15. Водогрейные котельные установки.

Для централизованного теплоснабжения крупных промышленных предприятий, городов и отдельных районов в настоящее время применяются стальные водогрейные кот­лы большой мощности.

Типоразмер	Расчетная те-плопроизво-дительность, МДж/с	Поверхность нагрева, м2	Расчетный расход во- ды, кг/с	Расчетные тем­пературы воды, °С		Перепад давления воды, Мпа		Вид топлива		КПД брутто при расчет­ной произ- водительно­сти, %
				на входе	на вы­ходе
ТНГ-4	5,0	160	15,0	70	150		—		Газ		90
КВ-ГМ-4	4,65	127	13,8	70	150		0,12		Газ или мазут		90,5 или 86
КВ-ТС-4	4,65	127	13,8	70	150		0,10		Каменные или		82 или 81
									бурые угли
КВ-7М-6.5	7,55	199	22,2	70	150		0,12		Газ или мазут		91 или 87

Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды заданных параметров главным образом для отопления. Они ра­ботают по прямоточной схеме с постоянным расходом воды. Обычно воду тепловой сети в котлах подогревают от 70—104 до 150… 170°С.

В прямоточных котлах (см. рис. 3.2, в) нет циркуляционного контура, и многократной циркуляции воды, от­сутствует барабан, вода прокачивает­ся питательным насосом через эко­номайзер, испарительные-поверхно­сти и пароперегреватель, включенные последовательно. Следует отметить, что прямоточные котлы ис­пользуют воду более высокого качества. Вся вода, поступающая в испарительный тракт на выходе из него полностью превращается в пар, т.е. в этом случае кратность циркуляции К_п = 1.

Автоматизированный водогрейный котел КВГ-1,25-95 предназначен для водяных закрытых систем теплоснабжения с избыточным давлением до 1,0 Мпа (10 кгс/см²).

Для предотвращения накипеобразования на внутренней поверхности трубок экранов котлов и защиты их от коррозии в обратную сетевую воду подмешивают антинакипин марки Н-50. Антинакипин применяется для закрытых систем теплоснабжения с нагревом до 115С, давлением в обратном теплопроводе до 6 кгс/см², при подпитке до 3 т/час.

Локальные системы автоматического регулирования

Водогрейные котлы отличаются от паровых наличием водяного контура вместо водо-парового. Это не требует ряда локальных систем регулирования – уровня воды в барабане, температуры пара через пароохладители, продувки котла. С другой стороны появляются новые контуры регулирования в водяном тракте.

Для уменьшения интенсивности наружной коррозии труб водогрейных котлов необходимо поддерживать температуру воды на входе в котлы выше температуры точки росы дымовых газов. Минимально допустимая температура воды на входе в котлы при работе на природном газе равна 60 С. Для обеспечения этого необходимо подавать некоторое количество горячей воды, вышедшей из водогрейных котлов, снова на вход в котел для смешения с водой из обратного трубопровода и подпиточной водой.

Часть воды из обратной линии, минуя котлы, подают по линии перепуска через регулировочный клапан в подающую магистраль, где она, смешиваясь с горячей водой из котлов, обеспечивает заданную расчетную температуру в прямом трубопроводе.

Наличие линий рециркуляции и перепуска воды приводит к специфичным режимам работы водогрейных котлов. Водогрейные котлы надежно работают лишь при условии поддержания постоянства количества воды, проходящей через них. С другой стороны, при качественном регулировании теплопотребления в стационарном режиме требуется постоянство расхода теплоносителя в тепловой сети, постоянство разницы давлений в прямом и обратном трубопроводах у потребителя для реализации проектных гидравлических настроек теплопотребления. Необходима автоматизация.

Способы сжигания топлива и горелочные устройства.

Топочное устройство, или топка, являет­ся основным элементом котельного агрегата.

Слоевой процесс горения характерен тем, что в нем поток воздуха встречает при своем движении неподвижный или медленно движущийся слой топлива и, взаимодействуя с ним, превращается в поток топочных газов.

Факельный способ. В отличие от слоевого этот процесс (рис. 5.5, б) характеризуется непрерывностью движения в топочном пространстве частичек топлива вместе с потоком воздуха и продуктов сгорания, в котором они находятся во взвешенном состоянии.

Жидкое топливо предварительно распыливается в форсунках в очень мел­кие капли, чтобы капельки не выпадали из потока и успевали полностью сгореть за короткое время нахождения в топке. Газо­образное топливо подается в топку через горелки и не требует I особой предварительной подготовки.

Вихревой способ. В рассмотренных факельных топках частицы топлива сгорают в объеме топки на лету. Длительность пребыва­ния их в топочном пространстве не превышает времени 'пребыва­ния продуктов сгорания в топке и составляет 1,5... 3 с. В циклон­ных топках, которые предназначены для сжигания мелкодробле­ного топлива и грубой пыли, крупные частицы угля находятся во взвешенном состоянии столько времени, сколько это необходи­мо для полного выгорания их независимо от длительности пребы­вания продуктов сгорания в топке.

В них сжигают достаточно мелкие частицы угля (обычно мельче 5 мм), а необходимый для горения воздух подают с огромными (до 100 м/с) скоростями по касательной к образующей циклона-В топке создается мощный вихрь, вовлекающий частицы в циркуляционное движение, в котором они интенсивно обдуваются потоком (см. рис. 5.5, в).

Сжигание в кипящем слое. Слой мелкозернистого материала, продуваемый снизу вверх воздухом со скоростью, превышающей предел устойчивости плотного слоя, но недостаточной для выно­са частиц из слоя, создает циркуляцию. Интенсивная циркуляция частиц в ограниченном объеме камеры создает впечатление бурно кипящей жидкости. Значительная часть воздуха проходит через такой слой в виде пузырей, сильно перемешивающих мелкозернистый материал, что еще больше усиливает сходство с кипящей жидкостью и объясняет происхождение названия.

Способ сжигания в псевдоожиженном (кипящем) слое (см. рис. 5.5, г) является в определенном смысле промежуточным между слоевым и камерным. Его преимуществом является возможность сжигания относительно мелких кусочков топлива (обычно мельче 5... 10 мм) при скорости воздуха 0,1...0,5 м/с.