2. Энергосбережение в зданиях и сооружениях.
Билет 40.
1. Котельные установки. Энергосбережение в промышленных котельных.
В котлах полученная теплота передается промежуточной транспортной среде - теплоносителю и с его помощью используется конечными потребителями вне котла в форме теплоты или преобразуется в другие виды энергии (механическую, электрическую).
Котлы по назначению: паровые и водогрейные. Паровой котел предназначен для производства насыщенного или перегретого пара из воды. Водогрейный котел предназначен для нагрева воды.
Циркуляция теплоносителя в котлах может быть естественной или принудительной. Пар или нагретая вода с давлением выше атмосферного используется вне котла как источник теплоты. Простейший котел - это комбинация топки и сосуда под давлением, в котором нагревается вода или генерируется пар.
1 - факел пламени; 2 – барабан.
В состав котельных установок (котлов) и промышленных печей входят топки.
Топки - это устройства для сжигания органического топлива с целью получения теплоты.
Тепловое горение топлива представляет собой различные формы протекания экзотермических химических реакций. Химическая природа горения может быть различной. Наиболее распространено кислородное горение, которое применяется при сжигании топлив.
Конструктивно топочные устройства делятся на слоевые топки и камерные топки.
Слоевые топки - для сжигания твердого топлива. По организации процесса горения разделяются на топки с плотным и «кипящим» слоями. В топках с плотным слоем топливо располагается на решетке (колоснике). В топках с «кипящим» слоем топливо парит в воздухе за счет своей мелкозернистой структуры и повышенной скорости воздуха, что позволяет уравновешивать частицы в топочном пространстве.
Камерные топки подразделяются на факельные и циклонные. В факельных топках сжигается газообразное, жидкое и пылевидное твердое Т.
Газообразное Т подается через газовые горелки. Жидкое Т подается через форсунки. Твердое Т (измельченные отходы углей, древесная пыль) вдувается через пылеугольные горелки .
В циклонных топках используются частицы топлива с диаметром меньше 5 мм при скорости воздуха до 100 м/с, подаваемого в виде закрученного потока. При этом достигаются температуры, близкие к 2000 °С. Циклонные топки в основном используются как технологические, в том числе и для обезвреживания сточных вод.
Экономия энергии в котлах и печах может быть достигнута:
оснащением их электронными регуляторами для подачи топлива и воздуха с оптимальным коэффициентом избытка воздуха α;
использованием огнеупоров и теплоизоляции с низкими коэффициентами теплопроводности;
использованием эффективной изоляции ограждающих поверхностей для снижения потерь теплоты высокотемпературных ДГ;
использованием рециркуляции ДГ;
применением конденсационных теплообменников на выходе низкотемпературных ДГ (в этом случае утилизация теплоты позволяет использовать Qвр топлива). Применение этих и других мер может повысить КПД котлов и печей до 95 %.