|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Централизованное теплоснабжение от районных котельных
Районные котельные используются как источники теплоснабжения всех потребителей района жилой застройки или промышленной зоны. Теплогенераторами при этой схеме теплоснабжения являются паровые или водогрейные котлы, устанавливаемые соответственно в паровых и водогрейных котельных. Выбор типа котлов зависит от характера тепловых потребителей и требований к виду теплоносителя. Теплоснабжение жилых и общественных зданий, как правило, осуществляется с помощью подогретой воды; для промышленных потребителей требуются как подогретая вода, так и водяной пар. Паровая котельная обеспечивает потребителей как паром с требуемыми параметрами, так и горячей водой, для получения которой в котельной устанавливают дополнительное оборудование, в связи с чем усложняется схема трубопроводов, но упрощается дегазация питательной воды. Паровые котлы более надежны в эксплуатации, так как их хвостовые поверхности нагрева не подвержены такой значительной коррозии дымовыми газами, как водогрейные. Особенностью водогрейных котельных является отсутствие пара, в связи с чем ограничивается обеспечение промышленных потребителей, а для дегазации подпиточной воды необходимо применять вакуумные деаэраторы, более сложные в эксплуатации по сравнению с обычными атмосферными. Однако схема коммуникаций в этих котельных значительно проще, чем в паровых. Ввиду сложности предотвращения выпадения конденсата на хвостовых поверхностях нагрева из водяных паров, находящихся в дымовых газах, возрастает опасность выхода из строя водогрейных котлов в результате коррозии. Автономное и местное теплоснабжение В качестве источников при автономном (децентрализованном) и местном теплоснабжении могут выступать квартальные и групповые теплогене-рирующие установки, предназначенные для снабжения теплотой одного или нескольких кварталов, группы жилых домов, общественных зданий. Эти установки являются, как правило, отопительными. Местное теплоснабжение предусматривают в населенных пунктах с тепловой потребностью не более 2, 5 МВт, для отопления и горячего водоснабжения небольших групп жилых и производственных зданий, удаленных от города, или как временный источник теплоснабжения до ввода основного во вновь застраивающихся районах. Котельные при местном теплоснабжении могут быть оборудованы чугунными секционными, стальными сварными, вертикально-горизонтально-цилиндрическими паровыми и водогрейными котлами. При местном теплоснабжении котлы и оборудование котельных выбирают исходя из требований, предъявляемых к температуре и давлению теплоносителя (подогретой воды или водяного пара). В качестве теплоносителя для отопления и горячего водоснабжения применяется, как правило, вода; иногда - пар давлением до 0, 17 МПа. Ряд производственных потребителей обеспечивается паром давлением до 0, 9 МПа. Тепловые сети при этом имеют минимальную протяженность. Параметры теплоносителя, а также тепловой и гидравлический режим работы тепловых сетей соответствуют режиму работы местных систем отопления и горячего водоснабжения. Достоинства такого теплоснабжения: небольшая стоимость источников теплоснабжения и тепловых сетей; простота монтажа и обслуживания; быстрый ввод в эксплуатацию; разнообразие типов котлов с большим диапазоном по теплопроизводительности. При автономном теплоснабжении отсутствуют наружные тепловые сети, а теплопроводы местных распределительных систем отопления и горячего водоснабжения имеют минимальную протяженность. Теплогенераторы обеспечивают потребности в тепловой энергии для отопления, а иногда, кроме того, и для горячего водоснабжения. В ряде случаев они совмещены с печами и плитами для приготовления пищи. Теплота от источника передается непосредственно в систему отопления или горячего водоснабжения. При децентрализованном теплоснабжении рекомендуется использовать электрическую энергию не только для приготовления пищи, но и для отопления и горячего водоснабжения. Особенно целесообразно использовать ее для снятия пиковых тепловых нагрузок. При этом резко снижаются трудовые затраты на устройство и эксплуатацию систем, упрощается схема систем отопления, улучшается микроклимат помещений, представляется возможным использование простых схем автоматических устройств наиболее комфортного панельно-лучистого отопления с греющими кабелями, укладываемыми в строительные конструкции. В настоящее время децен- трализованное теплоснабжение на базе электроэнергии распространено в районах, где имеется сравнительно дешевая энергия и отсутствует органическое топливо. Теплогенераторы По принципу движения (циркуляции) воды теплогенераторы делятся на две большие группы: с естественной и принудительной циркуляцией. В теплогенераторах с естественной циркуляцией вода движется вследствие разности ее плотностей. Теплогенераторы этого типа разделяются на газотрубные (с дымогарными и жаровыми трубами) и водотрубные. В газотрубных теплогенераторах горячие газы движутся внутри труб, омываемых снаружи водой; в водотрубных вода перемещается по трубам, а дымовые газы движутся снаружи их. В зависимости от угла наклона кипятильных труб к горизонту водотрубные котлы разделяются на горизонтально-водотрубные (с небольшим углом наклона труб) и вертикально-водотрубные (угол наклона труб составляет 50° и более). Теплогенераторы с жаровыми трубами и горизонтально-водотрубные из-за ряда существенных недостатков (значительная металлоемкость, сравнительно большие габариты, неблагоприятные условия циркуляции и др.) не выпускаются. Наибольшее распространение получили вертикально-водотрубные теплогенераторы различных типоразмеров и конструкций. Эти теплогенераторы устанавливают в производственных, производственно-отопительных и чисто отопительных источниках теплоснабжения, а также на тепловых станциях. На рис. 4.2 показана схема развития конструктивных форм теплогенераторов с естественной циркуляцией. Развитие конструктивных форм теплогенераторов от их простейшей конструкции - цилиндрического котла, представляющего собой барабан большого диаметра, - шло по двум направлениям. Первое направление - размещение дополнительных поверхностей нагрева в барабане теплогенератора. В результате этого появились газотрубные теплогенераторы (с движением газа внутри труб): жаротрубные и дымогарные. Жаротрубные теплогенераторы, заменившие цилиндрические, конструктивно представляют собой барабан, в котором размещены одна-две жаровые трубы большого диаметра, В дымогарных теплогенераторах, являющихся дальнейшим развитием жаротрубных, жаровые трубы заменены системой труб малого диаметра, благодаря чему (в пределах тех же габаритов) увеличивается площадь поверхности нагрева, снижается расход металла и т.д. Жаротрубные и дымогарные теплогенераторы, имеющие ранее достаточно широкое распространение, в настоящее время имеют ограниченное применение [35].
Рисунок 4.2. Схема развития конструктивных форм паровых котлов: а) газотрубных; б) водотрубных: 1 - цилиндрический; 2 - жаротрубный; - дымогарный; 4 - горизонтальный; 5 - вертикальный; 6 - экранный водотру Другое направление - размещение дополнительных поверхностей нагрева за пределами барабана теплогенератора, что привело к созданию различных типов водотрубных теплогенераторов: горизонтально-водотрубных, вертикально-водотрубных и наиболее современных экранных водотрубных теплогенераторов. В теплогенераторах с принудительной циркуляцией вода движется за счет давления, создаваемого насосами. Такие теплогенераторы бывают с многократной циркуляцией и прямоточные. Теплогенераторы с многократной циркуляцией из-за сложности их эксплуатации широкого распространения не получили. Прямоточные теплогенераторы применяются главным образом для централизованного ТС как энергетические на тепловых и электрических станциях. В этих теплогенераторах наблюдается однократная принудительная циркуляция воды, и полное испарение воды происходит за время одного прохождения ее по поверхности нагрева (табл. 4.1). Все топочные устройства (топки) можно разделить по способу сжигания на слоевые, в которых топливо сжигается в слое на решетке, камерные (факельные), где топливо в смеси с воздухом сгорает во взвешенном состоянии (объеме), и факельно-слоевые, когда одна часть топлива (мелкие фракции) горит во взвешенном состоянии, другая (более крупные куски) - в слое на решетке. В слоевых топках сжигается исключительно твердое топливо; в камерных - газообразное и жидкое, а также твердое топливо в виде пыли (в крупных промышленных котлах); в факельно-слоевых - твердое топливо с большим содержанием мелких фракций (фрезерный торф, древесные отходы и др.). Ниже будут рассмотрены горелки для камерных топок, поскольку наиболее экологически чистым и распространенным топливом в Центральной части России является природный газ. Таблица 4.1 Основные характеристики паровых котлов с естественной и принудительной циркуляцией
Газ сжигается в камерных топках, по конструкции аналогичных топкам для жидкого топлива, поэтому мазут можно сжигать в топках для газа, и наоборот. Для образования газовоздушной смеси и создания условий для устойчивого ее воспламенения применяют газовые горелки различных конструкций. Наибольшее распространение получили смесительные и инжекцион-ные горелки. В смесительные горелки воздух подается с помощью вентилятора, а в инжекционные - вследствие подсоса (инжекции) его из помещения за счет энергии давления газа при прохождении его через сопло горелок. В инжекционных горелках, работающих при давлении газа до 2, 5 кПа, количество подсасываемого первичного воздуха составляет около 30-70%. Недостающее его количество (вторичный воздух) поступает в топку вследствие разрежения в ней. В горелках среднего и повышенного давления (10- 30 кПа) количество подсасываемого первичного воздуха обеспечивает полное горение топлива, поэтому подача вторичного воздуха не требуется. Эти горелки выполняются прямыми или угловыми; последние устанавливают для уменьшения длины фронта обслуживания котлов. В инжекционной горелке с пластинчатым стабилизатором (см. рис. 4.3) газ от газопровода подводится к трубе 3, проходит сопло 2 и затем поступает в конфузор смесителя 4, куда подсасывается воздух из атмосферы. В камере смешения 5 газ и воздух окончательно перемешиваются, а образующаяся газовоздушная смесь через диффузор 6 поступает в топку [35].
Рисунок 4.3. Газовая инжекционная горелка Горелка имеет глушитель шума 1 (он же регулятор подачи воздуха) и стабилизатор 7, выполненный в виде пакета т стальных пластин шириной 16 мм и толщиной 0, 5 мм. Стабилизатор обеспечивает надежность воспламенения смеси и предохраняет от проникновения пламени внутрь горелки в случае снижения ее производительности. Инжекционные горелки выпускаются нескольких типоразмеров по тепловой мощности 140-2500 кВт. Основные достоинства этих горелок -простота конструкции и обслуживания, высокая экономичность и отсутствие дутьевых вентиляторов. Недостатки их - сильный шум, создаваемый при работе, а также конструктивная громоздкость, в связи с чем для установки их требуется много места перед фронтом котла. Смесительные горелки бывают низкого давления (давление газа перед горелкой до 2 кПа, воздуха 1-1, 5 кПа) и среднего давления (давление газа перед горелкой до 30 кПа, воздуха 2, 5-3 кПа). Горелка низкого давления (рис. 4.4) состоит из корпуса 4, выполненного в виде цилиндра с двумя патрубками 2 и 10, которые служат для раздельного подвода соответственно газа и воздуха. Внутри корпуса горелки размещены трубки 3, по которым газ из камеры / через отверстие 8 в стенке 9 поступает в топку. Воздух от вентилятора через патрубок 10 поступает в корпус 4 и движется между трубками 3, а затем через те же отверстия 8 направляется в топку. Перед этим воздух проходит через специальные завихрители, что способствует хорошему перемешиванию газа с воздухом на выходе из горелки. В центре горелки размещена трубка 5, предназначенная для розжига горелки и наблюдения за факелом. Кроме того, при комбинированном сжигании газа и мазута в этой трубке может быть установлена мазутная форсунка. Горелка крепится к каркасу топки с помощью фланца 6. Стенка 9 со стороны топки футеруется огнеупорным бетоном или шамотной массой слоем толщиной 70-100 мм [35].
Рисунок 4.4. Газовая смесительная горелка системы «Мосгазпроект» Горелки такого типа изготавливают нескольких типоразмеров тепловой мощностью 3900-9300 кВт при давлении газа перед горелкой 1 кПа. Эти горелки работают надежно и устойчиво, обеспечивая полное сгорание газа при относительно небольшой длине факела. В котлах небольшой тепловой мощности для сжигания газа часто используют подовые щелевые горелки, отличающиеся простотой устройства. Изготавливают их из стальной трубы диаметром 50-60 мм, в которой порядно насверлены отверстия. Такую трубу устанавливают в специальной щели, выкладываемой из шамотного кирпича. Газ подается в трубу и через отверстия выходит в щель (туннели), куда также поступает воздух вследствие разрежения в топке (в горелках без принудительной подачи воздуха) или вентилятором. В щели газ смешивается с воздухом и начинает гореть. В отдельных случаях в одной топке необходимо сжигать газ и мазут. Для этого используют специальные комбинированные газомазутные горелки типа ГМГ и НГМГ, которые различаются по способу распыливания мазута: паром (горелки ГМГ) или воздухом (горелки НГМГ). Газомазугная горелка ЦКТИ-Ильмарине типа НГМГ (см. рис. 4.5) имеет патрубок 2, через который газ попадает в кольцевую камеру 6. Оттуда через отверстие 4 газ выходит в зону регистра 5, где смешивается с воздухом, поступающим в горелку через патрубок 8, и направляется в топку. При установке мазутной форсунки 7 с воздушным распыливанием мазут проходит через ее сопло и в зоне завихрителей 3 попадает в закрученный поток первичного воздуха, идущего через патрубок 1, и распыливается. Через патрубок 8 подается необходимое количество вторичного воздуха. Образовавшаяся смесь поступает в топку, где и сгорает. Вторичный воздух подается вентилятором под давлением 1-1, 5 кПа; воздух для распыливания мазута поступает от специального вентилятора под давлением около 4 кПа. Выпускают горелки четырех типоразмеров тепловой мощностью 1, 16-6, 4 МВт.
Вторичный воздух Рисунок 4.5. Газомазутная горелка ЦКТИ-Ильмарине Короткофакельная горелка с паромеханической форсункой (см. рис. 4.6) представляет собой модернизированную горелку ГМГ. Благодаря модернизации снижен коэффициент избытка воздуха до 1, 05 и повышен КПД котла примерно на 1%. Тепловая мощность горелок регулируется изменением давления мазута или газа и воздуха (см. табл. 4.2). Для котлов типа ДЕ были разработаны горелки ГМ и ГМП с периферийной подачей газа и паромеханической форсункой. В горелках ГМП осуществлена предварительная газификация мазута, благодаря чему обеспечивается однофазовое горение, минуя предварительные стадии (подогрев, испарение, разложение). Предварительная газификация мазута осуществляется за счет теплоты сгораемого топлива в специальной камере диаметром 800 мм и длиной 1200 мм. Тепловая мощность горелок ГМ-2, 9 составляет 8, 1 МВт, горелок ГМП -11, 6-16, 3 МВт (см. табл. 4.3) [35]. Таблица 4.2 Основные технические данные для горелок ГМГ, ГМГ(м) и НГМГ
На базе ротационных форсунок разработаны ротационные газомазутные горелки РГМГ (см. рис. 4.6) тепловой мощностью 11, 6; 23, 2 и 34, 9 МВт для сжигания газа и мазута.
Рисунок 4.6. Газомазутные горелки ГМГ и РГМГ Горелка для распиливания мазута оборудована ротационной форсункой, а для подачи первичного и вторичного воздуха - двумя вентиляторами. Горелки предназначены для раздельного сжигания мазута и газа, как для водогрейных, так и для паровых котлов. При переходе с одного вида топлива на другое допускается кратковременное совместное сжигание обоих видов топлива, для чего горелки снабжены захлопками. Основные преимущества горелок РГМГ - возможность работы при низком давлении топлива и без применения тонких фильтров, плавное регулирование давления, а также расхода топлива и вторичного воздуха и др. Таблица 4.3 Основные данные горелок ГМ и ГМП
Для паровых котлов средней мощности Белгородским котлостроитель-ным заводом изготавливаются газомазутные горелки нескольких типов: вихревые, двухпоточные с тангенциальным завихрением воздуха с периферийной подачей газа (300-1280 м3/ч) и механическими мазутными форсун- ками с расходом топлива 250-800 кг/ч. Диапазоны регулирования горелки по воздуху определяются минимально допустимой скоростью воздуха в пережиме амбразуры горелки (не менее 20 м/с). Техническая характеристика горелок РГМГ:
тип горелки
- тепловая мощность, МВТ - диаметр распыливающего стакана фор - частота вращения стакана, 1/мин - давление мазута перед - мощность эл. двигателя, кВт - сопротивление газовой части, кПа - диапазон регулирования, % от номиналь - диаметр устья горелки, мм Дорогобужский котельный завод для водогрейных котлов типа ПТВМ разработал горелки вихревые (с осевым завихрителем воздуха) однопоточ-ные с периферийной подачей газа (660-900 м3/ч) тепловой мощностью 4, 9— 7, 0 МВт. Для сжигания мазута предусмотрена охлаждаемая сетевой водой механическая форсунка с расходом топлива 620-800 кг/ч, устанавливаемая по оси горелки. Широкий ряд форсунок и горелок предлагают зарубежные фирмы для предприятий и организаций, проектирующих, устанавливающих и эксплуатирующих котельные. Например, один из ведущих немецких производителей оборудования для котельных - фирма KORTING AG производит газовые горелки (форсунки) с наддувом (см. табл. 4.4), которые отличаются высокой надежностью, оригинальностью конструктивного решения и характеризуются низкими показателями выбросов вредных веществ. Электронное регулирование работы горелки в сочетании с конструктивными особенностями, такими как дожигание отработанных газов, с одновременным использованием их в качестве формирователя рабочей смеси, позволяет многократно повысить экологическую чистоту горелки при высокой ее экономичности и не менее высоком КПД, достигающем 93%. Эти горелки отмечены экологическим знаком «Голубой ангел». Ими оснащают свою продукцию более тридцати производителей отопительного оборудования, среди которых такие известные фирмы, как Ygnis, Valliant Wiessmann, Schafer, Rohleder. Фирмой KORTING AG производятся также жидкотопливные (см. табл. 4.5а) и комбинированные (см. табл. 4.56), а также промышленные двух-блочные горелки (см. табл. 4.6), которые имеют аналогичные характеристики качества работы. Таблица 4.4
Таблица 4.5а
Таблица 4.56
Таблица 4.6 Промышленные двухблочные горелки (форсунки) мощностью 1-25 МВт серии СК
Продолжение таблицы 4.6
Несколько типоразмеров энергосберегающих горелок, работающих на газе (см. табл. 4.7 и 4.8), на мазуте (табл. 4.9 и 4.10), дизельном топливе (табл. 4.11 и 4.12) и на двух видах топлива - дизтопливо/газ (табл.4.13-4.15), предлагает итальянская фирма «Экофлам». Таблица 4.7а AZUR Энергосберегающая газовая горелка (топливо: природный газ, сжиженный газ, биогаз, городской газ) выходной мощностью от 16 до 72 КВт
Таблица 4.76 BLU Газовая горелка (топливо: природный газ, сжиженный газ, биогаз, городской газ) выходной мощностью от 60 до 2000 КВт
Продолжение таблицы 4.76
Таблица 4.8 BLU PR/MODULAIR Газовая горелка с электронно-пневматической системой регулирования мощности (топливо: природный газ, сжиженный газ, биогаз, городской газ). Мощность от 120 до 4000 КВт
Таблица 4.9 OILFLAM Горелка, работающая на мазуте, выходной мощностью от 91 до 3988 КВт
Таблица 4.14 MULTIFLAM Горелка, работающая на двух видах топлива (дизтопливо/газ), с выходной мощностью от 290 до 4070 КВт
Таблица 4.15 DUAL Горелка, работающая на двух видах топлива (дизтопливо/газ), с выходной мощностью от 23 до 345 КВт
Горелки фирмы ACV (Бельгия) характеризуются высоким коэффициентом полезного действия и максимальным использованием энергии топлива. Автоматический воздушный клапан предотвращает охлаждение котла при выключении горелки. Крышка горелки имеет толстый изоляционный слой, что позволяет добиться хороших акустических характеристик горелки и значительно снизить шум при ее функционировании. В табл. 4.16 приведены характеристики горелок ACV, работающих на дизельном топливе. Газовые и жидкотопливные горелки фирмы «Weishaupt» (Германия) характеризуются компактностью и высокими теплотехническими показателями. В них реализована возможность цифрового управления и контроля процесса горения.
Разработаны и выпускаются пять типоразмеров горелок в диапазоне тепловой мощности от 12 до 550 кВт. Горелки имеют общую платформу для газовых и жидко топливных моделей. Имеется стандартное исполнение моделей жидкотопливных горелок и так называемое исполнение TN (LowNOx) - пониженным содержанием оксидов азота в дымовых газах. Улучшенные экологические характеристики достигаются здесь благодаря оснащению горелок двумя смесительными устройствами топлива и воздуха. Горелки, работающие на жидком топливе, имеют маркировку WL, горелки на газообразном топливе - маркировку WG. Горелки типорядов WG30 и WG40 дополнительно оснащены функцией регулирования скорости вращения. Это позволяет снизить электропотребление горелок и звуковое давление при их эксплуатации на пониженных режимах. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 2266; Нарушение авторского права страницы
Газ