18. Классификация котельных агрегатов.

Устройства, предназначенные для получения пара или горячей воды повышенного давления за счет теплоты, выделяемой при сжигании топлива, или теплоты, подводимой от посторонних источников (обычно с горячими газами), называют котельными агрегатами.

Они делятся соответственно на котлы паровые и котлы водогрейные.

В состав котла входят:

• топка,

• пароперегреватель,

• экономайзер,

• воздухоподогреватель,

• каркас,

• обмуровка,

• тепловая изоляция,

• обшивка.

К вспомогательному оборудованию относятся:

• тягодутьевые машины,

• устройства очистки поверхностей нагрева,

• устройства топливоприготовления и топливоподачи,

• оборудование шлако- и золоудаления,

• золоулавливающие и другие газоочистительные устройства,

• газовоздухопроводы,

• трубопроводы воды, пара и топлива,

• арматура,

• гарнитура,

• автоматика,

• приборы и устройства контроля и защиты,

• водоподготовительное оборудование и дымовая труба.

К арматуре относят:

• регулирующие и запорные устройства,

• предохранительные и водопробные клапаны,

• манометры и водоуказательные приборы.

В качестве источников теплоты для котельных установок используются:

• природные и искусственные топлива (каменный уголь, жидкие и газообразные продукты нефтехимической переработки, природный и доменный газы и др.),

• отходящие газы промышленных печей и других устройств,

• солнечная энергия,

• энергия деления ядер тяжелых элементов (урана, плутония) и т.д.

Технологическая схема котельной установки:

а - водяной тракт; б - перегретый пар; в - топливный тракт; г - путь движения воздуха;

д - тракт продуктов сгорания; е - путь золы и шлака;

1 - бункер топлива; 2 - углеразмольная мельница; 3 - мельничный вентилятор; 4 - горелка; 5 - контур топки и газоходов котельного агрегата; 6 - экраны топки; 7 - барабан; 8 - пароперегреватель;

9 - водяной экономайзер; 10 - воздухоподогреватель; 11 - бак запаса воды; 12 - питательный насос;

13 - вентилятор; 14 - контур здания котельной (помещения котельного отделения);

15 - золоулавливающее устройство; 16 - дымосос; 17-дымовая труба; 18 - насосная для откачки золошлаковой пульпы

Назначение и классификация котлоагрегатов

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

Часто это устройство называют парогенератором, так как в нем происходит генерация пара, или просто паровым котлом.

Если конечным продуктом является горячая вода заданных параметров (давления и температуры), используемая в промышленных технологических процессах и для отопления промышленных, общественных и жилых зданий, то устройство называют водогрейным котлом.

Все котлоагрегаты можно подразделить на два основных класса:

• паровые;

• водогрейные.

По характеру движения воды, пароводяной смеси и пара паровые котлы подразделяются:

• на барабанные с естественной циркуляцией;

• барабанные с многократной принудительной циркуляцией;

• прямоточные.

Схемы генерации пара в паровых котлах:

а - естественная циркуляция; б - многократная принудительная циркуляция;

в - прямоточное движение;

Б - барабан, ИСП - испарительные поверхности; ПЕ - пароперегреватель;

ЭК - водяной экономайзер; D - расход пара; D_п.в. - расход питательной воды,

ПН - питательный насос; ЦН - циркуляционный насос; НК - нижний коллектор;

Q - подвод теплоты; ОП - опускные трубы; ПОД - подъемные трубы

Естественная циркуляция воды в котле:

1 - нижний коллектор; 2 - левые трубы (обогреваемые); 3 - барабан котла,

4 - правые трубы (необогреваемые)

Паровой котельный агрегат (парогенератор) характеризуется паропроизводительностью (т/ч или кг/сек), давлением (кН/м² и МН/м²), температурой производимого пара и температурой питательной воды.

Поскольку парогенератор предназначен для превращения теплоты, заключенной в топливе, в потенциальную энергию пара, он представляет собой разновидность преобразователя энергии, а потому его можно характеризовать также по мощности (кВт или МВт).

По паропроизводительности различают котлы:

• малой паропроизводительности (до 20-25 т/ч),

• средней паропроизводитель­ности (от 35-50 до 160-220 т/ч)

• большой паропроизводитель­ности (от 220-250 т/ч и выше).

По давлению производимого пара различают котлы:

• низкого давления (до 1,37 МН/м²),

• среднего давления (2,35 и 3,92 МН/м²),

• высокого давления (9,81 и 13,7 МН/м²),

• закритического давления (25,1 МН/м²).

Водогрейные котлы характеризуют по их теплопроизводительности (кВт или МВт, в системе МКГСС - Гкал/ч), температуре и давлению подогретой воды, а также по роду металла, из которого изготовлен котел.

По роду металла различают:

• чугунные водогрейные котлы;

• стальные водогрейные котлы.

Чугунные котлы предназначены для отопления отдельных зданий и выполняют на небольшие теплопроизводительности, не превышающие 1,2-1,6 МВт, для подогрева воды с давлением не выше 300 - 400 кН/м² до температуры 115 °С.

Стальные котлы выполняют на большие теплопроизводительности 4,75 - 210 МВт и устанавливают в крупных квартальных и районных котельных для теплоснабжения больших жилых массивов.

Котельные агрегаты изготавливают:

• от 50 до 220 т/ч на давление 3,92...13,7 МН/м² барабанными, с естественной циркуляцией воды;

• от 250 до 640 т/ч на давление 13,7 МН/м² и в виде барабанных, и в виде прямоточных;

• от 950 т/ч и выше на давление 25 МН/м² - только в виде прямоточных, так как при сверхкритическом давлении естественную циркуляцию осуществить нельзя.