Всем привет! Прошу помощи у специалистов по котлам. В общем предыстория: обратился ко мне мой хороший заказчик, я за всё время переделал у него кучу проектов, сотрудничаем с ним давно, с просьбой дать ладу паровому котлу, т.к. хочется задействовать новое производство для которого нужен пар: нужно подумать как его запустить и сделать для него полную автоматизацию. Сам я специалист по автоматике и электронике (короче АСУшник), в общем согласился помочь т.к. все к кому обращался или отказывались или не было результата, в общем я его последняя надежда. Если опустить лирику, что я увидел: старый советский котёл 1990 г.в. прямоточный водотрубный КПА-500Г, представляет собой навитые в виде цилиндра в два слоя трубы, один слой внутри другого (см. фото). Внутри сверху внутреннего цилиндра труб когда-то располагалась газовая горелка, сейчас же её выкинули, а снизу установили топку с автоподачей пеллет, мол газа на производстве нет и не предвидится.
Получается как было на газу: газ сгорал в центре внутреннего цилиндра, сверху этого цилиндра как раз выход пара, газы направлялись вниз, потом через отверстие в центре (сейчас это отверстие соединено с топкой) газы переходили в пространство между внутренним и внешним цилиндром поднимались вверх (тут ввод воды), потом между корпусом и нижним цилиндром опускались вниз к дымоходу.
Как сейчас: газовую горелку выкинули, верхнее отверстие во внутреннем цилиндре где она была заложили, нижнее отверстие соединили с выходом газов топки (котел стоит вертикально на топке), газы из топки сразу попадают в канал между внутренним и внешним цилиндрами идут наверх и дальше снаружи вниз к дымоходу (т.е. исключился проход газов по внутренней части внутреннего цилиндра). В топке по периметру топки расположили трубы, вода вначале попадает в трубы топки а уже потом на вход в теплообменник.
Собственно вопрос один, можно тут что-то сделать или концепция в корне неправильная. Подытожу:
1. Температура сжигания газа значительно больше чем температура от сжигания пеллет, и газ ещё за счет облучения передавал энергию + уменьшилась площадь передачи тепла (т.к. газы не проходят по внутренней поверхности) Т.е. температура стала меньше и полезная площадь теплообменника тоже.
2. Неправильное движение жидкости по трубам относительно движения газов. Если раньше выход пара был рядом с горелкой, где наибольшая температура.

Может стоит изменить направление движение жидкости? Т.е. включить подачу воды как и раньше на вход теплообменника, а выход теплообменника направить на экранирующие трубы что в топке там то температура выше?
Можно ещё стоит подумать над подогревом воздуха что попадает в топку? Сейчас его нет, но можно сделать.
Может поставить теплообменник в дымоходе и подогревать питательную воду?

Спасибо всем кто ответит. Прикрепляю фото сего чуда: 1. Фото из паспорта оригинальной конструкции (как было). 2. Фото актуальной схемы что сейчас. 3. Фото топки с экранирующими трубами.

1. Какое рабочее давление?
2. Какая температура уходящих газов?
3. Какая температура питательной воды?
4. Из каких труб - сталь, шовность, стенка - выполнена самодельная топка?
5. Каков унос золы с ух.газами?
6. Чем не нравится существующая концепция? Лучшее - враг хорошего.

Оставьте направление движения теплоносителя, при гидроударах разнесет топочные трубы. Экономайзер возможен лишь при чистых газах, иначе забьется золой, или обдувать его паром регулярно. И его считать надо, что бы овчинка окупила выделку. В г.Туймазы, а может и не только, делают хорошие оребренные трубы. Если получится "кипящий" экономайзер, то топочные трубы может тоже разнести от гидроударов.
Единственное, что мне не нравится в существующей конструкции, так это топочные трубы - слабое звено. А толку от них никакого, радиационная поверхность мизерная, проблем же могут добавить. При отключении электроэнергии во время загруженной топки в них будет парообразование со всеми вытекающими.
Воздухоподогреватель будет зело велик размером, из хорошей нержавейки, и вряд ли окупится.
И топка, из какого кирпича?

Спасибо за Ваш ответ.

1. Исходя из паспорта на котел номинальное давление пара 7 кг. Но столько не нужно, максимальное планируемое 4 кг.
2. Температура газов порядка 200 градусов.
3. Питательная вода берется из конденсатного бака, при пуске = температуре водопровода (примерно 20 градусов)
4. Трудно сказать. тех кто делал уже нет и концов не найти.
5. Пока не могу сказать.
6. Проблема в том, что после "модернизации" котел практически не работал, несколько раз пытались растопить, но пар так и не удалось получить. Возможно неправильно делали, поправьте: в котел вода поступает из конденсатного бака, давит вихревой насос (макс. давление 10 атм, на сколько я знаю с прямоточными работает обычно поршневой насос, а тут вихревой), по расходомеру (счётчик воды)оператор вручную вентилем добивался необходимого расхода (дословно цитирую "чтоб колёсико крутилось потихоньку"), а со стороны котла снизу сепаратора пара открывали вентиль - возврат в конденсатный бак и начинали топить, когда пойдет пар - закрывали сброс с сепаратора на бак и пар шёл потребителю. Когда я был пару недель назад на объекте и попробовал затопить - пар вышеописанным способом не получался (85 градусов на выходе и всё), потом я попробовал сделать максимально маленький поток где-то 2-3 л/мин - ничего, затем мы открыли топку и вместо пеллет кинули туда дров, через 10 мин получился пар, потом я заметил что проток остановился, начал добавлять - увидел интересную картину: поток пошел, потом плавно остановился, через какое-то время опять пошёл (может не хватает давления насоса преодолеть сопротивление теплообменника при нагревании?). Как это увидели котел остановили чтоб ничего не испортить. По времени получили пар через 45 мин.

Мои мысли почему не получался пар - недостаточная площадь теплообменника для пеллет, т.к. его проектировали под газ, потом когда добавили дрова температура в топке и газов стала больше (жалко что я тогда не замерил температуру на выходе дымохода, 200 градусов что я писал выше это для пеллет). Думаю использовать котел можно, производительность его будет наверное вполовину ниже от заявленной на газу. Понять бы ещё что это были за качели с протоком, может действительно нужно использовать поршневой насос или ставить автоматику на частотное управление насосом для поддержание заданного расхода?

Я вчера не догнал сразу, а вопрос Вами был поставлен правильно "... или концепция неправильная?"
Изначально, процентов под девяносто тепла передавалась змеевику теплообменника излучением от факела горелки. Сейчас, Вы используете эту конструкцию в качестве котла-утилизатора, а он на это не пригоден. Сделав очень мощный, "кипящий" экономайзер Вы сможете с его помощью добиться какого-то теплосъёма с ух.газов, но КПД агрегата будет низким.
Поршневой насос гарантирует постоянное соотношение расхода воды и вносимого в топку тепла газовой горелкой. Во время ПНР это соотношение отлаживают, что бы не было перегретого пара или просто горячей воды. В Вашем же случае количество тепла не только не контролируется, его вообще не хватает.
Я работал с котлом ДКВр 6.5/13 ПМ, с топкой В.В.Памеранцева, топливо - древесная щепа. Так вот, там конструкция была такова, что топливо висело в бункере, а через "зажимающую решетку" пламя вырывалось именно в топку, как и при газовых горелках, где и сгорало. И лучистый теплообмен был вполне достаточен, у Вас он отсутствует напрочь ( трубы в топке не в счет).
Что либо предложить радикального мне сейчас сложно, нужно "жить проектом". Посмотрите литературу про развитие паровых котлов с 19-го века, там было что-то похожее. Вы повторяете историю.
Удачи в "изобретении велосипеда".