Котельные

Котельные

В зависимости от характера работы, назначения и графика нагрузок котельные подразделяются на производственные (предназначенные для снабжения тепловой энергией технологических потребителей), производственно-отопительные (дающие теплоту для технологических нужд, а также для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения) и отопительные (вырабатывающие теплоту только для нужд отопления, вентиляции и горячего водоснабжения).

В производственных котельных расход пара или горячей воды определяется тепловой мощностью технологических установок. При определении производительности такой котельной следует учитывать возможность использования вторичных энергоресурсов (ВЭР) технологических процессов производства.

Котельные

Производственно-отопительные котельные снабжают технологических потребителей паром и горячей водой (на технологические нужды) в течение двух или трех смен работы. Отопление же работает круглосуточно.

Отопительные котельные в течение отопительного периода работают постоянно. В целях экономии при отоплении общественных и промышленных помещений отпуск теплоты в нерабочее время должен быть уменьшен. Однако на практике это не всегда осуществляется, что приводит к перерасходу энергии, а следовательно, и топлива.

В котельных устанавливают паровые или водогрейные котлы (числом не менее двух). Котельные могут быть и смешанными, т.е. снабженными и паровыми и водогрейными котлами. Котлы должны быть однотипными с одинаковой производительностью.

Суммарную теплопроизводительность котельной рассчитывают исходя из мощности тепловых нагрузок производства и мощности для покрытия расходов теплоты на собственные нужды котельной.

Для анализа работы котельной разрабатывают ее тепловую схему. Тепловые схемы могут быть принципиальными, развернутыми и рабочими (монтажными). На принципиальной тепловой схеме указано лишь главное оборудование (котлы, подогреватели, насосы и др.) и основные трубопроводы без арматуры, на развернутой — рабочее и резервное оборудование. Рабочая же схема выполнена в ортогональном или аксонометрическом изображении с указанием отметок расположения трубопроводов, арматуры и др.

На рис. 22 приведена принципиальная схема производственной котельной.

Суммарную паропроизводительность такой котельной рассчитывают следующим образом.

Котельные

Расход пара на собственные нужды котельной состоит из расхода его на подогрев питательной воды котлов, ее деаэрацию, подогрев мазута, на отопление и вентиляцию помещений котельной. Необходимо также учесть тепловые потери через стенки трубопроводов и утечки теплоносителей через неплотности.

Расход пара на подогрев воды Дп в, т/ч, и на деаэратор Da составляет 5 —10 % от расхода пара на производство, а на подогрев мазута DM, т/ч, и на потери Dn0T внутри котельной — 2 —5 % (по предварительным расчетам). Таким образом, суммарное количество пара (т/ч), которое должна выработать котельная, составляет

Котельные

Число котлов и их производительность устанавливают по расчетной паропроизводительности котельной, проверяя режим работы для летнего периода времени года.

При полных расчетах тепловых схем котельных задаются температурой исходной воды 5— 15 °С и воды, идущей на химическую очистку, — 20 — 30 °С. Потери воды в тепловых сетях с закрытой системой водоснабжения составляют 0,5 % объема воды в сети (при отсутствии данных об объеме — 1,5 — 2% часового расхода воды в сети).

Пример. Расчет тепловой схемы производственной котельной.

Расход пара на производство при давлении Р = 0,4 МПа, температуре tH = 143,62 °С составляет Dn = 10 т/ч. С учетом расхода пара на собственные нужды котельной принимаем общий расход пара D = 1,1 Dn= 11т/ч.

Котельные

Количество воды, т/ч, удаляемое из котла с продувкой

Котельные

Если количество воды тпр > 0,5 т/ч, следует осуществлять непрерывную продувку котла с установкой сепаратора (расширителя) пара и теплообменника для использования теплоты продувочной воды.

Количество пара (т/ч), получаемое из расширителя, находят из балансового уравнения

Котельные

Количество воды (т/ч), уходящей в теплообменник (охладитель) продувочной воды

Котельные

Количество воды (т/ч), поступающей в котлы

Котельные

Выбираем число котлов и их единичную паропроизводительность. Единичная паропроизводительность однотипных котлов равна D/n, где n — число котлов. Оптимальное число котлов в новых котельных равно трем.

Это количество равно расходу воды из деаэратора. Пар, десорбирующийся из воды (выпар), удаляется из деаэратора вместе с газами. Количество выпара Dвып составляет 2 — 5 кг на каждую тонну деаэрированной

Котельные

воды. Теплота этого пара может быть использована для подогрева химически очищенной воды.

Максимальное количество воды (т/ч), поступающее в деаэратор после химической подготовки

Котельные

Расход сырой воды тс в (т/ч), поступающей на химическую очистку, должен быть больше максимального расхода воды mхим, так как часть воды тратится на регенерацию и отмывание фильтров

При температуре сырой воды tс в = 15 °С из теплового баланса охладителя продувочной воды определяют температуру воды на выходе из аппарата, °С

Котельные

 

Из уравнения материального баланса рассчитывают расход пара на деаэратор

Котельные

Котельные

Расход пара (т/ч) на подогрев сырой воды, идущей на химводочистку, рассчитывают из теплового баланса:

Материальный баланс котельной с паровыми котлами имеет вид

Котельные

Расход пара на деаэратор, подогреватели сырой и очищенной воды составляет 8 % расхода пара на собственные нужды, что менее допустимого, равного 10 %. В противном случае расчет требуется повторить.

На основании материального баланса котельной составляют ее тепловой баланс.

Характеристика паровых котлов, устанавливаемых в центральных производственно-отопительных котельных, представлена в табл. 3.

Характеристика паровых котлов небольших котельных приведена в табл. 4.

Газомазутные котлы типа ДЕ предназначены для выработки пара, идущего на технологические нужды предприятий. Обладая

Котельные

 

Котельные

рядом преимуществ, они в то же время недостаточно приспособлены к обычным условиям водного режима вследствие отсутствия эффективных схем ступенчатого испарения.

Паровые котлы типа КЕ (рис. 23) имеют слоевые топки для твердого топлива. Диаметр верхнего и нижнего барабана — 100 мм, расстояние между ними — 2750 мм. Между барабанами расположены боковые экраны и конвективный пучок труб. Питательная вода из экономайзера по трубе подается в верхний барабан. В ниж-

Котельные

ний барабан она опускается по задним трубам конвективного пучка. Передние трубы конвективного пучка являются испарительными. Из испарительных труб пароводяная смесь поступает в верхний барабан, где барботирует через слой воды. Отсепари- рованный в паровом пространстве барабана пар направляется в паропровод.

Двухбарабанные котлы типа ДКВР установлены на ряде предприятий легкой промышленности и предназначены для сжигания в них жидкого, твердого и газообразного топлива, в соответствии с чем КПД котла составляет 75 — 91 %. Паропроизводительность котлов этого типа составляет 2,5 — 20 т/ч, давление пара — 1,3 и 1 МПа.

Номинальная паропроизводительность котлов ДКВР обеспечивается при сжигании большинства видов топлива. При сжигании газообразного топлива и мазута паропроизводительность котлов ДКВР на 30 —50 % больше, чем при сжигании твердого топлива.

Вся серия унифицированных котлов типа ДКВР, рассчитанная на давление 1,3 МПа, имеет общую конструктивную схему. Это двухбарабанные котлы с естественной циркуляцией и экранированной топочной камерой. Размещение барабанов продольное, диаметр их — 1000 мм. В верхнем барабане размещается сепарацион- ное устройство, в нижнем — перфорированная трубка для продувки.

Верхний и нижний барабаны котла снабжены пучком кипятильных труб диаметром 51 мм (толщина стенки 2,5 мм) с коридорным расположением, образующим конвективную поверхность нагрева. Последние ряды кипятильных труб по ходу газов являются опускными.

Для уменьшения потерь теплоты топка в котлах ДКВР разделена на две части: собственно топку и камеру догорания, объем которой составляет 10 — 20% полного объема топочной камеры. Движение газов в котлах горизонтальное с несколькими поворотами.

Котлы ДКВР монтируют либо с экономайзерами, либо без них. Экономайзеры служат для нагрева питательной воды до температуры 165 °С за счет теплоты топочных газов, которые охлаждаются при этом до температуры 180 °С.

Основные характеристики котлов ДКВР представлены в табл. 5.

Котельные

Для обеспечения безопасной, надежной и экономичной эксплуатации котельный агрегат оборудуют контрольно-измерительными приборами, автоматической системой регулирования важнейших параметров, сигнализацией, защитными устройствами. На котлоагрегате устанавливают манометры (для измерения давления пара и питательной воды); расходомеры (для измерения паропроизводительности котла и расхода питательной воды); водоуказательные приборы, приборы для измерения температуры питательной воды, перегретого пара и уходящих газов; газоанализаторы, приборы для измерения разрежения в верхней части топки.

Смотрите также