14. Паровые котельные установки.

Котельным агрегатом называется энергетическое устройство производительностью D (т/ч) для получения пара с заданными давлением (р, Мпа) и температурой (t, °С).

Классификация котлоагрегатов. Два основных класса: паровые и водогрейные. По характеру движения воды, пароводяной смеси и пара паро­вые котлы подразделяются : на барабанные с естественной циркуляцией; барабанные с многократной принудительной циркуляцией; прямоточные

При химводоподготовке следует учитывать следующие условия: 1. удаления присутствующих в природных водах примесей, находящихся в грубодисперсном и коллоидном состояниях, и растворённых солей, ко­торые при нагревании воды образуют малорастворимые со­единения.2. требует максимально полного удаления растворенных в питательной воде агентов коррозии и созда­ния условий наибольшей сохранности металла как основно­го, так и вспомогательного оборудования.

Процесс химводоподготовки котельной можно разделить на три этапа (рис 3.7.1.)

Рис. 3.7.1(след стр). Принципиальная схема водоподготовительных установок: 2-механический фильтр; 3-6-ионитные фильтры; БОВ - бак осветлённой воды; БЧОВ - бак частично обессоленной воды; БХОВ - бак химически очищенной воды; Этапы ПО -предварительная очистка воды; ИО – ионообменная установка; Д-деаэрирующая установка вакуумного типа. Основным видом водоподготовки, применяемой в отопительных котельных малой мощности, является упрощенная схема одноступенчатого или двухступенчатого натрий-катионирования с мокрым хранением реагента.

14.1

Локальные системы автоматического регулирования парового котельного агрегата.

Из описания технологического процесса следует, что основными регулируемыми параметрами котельной установки являются:

• расход, температура и давление пара (воды) в выходном тракте;

• подача топлива в зависимости от необходимой производительности котла, т.е. заданных расхода, температуры, давления выходного теплоносителя (в водогрейных котельных только температуры);

• подача воздуха в функции топливоподачи, т.е. с поддержанием зависимости «топливо-воздух»;

• подача воды питательными, сетевыми, подпиточными насосами в функции потребления;

• поддержание постоянного разряжения в топочной камере с помощью дымососов.

В систему автоматического управления котла входят следующие локальные системы автоматического регулирования:

1. – САР тепловой нагрузки котла.

2. – САР питания котла (уровня воды в барабане).

3. – САР разряжения в топке котла.

4. – САР общего воздуха.

5. – САР температуры перегретого пара.

6. – САР непрерывной продувки.

Основной проблемой, препятствующей переводу паровых котлов в водогрейный режим работы, является деаэрация подпиточной воды для теплосети. Котельные имеют деаэраторы атмосферного типа, для работы которых требуется пар. При переводе котлов в водогрейный режим такие деаэраторы работать, не способны.

15. Водогрейные котельные установки.

Для централизованного теплоснабжения крупных промышленных предприятий, городов и отдельных районов в настоящее время применяются стальные водогрейные кот­лы большой мощности. 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 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. Для предотвращения накипеобразования на внутренней поверхности трубок экранов котлов и защиты их от коррозии в обратную сетевую воду подмешивают антинакипин .

Рис.3.10. схема водогрейного котла

1. водогрейный котёл

2. рециркуляционный насос

3. вентиль подмеса (регулирование требуемой температуры сетевой воды)

4. сетевой насос

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 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.

15.1.Газо­образное топливо подается в топку через горелки и не требует 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. 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.