1 Топливо – это горючее вещество, выделяющее при сжигании значительное количество теплоты, которая используется непосредственно в технологических процесах и для обогрева, либо преобразуется в другие виды энергии. По агрегатному состоянию топлива органического происхождения разделяются на твердые, жидкие и газовые (газообразные). По происхождению органические топлива делятся на природные (естественные) и искусственные, получаемые различными методами. В зависимости от характера использования органическое топливо может быть

разделено на энергетическое (для получения тепловой и электрической энергии) и на промышленное (для высокотемпературных теплотехнологических установок и систем). Энергетическое и промышленное топливо определяется также термином котельно-печное топливо”. Наиболее распространенными видами твердого топлива являются бурые и каменные угли, антрациты, горючие сланцы, древесина и торф.Природное жидкое топливо – нефть – одновременно является источником получения искусственного жидкого топлива. Нефть состоит из различных углеводородов с примесью кислородных, азотных и сернистых соединений. Природную нефть в качестве топлива, как правило, не применяют. Жидкие искусственные топлива делят на жидкие дистиллятные, тяжелые дистиллятные и остаточные. Горючие газы, употребляемые как топливо, по своему происхождению разделяются на природные и искусственные. К природным относятся газы, добываемые из

недр Земли, а к искусственным – получаемые на газовых заводах из твердого или жидкого топлива. Природные газы представляют собой смесь различных углеводородов метанового ряда. Они не содержат водорода и оксида углерода. Содержание кислорода, азота и углекислого газа обычно бывает невысоким. Газы некоторых месторождений содержат в небольших количествах сероводород. В состав органического топлива входят различные соединения горючих и него

рючих элементов. Твердое и жидкое топливо содержит такие горючие вещества, как углерод C, водород H, летучую серу Sл, и негорючие вещества – кислород O, азот N, ьзолу A, влагу W. Летучая сера состоит из органических Sор и колчеданных Sк соединений: Sл=Sор+Sк. Органическое топливо характеризуется:

- рабочей массой С^р+Н^р+S^H_Л+О^Р+N^Р+А^Р+W^Р=100%

- сухой массой С^С+Н^С+S^С_Л+О^С+N^С+А^С =100%

- горючей массой С^Г+Н^Г+S^Г_Л+О^Г+N^Г =100%

- органической массой Cо + Hо + Sо + Oо + Nо = 100% .

5.Классификация установок.

По хар-ру тепловых нагрузок:

-производственные;

-производственно-отопительные;

-отопительные;

По типу установленных котельных агрегатов:

-паровые;

-водогрейные;

-пароводогрейные;

По виду сжигаемого топлива:

-газовые котельные;

-на жидком топливе;

-на твердом топливе.

По мощности:

-автономные теплогенераторы поквартирных систем до 30 кВт;

-малой мощности до 23,3 Мвт;

-средней мощности до 116 Мвт;

-большой мощности до 700 Мвт. При мощности свыше 350 Мвт-это тепловая электростанция

По надежности теплоснабжения:

-Источники теплоты 1 категории. обеспечивают теплом потребителей 1 категории и явл-ся единственным для них источником теплоты.

-источники теплоты 2 категории. обеспечивают теплом потребителей 2 категории либо потреьителей 1 категории, но не явл-ся единственным источником теплоты для них.

По расположению на генплане:

-отдельностяощие;

-пристроенные к зданиям;

-встроенные в здания;

-крышные

6. Технологическая схема производственно-отопительной котельной.циклы. I-топливно –шлаковый цикл; II-воздушно-газовый; III-пароводяной; IV-цикл технологического потребления пара; V-цикл теплоснабжения; VI-цикл подготовки исх воды.

1-склад топлива,2-топливоподготовка,3-дозирующее устройство,4-топка котла,5-с/с золошлкаудаления,6-шлаковый отвал,7-дутьевой вентилятор,8-воздухозаборное устройство,9-котельный агрегат,10-для очистки дымовых газов,11-дымосос,12-дымовая труба,13-питательный насос,14-парораспределительный коллектор,15-сетевой подбиратель,16-дэаратор,17-потребитель технологического пара,18-потребитель отопления и гвс,19-циркуляционный насос,20-подпиточный насос,21-возаборное устройство,22-хим водоочистка.

1

2

3

4

5

6

топливо

шлак

9

10

16

15

17

18

21

22

8

13

7

11

вых

20

19 V

IV

I

II

III

VI

7). В жаротрубных паровых котлах горячие продукты сгорания топлива проходят по трубам, погружённым в замкнутый объём нагреваемой воды, при температуре кипения и докритическом давлении (до 22,064 МПа) в том же объёме образуется т.н. насыщенный пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкой фазой (водой).

Наиболее распространенная конструкция жаротрубных котлов - цилиндрический корпус, расположенный горизонтально. Внутри корпуса у водогрейных котлов находится горячая вода, у паровых водяной и паровые объемы. В переднем торце каждой жаровой трубы устанавливается надувная горелка, рассчитанная на сжигании газообразного или жидкого топлива. Таким образом, жаровая труба является топочной камерой, в которой сгорает почти все топливо.

«+ »1.больш.водяной объем

2.малая чувствит.к качеству питат.воды

3.простота ухода за котлом и его очиста

4.надежность в работе и долговечность, незначит расход на ремонт

5.отличительно высокая паропроизводительность и возможность формировки

6.незначит высота помещения, требуемая для установки котла

«-» 1.довольно слабое использование площади пола котельной

2.медленная растопка

3.громозкость и тяжелый вес при неразборности конструкции.сложность перевозки.

4.плохая приспосабливаемость к различ с\с топок и необходимость высокосорт.топлива

5.дороговизна

6.неудобство

Отличие от водотр.-внутри труб движутся дымовые газы,а вода омывает трубы снаружи.

8) В водотрубных парогенераторах, также называемых прямоточными котлами, вода под высоким давлением поступает в трубчатый змеевик, нагреваемый за счёт сжигания топлива. Проходя по нему, вода нагревается и испаряется. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи.

Различают прямоточные и барабанные водотрубные котлы. По конструкции является противоположностью газотрубному котлу (жаротрубному).

Этот тип парогенератора с 30-х годов XX в. вытесняет жаротрубные при строительстве тепловых электростанций благодаря ряду преимуществ:

«+»1.легко регулируется в соответ.с изменен.нагрузки

2.прямоточный котёл позволяет получать пар с закритическими параметрами — давлением свыше 22,064 МПа, и температурой свыше 374 °C, недостижимыми в жаротрубных парогенераторах;

3.при накоплении накипи в змеевике его можно заменять, что требует значительно меньше затрат и времени, чем работы по удалению накипи из жаротрубного котла.

4.прост в транспортировке

5.быстро разогревается

«-»1. в конструкции много агрегатов и узлов, в соединении которых не должно возникать протечек при высоких давлениях.

9. Виды водотрубных котлов по способу циркуляции рабочего тела.

Котёл водотрубный — паровой или водогрейный котел, у которого поверхность нагрева (экран) состоит из кипятильных трубок, внутри которых движется теплоноситель. Теплообмен происходит посредством нагрева кипятильных трубок горячими продуктами сгорающего топлива. Различают прямоточные и барабанные водотрубные котлы. По конструкции является противоположностью газотрубному котлу (жаротрубному).

Прямоточные котлы.

Прямоточный котёл, как правило, представляет собой змеевик, помещённый в топку. Вода (или другой теплоноситель) прокачивается через него при помощи насоса.

Прямоточные котлы не имеют барабана. Не имеют циркуляционного контура. Через испарительные трубы вода проходит однократно, постепенно превращаясь в пар. Зона, где заканчивается парообразование, называется переходной. После испарительных труб пароводяная смесь (пар) попадает в пароперегреватель. Прямоточный котел является разомкнутой гидравлической системой. Такие котлы работают не только на докритическом, но и на сверхкритическом давлении.

Барабанные котлы.

Вода в этом котле, пройдя экономайзер, попадает в барабан (находится вверху котла), из которого под действием силы тяжести (в котлах с естественной циркуляцией) попадает в опускные необогреваемые трубы, а затем в подъёмные обогреваемые, где происходит парообразование (подъёмные и опускные трубы образуют циркуляционный контур). Из-за разницы температур, а следовательно и плотностей среды, в опускных и подъёмных трубах вода поднимается обратно в барабан. В нем происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Вода заново идёт в опускные трубы, а насыщенный пар уходит в пароперегреватель. В котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции воды по циркуляционному контуру — от 5 до 30 раз. Котлы с принудительной циркуляцией оснащены насосом, который создаёт напор в циркуляционном контуре. Кратность циркуляции составляет 3—10 раз. Котлы с принудительной циркуляцией на территории постсоветского пространства распространения не получили. Барабанные котлы работают при давлении меньше критического.

10. Назовите два метода определения кпд котлоагрегата. Их отличительные особенности.

КПД котла – отношение полезной теплоты к распологаемой теплоте. Не вся полезная теплота направляется потребителям. Часть выработанной полезной теплоты в виде пара и элек.энергии расходуется на собственные нужды( на обдувку поверхностей нагрева, а элек.энергия – для привода дымососа, вентилятора, питателей топлива, мельниц системы пылеприготовления и т.д.)

КПД можно считать по двум параметрам. КПД рассчитывают по температуре отходящих газов – то есть если замерить разницу между действительной температурой отходящих газов и температурой окружающей среды, то по этой разнице можно посчитать КПД котла – процент потерянной энергии вычитается из 100% и получается значение КПД.

2-ой принцип расчета КПД – метод обратного баланса. Расход тепла определяется по нижней теплоте сгорания. Далее рассчитывается величина потерь энергии. Потери вычитаются из общего количества тепла, после чего рассчитывается КПД. Этот КПД более точен. Эта методика была принята из-за плохой теплоизоляции наших котлов – через стенки котла могло теряться до 40% энергии.

По ур-ю обратного баланса:

По ур-ю прямого баланса:

15

Применяют две основные схемы взаимного расположения экономайзера и воздухоподогревателя: 1) последовательное размещение, когда первым по ходу продуктов сгорания находится экономайзер, а за ним — воздухоподогреватель; 2) двухступенчатое расположение, при котором продукты сгорания сначала проходят через верхнюю часть воздухоподогревателя, а затем через их нижние части. Двухступенчатое размещение хвостовых поверхностей нагрева несколько усложняет конструкцию котла. Появляются длинные перепускные короба для воздуха. При двухступенчатой схеме воздухоподогреватель и экономайзер разбиваются на две ступени. Последней по ходу газов поверхностью нагрева по-прежнему остается воздухоподогреватель.

Экономайзеры для нагрева питательной воды и воз­духоподогреватели для нагрева дутьевого воздуха на­ходятся в конце конвективного газохода и омываются газами со сравнительно низкой температурой, поэтому их часто называют низкотемпературными, или хвостовы­ми поверхностями. Из всех поверхностей нагрева котла, находящихся под давлением, в экономайзере температу­ра металла труб имеет наименьшее значение. Установка воздухоподогревателя увеличивает экономичность котла главным образом за счет снижения потерь с уходящими газами, а также позволяет значительно улучшить про­цесс горения топлива, особенно при сжигании низкока­чественных и малореакционных топлив. По принципу работы воздухоподогреватели делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных передача теплоты от потока продуктов сгорания к нагреваемому воздуху происходит непрерывно через разделяющие эти потоки металлические стенки поверхностей нагрева (труб или пластин). В регенеративных воздухоподогревателях имеющаяся металлическая набивка (пластины, шары и т. п.) попеременно то нагревается в потоке дымовых газов, то охлаждается в воздушном потоке, отдавая ему полученную аккумулированную теплоту. Рекуперативные воздухоподогреватели подразделяют по виду применяемого материала на чугунные, стальные и неметаллические, а по конструктивному оформлению — на пластинчатые и трубчатые. По уровню нагрева воздуха все воздухоподогревате­ли делят на низкотемпературные (150—200°С), средне-температурные (200 — 350 °С), высокотемпературные (350—450 °С) и радиационные (450—700 °С).

. В зависимости от скорости воздуха и величины по­верхности нагрева воздухоподогреватели выполняют од­но- и многоходовыми (рис. 5.10). Число ходов и скорость воздуха связаны: при увеличении числа ходов увеличи­вается скорость воздуха

Экономайзеры выполняют в виде трех конструкций: чугунные, стальные гладкотрубные и стальные из ореб-ренных труб. В чугунных экономайзерах по­верхность нагрева образована чаще всего из оребренных чугунных труб, соединенных в змеевики путем гладко-трубных U-образных калачей для перепуска воды. Обыч­но калачи выносятся из зоны непосредственного обогре­ва продуктами сгорания за обмуровку. Это облегчает ремонт экономайзера и повышает надежность его рабо­ты, позволяя устранять в случае необходимости протеч­ки в уплотнениях без разборки тепловой изоляции котла. Для улучшения теплопередачи в экономайзерах приме­няют противоток воды и газов.

В стальных гладкотрубных экономайзерах поверх­ность нагрева выполнена из гладких стальных труб, со­гнутых в виде змеевиков .В большинстве случаев применяют плоские змеевики с простым гибом, у которых гнутые и прямые участки труб находятся в од­ной плоскости. Змеевик состоит из нескольких сварен­ных кусков труб Обычно в совре­менных котельных применяют индивидуальные эконо­майзеры, т. е. каждый котел оборудован собственным питательным экономайзером . В старых ко­тельных с низким КПД вследствие высокой температу­ры уходящих газов устанавливают иногда групповые теплофикационные экономайзеры. Их Установка кроме положительного фактора повышения КПД котельной имеет целый ряд недостатков. Это прежде всего постоянное изменение уровня нагрева воды при остановке отдельных котлов или при резком ко­лебании нагрузок, низкая температура стенок металла поверхностей нагрева, что вызывает усиленное загряз­нение и низкотемпературную коррозию