Промышленные котельные установки

24 апр 2019

Общие сведения
Котельная установка состоит из котла и вспомогательного оборудования. Устройства, предназначенные для получения пара или горячей воды повышенного давления за счет теплоты, выделяемой при сжигании топлива, или теплоты, подводимой от посторонних источников (обычно с горячими газами), называют котельными агрегатами. Они делятся соответственно на котлы паровые и котлы водогрейные. Котельные агрегаты, использующие (т.е. утилизирующие) теплоту отходящих из печей газов или других основных или побочных продуктов различных технологических процессов, называют котлами-утилизаторами.
В состав котла входят: топка, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, каркас, обмуровка, тепловая изоляция, обшивка.
Вспомогательным оборудованием считают: тягодутьевые машины, устройства очистки поверхностей нагрева, топливоприготовление и топливоподачу, оборудование шлако- и золоудаления, золоулавливатель и другие газоочистительные устройства, газовоздухопроводы, трубопроводы воды, пара и топлива, арматуру, гарнитуру, автоматику, приборы и устройства контроля и защиты, водоподготовительное оборудование и дымовую трубу.
К арматуре относят регулирующие и запорные устройства, предохранительные и водопробные клапаны, манометры, водоуказательные приборы.
В гарнитуру входят лазы, гляделки, люки, шиберы, заслонки.

Здание, в котором располагаются котлы, называют котельной.

Комплекс устройств, включающий в себя котельный агрегат и вспомогательное оборудование, называют котельной установкой. В зависимости от вида сжигаемого топлива и других условий некоторые из указанных элементов вспомогательного оборудования могут отсутствовать.
Котельные установки, снабжающие паром турбины тепловых электрических станций, называют энергетическими. Для снабжения паром производственных потребителей и отопления зданий создают специальные производственные и отопительные котельные установки.
Технологическая схема котельной установки с барабанным паровым котлом, приведена на рисунке ниже:

ENERGETIK.UZ

Из рисунка видно, что барабанный котельный агрегат состоит из топочной камеры и газоходов, барабана, поверхностей нагрева, находящихся под давлением рабочей среды (воды, пароводяной смеси, пара), воздухоподогревателя, соединительных трубопроводов и воздуховодов. Поверхности нагрева, находящиеся под давлением, включают в себя водяной экономайзер, испарительные элементы, образованные в основном экранами топки и фестоном, и пароперегреватель. Все поверхности нагрева котла, в том числе и воздухоподогреватель, как правило, трубчатые.
Лишь некоторые мощные паровые котлы имеют воздухоподогреватели иной конструкции.
Нижнюю трапециевидную часть топки котельного агрегата называют холодной воронкой — в ней охлаждается выпадающий из факела частично спекшийся зольный остаток, который в виде шлака проваливается в специальное приемное устройство. Газомазутные котлы не имеют холодной воронки.
Газоход, в котором расположены водяной экономайзер и воздухоподогреватель, называют конвективным (конвективная шахта), в нем теплота продуктов сгорания (уходящих топочных газов) передается воде и воздуху в основном конвекцией.
Поверхности нагрева, встроенные в этот газоход и называемые хвостовыми, позволяют снизить температуру продуктов сгорания от 500-700°С после пароперегревателя почти до 100°С, т.е. полнее использовать теплоту сжигаемого топлива.
Вся трубная система и барабан котла поддерживаются каркасом, состоящим из колонн и поперечных балок. Топка и газоходы защищены от наружных теплопотерь обмуровкой — слоем огнеупорных и изоляционных материалов. С наружной стороны обмуровки стенки котла имеют газоплотную обшивку стальным листом с целью предотвращения присосов в топку избыточного воздуха и выбивания наружу запыленных горячих продуктов сгорания, содержащих токсичные компоненты.
Параметрами паровых котлов (парогенераторов) являются давление p, МПа, температура t, °С и количество (расход) пара, D, т/ч или кг/с. Водогрейные котлы характеризуются теплопроизводительностью в киловаттах или мегаваттах (в системе МКГСС в Гкал/ч), температурой воды, °С, и давлением подогретой воды, МН/м2 или кг/см2.

Паровые котлы производственных котельных
В промышленных котельных, снабжающих предприятия паром низкого давления (до 1,4 МПа), применяются паровые котлы, изготавливаемые отечественной промышленностью, производительностью до 50 т/ч. Котлы выпускаются для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива.
Основным типом паровых котлов малой производительности, широко распространенных вразличных отраслях промышленности, в коммунальном и сельском хозяйстве (пар используется для технологических и отопительно-вентиляционных нужд), а также на электростанциях малой мощности, являются вертикально-водотрубные котлы ДКВР (двухбарабанный вертикальный котел, реконструированный (см рисунок ниже).
ENERGETIK.UZ

Кроме котлов ДКВР, для технологических нужд промышленных предприятий и в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в настоящее время получили широкое распространение газомазутные (паровые) котлы малой и средней мощности серии Е(ДЕ) и Е(ГМ), производительностью 4-25 т/ч, давлением насыщенного и перегретого пара 1,4↔3,9 МПа, температурой 380↔440°C.
Общий вид котла Е(ГМ) представлен на рисунке ниже.
ENERGETIK.UZ


Водогрейные котлы
Для централизованного теплоснабжения крупных промышленных предприятий, городов и отдельных районов применяются стальные водогрейные котлы большой тепловой мощности.
Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды заданных параметров главным образом для отопления. Они работают по прямоточной схеме с постоянным расходом воды. Конечная температура нагрева определяется условиями поддержания стабильной температуры в жилых и рабочих помещениях, обогреваемых отопительными приборами, через которые и циркулирует вода, нагретая в водогрейном котле.
Поэтому при постоянной поверхности отопительных приборов температуру воды, подаваемой в них, повышают при снижении температуры окружающей среды. Обычно воду тепловой сети в котлах подогревают от 70... 104 до 150... 170°С. В последнее время имеется тенденция к повышению температуры подогрева воды до 180.. .200°С.
Во избежание конденсации водяных паров из уходящих газов и связанной с этим наружной коррозии поверхностей нагрева температура воды на входе в агрегат должна быть выше точки росы для продуктов сгорания. В этом случае температура стенок труб в месте ввода воды также будет не ниже точки росы. Поэтому температура воды на входе не должна быть ниже 60°С при работе котла на природном газе, 70°С при работе на малосернистом мазуте и 110°С при использовании высокосернистого мазута. Поскольку в теплосети вода может охлаждаться до температуры ниже 60°С, перед входом в агрегат к ней подмешивается некоторое количество уже нагретой в котле (прямой) воды.
Наиболее широкое распространение получили газомазутные котлы типов КВГМ и ПТВМ.
Котлы типа КВГМ тепловой мощности 4; 6,5; 10; 20 и 30 Гкал/ч (4,8-35 МВт) имеют горизонтально расположенную топку и поверхности нагрева с прямоточным принудительным движением воды.
ENERGETIK.UZ

ENERGETIK.UZ

ENERGETIK.UZ

Простейшая конфигурация котла и небольшое сопротивление конвективных пакетов позволили работать с естественной тягой, не требующей установки дымососов.



СПРАВОЧНИК ЭНЕРГЕТИКА
Под общей редакцией А.Н. Чохонелидзе