
- •Конспект лекции по дисциплине «котельные установки»
- •Введение
- •Раздел 1. Топливо и топология устройства
- •Тема 1.1. Топливо
- •1.1.1. Виды топлива. Основные характеристики топлива
- •Основные характеристики твердого топлива
- •Основные характеристики жидкого топлива
- •Основные характеристики газообразного топлива
- •1.1.2 Основы теории горения Общие сведения
- •Особенности сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива
- •Материальный баланс горения
- •Теоретический и действительный объемы воздуха для сжигания топлива
- •Присосы воздуха по газовому тракту
- •Теоретический и действительный объемы продуктов сгорания
- •Теоретическая и действительная энтальпия воздуха и продуктов сгорания
- •1.1.3. Тепловой баланс котельной установки Общее понятие о тепловом балансе. Располагаемая и полезная теплота
- •Характеристика потерь теплоты в котельном агрегате
- •Выбор оптимального коэффициента избытка воздуха в топочной камере
- •Коэффициент полезного действия котельного агрегата
- •Составление теплового баланса котельного агрегата при тепловом расчете
- •Тема 1.2. Топочные устройства
- •1.2.1. Классификация методов сжигания. Слоевые топки
- •Классификация слоевых топок
- •Слоевые топки с движущейся колосниковой решеткой и перемещающимся слоем топлива
- •Типы цепных решеток
- •Слоевые топки с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся слоем топлива
- •1.2.2. Пылеприготовительные установки Свойства и характеристика угольной пыли
- •Схемы пылеприготовления
- •Углеразмольные мельницы
- •Питатели дробленого угля
- •Сепараторы
- •Клапан-мигалка
- •1.2.3. Камерные топки для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива Пылеугольные топки
- •Топки для сжигания жидкого топлива
- •Топки для сжигания газа
- •1.2.4. Вихревые топки
- •Раздел 2. Котельные установки
- •Тема 2.1. Общие сведения о котельных установках
- •Виды котельных установок
- •Устройство и принцип действия ку, работающей на твердом топливе
- •Тема 2.2. Котельные агрегаты
- •2.2.1. Теплообмен в элементах котельного агрегата
- •Порядок расчета топочных камер
- •Образование пара
- •2.2.2. Гидродинамика котельного агрегата Естественная циркуляция в испарительных поверхностях нагрева
- •Принудительная циркуляция в паровых и водогрейных котлах
- •Сепарационные устройства
- •Особенности работы безбарабанных испарительных контуров с выносными циклонами
- •Условия надежной работы поверхностей нагрева
- •2.2.3. Паровые котлы промышленных предприятий Основные направления развития котлов
- •Классификация котлов
- •Паровые котлы малой производительности (до 1 т/ч)
- •Паровые котлы горизонтальной ориентации (котлы типа дкв, дквр, де)
- •П аровые котлы вертикальной ориентации
- •2.2.4. Котлоагрегаты специального назначения
- •2.2.5. Водогрейные и пароводогрейные котлоагрегаты Теплофикационные водогрейные котлы
- •Пароводогрейные котлы
- •2.2.6. Элементы поверхностей нагрева котлоагрегатов Назначение, классификация и конструктивные схемы пароперегревателей
- •Регулирование температуры пара
- •Назначение и типы водяных экономайзеров
- •Схемы включения некипящих и кипящих экономайзеров
- •2.2.7. Абразивный износ и коррозия поверхностей нагрева
- •Сыпучие отложения
- •Связанные отложения
- •Обдувка и обмывка поверхностей нагрева
- •Дробевая очистка поверхности нагрева
- •Вибрационная очистка
- •Коррозия поверхностей нагрева
- •2.2.8. Строительные конструкции и основные материалы котельных агрегатов Строительные материалы и конструкции
- •Обмуровочные материалы
- •Теплоизоляционные материалы
- •Фундаменты и каркасы
- •Обмуровки
- •Гарнитура котла
- •Тема 2.3. Вспомогательное оборудование котельных установок
- •2.3.1. Питательные устройства, трубопроводы и арматура котельных агрегатов Питательные устройства
- •Арматура и редукционно-охладительные установки
- •Трубопроводы
- •2.3.2. Газовоздушный тракт. Тягодутьевые машины
- •Дымососы и вентиляторы
- •Дымовые трубы
- •2.3.3. Топливное хозяйство при сжигании твердого и жидкого топлива Топливное хозяйство при сжигании твердого топлива
- •Топливное хозяйство при сжигании жидкого топлива
- •2.3.4. Золоулавливание и шлакозолоудаление Золоулавливание
- •Шлакозолоудаление
- •2.3.5. Охрана окружающей среды (семинар)
- •Тема 2.4. Компоновка оборудования и технико-экономические показатели котельных установок
- •2.4.1. Тепловая схема котельной Классификация котельных
- •Тепловые нагрузки котельных
- •Транспорт тепла к потребителям
- •Тепловая схема котельной. Основное, вспомогательное и теплоподготовительное оборудование котельных
- •Методика расчета тепловых схем
- •Компоновка оборудования котельной
- •Основные нормы проектирования центральных котельных
- •Технико-экономические показатели котельных агрегатов
2.3.5. Охрана окружающей среды (семинар)
Влияние энергетических предприятий на окружающую среду обусловлено в основном выделением теплоты и продуктов сгорания. Известно, что Земля получает от Солнца большое количество энергии, часть энергии отдается обратно в космос, часть накапливалась в Земле миллионы лет в виде нефти, угля и других веществ. В результате интенсивного сжигания топлива энергия от Земли отдается гораздо быстрее, что приводит к нарушению теплового равновесия планеты. Созданная человеком энергия рассеивается и идет на нагревание Земли, океана, атмосферы. Каждый плюс в потеплении климата ведет к нарушению природного баланса: дождь переходит в ливень, снег – в буран, ветер – в ураган и т.д.
Проблема загрязнения атмосферы до некоторого времени носила местный характер – дым и копоть рассеивались на больших пространствах. Но быстрый рост промышленности привел к увеличению объема и токсичности выбросов, которые уже не могут быть рассеяны в атмосфере до безопасных для природы и человека концентраций. Воздействие тепловых установок на окружающую среду во многом зависит от вида сжигаемого топлива. При сжигании твердого топлива в атмосферу поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива, соединения серы, оксид азота, фтористые соединения, газообразные продукты неполного сгорания топлива. При сжигании жидких топлив в атмосферу поступают соединения серы, газообразные и твердые продукты неполного сгорания топлива, соединения ванадия, солей натрия. Жидкое топливо, по сравнению с твердым, является наиболее экологически чистым. В продуктах сгорания мазутов отсутствует зола. При сжигании природного газа в атмосферу выделяется оксид азота (в среднем на 20% меньше, чем при сжигании угля). Кроме продуктов горения, окружающую среду загрязняют промышленные и бытовые отходы.
Для решения экологических проблем следует внедрять безотходные технологии, стимулировать рациональное природопользование, проводить политику энергосбережения и контролировать экологическое состояние окружающей среды.
Устный зачет по теме 2.3.
Тема 2.4. Компоновка оборудования и технико-экономические показатели котельных установок
2.4.1. Тепловая схема котельной Классификация котельных
В зависимости от назначения различают следующие котельные установки:
энергетические;
отопительные;
отопительно-производственные;
производственные.
Энергетические парогенераторы имеют мощность до 1000 МВт, устанавливаются на электростанциях и вырабатывают перегретый пар с температурой до 600 ºС и давлением выше критического.
Парогенераторы, установленные в производственных и отопительно-производственных котельных, вырабатывают насыщенный или слабо перегретый пар (450ºС, до 4 МПа), который используется в технологических процессах различных отраслей (сушка, варка, концентрирование растворов и т.д.), а также для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Иногда в производственных котельных установках в качестве рабочего тела или теплоносителя используют другие вещества – высококипящие органические теплоносители. В районах с избытком выработки электроэнергии выгодно использовать электрокотельные (электрические котлы).
Водогрейные котлы, устанавливаемые в отопительных котельных, вырабатывают горячую воду с температурой до 200 ºС, используемую для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Производственные котельные служат для выработки тепла на нужды производства.