Сведения о системах теплоснабжения и потребителях тепловой энергии, теплогенерирующая установка и ее элементы – 2 часа

Стр 1 из 13Следующая ⇒

Котельной установкой называют совокупность устройств и механизмов, предназначенных для производства водяного пара или приготовления горячей воды. Водяной пар используют для привода в движение паровых двигателей, для производственных нужд промышленности и сельского хозяйства и отопления помещений. Горячую воду предназначают для отопления производственных, общественных и жилых зданий, а также для коммунально-бытовых нужд населения. В подавляющем большинстве котельных установок пар или горячую воду получают путем использования тепла сжигаемого органического топлива. Однако в атомных установках пар и горячую воду получают, используя тепло ценной реакции распада ядер тяжелых элементов — урана или плутония.

По роду производимого теплоносителя различают установки с паровыми и водогрейными котлами.

Современная паровая котельная установка, принципиальная схема которой показана на рис. 1, представляет собой сложное сооружение. Основной частью ее является собственно паровой котел (А2), в котором осуществляется превращение воды в насыщенный пар. Однако в настоящее время собственно паровой котел с целью повышения экономичности котельной установки дополняется следующими элементами: пароперегревателем (А4), водяным экономайзером (А6) и воздухоподогревателем (А7). Пароперегреватель предназначается для повышения температуры и энтальпии пара, полученного в котле, с целью повышения экономичности всей паросиловой установки. В водяном экономайзере используют тепло дымовых газов, уходящих из котла, для подогрева воды, подаваемой в котел, а в воздухоподогревателе — для подогрева воздуха, поступающего в его топку (А1), что существенно улучшает процесс горения топлива. Устанавливают либо только водяной экономайзер или воздухоподогреватель, либо тот и другой в совокупности; первое решение осуществляют в котельных установках небольшой производительности, а второе — в установках средней и большой производительности.

Собственно котел, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, а также топка, связанные в единое органическое целое, совместно с примыкающими к ним паро- и водопроводами, соединительными газо- и воздуховодами, арматурой образуют в целом котельный агрегат. Котельный агрегат имеет каркас с лестницами и помостами для обслуживания и заключается в обмуровку. Металлические поверхности элементов котельного агрегата, которые с одной стороны соприкасаются с дымовыми газами, а с другой — с водой, паром или воздухом и, таким образом, служат для передачи тепла от дымовых газов к воде, пару и воздуху, называют поверхностями нагрева.

Современный котельный агрегат обслуживается рядом вспомогательных механизмов и устройств, которые могут быть индивидуальными, когда они предназначены для обслуживания только одного агрегата, и групповыми, когда они обслуживают группу агрегатов. В последнее время термин котельный агрегат часто заменяют термином парогенератор.

К вспомогательным механизмам и устройствам относят: дымососы и дутьевые вентиляторы, питательные и водоподготовительные установки, пылеприготовительные установки, топливоподачу, системы золоулавливания и золоудаления — при сжигании твердого топлива, мазутное хозяйство— при сжигании жидкого топлива, газорегуляторную станцию — при сжигании газообразного топлива.

Дымососы (Б2) предназначаются для удаления дымовых газов из котельной установки, так как при наличии в котельном агрегате водяного экономайзера и воздухоподогревателя общее 1азовое сопротивление становится настолько большим, что естественная тяга, создаваемая дымовой трубой (БЗ) даже очень большой высоты, становится недостаточной для его преодоления.

Дутьевые вентиляторы (Б1) устанавливают для того, чтобы при подаче воздуха в топку преодолеть сопротивление горелок или слоя топлива на решетке, а также сопротивление воздухоподогревателя.

При сжигании твердого топлива образуются зола и шлак. Зола уносится из топки дымовыми газами в газоходы котельной установки, а из них через дымовую трубу — в атмосферу, что приводит к загрязнению воздушного бассейна и окружающей территории. Кроме того, зола, проходя через дымососы, сильно изнашивает их, что приводит к необходимости частого ремонта. Во избежание всего этого котельные установки, предназначенные для работы на твердом топливе, оснащают золоуловителем (В1), в котором дымовые газы очищаются от золы, унесенной из топки. Золоуловитель устанавливается перед дымососами. Зола, уловленная в нем, удаляется через золоспускное устройство (ВЗ). Шлак из топки удаляется через шлакоспускные устройства (В2). Уловленная в золоуловителе зола, так же как и шлак, спущенный из топки, поступает в систему шлакозолоудаления (В4) для отвода в головой отвал.

Для подачи в котел воды, подлежащей испарению, служит питательная установка. Основной частью ее являются питательные насосы с электрическим (ДЗ) и паровым (Д2) приводами, развивающие давление, необходимое для преодоления давления пара в котле и сопротивления всей системы питательных линий. Питательные насосы являются ответственным элементом котельной установки, поэтому число, производительность и вид привода питательных насосов, подлежащих установке в котельных различного назначения, строго регламентированы. Другой частью питательной установки являются питательные баки (Д1), назначение которых — принять и хранить некоторое количество питательной воды, с тем чтобы исключить опасность перерыва в питании котлов из-за ее отсутствия. В котельных установках электростанций предусматривается подогрев питательной воды отборным паром от турбин в подогревателя (Д4).

Природная вода содержит механические и коллоидальные примеси, растворенные соли и воздух. Некоторые соли выделяются из воды в процессе ее нагревания и испарения в котле и оседают на внутренних стенках поверхностей нагрева в виде плотной, трудно отделимой накипи, которая ухудшает передачу тепла через стенку и может вызвать разрушение металла в результате его перегрева. Другие соли выпадают в объеме котловой воды в виде мелкодисперсных взвешенных частиц, что приводит к появлению в котле подвижного осадка, называемого шламом, который также может послужить причиной аварии котла. Поэтому воду, предназначенную для подачи в котел, приходится предварительно осветлять и умягчать, доводя содержание в ней солей, образующих накипь и шлам, до технически возможного минимума. Для этого сооружают специальную водоподготовительную установку, в которую входят устройства для осветления (ГЗ) и умягчения (Г4) воды. Исходная пода подается в водоподготовительную установку насосом (Г2) из бака (Г1).

Кислород растворенного в воде воздуха, попадая в котел, вступает в реакцию с металлом и вызывает коррозию (ржавление) его. Это приводит к необходимости освобождать питательную воду от растворенного в ней воздуха, что осуществляют в особом устройстве, называемом деаэратором (Г5)

Оставшееся в умягченной питательной воде минимальное количество солей накапливается в котловой воде в процессе ее испарения и может привести к образованию накипи и шлама в котле. Поэтому в паровом котле для удаления проникших в него солей предусматривают особую продувочную систему, в которую входят сепаратор непрерывной продувки (Е1), продувочные линии и барботер (Е2) для приема продувочной воды.

Пар, образующийся в паровом котле, выносит капельки влаги, в которых содержится некоторое количество растворенных солей. Попадая в пароперегреватель, эти капли влаги испаряются, а содержащиеся в них соли оседают на внутренних стенках его труб, что может привести к их пережогу. Эти соли попадают также в паровую турбину (если котел установлен на электростанции), где они оседают во входном клапане турбины и на ее лопатках, нарушая нормальную работу турбины. В связи с этим в паровых котлах устанавливают сепарационные устройства (АЗ), предназначенные для отделения капель влаги от пара, выходящего из котла.

Во многих элементах котельной установки (паропроводы, теплообменники и т. п.) в результате теплоотдачи происходит охлаждение пара с образованием конденсата. В связи с этим возникает необходимость создания дренажной системы для удаления этого конденсата, который собирают в дренажный (конденсатный) бак (Ж1), конденсатными насосами (Ж2) конденсат возвращается в деаэратор и питательный бак.

Тепловые, гидродинамические и аэродинамические процессы, протекающие в котельной установке, необходимо регулировать и контролировать. В связи с этим ее оснащают регулирующими устройствами, такими, как например, регулятор температуры перегретого пара (Д5), запорными регулирующими и предохранительными органами, а также контрольно-измерительными приборами. Наряду с этим в котельных установках осуществляют комплексную автоматизацию регулирования всех основных происходящих в них процессов. Автоматика обеспечивает более точное и быстрое регулирование процессов, происходящих в котельной установке, по сравнению с ручным регулированием, и приводит к повышению ее экономичности. Котельные установки, расположенные в одном здании или на общей площадке (при открытом размещении их), в совокупности со всем комплексом вспомогательных механизмов и устройств называют котельной.

В соответствии с назначением и родом производимого теплоносителя различают энергетические, производственные, отопительные и производственно-отопительные котельные, а также котельные с паровыми и водогрейными котлами.

Лекция 2

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒