
- •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
Тепловая схема котельной. Основное, вспомогательное и теплоподготовительное оборудование котельных
Тепловая схема котельной – это графическое изображение основного и вспомогательного оборудования с указанием линий трубопроводов. Тепловая схема может быть принципиальной и полной. Принципиальная тепловая схема характеризует основной технологический процесс. На полной тепловой схеме указываются все трубопроводы и арматура, основное и вспомогательное оборудование.
Основное оборудование котельных – паровые и водогрейные котлы. Вспомогательное оборудование котельной – это деаэраторы, питательные насосы, подогреватели, РОУ, пароводяные подогреватели и водоводяные теплообменники, расширители и теплообменники продувки котлов, оборудование для фосфатирования котловой воды (устанавливается на пароводяном тракте котельной) золоуловители, тягодутьевые машины, дымовые трубы, калориферы, газовоздухопроводы (устанавливается на тракте топочных газов и дутьевого воздуха).К теплоподготовительному оборудованию котельной относятся деаэраторы подпиточной воды, подогреватели сетевой воды, охладители конденсата, насосы водоподогревательных установок и аккумуляторные баки, а также разные перекачивающие насосы, баковое хозяйство котельных, трубопроводы и т.д.
Рассмотрим принципиальную тепловую схему котельной смешанного типа с ПК и ВК для теплоснабжения промышленных предприятий (рис.2.67). Котельная оборудуется паровыми котлами (4МПА) и водогрейными котлами. Схема котельной включает блок ПК I, блок использования тепла продувки и дренажей II, блок водоподготовки III, блок водогрейных котлов IV, блок подпитки теплосети V.
А, Б – пар на производство; В – сырая исходная вода; Г – сырая вода в блок химводоочистки; Д – вода из теплочести; Е – вода в теплосеть; И – сырая вода для подпитки теплосети; К – химочищенная вода; С – производственный конденсат из блока теплосети; N - пар на мазутное хозяйство; Z – конденсат мазутного хозяйства из блока химводоочистки; О – расхолаживающая вода; Н – дренажи трубопроводов.
Вырабатываемый пар отпускается потребителям через РОУ 12 с параметрами 1,4 МПа (линия Б) и частично с параметрами свежего пара 4,0 МПа (линия А). На собственные нужды используется редуцированный пар после РУ 34 с давлением 0,6 МПа, на нужды мазутного хозяйства идет пар с давлением 1,4 МПа (линия N). Конденсат мазутного хозяйства через блок водоочистки направляется в бак для сбора конденсата 13 (линия Z). Водоподготовительная установка состоит из деаэраторов 8, охладителей выпара деаэраторов 9, пароводяных подогревателей ХОВ 10 и питательных насосов 11.
Для поддержания расчетного режима предусмотрена непрерывная и периодическая продувка котлов. Тепло непрерывной продувки котлов используется в рабочем цикле котельной в сепараторах 3 и охладителях продувочной воды 4. Сырая вода поступает в охладитель продувочной воды 4, где нагревается и направляется в блок химводоочистки через подогреватель сырой воды 5 (линия В-Г). Все пароводяные подогреватели обогреваются редуцированным паром с давлением 0,6 МПа, конденсат после них через конденсатоотводчики (регуляторы уровня) сбрасывается в деаэраторы питательной воды 8. Производственный конденсат поступает в промежуточные баки 13 и после проверки перекачивается насосами 14 в деаэратор 8. Также в деаэратор 8 поступает отсепарированный после сепаратора 3 пар. Подаваемая в деаэратор ХОВ предварительно подогревается в ПВП 10 (линия К). Питательная вода после деаэратора 8 насосм 11 подается в ПВД 15 и поступает в ПК 1.
Отсепарированная продувочная вода охлаждается сырой водой в теплообменнике 4 и сбрасывается в канализацию. На линии питательной воды за питательными насосами 11 установлены подогреватели высокого давления (подогрев воды до 145 ºС).
Водогрейные котлы 19 подогревают воду для отопительно-вентиляционных потребителей (линия Е) соответственно заданному режиму теплосети (150-70 или 180-70ºС). Водогрейные котлы работают весь отопительный сезон. Вода из теплосети поступает по линии Д через грязевик 29 и сетевым насосом 30 подается в ВК 19. Откуда подогретая вода вновь поступает в теплосеть по линии Е. Для обеспечения минимально допустимой температуры на входе в ВК (70 ºС при сжигании газа и твердого топлива и 110º С при сжигании мазута) устанавливаются рециркуляционные насосы 20. Часть воды из теплосети проходит через охладитель конденсата 16, где также подогревается и поступает в ВК и непосредственно в теплосеть. Подогреватель сетевой воды 17 работает зимой при наличии избытка пара или в случае аварийной остановки ВК. В этом случае вода из теплосети по линии Д через грязевик 29 поступает в ПСВ 17 и затем снова уходит в теплосеть по линии Е.
Для подпитки теплосети установлен деаэратор 22. Особенностью схемы является отсутствие подогревателей на линии химически очищенной воды К к подпиточному деаэратору 22. Так как хим.очищенная вода агрессивна по отношению к углеродистой стали, подогреватели на этой линии были подвержены сильной коррозии. Работа деаэратора сетевой воды без подогрева возможна при условии поддержания в нем давления 0,0075 МПа. Глубокий вакуум обеспечивается паровыми эжекторами 23. Подогрев деаэрируемой воды в самом деаэраторе составляет 10-15ºС. Обогрев деаэратора осуществляется паром, поступающим к деаэратору через дроссельный клапан 35. В отопительный период вода из деаэратора подпиточным насосом 25 без подогрева (ее температура 40ºС) поступает либо непосредственно в линию теплосети, либо в бак-аккумулятор. Бак-аккумуятор позволяет поддерживать нагрузку узла подпитки равномерной в течение рабочего времени. Летом, когда ВК не работают, деаэрированная вода подогревается до 60-70ºС паром. Для летнего периода имеется летняя линия подачи воды на ГВС (31).
По глубине умягчения требования к подпиточной воде теплосетей и к воде, добавляемой в цикл котельной, различаются. Поэтому на схеме показан самостоятельный ввод и подогрев сырой воды для приготовления подпиточной воды (линия Г-И).