Лекция
Тема 2. Общая характеристика котельного агрегата, котельной установки
Определение КА, КУ, парового (водогрейного) котла, котла-утилизатора; основные и вспомогательные элементы, входящие в состав КА и КУ; принципиальная схема КУ с барабанным котлом естественной циркуляции на твердом топливе.
Классификация котельных установок и котельных агрегатов.
Котельной установкой (котельной) (КУ) называется комплекс оборудования, предназначенный для превращения химической энергии топлива в тепловую.
КУ, в свою очередь, может входить в состав промышленного или энергетического предприятия.
В зависимости от назначения различают следующие типы котельных установок:
- энергетические, вырабатывающие пар для паротурбогенераторов;
- производственно-отопительные, вырабатывающие пар и нагревающие воду для удовлетворения технологических потребностей производства, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;
- отопительные, вырабатывающие теплоту для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, а также для промышленных и коммунальных предприятий;
- смешанного назначения, вырабатывающие пар для снабжения одновременно паровых двигателей, технологических нужд, отопительно-вентиляционных установок и горячего водоснабжения.
Котельные установки по виду вырабатываемого теплоносителя разделяют на три основных класса:
1. Паровые котельные установки для производства водяного пара.
2. Водогрейные котельные установки для получения горячей воды.
3. Смешанные котельные установки, оборудованные паровыми и водогрейными котлами, используемыми для получения пара и горячей воды одновременно или попеременно.
Паровым котлом называется устройство, состоящее из топки, испарительных поверхностей для испарения пара, потребляемого вне этого устройства, с давлением выше атмосферного за счёт теплоты, выделяющейся при сжигании топлива.
Водогрейным котлом называется теплообменное устройство, в котором за счёт источника энергии (топлива) нагревается вода, находящаяся под давлением выше атмосферного и используемая в качестве теплоносителя вне самого устройства. Они могут использоваться как пиковые для выдачи сетевой воды на отопление от 100 до 1500С.
Котлы, использующие теплоту отходящих от других устройств газов, называют котлами-утилизаторами.
Котел-утилизатор - это паровой котел, не имеющий собственной топки и использующий тепло отводящих газов промышленной или энергетической установки.
Температура газов, поступающих в котел-утилизатор колеблется от 350-400°С (при установке котла-утилизатора за двигателями внутреннего сгорания) до 900-1500°С (за отражательными, рафинировочными и цементными печами). Крупные котлы утилизаторы имеют все элементы котлоагрегата, за исключением топочных и других устройств, связанных сжиганием топлива. Для малых производительностей и низких давлений применяется котлы-утилизаторы газотрубные либо с многократной принудительной циркуляцией, реже - прямоточные сепараторные и барабанные котлы-утилизаторы с естественной циркуляцией.
Водогрейные котлы-утилизаторы обычно называют утилизационными экономайзерами, или подогревателями. В некоторых случаях котлы-утилизаторы на столько сращиваются с элементами технологического оборудования, что не могут быть выделены как самостоятельные агрегаты (устройство для испарительного охлаждения мартеновских печей, химических установок и т.д.). Котлы-утилизаторы широко применяются в химической, нефтехимической, пищевой, текстильной и других отраслях промышленности.
Котел-утилизатор — паровой котёл, не имеющий собственной топки и использующий тепло отходящих газов каких-либо промышленной или энергетической установки. Температура газов, поступающих в котел-утилизатор, колеблется от 350—400°С (при установке котла-утилизатора за двигателями внутреннего сгорания) до 900—1500оС (за отражательными, рафинировочными и цементными печами). Крупные котлы-утилизаторы имеют все элементы котлоагрегата, за исключением топочных и других устройств, связанных с сжиганием топлива.
В некоторых случаях котлы-утилизаторы настолько сращиваются с элементами технологического оборудования, что не могут быть выделены как самостоятельные агрегаты (устройства для испарительного охлаждения мартеновских печей, химических установок и т. д.).
Схема котла-утилизатора с принудительной циркуляцией
1 — барабан; 2 — испарительная часть; 3 — пароперегреватель; 4 — водяной экономайзер.
По давлению пара на выходе из котла они делятся на:
1. котлы низкого давления (до 1 МПа);
2. среднего (1÷10 МПа), высокого (14 МПа);
3. сверхвысокого (18÷20 МПа) и сверхкритического давления (более 22,5 МПа).
Энергетические парогенераторы по производительности различаются как котлы:
1. малой;
2. средней;
3. большой производительности.
По относительному расположению продуктов горения и воды (пара) в агрегате:
1.газотрубные (жаротрубные) КА - в которых продукты горения движутся внутри труб, а вода - поверх (между) труб;
2. водотрубные - при обратном расположении.
По способу циркуляции воды все котлы сводятся к трём типам:
1.с естественной циркуляцией;
2. с многократной принудительной циркуляцией;
3. прямоточные.
В парогенераторах с естественной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется за счёт разности плотностей столбов рабочей среды: воды ρв в опускной питательной системе и пароводяной смеси ρсм в подъёмной испарительной части циркуляционного контура
Рис. 1. Тепловая схема котельной с водогрейными котлами: 1 - котел водогрейный; 2 - деаэратор вакуумный; 3 - охладитель выпара; 4 - эжектор; 5 - бак рабочей воды эжектора; 6 - насос рабочей воды; 7 - насос подпиточный; 8 - подогреватель химически очищенной воды; 9 - насос сырой воды; 10 - подогреватель сырой воды; 11 - насос сетевой; 12 - насос рециркуляционный.
Рис. 2. Котельная установка в системе промышленной ТЭЦ: 1 - котел паровой; 2 - турбина паровая; 3 - конденсатор; 4 - насос; 5 - подогреватель воды низкого давления; 6 - деаэратор атмосферный; 7 - подогреватель воды высокого давления.
Котельный агрегат (КА) состоит из основного и вспомогательного оборудования.
К основному оборудованию КА относятся:
1. топочное устройство (топочную камеру);
2. трубную систему с барабанами;
3. Пароперегреватель;
4. водяной экономайзер;
5. воздухоподогреватель;
6. каркас с лестницами и помостами для обслуживания;
7. обмуровка;
8. газоходы;
9. арматура.
К вспомогательным механизмам и устройствам КУ относят:
1. дымососы и дутьевые вентиляторы;
2. питательные установки;
3. Водоподготовительные установки;
4. пылеприготовительные установки;
5. системы топливоподачи и золоулавливания (при сжигании твердого топлива);
6. мазутное хозяйство (при сжигании жидкого топлива);
7. газорегуляторную станцию (при сжигании газообразного топлива);
8. контрольно-измерительные приборы и автоматика.
На рис. 3 приведена принципиальная схема котельной установки с барабанным котлом естественной циркуляции на твердом топливе.
Рис. 3 Схема котельной установки с барабанным котлом естественной циркуляции на твердом топливе: 1 – угольный конвейер; 2 - бункер сырого топлива; 3 - питатель угля; 4 - мельница; 5а, 5б - подвод первичного и вторичного воздуха; 6 - нижние коллекторы топочных экранов; 7 - общий короб горячего воздуха; 8 - горелки; 9 - топочная камера; 10 - опускные трубы; 11 - обмуровка; 12 - трубы топочных экранов; 13 - верхние коллекторы топочных экранов; 14 - барабан; 15 - фестон; 16а, 16б -потолочный и конвективный пароперегреватель; 17 - подвод питательной воды; 18 - экономайзер; 19 - воздухоподогреватель; 20 - дутьевой вентилятор; 21 - золоуловитель (электрофильтр); 22 - дымосос; 23 - дымовая труба; 24 - шлакоудаляющее устройство; 25 - колонны каркаса; 26 - каналы гидрозоло(шлако)удаления; 27 - заборный воздуховод; I – питательная вода; II - перегретый пар
Домашнее задание:
1. Конспект законспектировать.