Установки с паровыми и водогрейными котлами

Размещено на http://allbest.ru

Введение

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 нужд промышленности и сельского хозяйства и отопления помещения. Горячую воду предназначают для отопления производственных, общественных и жилых зданий, для коммунально-бытовых нужд населения.

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

По назначению паровые котельные агрегаты делят на промышленные, устанавливаемые в производственных и отопительных котельные, которые устанавливают в котельных тепловых электрических станций. По типу паровые котлы можно разделить на вертикально-цилиндрические, вертикально-водотрубные с развитой испарительной поверхностью нагрева и экранные.

Современная паровая котельная установка представляет собой сложное сооружение. Основной частью её является собственно паровой котел, в котором осуществляется превращение воды в насыщенный пар.

Однако в настоящее время собственно паровой котел с целью повышения экономичности котельной установки дополняется пароперегревателем, водяным экономайзером и воздухоподогревателем.

Пароперегреватель предназначается для повышения температуры и энтальпии пара, полученного в котле. 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. Устанавливают водяной экономайзер или воздухоподогреватель либо тот и другой в совокупности.

Собственно котел, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, а также топка, связанные в единое органическое целое, совместно с примыкающими к ним паро- и водопроводами, газо- и воздухопроводами, 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, соприкасающиеся с дымовыми газами и водой, паром или воздухом служат для передачи тепла от дымовых газов к воде, пару и воздуху и называются поверхностями нагрева.

Современный котельный агрегат обслуживается рядом вспомогательных механизмов и устройств, которые могут быть индивидуальными и групповыми.

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 предназначаются для удаления дымовых газов из котельной установки. Дутьевые вентиляторы устанавливают для того, чтобы при подаче воздуха в топку преодолеть сопротивление горелок или слоя топлива на решетке, а также сопротивления воздухоподогревателя.

Тепловые, гидродинамические и аэродинамические процессы, протекающие в котельной установке, необходимо регулировать и контролировать.

Поэтому ее оснащают регулирующими устройствами, такими, как регулятор температуры перегретого пара, запорными регулирующими и предохранительными органами, контрольно-измерительными приборами.

Наряду с этим в котельных установках осуществляют комплексную автоматизацию регулирования всех основных происходящих в них процессов. Котельные установки, расположенные в одном здании или на общей площадке 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.

Котлы паровые серии ДКВр

Котлы паровые серии ДКВр - это двухбарабанные, вертикально-водотрубные котлы с естественной циркуляцией предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Естественная циркуляция образуется в замкнутом контуре за счёт разности плотностей смеси в опускных и подъёмных трубах. Котлы данной серии имеют возможность перевода в водогрейный режим. Котлы типа ДКВр- это котлы с центральным расположением барабанов мощностью от 2,5 до 20 тонн пара/в час (т/ч), давлением 1,3 МПа и температурой перегретого пара 194 и 250 °C. Технические характеристики котла можно разогнать до 3,9 МПа и температурой до 440 °C. Работает практически на любом топливе. Котел может оснащаться пароперегревателем.

Преимущества: Надежная гидравлическая и аэродинамическая схема работы котла обеспечивает высокий КПД - до 91%.

ь низкий уровень затрат на эксплуатацию и обслуживание.

ь котел ДКВР имеет сборную конструкцию, что позволяет монтировать его в котельной, не разрушая стен, и быстро подключить к уже существующим системам.

ь возможен перевод котла с одного вида топлива на другой.

ь широкий диапазон регулирования производительности (от 40 до 150% от номинала) позволяет использовать котел с максимальной эффективностью и значительно экономить затраты на теплоэнергоснабжение.

Возможность перевода котла в водогрейный режим.

Технические характеристики ДКВР 20/13

Устройство и принцип работы котла серии ДКВР

Котел имеет верхний длинный и нижний короткий барабаны, расположенные вдоль оси котла, экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок из гнутых труб. Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечном омывании труб.

Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла - асимметричные. При наличии пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается; пароперегреватели размещаются в первом газоходе после второго-третьего рядов кипятильных труб.

Для осмотра барабанов и установки в них устройств, а также для чистки труб на днищах имеются овальные лазы размером 325 ? 400 мм. Для удаления отложений шлама в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцеры диаметром 32?? 3 мм.

Циркуляционная схема котла ДКВР

Питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным линиям, откуда по последним рядам труб конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан.

Барабаны к котлам ДКВР

Соединения трубной системы котла ДКВР с барабаном производятся вальцованные, а не сварные, что повышает ремонтопригодность и надежность котла. Использование автоматизированных комплексов сварки позволяет изготавливать барабаны ДКВр высокого качества. ПГ «Генерация» осуществляет отдельную поставку ремкомплектов ДКВР и барабанов ДКВР.

Котел снабжен контрольно-измерительными приборами и необходимой арматурой:

ь предохранительные клапаны,

ь манометры и трехходовые краны к ним,

ь рамки указателей уровня со стеклами и запорные устройства указателей уровня,

ь запорные вентили и обратные клапаны питания котлов,

ь запорные вентили продувки барабанов, камер экранов, регулятора питания и пароперегревателя,

ь запорные вентили отбора насыщенного пара (для котлов без пароперегревателей),

ь запорные вентили для отбора перегретого пара (для котлов с пароперегревателями),

ь запорные вентили на линии обдувки и прогрева нижнего барабана при растопке котлов (для котлов ДКВР-10),

ь вентили для спуска воды из нижнего барабана,

ь запорные вентили на линии ввода химикатов,

ь вентили для отбора проб пара.

Конструктивные особенности котла

ДКВр-20-13ГМ. В котле ДКВр-20-13ГМ применяется двухступенчатая схема испарения с установкой во второй ступени выносных циклонов. Это позволяет уменьшить процент продувки и улучшить качество пара при работе на питательной воде с повышенным солесодержанием.

Во вторую ступень испарения входит часть труб боковых экранов переднего топочного блока. В котельный пучок вода подаётся из верхнего барабана через обогреваемые трубы последних рядов самого пучка.

Питание второй ступени испарения осуществляется из нижнего барабана. Выносные циклоны используются в качестве сепарационных устройств. Вода из циклонов поступает в нижние коллекторы экранов, а пар направляется в верхний барабан вместе с паром первой ступени испарения и дополнительно очищается, проходя через жалюзи и дырчатый лист. Непрерывная продувка второй ступени испарения ведётся из выносных циклонов.

В первой и второй ступенях испарения для постоянного контроля за соблюдением норм котловой воды на каждом котле должны быть установлены по два холодильника для отбора проб питательной воды.

Котлы ДКВр-20-13ГМ (Е-20-1,4ГМ) снабжены рециркуляционными трубами, которые расположены в обмуровке боковых стенок топки, что повышает надёжность работы циркуляционных контуров боковых экранов. В верхних барабанах размещаются сепарационные и питательные устройства, нижние барабаны являются шламоотстойниками.

По окружности верхнего барабана, в области труб экранов и подъемных труб котельного пучка, установлены щитки, подающие пароводяную смесь на зеркало испарения.

Для сжигания топлива котёл ДКВр-20-13ГМ (Е-20-1,4ГМ) комплектуется газомазутными горелками типа ГМ.

Котёл ДКВр-20-13ГМ (Е-20-1,4ГМ) имеет три опорные рамы: две - под два топочных блока и одна - под конвективный блок.

Выбор и описание топлива

Природный газ - ценнейший вид экологически чистого топлива. Добыча природного газа обходится значительно дешевле добычи нефти и угля. Применение природного газа способствует повышению эффективности общественного производства.

Природный газ в качестве источника энергии является наиболее экологически чистым, в природе имеются значительные его запасы, что позволяет назвать природный газ топливом XXI века. Вуктыльское месторождение.

Вуктыльское месторождение - крупнейшее из газовых залежей севера европейской части СССР.

Его запасы утверждены ГКЗ 28 марта 1968 г. по категории Сх С2 в размере 500 млрд. м3 газа и 185 млн. т конденсата. Месторождение введено в эксплуатацию в 1968 г., газ подается в районы Центра по газопроводу Ухта - Торжок.

Только на Вуктыльском месторождении будет ежегодно добываться до 40 млрд. м3 газа, который уже в настоящее время транспортируется в районы Центра нашей страны.

Тепловой баланс котельного агрегата

Целями составления теплового баланса котельного агрегата являются:

1. Определение значений всех приходных и расходных статей баланса;

2. Расчет коэффициента полезного действия котельного агрегата;

3. Анализ расходных статей баланса с целью установления причин ухудшения работы котельного агрегата.

На основе такого анализа разрабатываются мероприятия по повышению энергетической эффективности котельного агрегата.

В котельном агрегате при сжигании органического топлива происходит преобразование химической энергии топлива в тепловую энергию продуктов горения. Выделившаяся теплота расходуется на выработку полезной теплоты пара или горячей воды и на компенсацию тепловых потерь. В соответствии с законом сохранения энергии должно соблюдаться равенство прихода и расхода теплоты в котельном агрегате, т.е.:

паровой котёл топливо

Поступившую в котельный агрегат теплоту называют также располагаемой теплотой и обозначают В общем случае приходная часть теплового баланса записывается в виде уравнения:

Где -низшая рабочая теплота сгорания топлива, МДж/кг для твердого или жидкого топлива и МДж/м3 для газа; - физическая теплота топлива определяемая по формуле:

Расходная часть теплового баланса включает в себя полезно используемую теплоту Qпол затраченную на выработку пара (или горячей воды), и различные потери т.е.:

Или:

где -- располагаемая теплота котельного агрегата;-- потери теплоты с уходящими газами; -- потери теплоты от химической неполноты сгорания; -- потери теплоты от механической неполноты сгорания;-- потери теплоты от наружного охлаждения внешних ограждений котла; -- потери теплоты с физической теплотой шлаков; -- потери теплоты с охлаждаемыми элементами, не включенными в циркуляционную систему котла;-- расход (знак «+») или приход (знак «-») теплоты, связанный с неустановившимся тепловым режимом работы котла. При установившемся тепловом состоянии = 0.

Размещено на Allbest.ru