (б =1)	мг/м3	1 - 70
Содержание оксида азота (б =1)	мг/м3	41 - 65
Коэффициент избытка воздуха в балансовой точке		1,28	1,25
КПД котла брутто по обратному балансу	%	93,4	90,8
Аэродинамическое сопротивление котла	Па	80	160

Примерно в похожих диапазонах эффективности работают многие двухходовые ГЖК.

Среди водогрейных котлов с трехходовым движением дымовых газов преобладают котлы импортного производства. Для диапазона мощностей (80 - 460) кВт - это преимущественно котлы Viessmann серии Vitoplex-100, для больших нагрузок - свыше 750 кВт и до 20 МВт - котлы Loos серии Unimat с температурой нагрева воды до 120°С с давлением 6 и 10 бар. Кроме этого, российской фирмой «Промышленная группа «Генерация» начат выпуск водогрейных котлов трёхходового движения «КСВм-«Генерация» мощностью 0,1-0,5 МВт и котлов КВ-ГМ-2,0-150 («Днепр 2000») мощностью 2,0 МВт. Наконец, многочисленными российскими заводами начат выпуск ГЖК малой мощности КВа-0,25; -0,63; -0,8; -1,0 («Астра», «Десна» и т.д.). Следует сказать, что доля российских котлов на украинском рынке весьма мала.

Наконец, в момент написания статьи появились рекламные материалы о выпуске на Украине заводом «Атонмаш» трёхходовых котлов КВа-0,25 Гн (Гс) и КВа-0,63 Гн (Гс) с горелкой и блоком управления Riello и газовой рампой Dungs, а также о начале производства котельным заводом «Колвиэнергомаш» трёхходовых котлов "Колві".

Для трехходовых котлов характерно следующее движение дымовых газов - рис.3. Пламя топки обогревает первый газоход - цилиндрическую камеру сгорания, жаровую трубу первого хода, после чего продукты сгорания, возникающие в процессе работы горелки, через патрубок в конце топки поступает в жаровые трубы (или жаровую трубу, как показано на рис.3) второго газохода котлового блока и по ним - в переднюю часть котла. После этого направление вновь меняется на 180, и по дымогарным трубам третьего хода газы движутся к камере сбора продуктов сгорания котла. Для интенсификации теплообмена и защиты последних ходов от конденсации в таких котлах применяют патентованные технологии изготовления труб - их изготовляют двухслойными (duplex) и многослойными с периодическим пережимом сечения.

Для диапазона нагрузок 80 - 170 кВт котлы Vitoplex-100 фирмы Viessmann трёхходового движения газов оснащены одной жаровой трубой второго хода, расположенной выше строго по оси жаровой трубы первого хода. Для нагрузок 225 - 460 кВт жаровых труб второго хода - две. Они расположены выше жаровой трубы первого хода симметрично вертикальной оси котла.

Рис. 3 - Схематический разрез трехходового жаротрубного котла с одной жаровой трубой второго хода и пакетом дымогарных труб третьего хода

Для российских котлов «КСВм-«Генерация» вторым и третьим ходом для дымовых газов являются дымогарные трубы, расположенные коаксиально двумя пакетами. Для котлов КВа две жаровые трубы второго хода располагаются симметрично относительно вертикальной оси котла.

Вкратце хотелось бы упомянуть о секторе жаротрубных паровых котлов для отопительных и технологических нагрузок.

Паровые двухходовые котлы Logano фирмы Buderus на украинском рынке представлены в основном модификациями - Logano SND 615 и Logano SHD 615 паропроизводительностью от 250 до 3 200 кг/ч и давлением до 1 бар и до 16 бар соответственно. Ход движения дымовых газов у котлов этих модификаций - топка с инверсией пламени и расположение второго газохода дымогарных труб выше первого газохода - жаровой трубы. Опционально паровой котел высокого давления Logano SHD 615 может быть оснащен теплообменником дымовых газов (автономный экономайзер Stand-Alone Eco). Он полностью монтируется на заводе и поставляется в подключенном виде. При оснащении таким теплообменником потери тепла с дымовыми газами в зависимости от мощности котла снижаются примерно до 8%.

Котлы фирмы Buderus трехходового движения газов типоряда Logano SHD 815 и Logano SHD 815 WT спроектированы для получения насыщенного пара, котлы марки SHD 815 UE и Logano SHD 815 UE/WT снабжены дополнительной поверхностью нагрева - пароперегревателем и могут быть использованы для получения перегретого пара.

Для большой паропроизводительности фирмой Buderus предлагаются котлы с двумя жаровыми трубами Logano SHD 915. Самый большой котел этой серии с учетом изоляции имеет диаметр 4,70 м, длину почти 9 м, рассчитан на давление 10 бар и, заполненный водой, весит 140 т. Эти котлы также подходят для всех систем горения, в т.ч. для работы на мазуте.

Паровые котлы фирмы Loos серии Universal представлены следующими типорядами:

типорядом U-ND/U-HD - жаротрубно-дымогарные котлы двухходовой технологии с диапазоном паропроизводительности: 250-3.200 кг/ч (низкого давления) 250-1.250 кг/ч (высокого давления) соответственно,

типорядом UL-S/X - жаротрубно-дымогарные котлы трёхходовой технологии с диапазоном паропроизводительности (1250 - 28000 кг/ч) насыщенного пара высокого давления и (2600 - 26000 кг/ч) перегретого пара высокого давления;

типорядом ZFR - жаротрубно-дымогарные котлы с двумя жаровыми трубами трехходовой технологии с диапазоном паропроизводительности от 18 до 55 т/ч.

При наладке парового котла Loos типа UL-S-IE 7000/10 АООТ «Харьковского Молочного Комбината», оборудованного горелками RGL 10/10 фирмы Weishaupt автором была получена экономичность котла, соответствующая КПД брутто (96,4 - 96,6) %. Котёл имел четыре хода дымовых газов, три из которых - от газов установленной горелки и один - для утилизации газов от котла-газогенератора.

Наконец, паровые котлы трехходового движения фирмы Viessmann представлены типорядом Vitomax.

В отличие от отечественных и западных производителей котлы Viessmann, Loos и Buderus имеют минимизированные габариты и могут использоваться для комплектации комплектно-блочных котельных. Котлы не имеют аналогов: отличие заключается в конструктивном исполнении, когда разработаны простые оптимальные и надежные решения, с обеспечением допуска для ремонта и обслуживания.

Ход движения воды в большинстве водогрейных ГЖК - от входного патрубка к выходному, причём наряду с принудительной циркуляцией побудительной силой движения теплоносителя является естественная циркуляция. Циркуляция воды для комбинированных котлов КСВа «ВК-32» (см. рис. 4) выполняется следующим образом.

Рис. 4 - Схема циркуляции воды в котле «ВК-32»: 1- передняя водяная камера, 2- задняя водяная камера, 3,4 - боковые стенки (правая показана повёрнутой на 90°), 5- под котла (нижняя панель), 6 - барабан котла, 7 - щелевой канал барабана, 8 - перегородка

Поток воды заходит в водотрубную часть - верхний канал задней водяной камеры - в левые боковые трубы и проходит левую боковую часть тремя ходами(6, 6, 5труб). Вода далее поступает в щелевидные каналы барабана и выходит в трубную часть пода топки. Затем двумя ходами омывает под топки котла(7,6 труб) и поступает в правую боковую часть - четыре хода по правой боковой части котла (4,4,4,5 труб).

После этого вода попадает в средний горизонтальный канал передней камеры и далее последовательно проходит каналами, организованными передней и промежуточной трубными досками, попадает в нижнюю часть барабана, омывает конвективную часть и удаляется с передней части котла в теплосеть.

4. Горелочные устройства

Выше уже отмечалось, что в основной концепции отопительных и промышленных котлов, принятая на Западе и скопированной нами - оснащение газоплотного котла, для которого отпадает необходимость в дымососе, полностью автоматизированной горелкой в блоке с вентилятором и устройствами автоматического управления и защиты, т.н. автоматизированной блочной горелкой (АБГ). Такие горелки реализуют диффузионный способ горения топлива.

Для устанавливаемой современной горелки предъявляются следующие требования:

автономная работа горелки на всех стадиях - пуск, вентиляция, проверка герметичности арматуры, набор и регулирование мощности,

работа горелки при поддержании давления газа перед основным запорным органом с точностью от минус 15 до плюс 15% номинального - для газа низкого давления (до 5 кПа) и от минус 10 до плюс 10% - для газа среднего давления (до 100 кПа),

блокировка пуска и аварийное отключение по аварийным параметрам,

высокий КПД горелки (выше 90%), низкое значение б в топке котла (1,05…1,15±0,2),

ступенчатый или модулируемый принцип регулирования мощности,

низкая частота включений-выключений горелки, и, тем самым, увеличенный срок службы горелки (в сравнении с позиционным регулированием), требования надёжности,

низкая эмиссия СО и NOx,

простота конструкции и удобство монтажа, настройки и техобслуживания,

точность поддержания соотношения «газ - воздух»,

экономия электроэнергии.

Среди импортных газовых и комбинированных горелок такие требования в основном соблюдены в горелках:

Weishaupt - серии WG, WGL, WK и Monarch

Giersch, - серии RG, MG

Сuenod, - серии C и NC

Buderus,

Riello,

Dreizler,

De Dietrich,

Elco Klockner и др.

Горелочные устройства обычно комплектуются следующей арматурой безопасности, управления и контроля:

шаровой запорный кран;

газовый фильтр;

регулятор давления газа (регулятор стартового давления газа - как опция);

двойной магнитный клапан;

реле максимального и минимального давления газа;

стабилизатор давления газа, поддерживающий постоянное давление газа на выходе из мультиблока при изменении входного давления- как опция;

автоматический контроль герметичности;

газовые манометры на фильтре и двойном магнитном клапане.

Производители этой арматуры для горелок - зарубежные фирмы Dungs, Kromschroeder, Belimo, Madas, Honeywell и Tartarini. Горелки Weishaupt оснащены только штатной газовой арматурой, обычно производимой этой фирмой.

Горелки De Dietrich(Франция)

Горелки этой фирмы прежде всего интересны системой организации подвода воздуха для сжигания. Такая система (Duopress®) сконструирована так, что воздух для сжигания перед смешиванием сильно сжимается, после чего организована стабилизация его подачи на смешивание, т.е. фактически система практически безразлична к всевозможным колебаниям атмосферного давления. Уровень выбросов СО и NOx - один из самых низких из описываемых здесь горелок.

Горелки поставляются полностью в сборе, предварительная настройка и испытания производится на заводе.

На Украине в основном предлагаются:

одноступенчатые газовые горелки малой мощности серии G 100S и G 200S мощностью 16…123 кВт;

серий G 30S (40…350 кВт), G 40S (205…1030 кВт) и G 50S (372…2290 кВт);

серий G 200N и G 30N с пониженным выбросом оксидов азота (до 70 мг/кВт.ч);

серии G 30P для работы на сжиженном газе.

Горелки Cuenod (Франция)

Этот тип горелок на Украине представлен довольно обширным рядом горелок C и NC. Среди прогрессивных технологий следует отметить следующие технологии.

Технология RHP® - система плавного бесшумного пуска горелки при высокоэффективной рециркуляции воздуха. За счет оптимальной рециркуляции воздуха на всасе вентилятора, при запуске горелки уменьшается пусковой скачок в топке и амплитуда пульсации давления в дымоходе. Благодаря этому достигается ускоренная стабилизация пламени, а так же плавный и бесшумный запуск горелок на любых котлах.

Технология MDE® - передовая система управления и безопасности горелок, контроль пламени. Позволяет в любой момент получить информацию об их работе. Система запоминания рабочих данных позволяет в любой момент получить текущую и сохраненную информацию о работе горелки (питание, пламя и др.) на экран портативного компьютера с помощью простого и дружелюбного ИК-интерфейса программы визуализации Cuenocom. Сохраненная информация: статистика сбоев в работе и их причин, для двух последних сбоев - напряжение питания, величина сигнала контроля пламени горелки, и продолжительность работы горелки на момент сбоя. Информация может быть считана с блока управления горелки портативным прибором Cuenoscope® и отображена на дисплее, встроенном на панели управления горелки (для горелок мощностью более 750 кВт.

Технология AGP® (Air-Gas Proporcional) - Система пневматического связанного регулирования соотношения газ-воздух для двухступенчатых и модулируемых горелок мощностью от 120 кВт. Система отслеживает и автоматически корректирует колебания давления подаваемых на горение газа и воздуха, разрежения в канале дымохода, давления в топке, вызванные нестабильностью питания двигателя вентилятора горелки и атмосферного давления. Газовая арматура включает в себя регулятор давления газа горелки, связанный с системой рычагов с двумя диафрагмами.

Технология RTC® - система оптимизации технического ухода за счет модернизации конструкции и возможности сохранения настроек. Оптимальное сочетание конструкции корпуса, технологии головки горелки и системы настроек с памятью RTCR обеспечивает легкий доступ ко всем деталям горелки для введения в эксплуатацию, быстрый и легкий технический уход. Можно осуществить полный демонтаж всех, коротких и длинных, компонентов пламенной головки в одном действии, не снимая и не поворачивая горелку. При демонтаже горелки система позволяет запоминать оптимизированные стартовые настройки, что экономит время, нужное для повторной настройки горелки.

Горелки Giersch (Германия)

Среди горелок этой фирмы на Украине предлагают газовые горелки нескольких серий.

Серия RG (12-260 кВт) - горелки предназначены для работы на природном и сжиженном газе. Горелки этой серии поставляются в сборе, предварительная настройка производится на заводе. Пользователи отмечают высокое качество выполнения, удобство доступа к любой части горелки и низкий уровень шума горелки. Серия RG1 предназначена для одноступенчатого режима горения, RG20 и RG30 - для одноступенчатого, двухступенчатого или модулируемого режима горения.

Серия MG (110-2500 кВт) - горелки повышенной мощности, отличаются проработанной системой подвода воздуха - геометрически удлиненный корпус горелки. Такая конструкция позволяет минимизировать гидравлические потери воздушного тракта, стабилизировать давление воздуха. Кроме этого, применение высокоэффективной звукоизоляции позволяет снизить уровень шума при работе. Наконец отличительной особенностью серии MG является устройство смешивания NOx-Down для снижения эмиссии оксидов азота.

Горелки Weishaupt (Германия)

Горелки Weishaupt охватывают обширный диапазон жидкотопливных, газовых и комбинированных горелок с одно- и двухступенчатым, плавно-двухступенчатым и модулируемым регулированием.

Сейчас фирмой «Теплотех», официальным дилером Weishaupt на Украине, предлагается широкий выбор горелок. Прежде всего, это - тип WG 5…40 - серия горелок для небольших бытовых и промышленных котлов, тип Monarch WM-10, WM-20, 1…11 и Monarch 30…70 - для небольших производств и промышленных котлов, и тип WK - для крупных промышленных объектов, с радиальным выносным вентилятором. Кроме этого, перечисленные типы горелок могут быть различного исполнения - Standart, LN (Low NOx), SF (Swirl Flame). Прогрессивной технологией сжигания топлива является последняя разработка Weishaupt - технология Multiflam® со сниженным содержанием NOx. Технология Multiflam® предназначена как для снижения выбросов оксидов азота организацией двухстадийного сжигания топлива, так и повышения стабильности горения. При этом небольшая часть объема топлива (см. рис.6) распыляется через центральную первичную форсунку, а остальное топливо - через несколько (3 или 4) расположенных по окружности вторичных форсунок.

Рис. 5 - Горелка типа RGL 10/10 фирмы "Weishaupt" на котле Loos типоряда UL-S-IE 7000/10

Распыляемое через вторичные форсунки топливо смешивается с воздухом для сжигания и горячими дымовыми газами из камеры сгорания. При этом происходит испарение капель топлива, и затем их сгорание, образуя пламя почти голубого цвета, который сравним с цветом факела горелок малой мощности. При помощи подпорной шайбы формируется желтый первичный факел, который обеспечивает стабильное и полное сжигание топлива при любой мощности горелки. Подача топлива и стабилизация факела при сжигании газа действует по аналогичному принципу.

Рис. 6 - Схема основных элементов горелок Weishaupt с технологией Multiflam®: 1 - вторичные газовые трубки, 2 - вторичные форсунки (на рисунке - 3 штуки),3 - вторичная подпорная шайба,4 - первичный воздух, 5 - первичная подпорная шайба,6 - первичная форсунка, 7 - первичные газовые трубки, 8 - вторичный воздух, 9 - пламенная труба горелки

Горелки серии WG 5-40 (12,5-550 кВт) (исполнение LN) работают не только на природном, но и сжиженном газе. Все элементы собраны в единый блок, занимая минимум места, а устройства регулирования расхода топлива и воздуха хорошо обозреваемы, что обеспечивает удобство проведения сервисных работ. Горелки имеют легкоснимаемый кожух, обеспечивающий защиту отдельных элементов, кроме того, надежное зажигание горелок обеспечивает новое электронное устройство W-ZG 01. Особенностью данной серии являются радиально расположенный радиатор, воздушная заслонка для регулирования воздуха со стороны всасывания и менеджер горения с микропроцессорным управлением. Функции горелки контролирует менеджер горения с микропроцессорным управлением W-FM05- W-FM20. Снижено образование вредных веществ за счет нового устройства смешивания (путем направленной подачи воздуха сжигания и горючего газа происходит интенсивная рециркуляция отходящих газов).

Горелки серии Monarch тип WM-10, WM-20 (100-2600 кВт) это новое направление фирмы. Горелки оснащаются цифровыми менеджерами горения W-FM50-200.

Горелки классического типа Monarch 1…11 и Monarch 30…70 с рядом особенностей:

Диапазон мощности (70-10500 кВт).

Автоматический процесс работы.

Стабильная характеристика вентилятора - хорошие показатели сжигания.

Регулирование воздуха со стороны нагнетания.

Воздушная заслонка во время остановки горелки закрыта.

Полностью собранный встроенный коммутационный блок.

Откидывающийся корпус горелки.

При откинутой горелке пламенная голова вынимается.

Простота монтажа, регулирования и обслуживания благодаря удобной для сервиса конструкции.

Горелки типоразмеров WK покрывают потребности в горелках больших размеров. Кроме этого, особенностью этого типоряда является наличие выносного вентилятора, которого при необходимости можно располагать на достаточных расстояниях от горелки.



а) б)

Рис. 7 - Фотография головки горелки Weishaupt с устройством SF (Swirl Flame). А - SF-1, Б - SF-2

Исполнение SF (Swirl Flame) - специальная конструкция горелки (см. рис.7) для обеспечения короткого факела в топке котла. В исполнении SF-1 - это подбор направляющих лопаток воздуха на сжигание и направляющих патрубков, в исполнении SF-2 - это перфорированный щит за направляющими лопатками. Горелки исполнения SF находят применение в водотрубных котлах отечественного производства, камеры сгорания которых значительно короче, чем у импортных жаротрубных котлов.

Горелки отечественных производителей

Отечественные изготовители горелок в основном ориентированы на выпуск блочных горелок к котлам серии КСВа «ВК» типа ГГС-БМ, ГМ-Б, ГГБ. Причём в основном горелки выпускают и комплектуют именно производители котлов. Некоторые производители комплектуют котлы горелками импортных производителей, описанные выше (Weishaupt, Cuenod, Riello и др.).

Горелка ГГС-Б (см. рис.8) представляет собой блочную вихревую горелку со струйной стабилизацией пламени от дежурной запальной горелки.

Горелки оснащаются различного рода автоматическими устройствами. Характерной чертой украинских систем автоматики "Укргазтехника" (Харьков), "Дитон" (Запорожье), "Элас" (Фастов) и др. является то, что они способны управлять не только горелкой, но и всем оборудованием котельной. В частности, выпускаемый харьковским предприятием АО «Укргазтехника» блок «Барс-10» создан как микропроцессорное устройство для сигнализации аварийных параметров (16 каналов) и выдачи сигнала на исполнительные механизмы котельной.

Степень надежности отечественных блоков автоматики, построенных на элементной базе от мировых производителей, достаточно высока (в частности, фирмы "Дитон" и "Элас" предоставляют гарантию до пяти лет). Более того, с учетом наших особенностей, связанных с нестабильностью давления в газовых сетях, такие производители, как "Промгазаппарат" и "Укргазавтоматика" в систему управления горелками включают аналоговые датчики давления газа, воздуха, разрежения, что не встречается в импортных горелках.

Механизм регулирования мощности горелки - привод с лекальным задатчиком поворотного затвора и воздушной заслонки. При этом степень открытия воздушной заслонки при определенном положении газовой заслонки определяется с помощью лекального задатчика с гибкой лентой. Положение (степень кривизны) ленты определяется при наладке при помощи регулирующих винтов наладчиком.

Принцип работы горелки основан на образовании частично подготовленной газовоздушной смеси и постоянной стабилизации поджога и самого процесса горения от дежурно-запальной горелки, которая в свою очередь работает постоянно. Воздух от вентилятора, поступая в огневой узел горелки, разделяется на два потока. Основная часть воздуха проходит в кольцевую щель между корпусом и центральным стаканом, куда через отверстия поступает основной поток газа. Другая часть воздуха поступает на запальную горелку внутрь стакана, истекает через отверстия перфорации диска и отверстия на боковой поверхности диска. Газ на горение подаётся через два ряда радиальных отверстий; меньшего диаметра - во внутрь центрального стакана, большего - в кольцевой зазор между стаканом и обечайкой.



Рис. 8 - Фотография горелки ГГС-БМ

Автор неоднократно сталкивался при наладке таких горелок с трудностями в обеспечении стабильного факела горелки, вызванных некачественным изготовлением основных деталей и неудовлетворительным монтажом горелки:

Несоосность центрального стакана по отношению к внутренней обечайке горелки

Неправильное положение стакана по отношению к рядам газовыпускных отверстий

Отсутствие или недостаточность шнуровой набивки между горелкой и горловиной котла и т.д.

Блочные горелки отечественных производителей представляются несколько архаичными, конструкция горелок являет собой статичный объект, поскольку долгое время не реконструируются. Качество смесеобразования в них и, как следствие, уровень вредных выбросов уступают перечисленным выше зарубежным образцам.

Горелки МДГГ и КП

На Украине и в России начато экспериментальное и промышленное внедрение горелок МДГГ(микродиффузионная газовая горелка) (см. рис.9) и КП (квази-кинетическая ) в широком диапазоне нагрузок. В частности горелки КП выпускаются в диапазоне мощностей от 630 кВт до 5 МВт (КП-63-Б-40 до КП-500-Б-100).

На Украине такие горелки производит завод «ПромГазАппарат», г. Фастов, Киевской обл., в России - московский трест «ЗАО Энергоцветмет» и др. Применяются в котлах серии Е, ДЕ, ДКВР, КВГМ, ПТВМ и т. д., в печах обжига строительных материалов и керамических изделий, сушках, в термических печах.

Предлагается использование таких горелок в ГЖК. Есть информация, что на котельном заводе «Колвиэнергомаш» начат промышленный выпуск таких горелок и комплектация ими двухходовых ГЖК «Колві».

Использование горелок серии КП и МДГГ, благодаря новой технологии сжигания газа, по заявлению разработчиков, позволяет в различных областях применения снизить расход газа на 5… 10%, в сравнении с современными горелками других типов. Горелки КП и МДГГ оснащены микроконтроллерами, позволяющими менять режим применительно к конкретным условиям работы. микродиффузионную, а в последнее время и квазикинетическую технологии сжигания газа.

Рис. 9 - Фотография горелки МДГГ-400

Отличительной особенностью этих горелок является наличие многоструйного газового смесителя в системе воздушных параллельных каналов, что обеспечивает высокую равномерность концентрационного поля топливной смеси и интенсивное выгорание топлива в коротком факеле.

Автоматика горелок изготовлена на базе микроконтроллера "Альфа-М", импортных симисторных ключах и микросхемах, что обеспечивает наработку на отказ, превышающую аналогичные приборы СНГ. На горелках установлены клапана и датчики давления фирм "Kromschroder", "Dungs", сервоприводы фирм "Gruner" и "Danfoss". Срок эксплуатации не менее 10 лет. Горелка работает следующим образом:

Газ подается по патрубку в газораспределительный коллектор, где через боковые вводы поступает в коллекторы-стабилизаторы. Из коллекторов- стабилизаторов газ системой струй проникает в сносящий поток воздуха, где смешивается, образуя за срывной кромкой стабилизатора топливную смесь. Образовавшаяся смесь поджигается от высокотемпературных продуктов сгорания, рециркулирующих в зоне обратных токов за каждым коллектором- стабилизатором. Первоначальный поджиг горелок осуществляется от внешнего запального устройства либо от электрической свечи зажигания (для горелок до 1,5МВт). Автор сталкивался с наладкой такой горелки на фриттоварочном барабане №6 Харьковского плиточного завода. Несмотря на неудачное использование горелки в конкретных условиях (факел горелки оказался коротким, вялым для барабана, где следовало бы использовать только вихревые горелки), качество сгорания газа горелки были исключительно высоким. При обеспечении паспортной характеристики мощности горелки состав уходящих газов на выходе из барабана был следующим:

б = 1,05; CO=0…12 ppm; NOx=50…80 ppm

5. Автоматика котла, предохранительные устройства

Большое количество автоматических устройств регулирования импортного и отечественного производства, применяемых для ГЖК, предназначено для:

отработки алгоритма подготовки горелок котла к запуску,

выполнения операций продувки газопровода перед котлом газом,

выполнения операций проверки газовой арматуры котла на герметичность,

выполнения операций вентилирования котла и газоходов,

подачи искры на запальное устройство,

подачи и поджигу газа запального устройства, если это требуется по технологии работы горелки,

подачи газа на основное горение,

регулирование расхода топлива в зависимости от нагрузки котла,

регулирование соотношения «Газ - Воздух»,

регулирование расхода питательной воды в зависимости от нагрузки котла (уровня в барабане) для паровых котлов,

как опция, регулирования величины солесодержания (непрерывной продувки) и шламоудаление (периодическая продувка) для паровых котлов,

как опция, регулирования температуры дымовых газов для встроенного экономайзера,

регулирование температуры перегретого пара (при наличии пароперегревателя) и управление пароразборным вентилем для паровых котлов

Устройства автоматики безопасности котла должны обеспечивать выполнение следующих функций:

блокировка пуска по аварийным параметрам в случае:

прекращения подачи электроэнергии,

неполадки устройства продувки горелки,

нарушения герметичности двойного отсекающего магнитного клапана,

отсутствия искры на запальное устройство,

при низком давлении газа за основным запорным краном,

недостатка воздуха на горение

аварийное отключение котла в случае:

понижения давления газа перед горелкой,

повышения давления газа перед горелкой,

понижения давления воздуха перед горелкой,

погасания факела горелки,

недопустимого снижения разрежения в топке котла,

недопустимого повышения температуры воды на выходе из котла,

недопустимого повышения давления воды на выходе котла,

исчезновения напряжения на устройствах КИП и А,

недопустимого снижения или повышения уровня в барабане котла, для паровых котлов

загазованности помещения

Ранее в статье [1] автор отмечал, что производители импортных котлов не всегда оснащают поставляемые котлы полным перечнем таких защит.

В частности, часто нет штатных датчиков давления/разрежения в топке котла и за котлом (п. 15.34. СНиП II-35-76 «Котельные установки»); не организована штатная защита, действующая на останов котла по взрыву в топочном пространстве, что противоречит пункту 4.6.29. Правил безопасности в газовом хозяйстве и пункту 15.6-г СНиП II-35-76. «Котельные установки».

Кроме этого, приборы контроля повышения давления воды в выходном коллекторе котла обычно выполнены как предохранительные устройства, сбрасывающие избыток теплоносителя, а не предотвращающие подачу топлива на горелку котла, как это предписано действующими в Украине правилами (СНиП II-35-76 «Котельные установки»).

Наконец следует отметить, что обычно в топке котла не устанавливают взрывных клапанов, поясняя это наличием авторегулирования процесса горения и расчётом на прочность котла. Взрывные клапана обычно в этих случаях устанавливают за котлом на газоходах.

Устройства автоматического регулирования для ГЖК чрезвычайно разнообразны и описание их функциональных схем не входило в задачу этой статьи. Однако особо интересным, по мнению автора, в части обеспечения автоматики регулирования соотношения «Газ - Воздух» и оптимизации интерфейса обслуживания, контроля, тестирования и накопления информации является современный подход фирмы Weishaupt.

В 1998 году фирма Weishaupt впервые в мире представила горелку, в которой стандартный автомат горения был заменен на микропроцессорное устройство, названное "цифровой менеджер горения". Это устройство, расположенное в корпусе горелки, самостоятельно проверяет и управляет всеми её функциями.

В отличие от горелок со стандартными автоматами горения, микропроцессорные горелки позволяют подключать информационную шину, с помощью которой оператор может на расстоянии проверять последовательность выполнения режимов работы горелки и осуществлять диагностику неисправностей.

Кроме того, с помощью цифрового менеджера горения наладчик может проводить настройку горелки клавишами, при этом на информационном дисплее сразу отражаются все параметры, и все команды на установку соотношения "топливо/воздух" и ступеней мощностей сразу же выполняются сервоприводами с высокоточным электронным регулированием. Таким образом, мы получаем очень высокую точность углов поворота сервоприводов - до 0,1 градуса, что позволяет добиться оптимальных параметров сжигания топлива.

Менеджеры горения Weishaupt W-FM 100 и W-FM 200 имеют встроенный "автомат горения", который управляет запуском и отключением горелки. Наличие двух постоянно проверяющих друг друга микропроцессоров повышает общую надежность горелки и всей котельной. Менеджеры горения предназначены для длительного режима эксплуатации, к нему можно подключить датчик пламени для жидкотопливных, газовых и комбинированных горелок, зонд кислородомера (для W-FM 200). В менеджере уже сохранены 7 различных программ работы для дизельного топлива, газа и мазута.

Все клапаны напрямую подключаются к менеджеру, поэтому внешние переключатели топлива не нужны. В зависимости от потребности все необходимые реле давления можно также подключить к менеджеру и зафиксировать их функции в заводской конфигурации прибора.

Встроенные в цифровой менеджер горения функции также позволяют просматривать статистику работы горелки, в том числе память сообщений по произошедшим внеплановым остановкам. Это позволяет обслуживающему персоналу в короткие сроки выяснить причину неисправности и быстро ее устранить, вместо того чтобы проводить диагностику всей горелки.

Таким образом, горелки, оснащённые цифровыми менеджерами горения, имеют целый ряд преимуществ:

оптимальные показатели горения за счет точного управления,

заводская конфигурация всех основных функций приборов,

управление через шину CAN, защищенную от помех,

сервоприводы с собственными микропроцессорами, с особо высокой точностью настройки для контроля позиционирования ведущего вала с точностью до 0,1°,

раздельная база данных для режимов сжигания жидкого топлива и газа,

простота ввода горелки в эксплуатацию за счет оптимизированного по времени запуска,

специальная программа для холодного пуска котловой установки,

комфорт обслуживания при помощи блока управления и индикации с LCD дисплеем (русскоязычное меню),

безошибочное обслуживание эксплуатационником благодаря четкой индикации,

отдельный блок памяти для сохранения данных,

последовательный интерфейс RS 232 для подключения компьютера для ввода в эксплуатацию,

гибкость коммуникации, за счет последовательных интерфейсов eBus, ModBus для системы централизованного управления для дистанционной индикации и обслуживания (диспетчеризация),

встроенный контроль герметичности

На сегодняшний день фирма Weishaupt устанавливает цифровые менеджеры горения на горелки мощностью до 17,5 МВт. Это менеджеры серий W-FM 05, W-FM 10, W-FM 20,W-FM 100 и W-FM 200 который позволяет проводить всю настройку и ввод горелки в эксплуатацию при помощи персонального компьютера. Менеджер горения серии W-FM 100 позволяет с помощью сервоприводов регулировать положение пламенной шайбы и расход жидкого топлива на регулируемых горелках. Менеджер горения W-FM200 может дополнительно осуществлять частотное и кислородное регулирование.

6. Опыт проектирования, эксплуатации и наладки жаротрубных котлов

Гидравлический режим

Основной особенностью гидравлического режима ГЖК является низкое гидравлическое сопротивление котла (не более 0,5 кгс/см2). Это вызвано относительно малой величиной местных сопротивлений. Соответственно, это позволяет применять насосы меньшей мощности, что приводит снижению стоимости котельной и к экономии электроэнергии при эксплуатации.

Интересной особенностью некоторых типов жаротрубных котлов является нормальная работа котла при изменении расхода воды через котёл. В частности автором уже отмечалось [1] относительно большое водонаполнение объёма котла Vitoplex-100 как преимущество конструкции, при которой нагрев воды в котле осуществляется за счет естественной циркуляции. При этом отпадает необходимость контроля минимального расхода воды через котёл - котёл работоспособен даже при останове циркуляционного насоса Большое водонаполнение котла Vitoplex-100 и подобных ГЖК, кроме этого, обеспечивает увеличение длительности включенного состояния горелки. Это позволяет снизить частоту коммутации, и тем самым, увеличить срок службы котла, уменьшить вредное воздействие на окружающую среду. Наконец для котлов такого типа нет необходимости автоматизировать линию перепуска для поддержания постоянства расхода при изменении расхода рециркуляции.

Важной особенностью жаротрубного котла является быстрая реакция на изменение тепловой нагрузки, вследствие чего стабильное состояние котлов достигается довольно быстро, без колебаний и аварийных изменений режимов остальных котлов.

Следует отметить, что в большинстве схем ГЖК поток воды идет по пути наименьшего сопротивления от входного патрубка к выходному, при определенных условиях не омывая многих теплонапряженных участков жаровой трубы и зону входа дымовых газов в дымогарные трубы.

Это может привести к локальным перегревам, пристенному кипению воды и постепенному отложению накипи в этих зонах при неизбежных проскоках в условиях реальной эксплуатации солей жесткости [2], а также к заносу шламом и оксидами железа застойных частей котла при непосредственной работе на загрязненную тепловую сеть. Такие режимы эксплуатации неизбежно приводят к дополнительным термомеханическим напряжениям на сварные швы, и снижает надежность работы системы теплоснабжения в целом.

Скорость циркуляции в застойных зонах для большинства ГЖК очень мала. Так по расчёту автора для котла Vitoplex-100 она составляет - 0,026…0,044 м/сек. В то время как для большинства водогрейных котлов скорость циркуляции подбирается 0,2…1,5 м/с, а в некоторых случаях для уменьшения накипеобразования её поднимают до 2…2,2 м/сек.

В СССР до 90-х годов котельных с ГЖК практически не существовало, так как такие котлы не выпускались отечественной промышленностью, а средств на приобретение импортных котлов не было.

После появления импортных котлов в середине 90-х годов на нашем рынке, часть наших производителей наладила выпуск таких котлов (Ника, Элга и др.). Соответственно котлы такого типа начали активно устанавливаться на строящихся и реконструируемых объектах коммунальной теплоэнергетики вместо стальных водотрубных и морально устаревших чугунно-секционных котлов. При этом по стандартному решению проектных организаций для котельных с ГЖК того периода обычно применялась одноконтурная схема. А поскольку низкое качество сетевой воды, отсутствие или нерабочее состояние водоподготовки на коммунальных отопительных котельных - типичное явление для большинства котельных, значительное количество новых жаротрубных котлов очень быстро вышло из строя из-за отложения накипи на трубах, трубных досках и скопления шлама в нижней части корпуса котла. Такая картина продолжает иметь место на части котельных города Харькова.

Основная причина высокого процента выхода из строя ГЖК при работе на жесткой и загрязненной сетевой воде, по сравнению с водотрубными и чугунно-секционными котлами, заключается в низкой скорости воды в межтрубном пространстве (естественная циркуляция), и в наличии застойных зон.

У жаротрубного котла скорость воды очень мала, и он фактически работает как фильтр-осадитель шлама, частиц накипи и т.д. При включении в работу таких котлов по одноконтурной схеме со старой тепловой сетью, имеющей многолетнее накопление шлама в нижней части радиаторов и сетевых трубопроводах, будет иметь место осаждение взвешенных веществ и покрытия ими нижних дымогарных труб ГЖК. Температура этих труб начинает превышать температуру верхних, давление перегретых труб на трубную доску и напряжение в сварных швах резко возрастают. Снижение охлаждения дымовых газов вызывает локальный перегрев трубной доски. В результате больших напряжений в металле мостиков трубной доски между соседними отверстиями и, иногда, в сварных швах появляются микротрещины, которые в дальнейшем увеличиваются до сквозных. При условии значительного осаждения шлама или накипи и покрытия ими жаровой трубы, металл этих зон плохо охлаждается, образуются отдулины.

Примечателен тот факт, что если для водотрубного котла загрязнение внутренних поверхностей нагрева и рост сопротивлений при высоких скоростях можно обнаружить по показаниям манометров, для ГЖК при низких скоростях такое сопротивление незначительно, факт загрязнения не обнаруживается по показаниям манометров - его можно обнаружить только путем вскрытия и визуального осмотра.