Теплоснабжение

Системы централизованного теплоснабжения характеризуются сочетанием трех основных звеньев : теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплопотребления (теплоиспользования) отдельных зданий и сооружений.

При использовании органического топлива источником тепловой энергии может быть котельная установка или ТЭЦ, на атомных станциях теплоснабжения для получения тепловой энергии используется ядерное топливо, в ряде случаев в качестве вспомогательных используются возобновляемые источники теплоты – геотермальная энергия, энергия солнечного излучения и др.

Виды топлива

По определению Д. И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения тепла».

Общеизвестны основные разновидности топлива -дрова, торф, уголь, сланцы, нефтяные остатки, газ. Все они представляют собой органические соединения, способные при высоких температурах вступать в реакцию с кислородом воздуха, при чем происходит выделение тепла.

Топливо добывается в большом количестве, запасы его в природе весьма значительны. Требующийся для реакции кислород берется из окружающего воздуха. В результате реакции получаются сильно нагретые газообразные продукты сгорания, тепло которых используется в котельной установке. Охлажденные газы через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

Для сжигания может использоваться как естественное топливо, так и искусственное , полученное после переработки естественного топлива с целью выделения из него ценных продуктов, к которым относятся смолы, бензины, бензолы, минеральные смазочные масла, краски, фармацевтические продукты, сернокислый аммоний, идущий для нужд сельского хозяйства, и др.

Твердое топливо:

а) естественное - дрова, каменный уголь, антрацит, торф;

б) искусственное - древесный уголь, кокс и пылевидное, которое получается из измельченных углей.

Жидкое топливо:

а) естественное - нефть;

б) искусственное - бензин, керосин, мазут, смола.

Газообразное топливо :

а) естественное - природный газ;

б) искусственное - генераторный газ, получаемый при газификации различных видов твердого топлива (торфа, дров, каменного угля и др.), коксовальный, доменный, светильный и другие газы.

Виды котельных установок

Стационарная котельная уже давно не является единственной возможностью для автономного отопления. Для оборудование необходимо помещение – но расположение его может быть любым.

Блочные котельные можно например, расположить как в подвале, так и на крыше (если соблюсти ряд условий). Кроме того сами котельные стали гораздо надежнее. Связано это прежде всего с тем, что заводы-изготовители начали предлагать установки, сделанные «под ключ»: все необходимое оборудование уже смонтировано в блоки или в модуле и можно запускать установку. Соответственно есть два типа котельных установок: блочные и модульные котельные . И тот и другой тип конструкций удобен в плане транспортировки (как правило, транспортируют его с помощью железнодорожного или автотранспорта).

Основное оборудование котельной : котел, водяной насос, емкость для жидкости, трубы, горелочное устройство. Некоторые приобретают также и дополнительное оборудование, которое помогает сэкономить: энергонезависимые котлы, котлы с функцией электророзжига, двухходовые и комбинированные чугунные котлы.

Относительно недавно на рынке теплового оборудование появились ТКУ – транспортабельные котельные установки. Потребность в них появилась с возникновением новых производств, которые расположены в зданиях, не подключенных к центральной системе теплоснабжения. Преимущество новинки в том, что ее достаточно просто транспортировать (модульная конструкция имеет колеса), она проста в обращении и не требует постоянного присутствия оператора. Кроме того, как правило, ТКУ полностью автоматизированы, поэтому управлять ими достаточно просто. В то же время она способна вырабатывать достаточное количество тепла и не требует подключения к коммуникациям.

Классификация котельных.

В зависимости от того, где располагается установка, выделяются:

· Крышные;

· Встроенные в здание;

· Блочно-модульные;

· Рамные.

В системе каждого отопления главным ее элементом является котел. Он выполняет основную функцию – нагревание. В зависимости от того, на какой основе работает вся система и котел в частности, существуют следующие типы котлов :

§ Паровые котлы

§ Водогрейные;

§ Смешанные;

§ Котлы на диатермическом масле.

Любая отопительная система работает, как ранее было замечено, от того или иного типа сырья, топлива или природного ресурса. В зависимости от этого котлы делятся на:

· Твердотопливные. Для этого используются дрова, уголь и другие виды твердого топлива.

· Жидкотопливные – масло, бензин, мазут и другие.

· Газовые.

· Смешанные или комбинированные. Предполагается использование различных видов и типов топлива.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11

Котельная установка (котельная) - это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило - воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло- и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы - котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные - для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные - для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.

Котел - это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

2. Классификация котельных установок

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.

В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные бывают местные (индивидуальные), групповые и районные.

Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.

Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.

Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).

В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.

Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.

Рис. 5. : 1 - циркуляционный насос; 2 - топка; 3 - пароперегреватель; 4 - верхний барабан; 5 - водоподогреватель; 6 - воздухоподогреватель; 7 - дымовая труба; 8 - центробежный вентилятор (дымосос); 9 - вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель

На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.

При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.

Рис 6.

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.

Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.

Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

Рис. 7.

Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.

Рис. 9.

Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.

Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.

Водогрейная котельная имеет один теплоноситель - воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя - вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также баки для сбора конденсата. Однако это не значит, что схемы водогрейных котельных проще паровых. Водогрейная и паровая котельные по сложности устройства бывают различными в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т. п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями - трубопроводами, газопроводами и др.

Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.

3. Классификация котельных агрегатов

Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:

Котлы с естественной циркуляцией;

Котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды - котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами - на рис. 11, а размещение в котельной - на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).

Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

Рис. 10.

Рис. 11.

Рис. 12.

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.

В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла - паропроизводительность, давление и температура.

Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Рис. 13.

Рис. 14.

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.

По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.

Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.

Рис. 15.

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования

В современной энергетике работают самые различные виды котельных. Они могут быть классифицированы по типу топлива, типу теплоносителя, типу размещения, уровню механизации. Определенный вид котельной выбирается в зависимости от целей и задач, условий эксплуатации и требований заказчика.

1. По виду топлива

• Газовые. Преимущество такого типа котельных заключается в том, что газ - один из самых экономичных и экологичных видов топлива. Газовые котельные не требуют сложного и громоздкого оборудования топливоподачи и шлакоудаления и могут быть полностью автоматизированы.
• Жидкотопливные. Эти котельные могут работать на отработанном масле, мазуте, дизельном топливе, нефти. Они достаточно быстро вводятся в эксплуатацию, не требуют специальных разрешений, согласования подключения, получения лимитов на газ (в отличие от газовых).
• Твердотопливные . К твердому топливу относится уголь, торф, дрова, пеллеты и брикеты из отходов лесопереработки и сельского хозяйства. Преимуществом этого вида котельных является доступность и низкая цена топлива, но требуется установка систем топливоподачи и золошлакоудаления.

2. По типу теплоносителя

• Паровые. В такой котельной теплоносителем является пар, который используется преимущественно для обеспечения производственных процессов на промышленных предприятиях.
• Водогрейные. Этот вид котельных предназначен для отопления и горячего водоснабжения жилых зданий, промышленных и коммунальных объектов. Теплоносителем является вода, нагреваемая до +95 +115 °С.
• Комбинированные. В таких котельных размещаются как паровые, так и водогрейные котлы. Горячая вода используется для покрытия нагрузки на горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию, а пар поступает для обеспечения технологических нужд предприятия.
• На диатермическом масле. В этой котельной в качестве теплоносителя используются органические высокотемпературные жидкости, температура которых может достигать +300 °С.

3. По типу размещения

• Блочно-модульные. Этот вид котельных становится все более популярным в России в последние годы благодаря множеству преимуществ в сравнении со стационарными котельными: быстрые сроки монтажа и пуска в эксплуатацию, заводская готовность модулей, возможность увеличения мощности за счет добавления блоков, автономность работы, высокий КПД, мобильность. В зависимости от места размещения блочно-модульные котельные могут быть отдельностоящими, пристроенными, встроенными, крышными, подвальными.
• Стационарные. Стационарные котельные, как правило, строятся, когда требуемая мощность превышает 30 МВт либо строительство блочно-модульной котельной по каким-то причинам невозможно. Стационарные котельные отличает капитальный характер строительства (фундаменты, стены и перегородки, кровля). Монтаж оборудования выполняется на месте.

4. По уровню механизации

В зависимости от степени механизации/автоматизации процессов выделяют следующие виды котельных:

• Ручные. Небольшие котельные могут быть оборудованы котлами, подача топлива в которые производится операторами вручную. В помещение котельной топливо подается тележкой или в некоторых случаях через бункер с наружной загрузкой. Зола и шлак из зольного бункера также удаляются оператором вручную и вывозятся за пределы котельной с помощью вагонетки.
• Механизированные. Современные твердотопливные котельные оборудуются средствами механизации, значительно облегчающими труд оператора котельной. Топливоподача осуществляется с помощью транспортеров или скиповых подъемников. Уголь проходит предварительную обработку на угледробилках, метало- и щепоуловителях. Зола и шлак могут удаляться различными методами - механическим, гидравлическим, пневматическим или их комбинацией.
• Автоматизированные. Этот вид котельных предполагает полную автоматизацию и минимальное присутствие человеческого фактора. Полностью автоматизируются, как правило, газовые котельные.

В наши дни энергетическая отрасль предлагает сразу несколько видов котельных, отличающихся тем или иным параметром - типом топлива, теплоносителем, вариантом размещения, степенью автоматизации (если угодно - механизации). И выбор в пользу того или иного варианта делается в зависимости от предъявляемых требований и желания достигнуть определённых целей. Также не стоит забывать об условиях эксплуатации.

Какие бывают котельные по виду топлива

Существует три типа котельных, отличающихся по виду используемого топлива:

1. Котельные на газе. Сразу же можно выделить их основное преимущество, которое заключается в том, что именно газ является наиболее экономичным и экологичным видом топлива. Также такие котельные достаточно компактные в плане того, что для их успешного функционирования не требуется установка дополнительного крупногабаритного оборудования, отвечающего за подачу топлива или удаление шлаков. Газовые котельные бывают полностью автоматизированными.
2. Котельные на жидком топливе. Такие производственные котельные заправляются обработанным маслом, мазутом, нефтью или соляркой. Ввести в эксплуатацию котельную на жидком топливе достаточно просто, ведь вам не потребуется получение специальных разрешений, согласование подключения с кем-либо ещё.
3. Котельные на твёрдом топливе. Для получения тепла используется торф, уголь, дрова и т. д. Такое топливо относительно дешёвое и доступное, но в отличие от предыдущих случаев требуется монтаж системы подачи топлива и удаления шлаков и золы.

Какие бывают котельные по типу теплоносителя

Котельные по типу теплоносителя делятся на три разновидности:

1. Котельные паровые. Нетрудно догадаться, что в паровых котельных теплоносителем должен быть пар. Оборудование такого типа, в основном, применяется на промышленных предприятиях для того, чтобы обеспечить бесперебойное протекание производственных процессов.
2. Котельные водогрейные. Наиболее популярный тип котельных, когда речь заходит об отоплении и горячем водоснабжении жилых многоэтажных или частных домов. Нередко используется и на промышленных объектах. Рабочий диапазон теплоносителя (а им является вода) составляет 95-115 °С.
3. Наконец, котельные могут быть комбинированными. В них устанавливаются котлы двух предыдущих типов - паровые и водогрейные. Так, они способны выполнять сразу несколько задач: котлы водогрейные отвечают за подачу горячей воды, вентиляцию или отопление, а пар используется для безостановочного протекания технологических процессов.
4. Котельные на диатермическом масле. Теплоносителем в такой котельной является высокотемпературная жидкость. Температура теплоносителя может достигать отметки +300 °С.

Какими бывают котельные по типу размещения

Существуют два типа оборудования по данному критерию - блочно-модульные котельные и стационарные. Одни от других отличаются возможностью или отсутствием оной в свободном перемещении котельной с места на место.

ТЕМА 1

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ

1.1. Назначение и классификация котельных установок.

1.2. Технологическая схема котельной установки.

1.1. Назначение и классификация котельных установок

Установки, вырабатывающие пар или горячую воду, представляют собой довольно сложный комплекс различных устройств и механизмов и называются парогенерирующими, или котельными установками. Котельные установки в зависимости от назначения подразделяются:

на энергетические;

производственные;

отопительно-производственные;

отопительные.

Промышленные парогенераторы, устанавливаемые в производственных и отопительно-производственных котельных, вырабатывают насыщенный или слабо перегретый пар (до 4 МПа и 450 ºС), который используется в технологических процессах различных отраслей (сушка, варка, ректификация, концентрирование растворов и т.д.), а также для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Водогрейные котлы, устанавливаемые в отопительных котельных, вырабатывают горячую воду с температурой до 200 С, используемую для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

В зависимости от расположения промышленные и отопительные котельные подразделяются:

на отдельно стоящие;

пристроенные к зданиям другого назначения;

встроенные в такие здания.

Для отдельно стоящих котельных и котельных, пристроенных к производственным зданиям промышленных предприятий, общая мощность устанавливаемых котлов, а также мощность каждого котла и параметры пара не ограничиваются.

Парогенераторы характеризуются паропроизводительностью и параметрами вырабатываемого пара (давлением и температурой перегретого пара).

Паропроизводительность, или просто производительность, представляет собой массовое количество пара, вырабатываемое парогенератором в единицу времени. Производительность парогенератора выражают в тоннах в час (т/ч), в килограммах в час (кг/ч) или же в килограммах в секунду (кг/с).

Все выпускаемые парогенераторы характеризуются номинальной паропроизводительностью. Под номинальной паропроизводительностью понимают наибольшую производительность, которую парогенератор должен обеспечивать в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды.

Давление пара, вырабатываемого парогенератором, в соответствии с ГОСТ – абсолютное. В системе единиц СИ давление измеряется в паскалях (Па). Однако вследствие малости этой единицы давление в парогенераторе выражают в кратных единицах – мегапаскалях (1 МПа = 10 6 Па).

Температуру пара, вырабатываемого парогенератором, выражают в градусах Цельсия (°С) или в системе единиц СИ – в кельвинах (К). Промышленные парогенераторы вырабатывают насыщенный или перегретый пар с температурой до 450 °С.

В соответствии с ГОСТ парогенераторы принято классифицировать по характеру движения воды. По этому признаку различают:

парогенераторы с естественной циркуляцией (обозначаются буквой Е ), вырабатывающие насыщенный и перегретый пар; парогенераторы с естественной циркуляцией, вырабатывающие перегретый пар и имеющие промежуточный пароперегреватель (обозначаются Е п);

прямоточные парогенераторы, вырабатывающие перегретый пар и имеющие промежуточный пароперегреватель (обозначаются П п).

При обозначении парогенераторов по ГОСТ буква указывает характер движения воды, первая цифра после нее – паропроизводительность, вторая и третья цифры – давление и температуру пара.

По типу парогенераторы можно разделить на вертикально-цилиндрические и вертикально-водотрубные. Вертикально-водотрубные парогенераторы могут иметь горизонтальную или вертикальную ориентацию.

Водогрейные котлы характеризуются теплопроизводительностью, давлением и температурой входящей в котел и выходящей из него воды. Под теплопроизводительностью котла понимают количество теплоты, вырабатываемое им в единицу времени. В системе единиц СИ паровые и водогрейные котлы следует характеризовать мощностью в киловаттах (кВт) или мегаваттах (МВт).

1.2. Технологическая схема котельной установки

Современная промышленная котельная установка представляет собой комплекс основного и вспомогательного оборудования. Выбор технологической схемы и размещение оборудования зависят от назначения установки, вида сжигаемого топлива, мощности и типа установленных котлоагрегатов и от других факторов.

Любая парогенерирующая установка, использующая твёрдое топливо, содержит парогенераторы, предназначенные для выработки пара, и вспомогательные устройства и оборудование, предназначенные для приёма, разгрузки, хранения, подготовки и подачи топлива, подготовки и подачи в парогенераторы питательной воды, удаления шлака и золы, подачи воздуха, необходимого для горения, очистки и удаления образовавшихся при сжигании продуктов сгорания. Часть перечисленных устройств и оборудования, размещается в специальном здании, другая часть – на открытой площадке в непосредственной близости от здания цеха.

Основным оборудованием установки является парогенератор, который содержит следующие элементы: топочную камеру с горелками, экранные и конвективные поверхности нагрева, пароперегреватель, водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Топочная камера предназначена для организации и завершения сжигания топлива, а также для передачи теплоты расположенным в ней поверхностям нагрева. Поверхности нагрева котлоагрегата в зависимости от способа передачи им теплоты принято разделять на лучевоспринимающие и конвективные. Лучевоспринимающие поверхности нагрева, расположенные непосредственно в топочной камере, называются экранами . Поверхности нагрева, в которых теплота от продуктов сгорания передаётся путём соприкосновения, называются конвективными .

Пароперегреватель предназначен для превращения сухого насыщенного пара в перегретый. Перегретый пар имеет бόльшие температуру и энтальпию по сравнению с насыщенным при одинаковом с ним давлении.

Водяной экономайзер предназначен для подогрева питательной воды, поступающей в парогенератор. Нагрев воды в экономайзере осуществляется продуктами сгорания, покидающими парогенератор.

В воздухоподогревателе за счет теплоты продуктов сгорания осуществляется подогрев воздуха, используемого в процессе сжигания топлива. Воздухоподогреватель и водяной экономайзер принято называть хвостовыми поверхностями нагрева.

Систему ограждений топочной камеры и газоходов котлоагрегата от окружающей среды называют обмуровкой . Газоходами называют каналы, по которым перемещаются продукты сгорания. Под газовым трактом, или трактом продуктов сгорания, понимают все газоходы котлоагрегата, начиная от топки и кончая дымовой трубой.

Золоуловитель служит для очистки продуктов сгорания от летучей золы, выносимой за пределы топочной камеры и газоходов парогенератора при сжигании твердого топлива.

Дымосос осуществляет удаление продуктов сгорания из парогенератора и направляет их в дымовую трубу, по которой они выбрасываются в атмосферу.

Воздушный тракт котельной установки состоит из вентилятора, воздухоподогревателя и системы каналов. Вентилятор предназначен для подачи воздуха, необходимого для организации процесса горения, в топку. Система каналов, по которым вентилятор подаёт воздух, называется воздухопроводами.

Паровой тракт парогенератора содержит барабан с сепарационными устройствами, пароперегреватель с устройствами для регулирования температуры перегретого пара и паропровод для подачи пара к потребителям. В барабане парогенератора собирается пар, образовавшийся в экранных и конвективных поверхностях нагрева. В сепарационных устройствах происходит отделение капелек воды от пара перед поступлением его в пароперегреватель.

Для поддержания постоянного уровня в парогенераторе в него необходимо подавать воду в количестве, равном количеству выработанного пара. Однако вода, поступающая из источника водоснабжения, перед подачей в парогенератор проходит очистку от механических примесей и химическую обработку. Химически очищенная вода и возвратившийся от потребителей пара конденсат направляются для дегазации в деаэратор.

Деаэратор служит для удаления из воды растворённых в ней кислорода и углекислого газа. Из деаэратора вода забирается питательным насосом и по трубопроводам, называемым питательными линиями, подается в водяные экономайзеры парогенераторов. Нагревшись до определенной температуры, питательная вода из водяного экономайзера поступает в барабан парогенератора.

При сжигании твердого топлива образуются шлак и зола. Шлак выпадает в топке, а зола улавливается из продуктов сгорания золоуловителем. Для удаления шлака и золы за пределы здания служит система механизмов, называемая шлакозолоудалением .

Для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования, регулирования количества пара и воды, а также отключения отдельных трубопроводов котельная установка имеет предохранительную, регулирующую и отключающую арматуру.

На рис. 1.1 показана схема производственно-отопительной котельной, использующей природный газ.

Котельная предназначена для выработки пара и горячей воды, используемых для технологических потребителей и нужд теплоснабжения. Природный газ по газопроводу поступает на территорию предприятия и направляется, в газорегуляторную установку (ГРУ).

Газорегуляторная установка предназначена для снижении давления газа перед газовыми горелками и поддержания его постоянным независимо от расхода. Обычно с ГРУ располагают контрольно-измерительные приборы для определения давления газа, его температуры и расхода. Из ГРУ газ по цеховому газопроводу поступает к горелкам парогенераторов.

Для получения горячей воды, расходуемой на нужды теплоснабжения, в котельной установлен пароводяной бойлер. Пар в бойлер поступает из общего сборного коллектора котельной по специальному паропроводу. Сетевая вода подаётся в бойлер и систему теплоснабжения сетевым насосом. Подпитка тепловой сети осуществляется подпиточным насосом, забирающим воду из деаэратора, общего для системы теплоснабжения и питания парогенератора. Конденсат пара из бойлера поступает в деаэратор.

Тепловая схема котельных с водогрейными котлами имеет свои особенности. Однако основным преимуществом котельных с водогрейными котлами является их более низкая стоимость по сравнению с парогенерато-рами. Сложность тепловой схемы отопительных котельных с водогрейными котлами зависит от вида сжигаемого топлива и системы теплоснабжения (открытая или закрытая). защитных конструкций (кожухов, шатров, ... внутри объектовых энергокоммуникаций; подготовкаПрограмма курса

... установки закрытого, полуоткрытого и открытого типа. Общие сведения о конструкции зданий котельных ... топлив (3 часа). Понятия об углефикации. Выход... тем 1 2 3 4 Лекции 1 Общие сведения о теплогенерирующих установках и органических топливах 2 Общие ...

Кадры