Проектирование источников теплоснабжения показало, что в зависимости от вида тепловых нагрузок (производственные, отопительные) и их соотношения для котельной целесообразно устанавливать как паровые, так и водогрейные котлы.
1 - котел водогрейный; 2 - котел паровой; 3 - насос сетевой; 4 - насос сырой воды;
5 - насос рециркуляционный; 6 - насос подпиточный; 7 - насос конденсатный;
8 - насос питательный; 9 - охладитель продувочной воды;
10 - подогреватель сырой воды; 11 - охладитель подпиточной воды;
12 - подогреватель химич. очищенной воды; 13 - сепаратор непрерывной продувки; 14 - деаэратор питательной воды; 15 - деаэратор подпиточной воды;
16 - охладитель выпара; 17 - РОУ; 18 - бак конденсатный.
Рисунок 1 − Принципиальная тепловая схема котельной
с паровыми и водогрейными котлами
Основным доводом в пользу сооружения крупных комбинированных котельных являются меньшие удельные капитальные вложения. Установка водогрейных котлов и их вспомогательного оборудования требует значительно меньших затрат, чем установка паровых котлов со вспомогательным оборудованием и крупных пароводяных подогревателей при одинаковой тепловой мощности.
Использование водяных систем отопления производственных цехов, административных зданий и жилых домов с централизованным теплоснабжением в районах существующих промышленных предприятий также приводит к расширению и реконструкции имеющихся производственных котельных с установкой в них водогрейных котлов.
Вследствие этого паровые котельные превращаются в комбинированные с паровыми и водогрейными агрегатами. В некоторых случаях для удешевления строительства и эксплуатации в крупных паровых производственных котельных применяют установку водогрейных котлов для покрытия пиковых теплофикационных нагрузок. Покрытие летних нагрузок систем горячего водоснабжения в подобных котельных производят водой, подогретой в пароводяных подогревателях.
Последнее более рационально, чем применяемое иногда использование питательной или подпиточной воды из баков-деаэраторов, качество которой не всегда может соответствовать нормам на питьевую воду.
На рис. 1 и 2 приведены принципиальные тепловые схемы котельных с паровыми и водогрейными котлами для закрытой системы теплоснабжения. Теплоносителями являются насыщенный пар и горячая вода. На схеме нанесены только те элементы, которые необходимы для расчета. Связующими элементами паровой и водогрейной частей схемы являются паропроводы и система водоподготовительной установки для двух видов теплоносителей.
Направление потоков рабочего тела в паровой части котельной следующее: конденсат от технологических потребителей пара и из теплообменников 10 и 12 поступает под давлением в бак 18 с температурой 80÷90°С. После контроли качества конденсат насосом 7 перекачивается в головку деаэратора питательной воды 14. В деаэратор поступает весь конденсат от пароводяных подогревателей, размещенных в здании котельной, а также подогретая химически очищенная вода и пар из редукционно-охладительной установки (РОУ) 17 для барботажа деаэрируемой воды. Питательные насосы 8 получают деаэрированную воду с температурой около 104°С и подают ее в РОУ и паровые котлы. Кроме РОУ, пар подается к внешним потребителям и к мазутному хозяйству котельной. После РОУ пар поступает к деаэраторам 14 и 15, куда поступает пар из расширителей непрерывной продувки паровых котлов 18.
Водогрейная часть тепловой схемы котельной показана на рис. 2 слева. Из обратной магистрали тепловых сетей и из деаэратора 15 для подпитки сетей вода поступает к сетевым насосам 3. После насосов 3 в обратную линию насосом рециркуляции 5 подается горячая вода для получения расчетной температуры. На входе в водогрейные котлы 1. Часть воды из обратной линии тепловых сетей, после сетевых насосов, перепускается в подающую линию, где она смешивается с горячей водой из водогрейных котлов для поддержания температуры в тепловой сети.
В летнее время, когда водогрейные котлы не работают, пар используется для подогрева сетевой воды для нужд горячего водоснабжения в пароводяных подогревателях.