Котельная установка



Котельные установки

Котельные установки — это устройства, предназначенные для получения водяного пара или нагревания воды. В зависимости от вида вырабатываемого рабочего тела котельные установки подразделяют на паровые и водогрейные. Паровая котельная установка служит для получения водяного пара заданных параметров, водогрейная — для нагревания воды до определенной температуры.

По назначению котельные установки делят на энергетические, производственные (промышленные) отопительно — производственные. В энергетических котельных установках вырабатывается пар высокого (р ≥ 9 МПа) и среднего (р ≥ 3,5 МПа) давлений, который в основном используют для привода паровых турбин. Производственные котельные установки предназначены для получения водяного пара или горячей воды, которые используют для различных технологических нужд. В отопительных котельных установках вырабатывают водяной пар низкого давления или нагревают воду только для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и производственных зданий и сооружений.


Все крупные современные заводы и фабрики, в том числе и предприятия, изготовляющие строительные материалы и изделия, оборудуют, как правило, отопительно — производственными котельными установками для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, осуществления технологических процессов производства. В частности, в промышленности строительных материалов водяной пар необходим для тепло влажностной обработки бетонных, железобетонных, тепло — изоляционных и других изделий в автоклавах и пропарочных камерах, для подогрева заполнителей бетона в пароувлажнительных установках и т. п. (см. гл. 20).

Котельные установки состоят из котельного агрегата и вспомогательного оборудования. Котельный агрегат является основным элементом котельной установки и включает комплекс элементов, предназначенных для сжигания топлива и передачи теплоты от продуктов сгорания к рабочему телу (воде и пару). Котельный агрегат состоит из собственно котла (испарителя), пароперегревателя, водяного экономайзера, воздухоподогревателя, топочного устройства, газоходов и воздуховодов, каркаса, обмуровки, регулирующих устройств (арматуры), устройств для осмотра и очистки труб (гарнитуры).

В водогрейном котельном агрегате испарительной части, пароперегревателя и экономайзера нет. В настоящее время широко используется термин «водогрейный котел», хотя более правильно применять термин «водогрейный котлоагрегат». Вспомогательное оборудование предназначено для подготовки и подачи топлива и воды в котельный агрегат, удаления золы, шлака и дымовых газов и подачи воздуха для горения топлива (тягодутьевая установка), а также для контроля и автоматического регулирования режима работы агрегата. Источником тепловой энергии в котлоагрегате служит органическое топливо.


Рабочим телом котельных агрегатов является вода, иногда используются высококипящие органические жидкости: даутерм, дифенил, дифенилоксид и др. Применение высококипящих органических жидкостей обусловлено их теплофизическими свойствами, и в первую очередь высокой температурой кипения и конденсации при низких давлениях (по сравнению с водой). Это позволяет повысить КПД бинарного цикла, в котором водяной пар обеспечивает возможность использования нижнего температурного предела, а органические жидкости — верхнего.

Рабочий процесс в паровом котельном агрегате состоит из следующих основных стадий: 1) горение топлива; 2) теплопередача от горячих дымовых газов к воде или к пару; 3) парообразование (нагрев воды до кипения и ее испарение) и перегрев насыщенного пара.

В водогрейном котельном агрегате рабочий процесс включает лишь две первые стадии. Принципиальная схема паровой котельной установки показана на рис. 18.1. Топливо подается в топку 17 через, горелки 13. Из топки горячие продукты сгорания направляются в газоход, где расположен пароперегреватель 4, и далее поступают в конвективную шахту, в которой помещены экономайзер 5 и воздухоподогреватель 11. Дымососом 7 дымовые газы отсасываются из котельного агрегата и через дымовую трубу 6 выбрасываются в атмосферу.


Воздух на горение подается вентилятором 10. Предварительный подогрев воздуха (до топки) осуществляется в рекуперативном воздухоподогревателе и за счет теплоты дымовых газов.
Вода, прошедшая предварительно химическую и термическую обработку (она называется питательной), питательным насосом 8 нагнетается через экономайзер 5, где происходит ее подогрев, в барабан котла 18. В барабане питательная вода смешивается с водой, находящейся в контуре котла (котловая вода). По опускным трубам 14 котловая вода поступает в нижние камеры (коллекторы 12) и направляется в экранные испарительные трубы 15, где за счет теплоты горения топлива подогревается до температуры кипения и превращается в пар. Образующийся пар вместе с кипящей водой (пароводяная смесь) направляется в барабан котла 18, где происходит сепарация (отделение воды от пара).

Движение воды в опускных и экранных трубах происходит вследствие разности плотностей воды (в необогреваемых трубах 14) и пароводяной смеси (в обогреваемых трубах 15). Пар по пароотводящим трубам 2 направляется в пароперегреватель 4 и из коллектора 3 поступает к потребителю. Для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду, герметизации конструкций и создания безопасных условий работы и обслуживания топку и газоходы котельного агрегата изолируют огнеупорными и теплоизоляционными материалами, которые называются обмуровкой.


Схема паровой котельной установки

Рис. 18.1. Схема паровой котельной установки
1 — паровой котел; 2 — пароотводящие трубы; 3 — коллекторы пароперегревателя; 4 — пароперегреватель; 5 — экономайзер; 6 — дымовая труба; 7 — дымосос; 8 — питательный насос; 9 — канал для продуктов сгорания; 10 — вентилятор; 11 — воздухоподогреватель; 12 — коллекторы экранов; 13 — горелки; 14 — опускные трубы; 15 — экраны; 16 — обмуровка; 17 — топка; 18 — барабан.

На рис. 18.1 не показаны установки для химической очистки воды от содержащихся в ней солей и термической очистки от растворенных газов (С02, N2, 02), здание, в котором располагается котельная установка, и т. д.

При сжигании твердого топлива перед дымососом устанавливают золоотделители для очистки дымовых газов от золовой пыли, а перед горелками — систему приготовления топлива.
К числу общих требований, предъявляемых к котельным установкам, относятся надежность и долговечность работы при заданных параметрах, безопасность, легкость регулирования, низкая стоимость вырабатываемого пара (или теплоты).

В настоящее время при тепловой обработке строительных материалов и изделий основное количество расходуемой теплоты (более 90 %) получают от сжигания различных видов топлива непосредственно в топках печей, сушилок и других технологических установок, при этом некоторые из них в отличие от топочных устройств котельных установок работают с переменной тепловой нагрузкой в различные периоды обжига строительных изделий.


Источник: www.kotel-m.ru

Котельная — комплекс зданий и сооружений, здание или помещения с котлом (теплогенератором) и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенным для выработки теплоты в целях теплоснабжения.

Центральная котельная — котельная, предназначенная для нескольких зданий и сооружений, связанных с котельной наружными тепловыми сетями.

Автономная (индивидуальная) котельная — котельная, предназначенная для теплоснабжения одного здания или сооружения.

Крышная котельная — котельная, располагаемая (размещаемая) на покрытии здания непосредственно или на специально устроенном основании над покрытием.

Настоящие нормы и правила должны соблюдаться при проектировании новых и реконструируемых котельных установок (котельных) с паровыми, водогрейными и пароводогрейными котлами, независимо от производительности, с давлением пара не более 40 кгс/cм2* и с температурой воды не более 200° С.


Проектирование новых и реконструируемых котельных должно осуществляться в соответствии с утвержденными схемами теплоснабжения.

При отсутствии утвержденной схемы теплоснабжения проектирование котельных допускается на основании соответствующих технико-экономических обоснований (ТЭО), согласованных в установленном порядке.

Вид топлива для котельных определяется по согласованию с топливосодержащими организациями в установленном порядке. При этом использование твердого или жидкого топлива для крышных котельных не допускается.

Котельные по назначению подразделяются на:

Отопительные — для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;

Отопительно-производственные — для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологического теплоснабжении;

Производственные — для технологического теплоснабжения.

Котельные по размещению подразделяются на:

отдельно стоящие;

пристроенные к зданиям другого назначения;

встроенные в здания другого назначения независимо от этажа размещения;

крышные.

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И АГРЕГАТЫ

Для производственных зданий промышленных предприятий допускается проектирование пристроенных, встроенных и крышных котельных. Для котельных, пристроенных к зданиям указанного назначения, общая производительность устанавливаемых котлов, единичная производительность каждого котла и параметры теплоносителя не нормируются. При этом котельные должны располагаться у стен, где расстояние от стены котельной до ближайшего проема по горизонтали должно быть не менее 2 м, а расстояние от перекрытия котельной до ближайшего проема по вертикали не менее 8 м.


Для котельных, встроенных в производственные здания промышленных предприятий, при применении котлов с давлением пара до 1,7 кгс/см2  и температурой воды до 115° С производительность котлов не нормируется. Производительность котлов с давлением пара более 1,7 кгс/см2 и температурой воды более 115°С не должна превышать величин, установленных Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, утвержденными Госгортехнадзором России.

Крышные котельные для производственных зданий промышленных предприятий, допускается проектировать с применением котлов с давлением пара до 0,07 МПа и температурой воды до 115° С. При этом тепловая мощность такой котельной не должна превышать потребности в теплоте знания, для теплоснабжения которого она предназначена, но не более 5 МВт.

Для общественных, административных и бытовых зданий допускается проектирование встроенных, пристроенных и крышных котельных при применении:

  • водогрейных котлов с температурой нагрева воды до 115°С.
  • паровых котлов с давлением насыщенного пара до 0,07 МПа, удовлетворяющих условию

(Т -100) · V < 100 для каждого котла.

где:

t — температура насыщенного пара при расчетном давлении, °С;

V — водяной объем котла, м3;

В котельных, расположенных в подвале, не допускается размещать котлы, предназначенные для работы на газообразном и жидком топливе с температурой вспышки паров ниже 45°С.

Общая тепловая мощность индивидуальной котельной не должна превышать потребности в теплоте здания или сооружения, для теплоснабжения которого она предназначена, кроме того, тепловая мощность не должна превышать:

3 МВт — для крышной котельной и для встроенной котельной с котлами на жидком и газообразном топливе;

1,5 МВт — для встроенной котельной с котлами на твердом топливе.

КРЫШНАЯ КОТЕЛЬНАЯ
(в стационарном и блочно-модульном исполнении)

Крышная котельная — котельная, располагаемая (размещаемая) на покрытии здания непосредственно или на специально устроенном основании над покрытием.

Крышными котельными могут оборудоваться строящиеся или реконструируемые здания при отсутствии практической возможности либо технико-экономической целесообразности, подтвержденной соответствующим расчетом, использования централизованного теплоснабжения.

Тепловая мощность Кришной котельной не должна превышать потребности в теплоте того здания, для теплоснабжения которого она предназначена. В отдельных случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается возможность использования Кришной автономной котельной для теплоснабжения нескольких зданий, если тепловая нагрузка дополнительных потребителей не превысит 100% тепловой нагрузки основного здания. Но при этом общая тепловая мощность котельной не должна превышать величин, указанных в п.6-8.


Крышные котельные для производственных зданий промышленных предприятий допускается проектировать с применением котлов с давлением пара до 0,07 МПа (0,7 кгс/см ) и температурой воды до 115 °С. При этом тепловая мощность такой котельной не должна превышать, как правило, потребности в теплоте здания, для теплоснабжения которого она предназначена.

Для жилых зданий допускается устройство крышных котельных. Указанные котельные допускается проектировать с применением водогрейных котлов с температурой воды до 115 °С. При этом тепловая мощность котельной не должна быть более 3,0 МВт.

Не допускается размещение крышных котельных непосредственно на перекрытиях жилых помещений (перекрытие жилого помещения не может служить основанием пола котельной), а также смежно с жилыми помещениями (стена здания, к которому пристраивается крышная котельная, не может служить стеной котельной).

Для общественных, административных и бытовых зданий допускается проектирование крышных котельных при применении:

-водогрейных котлов с температурой нагрева воды до 115 °С;

-паровых котлов с давлением насыщенного пара до 0,07 МПа (0,7 кгс/см ), удовлетворяющих условию (t — 100)*V 100 для каждого котла, где t — температура насыщенного пара при рабочем давлении, °С; V- водяной объем котла, м .


Для общественных, административных и бытовых зданий общая тепловая мощность автономной крышной котельной с котлами на жидком и газообразном топливе не должна превышать3,0 МВт.

ОТДЕЛЬНО СТОЯЩАЯ КОТЕЛЬНАЯ
(в стационарном и блочно-модульном исполнении)

Отдельно стоящая котельная (отопительная, отопительно-производственная, производственная) – котельная, стоящая на определённом удалении от промышленных, жилых или общественных зданий.

Отдельно стоящая котельная по типу может быть водогрейной, паровой или комбинированной (пароводогрейной).

Общая производительность устанавливаемых котлов, производительность каждого котла и параметры теплоносителей не нормируются и определяются технико-экономическими расчётами.

Здания и сооружения отдельно стоящих котельных могут быть выполнены в стационарном и блочно-модульном исполнении. Стационарные здания и сооружения могут возводиться на площадке Заказчика из легкосборных конструкций типа «сэндвич», из железобетонных конструкций заводской готовности и прочее. Блочно-модульная котельная представляет собой модульное здание и поставляется на площадку Заказчика в виде блоков повышенной заводской готовности. Стыковка в единое целое и подсоединение к сетям и коммуникациям производится на подготовленной Заказчиком площадке квалифицированной монтажной бригадой Исполнителя. Варианты исполнения зданий и сооружений отдельно стоящей котельной не нормируются и определяются технико-экономическими расчётами.

ПРИСТРОЕННАЯ КОТЕЛЬНАЯ
(в стационарном и блочно-модульном исполнении)

Пристроенная котельная – котельная, пристроенная к зданию другого назначения.

Тепловая мощность пристроенной котельной не должна превышать потребности в теплоте того здания, для теплоснабжения которого она предназначена.

В отдельных случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается возможность использования пристроенной автономной котельной для теплоснабжения нескольких зданий, если тепловая нагрузка дополнительных потребителей не превысит 100% тепловой нагрузки основного здания. Но при этом общая тепловая мощность котельной не должна превышать величин, указанных в п.3-5.

Для котельных, пристроенных к производственным зданиям промышленных предприятий, общая тепловая мощность устанавливаемых котлов, единичная производительность каждого котла и параметры теплоносителя не нормируются. При этом котельные должны располагаться у стен здания, где расстояние от стены котельной до ближайшего проема должно быть не менее 2 м по горизонтали, а расстояние от перекрытия котельной до ближайшего проема по вертикали — не менее 8 м.

Для жилых зданий допускается устройство пристроенных котельных. Указанные котельные допускается проектировать с применением водогрейных котлов с температурой воды до 115 °С. При этом тепловая мощность котельной не должна быть более 3,0 МВт. Не допускается проектирование пристроенных котельных, непосредственно примыкающих к жилым зданиям со стороны входных подъездов и участков стен с оконными проемами, где расстояние от внешней стены котельной до ближайшего окна жилого помещения менее 4 м по горизонтали, а расстояние от перекрытия котельной до ближайшего окна жилого помещения менее 8 м по вертикали.

Для общественных, административных и бытовых зданий допускается проектирование пристроенных котельных при применении:

-водогрейных котлов с температурой нагрева воды до 115 °С;

-паровых котлов с давлением насыщенного пара до 0,07 МПа (0,7 кгс/см ), удовлетворяющих условию (t — 100)*V 100 для каждого котла, где t — температура насыщенного пара при рабочем давлении, °С; V- водяной объем котла, м .

Общая тепловая мощность пристроенных котельных не ограничивается.

Не допускается размещение пристроенных котельных со стороны главного фасада здания. Расстояние от стены здания котельной до ближайшего окна должно быть не менее 4 м по горизонтали, а от покрытия котельной до ближайшего окна — не менее 8 м по вертикали. Такие котельные не допускается размещать смежно с помещениями с одновременным пребыванием в них более 50 человек.

Не допускается размещать пристроенные котельные:

  • к зданиям школ и детских дошкольных учреждений;
  • к лечебным корпусам учреждений (больниц и поликлиник) с круглосуточным пребыванием больных;
  • к спальным корпусам санаториев и домов (учреждений) отдыха;
  • смежно с помещениями общественных, административных и бытовых зданий с одновременным пребыванием в них более 50 человек.

Здания пристроенных котельных могут быть выполнены в стационарном и блочно-модульном исполнении. Стационарные здания и сооружения могут возводиться на площадке Заказчика из легкосборных конструкций типа «сэндвич», из железобетонных конструкций заводской готовности и прочее. Блочно-модульная котельная представляет собой модульное здание и поставляется на площадку Заказчика в виде блоков повышенной заводской готовности. Стыковка в единое целое и подсоединение к сетям и коммуникациям производится на подготовленной площадке квалифицированной монтажной бригадой Исполнителя.

ТОПЛИВО

Виды топлива основного, резервного и аварийного, а также необходимость резервного или аварийного вида топлива для котельных устанавливаются с учетом категории котельной, исходя из местных условий эксплуатации, по согласованию с топливоснабжающими организациями.

При переводе котельных с котлами, оборудованными камерными топками, для сжигания твердого топлива на сжигание газообразного, в качестве резервного, как правило, должно сохраняться твердое топливо, если технико-экономическими и экологическими расчетами не обоснован другой вид топлива.

Вид топлива для растопки и «подсвечивания» котлов с камерными топками для сжигания твердого топлива следует предусматривать исходя из требований завода изготовителя.

ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

Для котлов применяются:

  • камерные топки для сжигания газообразного и жидкого топлива;
  • камерные топки для сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии;
  • слоевые топки для сжигания твердого топлива;
  • топки специальной конструкции для сжигания дров и древесных отходов.

Топочные устройства принимаются в соответствии с заводской компоновкой котлов. Изменения компоновки котлов и топочных устройств должны быть согласованы с заводами — изготовителями котлов.

Значения расчетных характеристик топочных устройств принимаются по данным нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов, разработанного Центральным котлотурбинным институтом (ЦКТИ) им. И. И. Ползунова  Всесоюзным теплотехническим институтом (ВТИ) им. Ф. Э. Дзержинского, за исключением значений расчетных характеристик слоевых топок с ручным обслуживанием, которые должны приниматься по методике Научно-исследовательского института санитарной техники.

ОЧИСТКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Котельные, предназначенные для работы на твердом топливе (угле, торфе, сланце и древесных отходах), должны быть оборудованы установками для очистных дымовых газов от золы в  случаях, когда

Ар В > 5000

Ар — содержание золы в рабочей массе топлива, %;

В — максимальный часовой расход топлива, кг.

Примечание. При применении твердого топлива в качестве аварийного установка золоуловителей не требуется. Выбор типа золоуловителей производится в зависимости от объема очищаемых газов, требуемой степени очистки и компоновочных возможностей на основании технико-экономического сравнения вариантов установки золоуловителей различных типов.

В качестве золоулавливающих устройств следует принимать:

  • блоки циклонов ЦКТИ или НИИОГАЗ — при объеме дымовых газов от 6000 до 20000 м3/ч.
  • батарейные циклоны — при объеме дымовых газов от 15000 до 150000 м3/ч,
  • батарейные циклоны с рециркуляцией и электрофильтры—при объеме дымовых газов свыше 100000 м3/ч.

“Мокрые” золоуловители с низкокалорийными трубами Вентури с каплеуловителями могут применяться при наличии системы гидрозолошлакоудаления и устройств, исключающих сброс в водоемы вредных веществ, содержащихся в золошлаковой пульпе. Объемы газов принимаются при их рабочей температуре. Коэффициенты очистки золоулавливающих устройств принимаются по расчету и должны быть в пределах, установленных прил. 4 к настоящим нормам и правилам. Установку золоуловителей необходимо предусматривать на всасывающей стороне дымососов, как правило, на открытых площадках. При соответствующем обосновании допускается установка золоуловителей в помещении. Золоуловители предусматриваются индивидуальные к каждому котлоагрегату. В отдельных случаях допускается предусматривать на несколько котлов группу золоуловителей или один секционированный аппарат. При работе котельной на твердом топливе индивидуальные золоуловителя не должны иметь обводных газоходов. Форма и внутренняя  поверхность бункера золоуловителя должны обеспечивать полный спуск золы самотеком, при этом угол наклона стенок бункера к горизонту принимается 60° и в обоснованных случаях допускается не менее 55°. Бункера золоуловителей должны иметь герметические затворы. Скорость газов в подводящем газоходе золоулавливающих установок следует принимать не менее 12 м/с. “Мокрые” искрогасители следует применять в котельных, предназначенных для работы на древесных отходах, в случаях когда АрВ £ 5000. После золоуловителей искрогасители не устанавливаются.

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

В проекте следует предусматривать деаэрацию добавочной воды и всех потоков конденсата, поступающих в котельную.

Производительность деаэраторов должна обеспечивать деаэрацию:

  • питательной воды паровых котлов — по установленной производительности котельной (без учета резервной производительности котлов),
  • подпиточной воды при закрытых и открытых системах теплоснабжения, для тепловых сетей горячего водоснабжения — в соответствии со строительными нормами и правилами по проектированию тепловых сетей и горячего водоснабжения. В проектах котельных с паровыми котлами при открытых системах теплоснабжения и централизованных системах горячего водоснабжения  должны предусматриваться, как правило, отдельные деаэраторы питательной и подпиточной воды системы теплоснабжения (по одному деаэратору каждого назначения). Общий деаэратор допускается предусматривать при закрытой системе теплоснабжения.

Два деаэратора и более допускается предусматривать:

  • в котельных первой категории;
  • при значительных колебаниях нагрузок, при которых одни деаэратор не может обеспечить необходимое качество воды;
  • при нагрузках, которые не могут быть обеспечены одним деаэратором;
  • при применении стальных экономайзеров.

При установке одного деаэратора следует предусматривать возможность подачи воды к питательным насосам помимо деаэратора (на период его ремонта). Для деаэрации питательной воды паровых котлов следует предусматривать деаэраторы атмосферного или повышенного давления. В котельных с водогрейными котлами следует предусматривать вакуумные деаэраторы; для котельных с паровыми и водогрейными котлами тип деаэратора (вакуумный или атмосферный) устанавливается на основании технико-экономических расчетов. Применяемые деаэраторы должны соответствовать ГОСТ 16860—71 “Деаэраторы термические”. При параллельном включении двух и более деаэраторов атмосферного или повышенного давления следует предусматривать уравнительные линии по воде и пару, а также обеспечивать распределение воды в пара пропорционально производительности  деаэраторов. Параллельное включение вакуумных деаэраторов, как правило, предусматривать не следует. Для создания разрежения в вакуумных деаэраторах следует применять водоструйные или пароструйные эжекторы. Для водоструйных эжекторов следует предусматривать специальные насосы и баки рабочей воды.

Независимо от типа деаэраторов для подпитки тепловых сетей и систем централизованного горячего водоснабжения следует предусматривать максимально возможный подогрев воды до поступления ее в деаэраторы. В деаэраторах питательной воды паровых котлов предварительный подогрев воды следует предусматривать только исходя из условия, что нагрев воды в процессе деаэрации не должен превышать величин, установленных ГОСТ 16860—71 «Деаэраторы термические”. В системе питания паровых котлов, кроме деаэраторных баков, дополнительные емкости, как правило, не предусматриваются. При вакуумной деаэрации подпиточной воды для закрытых систем теплоснабжения предусматривается установка промежуточных баков деаэрированной воды. При открытых системах теплocкaбжения и централизованных системах горячего водоснабжения подачу воды из вакуумных деаэраторов следует, как правило, предусматривать непосредственно в баки-аккумуляторы (без установки промежуточных баков). Высоту установки деаэраторов, питательных и конденсатных баков следует принимать исходя из условия создания подпора у центробежных насосов, исключающего возможность вскипания воды в насосах.

При определении производительности питательных насосов следует учитывать расходы:

  • на питание всех рабочих паровых котлов;
  • на непрерывную продувку котлов;
  • на пароохладители котлов;
  • на редукционно-охладительные и охладительные установки.

Для питания котлов с давлением пара не более 1,7 кгс/см2 следует предусматривать не менее двух питательных насосов, в том числе один резервный. Для питания котлов единичной производительностью не более 500 кг/ч допускается применение ручного насоса в качестве резервного. Резервный питательный насос не предусматривается, если питание котлов может осуществляться от водопровода; при этом давление воды перед котлами должно превышать рабочее давление пара в котле не менее чем на 1 кгс/см2. В этом случае на водопроводе перед котлом должны быть предусмотрены запорный вентиль и обратный клапан. Для питания котлов с давлением пара более 1,7 кгс/см2 следует, как правило, предусматривать насосы с паровым приводом (поршневые бессмазочные или турбонасосы) с использованием отработанного пара; при этом следует предусматривать резервный насос с электроприводом.

При невозможности использования отработанного пара от насосов с паровым приводом следует предусматривать; насосы только с электроприводом—при наличии двух независимых источников питания электроэнергией; насосы с электрическим и паровым приводами—при одном источнике питания электроэнергией. Для питания котлов с давлением пара не более 5 кгс/см2 или котлов производительностью до 1 т/ч допускается применение питательных насосов только с электроприводом при одном источнике питания электроэнергией. Количество и производительность питательных насосов выбираются с таким расчетом, чтобы в случае остановки наибольшего по производительности насоса оставшиеся обеспечили подачу волы в количестве, определенном в соответствии с п. 9. 14 настоящих норм и правил. В котельных второй категории, в которых предусматриваются котлы в облегченной или легкой обмуровке с камерным сжиганием топлива, при условии что тепло, аккумулированное топкой, не может привести к перегреву металла элементов котла при выходе из строя питательного насоса и автоматическом отключении подачи топлива в топку, суммарная производительность  питательных насосов определяется исходя из требований п. 9.14 настоящих норм и правил (без учета возможной остановки одного из питательных насосов). В этом случае количество насосов должно приниматься не менее двух (без резервного). Присоединение питательных насосов с характеристиками, допускающими их параллельную работу, следует предусматривать к общим питательным магистралям. При применении насосов, не допускающих их параллельную работу, следует предусматривать возможность питания котлов по раздельным магистралям. Производительность водоподогревательных установок определяется по максимальным часовым расходам тепла на отопление и вентиляцию и расчетным расходам тепла на горячее водоснабжение, определяемым в соответствии со строительными нормами и правилами по проектированию горячего водоснабжения.

Производительность подогревателей для горячего водоснабжения в индивидуальных котельных определяется по максимальному расходу. Количество подогревателей для систем отопления и вентиляции должно быть не менее двух. Резервные подогревателя не предусматриваются; при этом в котельных первой категории при выходе из строя одного подогревателя оставшиеся должны обеспечивать отпуск тепла в режиме самого холодного месяца.

Для отпуска воды различных параметров (на отопление и вентиляцию, бытовое и технологическое горячее водоснабжение), а также для работы подогревателей в разных режимах (пиковом или базисном) допускается предусматривать отдельные группы водоподогревательных установок.

Выбор сетевых и подпиточных насосов для открытых и закрытых систем теплоснабжения, а также насосов для установок сбора и перекачки конденсата следует производить в соответствии со строительными нормами в правилами по проектированию тепловых сетей.

В установках централизованного горячего водоснабжения количество насосов горячего водоснабжения определяется в соответствии с режимом работы системы горячего водоснабжения.

При требовании эаводов-изготовителей водогрейных котлов о необходимости поддержания постоянной температуры воды на входе или выходе из котла следует предусматривать установку рециркуляционных насосов. Как правило, необходимо предусматривать общие рециркуляционные насосы для всех водогрейных котлов. Количество насосов должно быть не менее двух.

В котельных с котлами единичной производительностью более 50 Гкал/ч допускается, при технико-экономическом обосновании, установка рециркуляционных насосов к каждому котлу или к группе котлов. Резервные рециркуляционные насосы не предусматриваются. Конденсат от пароводяных подогревателей котельных должен направляться непосредственно в деаэраторы. В котельных следует предусматривать закрытые баки с паровой подушкой для сбора дренажей паропроводов, конденсата пароводяных подогревателей и калориферов системы отопления и вентиляции котельной. При расположении баков сбора конденсата в котельной или вблизи нее все дренажа следует направлять в эти баки. При этом в котельной специальные баки сбора дренажей не предусматриваются.

В зависимости от качества конденсата, вoзвpащаемого от внешних потребителей, следует предусматривать возможность непосредственной подачи его в деаэраторы совместной обработки с исходной водой или обработки в специальной установке. Конденсат от теплоутилизаторов скрытой теплоты парообразования дымовых газов может быть использован в системе подпитки котлов после специальной обработки или сбрасываться в канализацию после нейтрализующей установки.

В котельных для открытых систем теплоснабжения и в котельных с установками для централизованного горячего водоснабжения, как правило, должны предусматриваться баки-аккумуляторы горячей воды. Выбор баков-аккумуляторов производится в соответствии со строительными нормами и правилами по проектированию тепловых сетей. При технико-экономическом обосновании баки-аккумуляторы могут не предусматриваться. Выбор редукционно-охладительных (РОУ). редукционных (РУ) и охладительных установок (ОУ) производится в соответствия с техническими условиями заводов — изготовителей этих установок. Резервные РОУ, РУ и ОУ допускается предусматривать по требованию потребителя в котельных первой категории. Допускается предусматривать обводные линии помимо РУ с установкой на них ручных регулирующих органов и предохранительных клапанов.

 

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ВОДЫ

При использовании воды из поверхностных источников надлежит предусматривать:

а) фильтрование на осветлительных фильтрах для удаления взвешенных веществ при их количестве до 100 мг/л.

Необходима предварительная коагуляция, если окисляемость воды более 15 мг/л О2 или концентрация соединений железа более 1 мг/л (в нефильтрованной пробе);

б) коагуляцию в осветлителях и последующим фильтрованием на осветлительных фильтрах для удаления взвешенных веществ при их количестве более 100 мг/л, для удаления органических включений—при величине окисляемости воды более 15 мг/л O2 в течение более 30 сут ежегодно, для уменьшения содержания соединений железа. Указанную обработку следует предусматривать при величине щелочности исходной воды до 1,5 мг-экв/л;

в) известкование с коагуляцией в осветлителях и последующим фильтрованием на осветлительных фильтрах для уменьшения щелочности, солесодержания, содержания соединений железа, органических включений, удаления взвешенных веществ при их количестве более 100 мг/л. Указанную обработку следует предусматривать при величине щелочности исходной воды более 1,5 мг-экв/л;

г) содоизвесткование с коагуляцией в осветлителях и последующим фильтрованием на осветлительных фильтрах, указанную обработку допускается предусматривать для вод с величиной общей жесткости, превышающей величину общей щелочности;

д) едконатровое умягчение с коагуляцией и последующим фильтрованием на осветлительных фильтрах. Применение метода допускается при условии:

2ЩИ.В + СО2 = ЖСа + ЩИЗ + ДК

где ЩИВ — щелочность исходной воды, мг-экв/л;

СО2 — содержание свободной углекислоты в исходной воде, мг-экв/л;

ЖСа кальциевая жесткость, мг-экв/л;

ЩИЗ избыточная щелочность обработанной воды, принимаемая 1— 1,5 мг-экв/л;

ДК доза коагулянта, добавляемая в обрабатываемую воду, мг-экв/л.

При применении коагуляции следует предусматривать:

  • подщелачивание воды с щелочностью менее 1 мг-экв/л — для интенсификации процесса коагуляции и создания оптимального значения рН;
  • дозирование хлора или раствора хлорного железа—при наличии коллоидных органических веществ, а также при коагуляции сернокислым закисным железом.

Для интенсификации коагуляции и коагуляции с известкованием следует предусматривать применение флокулянтов. Выбор одного из указанных методов производится на основании пробной коагуляции или пробного обезжелезивания исходной воды. Дозы реагентов для предварительной обработки воды следует принимать в соответствии со строительными нормами и правилами по проектированию наружных сетей и сооружений водоснабжения.

 

ОБОРУДОВАНИЕ И СООРУЖЕНИЯ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Расчетная производительность водоподготовительной  установки определяется:

  • для питания паровых котлов—суммой максимальных потерь пара и конденсата технологическими потребителями, потерь воды с непрерывной продувкой и потерь пара и конденсата в котельной;
  • для подпитки тепловых сетей—в соответствии со строительными нормами и правилами по проектированию тепловых сетей.
  • для автономных котельных — из расчета первоначального или аварийного заполнения всех объемов циркуляции в течение не более чем за 8 часов.

Оборудование водоподготовки необходимо выбирать по ее расчетной производительности, определенной в соответствии с п. 10.27 настоящих норм и правил; при этом оборудование предварительной обработки воды следует выбирать с учетом расхода на регенерацию фильтров последующих стадий водоподготовки (с учетом несовпадения по времени процессов регенерации), а также с учетом расходов осветленной воды на собственные нужды котельной.

Для предварительной обработки воды следует предусматривать установку не менее двух осветлителей. Резервные осветлители не предусматриваются.

Количество осветлительных фильтров следует принимать не менее трех, в том числе один резервный.

Количество ионитных фильтров каждой ступени водоподготовки должно быть не менее двух. при этом необходимо предусматривать в двухступенчатых схемах водоподготовки возможность работы фильтра второй ступени о качестве фильтра первой ступени. При выводе одного из фильтров на регенерацию оставшиеся должны обеспечивать расчетную производительность водоподготовки.

Количество регенераций фильтров в смену следует принимать:

  • для фильтров с ручным управлением процессом регенерации — не более трех (для всей установки);
  • для фильтров с автоматическим управлением процессом регенерации — не нормируется и определяется в зависимости от скорости фильтрования.

При проектировании следует принимать фильтры наибольших типоразмеров,  чтобы количество фильтров было наименьшим. Для гидроперегрузки фильтрующих материалов необходимо предусматривать общий на всю водоподготовительную установку дополнительный фильтр емкостью, достаточной для приема фильтрующего материала из фильтра наибольшего типоразмера.

Подогреватели исходной воды следует выбирать из расчета нагрева воды до температуры не ниже 16° С, но не выше температуры, допускаемой по техническим условиям на предусматриваемые ионообменные материалы. При установке осветлителей колебание температуры исходной воды допускается ± 1° С.

Промывку осветлительных фильтров следует предусматривать, как правило, осветленной водой с применением сжатого воздуха избыточным давлением не более 1 кгс/см2. Для повторного использования промывочных вод после осветлительных фильтров необходимо предусматривать бак и насосы для равномерной подачи этой воды вместе с осадком в течение суток в нижнюю часть осветлителя. Емкость бака должна быть рассчитана на прием воды от двух промывок. Для сбора воды после осветлителей необходимо предусматривать баки емкостью, равной величине общей производительности осветлителей. При использовании указанных баков и для промывки осветлятельных фильтров емкость баков следует принимать равной сумме величин часовой производительности осветлителей и расхода воды на промывку двух осветлительных фильтров.

Взрыхление фильтрующих материалов необходимо предусматривать промывочной водой с установкой бака для каждой группы фильтров разного назначения. При невозможности размещения бака на высоте, обеспечивающей взрыхление, следует предусматривать установку насоса. Полезная емкость бака должна определяться из расчета количества воды, необходимого для одной взрыхляющей промывки. Объем бака—мерника крепкой кислоты следует определять из условия регенерации одного фильтра. Объем расходных баков для флокулянга следует определять исходя из срока хранения запаса раствора не более 20 дн. Количество баков для известкового молока следует предусматривать не менее двух. Концентрацию известкового молока в расходных баках необходимо принимать не более 5% по СаО.

Количество насосов, предназначенных для постоянной работы, а также насосов-дозаторов следует предусматривать не менее двух, в том числе один резервный. Для насосов, работающих периодически, резерв предусматривать не допускается (за исключением насосов промывочной воды осветлительных фильтров). К каждому осветлителю необходимо предусматривать отдельную группу насосов — дозаторов реагентов. Для реагентов следует предусматривать, как правило, склады “мокрого” хранения. При расходе реагентов до 3 т в месяц допускается их хранение в сухом виде в закрытых складах.

Высоту резервуаров для коагулянта, поваренной соли, кальцинированной соды и фосфатов следует принимать не более 2 м, для извести—не более 1,5 м. При механизации загрузки и выгрузки реагентов высота резервуаров может быть увеличена: коагулянта, поваренной соли, кальцинированной соды и фосфатов—до 3,5 м, извести—до 2,5 м. Заглубление резервуаров более чем на 2,5 м не допускается. Хранение флокулянта необходимо предусматривать в таре и при температуре не ниже 5° С. Срок хранения должен быть не более 6 месяцев.

Емкость складов хранения реагентов следует принимать при доставке: автотранспортом — из расчета 10-суточного расхода; железнодорожным транспортом — месячного расхода; по трубопроводам — суточного расхода. При доставке реагентов железнодорожным транспортом необходимо предусматривать возможность приема одного вагона или цистерны; при этом к моменту разгрузки на складе должен учитываться 10-суточкый запас реагентов. Запас реагентов определяется исходя из максимального суточного расхода. При проектировании складов реагентов следует учитывать возможность их кооперации с центральными складами предприятий или районных служб эксплуатации.

Емкость резервуаров для “мокрого” хранения реагентов следует принимать из расчета 1,5 м3 на 1 т сухого реагента. В резервуарах для “мокрого” хранения коагулянта необходимо предусматривать устройство для перемешивания раствора. При расположении резервуаров для «мокрого” хранения реагентов вне здания должны предусматриваться устройства, предохраняющие растворы от замерзания.

Для осветления реагентов, кроме извести и флокулянта, следует предусматривать по одному осветлительному фильтру на каждый реагент, при этом скорость фильтрования следует принимать 6 м/ч.

Склад фильтрующих материалов необходимо рассчитывать на 10% объема материалов, загружаемых в осветлительные и катионитные фильтры, и на 25% объема материалов, загружаемых в анионитные фильтры.

В проектах следует предусматривать защиту от коррозии оборудования и трубопроводов, подвергающихся воздействию коррозионной среди, или принимать их в коррозионно-стойком исполнении.

Контроль качества пара и воды, как правило, следует осуществлять в специализированных лабораториях промышленных предприятий или районных служб эксплуатации систем теплоснабжения. При невозможности использования для этих целей указанных лабораторий необходимый контроль следует предусматривать в котельных. Объем химического контроля качества воды для тепловых сетей открытых систем теплоснабжения и систем горячего водоснабжения должен соответствовать ГОСТ 2874—73 “Вода питьевая”.

Источник: saratovgaz.ru

Котельная установка представляет из себя целый комплекс разнообразных устройств, соединяющихся в единую систему, задача которой заключается в преобразовании топлива в энергию. Часть заключённых в систему устройств строго обязательны — без них котельная просто не будет работать; часть исполняют вспомогательные функции, а часть служат для оптимизации работы всей установки, повышения производственных показателей и экономии. От того, как работает каждая из деталей котельной, зависит итоговая работа всей системы.

Основные устройства, без которых котельная установка просто не будет работать, это:

  • котлы;
  • топки;
  • газоходы;
  • дымовые трубы.

Котёл — несомненное «сердце» котельной установки, в котором тепло от сгоревшего топлива передаётся воде, нагревая её до необходимой температуры в водяных установках или же превращая в пар — в паровых. Процесс сжигания топлива происходит в топке, откуда дым по газоходу передаётся котлу, а затем, в отработавшем и охлаждённом состоянии, отправляется по дымоходу в атмосферу.

Даже самая простая котельная не сможет работать без котла, топки, газохода и дымохода.

К перечню вспомогательных устройств котельной относятся:

  • насосы, с помощью которых вода подаётся в котёл для дальнейшего нагрева;
  • вентиляторы для «подкачки» воздуха в топку и для усиления тяги в дымоходах (чем сильнее тяга, тем меньше может быть диаметр труб);
  • очистительные устройства для воды, предотвращающие образование в котельной установке накипи;
  • воздухоподогреватель, который греет воздух, предназначенный для «подкачки» в топку;
  • водонагреватель, греющий поступающую в котёл воду;
  • золоуловители (только для твёрдых видов топлива: дров, угля и т. д.), очищающие отходящий дым и предназначенные для уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу;
  • устройства топливоотдачи;
  • устройства пылеприготовления;
  • различные устройства автоматизации и контроля, предназначенные для обеспечения нормальной работы всей системы котельной.

Другие устройства для запуска и монтажа котельной обязательными не являются, но могут использоваться для упрощения процесса работы с котлами, для экономии топлива, для повышения производительности и улучшения других показателей — в зависимости от специфики «привязанных» к котельной объектов и особенностей самой установки.

По вопросам продажи котельной обращайтесь к специалистам компании «АльянсТепло». Наши специалисты помогут вам рассчитать стоимость и создать проект котельной установки!

Источник: www.kotel-modul.ru

1. Общие сведения и понятия о котельных установках

Котельная установка (котельная) — это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило — воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло- и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы — котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные — для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные — для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.

Котел — это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

2. Классификация котельных установок

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.

В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные бывают местные (индивидуальные), групповые и районные.

Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.

Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.

Пример территории котельной и некоторого ее оборудования

Рис. 1. Пример территории котельной и некоторого ее оборудования

Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

Рис. 2. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

компоновка котельных

компоновка котельных

Рис. 3. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

Принципиальные схемы паровой и водогрейной котельных

Рис. 4. Принципиальные схемы паровой и водогрейной котельных

Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.

Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).

В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.

Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.

Схема паровой котельной установки

Рис. 5. Схема паровой котельной установки: 1 — циркуляционный насос; 2 — топка; 3 — пароперегреватель; 4 — верхний барабан; 5 — водоподогреватель; 6 — воздухоподогреватель; 7 — дымовая труба; 8 — центробежный вентилятор (дымосос); 9 — вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель

На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.

При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.

Схема котельного агрегата

Рис 6. Схема котельного агрегата

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.

Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.

Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

Технологическая схема производственно-отопительной котельной

Рис. 7. Технологическая схема производственно-отопительной котельной

Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.

Пример монтажной схемы автономной газовой котельной

Рис. 9. Пример монтажной схемы автономной газовой котельной

Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.

Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.

Водогрейная котельная имеет один теплоноситель — воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя — вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также баки для сбора конденсата. Однако это не значит, что схемы водогрейных котельных проще паровых. Водогрейная и паровая котельные по сложности устройства бывают различными в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т. п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями — трубопроводами, газопроводами и др.

Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.

3. Классификация котельных агрегатов

Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:

— котлы с естественной циркуляцией;

— котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды — котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами — на рис. 11, а размещение в котельной — на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).

Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

Паровой котел серии КЕ, работающий на твердом топливе

Рис. 10. Паровой котел серии КЕ, работающий на твердом топливе

Верхний и нижний барабаны и трубы парового котла

Рис. 11. Верхний и нижний барабаны и трубы парового котла

Паровой котел с верхним и нижним барабанами в котельной

Рис. 12. Паровой котел с верхним и нижним барабанами в котельной

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.

В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла — паропроизводительность, давление и температура.

Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Устройство парового котла

Рис. 13. Устройство парового котла

Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

Рис. 14. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.

По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.

Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.

Примеры размещения котлов в котельной

Рис. 15. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

Примеры размещения бытовых котлов

Примеры размещения бытовых котлов

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования

Источник: www.eti.su


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.