Тема 15. Котельные установки. Вторичные энергетические ресурсы

Назначение и принципиальная схема котельной установки, ее основные элементы и их компоновка. Схемы движения водит, пароводяной смеси, пара, воздуха, топлива и продуктов сгорания. Основные характеристики установок и их классификация по производительности, параметрам пара и характеру движения воды. Тепловой баланс котельной установки. Коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто) и котельной установки (нетто). Методы повышения КПД. Способы сжигания топлива. Классификация топок, Пароперегреватели. Водяные экономайзеры. Воздухоподогреватели. Требования к качеству пара и питательной воды. Устройства для очистки газов.

Вторичные энергетические ресурсы.

Методические указания

Котельные установки предназначены для получения водяного пара. В них происходит преобразование химической энергии топлива в физическую теплоту продуктов сгорания, которая через металлические поверхности нагрева передается воде для ее испарения и пару для его перегрева. Основные элементы котельной установки — котельный агрегат (топка, паровой котел, пароперегреватель, водяной экономайзер, пароперегреватель, каркас и обмуровка) и вспомогательные устройства (агрегаты и механизмы, предназначенные для транспортировки и подготовки топлива и воды, тягодугьевые устройства, контрольно — измерительные и регулирующие приборы).

Необходимо понять сущность процессов парообразования в экранных и конвективных поверхностях нагрева котла, естественной циркуляции воды и сепарации пара. При рассмотрении типов паровых котлоагрегатов, применяемых в промышленности, особое внимание следует обратить на изучение устройства и принципа действия вертикально-водотрубных котлов малой и средней паропроизводительности, выполняемых в виде цилиндрических безбарабанных, двухбарабанных и однобарабанных агрегатов.

При изучении пароперегревателя, водяного экономайзера, воздухоподогревателя студент должен понять, что их применение в котлоагрегате вызвано стремлением повысить экономичность топливо- использования и уменьшить тепловые потери а котельном агрегате.

Студент должен уметь составить тепловой баланс котлоагрегата, дать определение всех составляющих, входящих в уравнение теплового баланса, определить коэффициент полезного действия, расчетный расход топлива и расход натурального топлива. Ознакомиться с расчетом конвективных поверхностей нагрева котельного агрегата.

Для нужд теплоснабжения кроме топлива используются отходы теплоносителей от производственных процессов. Отходы теплоносителей в виде уходящих газов, пара и горячей воды называют вторичными энергоресурсами (ВЭР), Уходящие газы промышленных печей, например, содержат до 40 % подведенного к печи количества топлива, ВЭР в виде уходящих газов и горячей води подразделяют на группы по температурному признаку. Следует знать, что уходящие газы характеризуются высокими температурами и энтальпией, а горячая вода — низкими температурами и энтальпией.

Теплоту уходящих газов целесообразно использовать в специально установленных котлах-утилизаторах, вырабатывающих производственный пар, и подогревателях горячей воды для теплоснабжения. Не используемые предприятием ВЭР ведут к потерям теплоты, выбросу ее в атмосферу, что снижает экономические показатели предприятия, создает непроизводительный расход топлива и загрязняет окружающую среду. Необходимо также ознакомиться с перспективами использования ВЭР.