11.5.Промышленные котельные. КлассификациЯ. Рациональные области их использованиЯ.

Тепловые схемы

В городах для теплоснабжения применяются крупные районные котельные с тепловой нагрузкой 116— 812 МВт (100-700 Гкал/ч), квартальные и групповые с нагрузкой 17,4—116 МВт (15-100 Гкал/ч), а также мелкие и местные котельные с нагрузкой до 17,4 МВт (до 15 Гкал/ч).

Крупные котельные характеризуются меньшими удельными капи­тальными затратами и более эффективным использованием топлива, поэтому в настоящее время стремятся строить в основном крупные районные котельные, отпускающие тепло одновременно для жилищно-коммунального сектора (ЖКС) и для промышленных объектов.

Квартальные, групповые, мелкие и местные котельные, используе­мые как в секторе промышленности, так и в ЖКС, сооружаются в основном вследствие разновременности и поэтапности строительства различных объектов.

Для теплоснабжения сельских и небольших рабочих поселков на­ходят применение поселковые котельные мощностью до 12 МВт и де­централизованные домовые (местные) и поквартирные источники: тепла. Поселковые котельные обычно снабжают теплом по централи­зованным системам центральную часть поселков, состоящую из много­квартирных секционных и общественных зданий, и производственные зоны, децентрализованные источники тепла - расположенные на пе­риферии малоквартирные и отдельно стоящие здания.

В зависимости от вида теплоносителя котельные подразделяются; на водогрейные, паровые и пароводогрейные.

Водогрейные котельные оборудуются стальными или чугунными. водогрейными котлами, вырабатывающими горячую воду, и предназ­начены для обеспечения в основном жилищно-коммунальных тепловых. нагрузок: отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

В современных крупных системах теплоснабжения применяются. стальные водогрейные котлы, рассчитанные на давление до 2,2 МПа. (22 кгс/см²) и температуру нагрева воды до 180°С. Чугунные и некоторые типы стальных водогрейных котлов (например, из стального листа), рассчитанные на давление до 0,6 МПа (6 кгс/см²) и темпера­туру нагрева воды до 95—115°С, применяются в индивидуальных домовых котельных и для мелких систем теплоснабжения, например в сельских поселках.

Стальные водогрейные котлы на давления до 2,2 МПа выпускаются в соответст­вии с разработанной унифицированной серией: типа КВ-ГМ - для сжигания газа и мазута и типов КВ-ТС и КВ-ТК - для сжигания твердого топлива на теплопроизводительность 4,65—210 МВт. Кроме того, продолжают выпускаться котлы старых конструкций типа ПТВМ для сжигания газа и мазута на теплопроизводитель­ность 35; 58 и Мб МВт и типа ЭММ-60-2 для сжигания пылеугольного топлива на теплопроизводительностью 70 МВт.

К наиболее распространенным в настоящее время чугунным водогрейным котлам относятся котлы типа КЧ-1,2 и 3 теплопроизводительностью от 1,16×10^-1 до 10,4´10^-1, МВт, а также типа КЧМ-2 и КЧММ-2 теплопроизводительностью от 10,4-10^-1, до 46,4-10-з МВт.

Принципиальная схема котельной со стальными водогрейными котлами при двухтрубной тепловой сети показана на рис. 11.18.

В водогрейных котлах 1 в результате сжигания топлива произво­дится подогрев воды до требуемой для теплоснабжения температуры (например, 150°С). Часть нагретой в котлах воды с помощью рециркуляционных насосов 2 подается в обратную линию перед котлами. Рециркуляция .необходима для подогрева воды на входе в стальные котлы до температур выше температур точки росы, значения которых зависят от вида топлива, а также для поддержания постоянного рас­хода воды через котлы. При температурах воды на входе в стальные котлы ниже температур точки росы происходят конденсация водяных паров из газов, образование отложений и сернистая коррозия поверх­ностей нагрева, а при снижении расхода воды более чем на 20% - неравномерное распределение воды в греющих трубках котла, при­водящее к вскипанию воды и локальным пережогам трубок. Для ус­транения коррозии минимальная температура воды на входе прини­мается: при сжигании газа - примерно 70°С, при сжигании мазута - 110°С.

Основная часть нагретой в котлах воды поступает в подающую магистраль теплосети. Для снижения температуры воды в подающей магистрали в соответствии с применяемым качественным методом ре­гулирования тепловой нагрузки производится подмешивание холодной воды из обратной магистрали по перемычке 4. Количество подмеши­ваемой воды регулируется клапаном 5 в зависимости от величины тепловой нагрузки (например, по температуре наружного воздуха).

Циркуляция воды в теплосети производится сетевым насосом 6, на всасывание которого с помощью подпиточного насоса 8 подается подпиточная вода после химводоочистки 7.

При использовании мазута в качестве основного или резервного топлива в водогрейных котельных иногда дополнительно устанавли­вают вспомогательные паровые котлы небольшой мощности, выраба­тывающие пар для собственных нужд котельной (разогрева мазута, деаэрации питательной воды и др.).

В мелких системах теплоснабжения при использовании однотипных стальных или чугунных водогрейных котлов находит применение схе­ма, показанная на рис. 11.19.

Особенностью ее является то, что подача воды на отопление и горячее водоснабжение производится раздельно по четырехтрубной системе.

Для подогрева воды на горячее водоснаб­жение применяется теплообменник, греющая вода для которого от­бирается из подающей магистрали через регулятор температуры типа РТ, поддерживающий постоянной температуру подаваемой на горячее водоснабжение воды (60-65⁰С).

Рис. 11.18. Принципиальная схема котельной со стальными водогрейными котлами при двухтрубной тепловой сети:

1 - котлы; 2 - рециркулярный насос;

3 - регулирующий клапан; 4 - перемычка из обратной линии в подающую; 5 - регулирующий клапан; 6 - сетевой насос; 7 - аппараты химводоочистки

При этом расчетная температура подаваемой на отопление воды может составлять от 95-115⁰С для чугунных котлов от 150-180⁰С для остальных.

Паровые котельные оборудуются только паровыми котлами и применяются в основном для выработки пара на технологические нужды, а в отдельных случаях при отсутствии водогрейных котлов требуемых типоразмеров и небольших жилищно-коммунальных нагрузках - для выработки горячей воды для систем теплоснабжения.

Паровые котлы также выполняются стальными и чугунными. Стальные паровые котлы выпускаются в настоящее время промышленностью на паропроизводительность 1-75 т/ч и рабочее давление пара 0,9; 1,4; 2,4 и 4 МПа. Одновременно для паро- и теплоснабжения применяются котлы с давлением пара 1,4 МПа. Чугунные паровые котлы имеют меньшую паропроизводительность и рабочее давление пара до 0,17 МПа и применяются для пароснабжения мелких потребителей.

Наиболее распространенными стальными паровыми котлами являются выпускаемые Бийским котельным заводом котлы типа ДКВР паропроизводительностью 2,5-35 т/ч и рабочим давлением пар 1,4; 2,4 и 4 МПа, а также выпускаемые Белгородским котельным заводом котлы типа К-50-40/14, К-50-40-1 и БК3-75-39ФБ для сжигания пылеугольного топлива и типа ГМ-50-14/250, ГМ-50-1 и БК3-75-39 ГМа для сжигания газомазутного топлива на теплопроизводительность 50 и 75 т/ч и рабочее давление пара 1,4 и 4 МПа. Пар низкого давления до 0,17 МПа получают от чугунных котлов типа КЧ-1, 2 и 3 при дополнительном оборудовании их паросборниками.

Принципиальная схема котельной со стальными котлами, отпускающей пар на технологические нужды и горячую воду на теплоснабжение, показана на рис. 11.19.

Вырабатываемый в котлах 1 пар по паропроводам направляется к технологическим потребителям и в пароводяной теплообменник 4 для подогрева воды, циркулирующей в системе теплоснабжения. Конденсат от технологических потребителей и после пароводяного теплообменника поступает в деаэратор 9, для работы которого используется редуцированный пар от котлов. Для восполнения потерь конденсата в деаэратор с помощью подпиточного насоса 12 подается также подпиточная вода после химводоочистки 11. Из деаэратора вода подается питательным насосом 10 в котлы.

Циркуляция воды в системе теплоснабжения осуществляется с помощью сетевых насосов 6. Отпуск тепла на теплоснабжение регулируется путем изменения расхода пара с помощью регуляторов 3 в соответствии с требуемым температурным графиком. Подпитка воды в тепловую сеть производится подпиточным насосом 12 после химводоочистки 11 на всасывание сетевого насоса.

Рис. 11.19. Принципиальная схема котельной с водогрейными котлами при четырехтрубной системе теплоснабжения:

1 - котлы; 2 - регулятор температуры;

3 - теплообменник; 4 - перемычка из обратной линии в подающую; 5 - регулирующий клапан;

6 - сетевой насос; 7 - аппараты химводоочистки; 8 - подпиточный насос; 9 - регулятор подпитки; 10 - циркуляционный насос

Пароводогрейные котельные, называемые также смешанными, оборудуются указанными выше типами паровых и водогрейных котлов или комбинированными пароводогрейными котлами (например, типа КТК) и предназначаются для выработки пара на технологические нужды и горячей воды для обеспечения нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Мощность и число паровых и водогрейных или пароводогрейных котлов определяются значениями нагрузок по горячей воде и паровой нагрузки с учетом собственных нужд котельной. Схема пароводогрейной котельной состоит их двух контуров: 1) для выработки пара и 2) для выработки горячей воды.

Рис. 11.19. Принципиальная схема котельной с паровыми котлами, отпускающей пар и горячую воду:

1 - колы; 2 - РОУ; 3 - регулирующий клапан;

4 - пароводяной теплообменник;

5 - конденсатоотводчик; 6 - сетевой насос;

7 - фильтр; 8 - регулятор подпитки;9 - деаэратор; 10 - питательный насос; 11 - аппараты химводоочистки; 12 - подпиточный насос

Контур, вырабатывающий горячую воду для систем теплоснабжения, аналогичен схеме водогрейной котельной (см. рис. 11.18).

Мощность котельных выбирается по расчетной максимальной тепловой нагрузке потребителей. При этом типоразмеры установленных котлоагрегатов должны быть такими, чтобы при выходе из строя наибольшего по производительности котла оставшиеся котлы обеспечивали максимальный отпуск тепла технологическим потребителям и требуемое для наиболее холодного месяца среднее количество тепла для нагрузок ЖКС.