Оборудование котельной
Бесперебойная работа и качественное обслуживание производственного процесса требует своевременной подготовки и подачи промышленного насыщенного пара с оптимальным уровнем давления, а также наличия подогретой и очищенной технической воды. Современные, производительные котельные, которые функционируют на всех крупных предприятиях, – это сложная инженерная конструкция, в которое эксплуатируется тщательно подобранное по производительности оборудование котельной.
Критерии выбора котельного оборудования
Промышленное оборудование для нагрева технической воды и создания пара требует профессионального подхода к выбору уже на этапах планирования и проектирования. Оборудование для котельных подбирается по определенным параметрам:
- Производительность – количество пара с оптимальным давлением, вырабатываемое за 1 час работы
- Наличие устройств для минимизации теплопотерь
- Температурные показатели, в которых учтены технологические особенности и потребности производства
- Удаленность потребителей воды и пара от источника выработки промышленного тепла
- Вид энергоресурса (топлива) – жидкое, твердое топливо или газ
- Конструктивные особенности – оборудование для котельной может быть представлено в стационарном исполнении или в виде модульной (мобильной) конструкции.
В зависимости от габаритов, функциональности и конструктивных особенностей (блочно модульное, стационарное) оборудование паровой котельной может быть установлено в отдельно стоящем сооружении или котельной, пристроенной к производственным цехам. Тип помещения подбирается индивидуально, исходя из особенностей оборудования и производственного процесса, а также с учетом пожеланий и требований Заказчика.
Основное и дополнительное котельное оборудование
Котельная с паровыми котлами – это сложный с инженерно-технической стороны комплекс, от правильного проектирования и оборудования которого зависит бесперебойность производственного процесса или качественное отопление (в зависимости от функциональности и назначения котельных устройств).
Сердцем котельной является котел – мощный, производительный, требующий правильного подбора и профессионального обслуживания. Промышленное оборудование котельной имеет отличия по типу топлива, по виду установки, могут быть использованы разные виды теплоносителя (вода, масло, пар). Паровой котел (основное оборудование), не зависимо от производительности, состоит из нескольких основных элементов:
- Топка
- Экономайзер водяной
- Пароперегреватель и воздухонагреватель
- Каркас промышленного котла, который состоит из площадок, лестниц, обмуровки, гарнитуры и арматуры.
Для обеспечения эффективной эксплуатации котла, котельные с паровыми котлами предусматривают установку ряда дополнительного (вспомогательного) оборудования:
- Тягодутьевые устройства
- Промышленные элементы питания
- Комплексное решение для водоподготовки
- Расширительные накопительные баки
- Горелки разной мощности, с двухступенчатой модуляцией
- Контрольно-измерительные приборы
- Котельная автоматика, которая дает возможность дистанционно управлять работой одного или нескольких устройств, которыми оснащена котельная с паровыми котлами
- Насосы и др.
Виды оборудования для промышленной котельной
Промышленное оборудование паровой котельной разной производительности может быть представлено одним котлом или установкой, состоящей из нескольких агрегатов, которые устанавливаются блоками на территории производственной площадки либо в отдельно-стоящем сооружении.
Котельные с паровыми котлами оснащаются необходимым оборудованием на этапах проектирования. В зависимости от типа используемого энергоносителя, паровые котлы могут быть выделены в несколько групп:
- Комбинированные – производительное и экономичное оборудование котельной, которое адаптировано для работы с разными видами топлива (мазут, уголь, дизельное топливо, газ, а также отходы, которые при горении выделяют необходимое количество энергии). Универсальностью и простотой обслуживания обосновывается актуальность данного типа оборудования
- Оборудование для котельных, работающее на газообразном топливе отличается экономичностью, высоким уровнем КПД и простотой в эксплуатации. Существует возможность работать как на магистральном, так и на сжиженном виде газа.
- Жидкотопливные и твердотопливные промышленные котлы имеют не высокую актуальность из-за достаточно высокой стоимости топлива.
Выбор оборудования для котельной
Для обеспечения производства промышленным паром и нагрева технической воды на рынке котлов представлен широкий выбор основного котельного оборудования, которое отличается типом инсталляции, видом используемого топлива, функциональностью и назначением.
Стальные котлы напольной инсталляции, используемые для отопления промышленных и административных помещений и подготовки технической перегретой воды. Котлы универсальны (работают на газу, электрике, твердом и дизельном топливе), имеют оптимальные показатели потребляемой мощности и производительности (нагрев воды от 100 до 360 градусов в зависимости от модификации).
Термомасляные котлы – производительное оборудование паровой котельной, используемое для производства пара и перегретой воды для производств разного профиля (металлургия, нефтеперерабатывающая промышленность, производство цемента и каучука, пищевая и фармацевтическая отрасль и др.).
Парогенераторы применяется для производства насыщенного пара разного давления с температурой до 350 °C. Котельные с паровыми котлами такой конструкции эксплуатируются во многих производственных сферах и обладают экономичностью, чистотой подготовленного пара и не требуют установки дополнительных насосов.
Паровые котельные установки высокого давления, имеющие функцию открытой циркуляции конденсата или пара. Котельная с паровыми котлами данной конструкции рекомендована для установки на предприятиях, производственный процесс которых требует одновременной подачи на разные участки насыщенного пара разного давления и температуры.
Напольные паровые отопительные котлы – оборудование котельной промышленного назначения, которое вырабатывает до 25 тонн насыщенного пара в час. Подготовленный пар направляется на обслуживание производственного процесса или для отопления помещений.
Паровое, отопительное, водогрейное оборудование, насосы и горелки, баки и тепловентиляторы, широкий ассортимент дополнительной арматуры, современная автоматика – оборудование паровой котельной представлено обширным рядом техники и устройств. Необходимо лишь подобрать оптимальный вариант и выполнить профессиональный монтаж.
Профессиональный монтаж оборудования
Котельные с паровыми котлами являются сложным комплексным решением, которое требует профессионализма на каждом этапе:
- Оценка промышленного объекта
- Разработка проекта с учетом специфики производства/сооружения
- Подбор котельного оборудования
- Монтаж
- Пусконаладочные работы с обязательным тестированием паровой плотности (герметичности) готовой конструкции
- Ввод в эксплуатацию.
На этапах проектирования необходимо учесть специфику, которой обладает оборудование котельной. В большинстве случаев требуется комплексный монтаж – котельного оборудования, водоподготовительных устройств (промышленная водоподготовка и водоочистка), модульных блоков, насосов, накопительных и расширительных баков, устройств для повышения производительности и др.
Котельная с паровыми котлами должна проектироваться и устанавливаться только компаниями, компетентными в сфере промышленного отопления и водоподготовки. Подбор оборудования, его адаптации и интеграция с устройствами/агрегатами на производственных площадках, выбор метода монтажа в зависимости от особенностей котла (на бетонную стяжку с последующим крепление фундаментными болтами, обычное анкерное крепление, установка на опору) – спектр работ достаточно обширен, сложен и многогранен даже для специалистов с профильным образованием.
Выбор оборудования для промышленной котельной, виды котельного оборудования и правила выбора оборудования
Источник: www.energy-gr.com
Оборудование котельных установок и принцип их работы
Модульные котельные установки (транспортабельные и блочные котельные установки) представляют собой один или несколько блок-модулей (в зависимости от необходимой тепловой мощности) с установленным внутренним технологическим оборудованием и оборудованием для подключения к инженерным сетям. Такие котельные поставляются Заказчику в полной заводской готовности.
Схема и характеристики котельной установки зависят от нескольких факторов: необходимой тепловой мощности, используемого топлива (природный газ, сжиженные газ, попутный нефтяной газ, мазут, дизельное топливо, отработанное масло, уголь, кокс, многотопливные котельные), назначения котельной установки (отопительные или промышленные котельные). Тип топлива является самым главным критерием для дальнейшего подбора оборудования, а именно котлов и горелок. В зависимости от топлива можно выделить газовые котельные, а так же дизельные, нефтяные, мазутные, твердотопливные котельные.
Основные требования к проектированию и строительству котельных с давлением пара не более 3,9 МПа (40 кгс/см 2 ) и с температурой воды не более 200°С собраны в своде правил СП 89.13330.2012 “Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76”.
В соответствии с вышеуказанным нормативным документом все котельные установки делятся на две категории:
- категория I – котельные установки, которые являются единственным источником тепловой энергии или которые обеспечивают тепловой энергией потребителей без индивидуальных резервных источников тепла
- категория II – котельные установки, не относящиеся к первой категории
Работа котельных установок
Рассмотрим работу котельной на примере водогрейной котельной установки. В котлах происходит нагрев теплоносителя (в большинстве случаев, воды) для подачи ее потребителю. Установленные насосы способствуют постоянной циркуляции теплоносителя (подача ее потребителю и возврат ее обратно). Вода поступает по трубам в теплоисточник (радиатор, теплые полы, отопительные котлы). В котельной обязательно должна быть предусмотрена регулировка продолжительности работы и температуры теплоносителя. Линия подачи воды потребителя называется прямой линией (или подающей).
Поступив в радиаторы, вода остывает и возвращается обратно. Это является обратной линией котельной.
Оборудование котельной установки
Оборудование для блочно-модульной котельной подбирается и компонуется по Индивидуальному заказу на основе заполненного Опросного листа на ТКУ, в котором указываются основные требования и параметры основного оборудования. Блочно-модульная котельная состоит из:
- Здание котельной
- Котельное оборудование (котлы)
- Горелки
- Газовое оборудование
- Насосное оборудование
- Теплообменная система котельной
- Системы автоматизации, связи и сигнализации, контроля и пожарной безопасности
- Системы водоочистки и водоподготовки
- Мембранный расширительный бак
- Газоходы и дымовые трубы
Блок-модуль котельной
Здание транспортабельной котельной представляет собой блок-модуль (контейнерный модуль). Это одноэтажная каркасная конструкция из негорючих материалов для обеспечения пожарной безопасности и высокой огнестойкости. Необходимая мощность котельной определяет количество модулей каркасного типа, их габаритные размеры (см. ГОСТ 23838-89 “Здания предприятий. Параметры”). В случае возможности установки всего оборудования в один блок-бокс, завод-изготовитель котельной может порекомендовать предусмотреть одно или несколько алюминиевых окон или стальных дверных проемов.
Здание модульной котельной является сварной каркасной конструкцией с основанием в виде платформы, за счет которой увеличивается прочность конструкции и способность ее сопротивляться ветровым и снеговым нагрузкам. Стальные швеллеры служат основой стоек, балок и прогонов каркаса. Прокатные швеллеры или уголки используются для балок пола. В качестве ограждающих конструкций блок-модуль обшиваются сэндвич-панелями из листов рифленой стали. Крышу котельной традиционно делают одно- или двускатную.
Устройство теплоизоляции здания котельной (утеплитель, подшивка) позволяет эксплуатировать котельную при низки температурах. Также все металлоконструкции должны пройти антикоррозионную обработку.
При проектировании здания котельной следует учитывать требования к взрывопожарной безопасности и огнестойкости сооружения в соответствии с СП 12.13130.2009 “Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (с Изменением N 1)”.
Котельное оборудование
Котлы являются одним из важных элементов котельных установок. Именно в них происходит нагрев теплоносителя или получение пара.
В соответствии с “Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов” различают водогрейные, паровые и пароводогрейные котлы. Теплоноситель для котельных (вода или пар) образовывается за счет получаемой тепловой энергии от сжигания топлива (в случае газовых, твердотопливных и жидкотопливных котлов) или за счет преобразования электроэнергии в тепловую (в случае электрических котлов). Корпус котла изготавливается из чугуна или из стали в зависимости от используемого вида топлива. Например, в случае использования твердого топлива на стальных стенках котла происходит отложение серы, из-за чего срок службы котла сокращается. Выходом из этого может стать использование чугунных котлов, но они тоже обладают одним недостатком: являются слишком большими и громоздкими.
При выборе вида и количество котлов производятся технико-экономические расчеты, для которых учитываются следующие факторы:
- производительность котлов и котельной в целом
- обеспечение стабильности в работе котлов при минимальной нагрузке в теплый период года
- количество потребителей
- расстояние доставки теплоносителя до конечного потребителя
- требования к КПД котла
- вид топлива и его химические характеристики (твердое топливо, газ, электричество)
- автоматизация работы котельной и ее степень
- габаритные размеры котла
- прочность котла
- возможность очистки, промывки и ремонта котла
При выборе количества котлов следует помнить пп. 4.8. и 4.14. СП 89.13330.2012, в соответствии с которыми минимальное количество котлов определяется категорией котельной: в котельных первой категории устанавливается минимально два котла, в котельных второй категории – один котел.
Одним из важных рабочих элементов котельной является горелка (кроме электрических котлов). Функциями любых горелок (газовых, дизельных) являются подготовка, смешение топлива и воздуха и сжигание полученной горючей смеси в камере сгорания котла, за счет чего происходит нагрев теплоносителя в котле.
Выбор конструкции и типа горелки осуществляется на основании используемого топлива (жидкого топлива или газа), а также анализа требований к мощности и производительности котла, размерам камеры сгорания котла, диапазону и типу регулирования горелки. Так, газовые горелки бывают одноступенчатыми, двуступенчатыми (с возможностью работать в двух режимах), плавно-двухступенчатые (работают в диапазоне заданных режимов) и модулируемые горелки (работают в диапазоне мощностей от 10 до 100%).
Газовое оборудование для котельных
К газовому оборудованию котельных относятся:
Требования к использованию газового оборудования достаточно строгие из-за повышенной горючести газа. Их (требования) Вы можете посмотреть в СП 89.13330.2012 “Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76”. Согласно им, установки ГРУ устанавливаются в здании котельной, а пункты ГРП на площадке котельной. Также, если каждый котел имеет тепловую мощность более 30 МВт, рекомендуется предусматривать две линии редуцирования (т.е. дублирующая нитка редуцирования включается только в случае выхода из строя основной линии редуцирования). Если тепловая мощность котлов в котельной менее 30 МВт, возможна установка одной линии редуцирования (кроме котельных I категории).
Количество трубопроводов подачи газа также регламентируется Сводами Правил СП 89.13330.2012: в котельных I категории мощностью до 30 МВт, которые работают только на газе, газ от ГРУ или ГРП может поступать от двух трубопроводов; в котельных II категории – от одного.
Регуляторы давления газа необходимы для регулирования давления поставляемого газа вне зависимости от расхода: обычно регуляторы давления понижают давление газа.
Фильтры толстой и тонкой очистки газа необходимы для фильтрации газа от примесей, твердых частиц и вкраплений, которые могут засорить трубопроводы, снизить производительность котлов и уменьшить срок службы оборудования.
Запорная и предохранительная арматура устанавливается на газовой линии котельной также для нормальной и безопасной эксплуатации газового оборудования. Основными элементами такой арматуры являются запорные и термозапорные клапаны, контрольные клапаны, обратные клапаны, предохранительные клапаны, задвижки.
Насосное оборудование котельных
Насосы необходимы для равномерной подачи теплоносителя и его отпуска, транспортировки теплоносителя по трубам к тепловому источнику и циркуляции теплоносителя. В зависимости от специфики котельной и используемого котельного оборудования выбирается тип и конструкция насоса (см. СП 89.13330.2012). Конструктивно насосы изготавливаются и поставляются с паровым или электроприводом. По типу насосы бывают сетевые (для циркуляции теплоносителя в системе), питательные (для подачи воды к котлам), циркуляционные (для обеспечения заданного напора воды у потребителя), антиконденсационные и подпиточные (для восполнения системы водой из внешних источников) насосы. Количество насосов рассчитывается исходя из производительности котельной. При этом в некоторых случаях обязательна установка резервного насоса.
Теплообменная система котельной
Система ГВС котельной состоит из теплообменников, обычно пластинчатых, и водоподогревателей (паровых, водяных, пароводяных). Теплообменное оборудование необходимо для подогрева нагреваемой воды от горячей среды.
Количество водоподогревателей рассчитывается для каждой системы котельной (системы вентиляции, системы отопления) и в зависимости от необходимых параметров отпускаемой воды/пара.
Автоматизация котельных установок, системы связи, сигнализации, контроля и пожарной безопасности
Особенностью котельных (котельных установок) является полностью автоматизированная работа котельной без постоянного присутствия персонала, но под постоянной диспетчеризацией и контролем посредством вывода информации о параметрах работы котельной на дистанционном пульте управления.
В случае аварийных ситуаций (прекращение подачи топлива к горелкам, понижение/повышение давления воды/пара/масла, повышение/понижение уровня воды, исчезновение электрического напряжения, повышение/понижение температуры воды/масла на выходе и т.п.) информация о них поступает на пульт управления котельной. Для оповещения о поломке оборудования должна быть предусмотрена система сигнализации (звукая, световая). При этом автоматически происходит отключение вышедшего из строя оборудования и ввод в работу резервного оборудования. Регулирование параметров работы котельной должно осуществляться автоматически, если эти параметры выходят за рамки заданных.
Случаи сигнализации, оповещения и регулирования приведены в СП 89.13330.2012.
Водоподготовка котельных установок, водоочистка
Система водоподготовки в котельных необходима для очистки воды перед поступлением в котлы или тепловые сети от механических примесей и растворенных загрязнителей, деминералиции и умягчения. Это предотвращает образование накипи на котельном оборудовании, образование коррозии и вспенивание котловой воды и унос солей с паром. Для подготовки воды используется несколько методов: механическая фильтрация и нанофильтрация, обратный осмос, известкование, ультрафильтрация, дехлорирование, натрий-катионирование и др.
Вода и пар, используемая в котельной, должна отвечать требованиям:
- ГОСТа 2761-84 “Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора”
- СанПиН 2.1.4.1074-01 “Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения”
- ПБ 10-574-03 “Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов”
- ГОСТ 20995-75 “Котлы паровые стационарные давлением до 3,9 МПа. Показатели качества питательной воды и пара”
Среди оборудования, используемого в системах водоподготовки, можно назвать: фильтры, установки обезжелезивания, установка умягчения, вихревые реакторы для реагентного умягчения и т.п.
Выбор водоподготовительных установок должен соответствовать требованиям СП 31.13330.2012 “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84”.
Расширительный мембранный бак
Расширительные баки необходимы в составе котельных, так как они предотвращают повышение давления воды (при подогреве воды происходит ее расширение и, соответственно, увеличение ее объема), возможность гидроудара и компенсируют ее объем. Баки также удаляют образовавшийся воздух в результате нагрева теплоносителя. Для выполнения этих функций в котельной устанавливают расширительные баки для разных систем: расширительный бак отопления и расширительный бак горячего водоснабжения.
Конструктивно мембранные баки для отопления и водоснабжения схожи. Они представляют собой вертикальный или горизонтальный цилиндрический или прямоугольный бак, с установленной внутри эластичной мембраной. Эта мембрана разделяет расширительный бак на воздушный и жидкостный отсеки. Принцип работы мембранного бака заключается в том, что излишки воды в системе при ее нагревании попадают в бак. Эту воду можно использовать для водоснабжения и водоподготовки, подавая ее в систему под нужным давлением.
Материал расширительных баков для системы отопления должен быть более устойчивым к высоким температурам. Расширительные баки для систем водоснабжения должны быть сделаны из эластичного материала, чтобы выдерживать большие перепады давления.
Дымовые трубы и газоходы
Дымовые трубы и газоходы относятся к системе дымоудаления (газоотвода) котельных установок. В случае затрудненного естественного рассеивания отработанных газов и дыма (в случае отсутствия естественной тяги) строятся дымовые трубы разных конструкций. Газоходы же тянутся от котлов и крепятся перпендикулярно к дымовым трубам.
Дымовые трубы бывают следующих конструкций:
- дымовая труба на ферме
- дымовая труба на растяжках
- дымовая труба на мачте
- фасадная дымовая труба
- самонесущая дымовая труба
Кроме того, в конструкцию одной дымовой трубы может входить несколько вертикальных газоходов.
Материал, высота, диаметр и метод крепления трубы определяются исходя из мощности котельной и на основании аэродинамических подсчетов газового тракта, скорости газа, требований к устойчивости конструкции (в соответствии с требованиями СП 43.13330.2012 “Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85”).
На котельных установках также устанавливается вспомогательное оборудование для надежной эксплуатации котлов и всей системы в целом. Комплект вспомогательного оборудования зависит от вида используемого топлива, от мощности и от технико-экономических требований Заказчика. Вспомогательное оборудование включает в себя:
- деаэраторы (вакуумные, атмосферного давления, химические, термические)
- водоподогреватель (бойлер)
- баки-аккумуляторы и др.
Специалисты нашей компании выполняют весь комплекс услуг по проектированию, аэродинамическому расчету, изготовлению и вводу в эксплуатацию котельных установок, крышных котельных и дымовых труб. Вся поставляемая продукция имеет все необходимые Разрешения и Сертификаты соответствия.
Заказывая котельные установки у ГК Газовик, Вы можете быть уверены в бесперебойном обеспечении тепловой энергией потребителей.
Расчет и стоимость газовых котельных установок, модульных котельных установок, блочных котельных установок, транспортабельных котельных установок у ГК Газовик
Источник: m.gazovik-gas.ru
Котельные установки. Виды, устройство котельных.
1. Общие сведения и понятия о котельных установках
Котельная установка (котельная) – это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило – воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов. Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном тепло- и пароснабжении или при местном теплоснабжении зданий.
Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Ее основные элементы – котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные – для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные – для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.
Котел – это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.
Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.
Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.
Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.
Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.
В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.
Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.
Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.
Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.
2. Классификация котельных установок
Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).
Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.
Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.
В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные бывают местные (индивидуальные), групповые и районные.
Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.
Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.
Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.
Рис. 1. Пример территории котельной и некоторого ее оборудования
Рис. 2. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования
Рис. 3. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования
Рис. 4. Принципиальные схемы паровой и водогрейной котельных
Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.
Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).
В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.
Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.
Рис. 5. Схема паровой котельной установки: 1 – циркуляционный насос; 2 – топка; 3 – пароперегреватель; 4 – верхний барабан; 5 – водоподогреватель; 6 – воздухоподогреватель; 7 – дымовая труба; 8 – центробежный вентилятор (дымосос); 9 – вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель
На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.
При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.
Рис 6. Схема котельного агрегата
Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.
Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.
Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.
Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.
Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.
Рис. 7. Технологическая схема производственно-отопительной котельной
Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.
Рис. 9. Пример монтажной схемы автономной газовой котельной
Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.
Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.
Водогрейная котельная имеет один теплоноситель – воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя – вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также баки для сбора конденсата. Однако это не значит, что схемы водогрейных котельных проще паровых. Водогрейная и паровая котельные по сложности устройства бывают различными в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т. п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями – трубопроводами, газопроводами и др.
Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.
3. Классификация котельных агрегатов
Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:
– котлы с естественной циркуляцией;
– котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).
В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды – котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.
Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами – на рис. 11, а размещение в котельной – на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).
Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.
Рис. 10. Паровой котел серии КЕ, работающий на твердом топливе
Рис. 11. Верхний и нижний барабаны и трубы парового котла
Рис. 12. Паровой котел с верхним и нижним барабанами в котельной
В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.
В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.
В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.
По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла – паропроизводительность, давление и температура.
Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.
Рис. 13. Устройство парового котла
Рис. 14. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной
По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.
По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.
Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.
Рис. 15. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной
Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования
Котельные установки. Виды, устройство котельных. 1. Общие сведения и понятия о котельных установках Котельная установка (котельная) – это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей
Источник: www.eti.su
Энергия-СПБ
- Водогрейные котлы
- Паровые котлы
- Топки
- Батарейные циклоны
- Модульные котельные
- Циклоны
- Комплектующие
- Дымососы
- Нет категории
- Колосники
- Топливоподача
- Золоуловители
- Котловая автоматика
- Трубы котлов
- Дымовые трубы
- Водоподготовка
- Забрасыватель
- Электроды
- Паровые котельные
- Резервуары
- Скиповые подъемники
ГлавнаяСтатьи о котлахВспомогательное оборудование котельной
Вспомогательное оборудование котельной
Вспомогательное оборудование котельной. Основное и вспомогательное.
Все оборудование котельной делится на основное и вспомогательное.
К основному оборудованию котельной относятся непосредственно:
- котлы, заполняемые водой и обогреваемые теплом от сжигания;
- топки, в которых сжигают топливо и получают нагретые до высоких температур дымовые газы;
- насосы для подачи воды в котел;
- газоходы и дымовые трубы, с помощью которых дымовые газы в атмосферу.
Без перечисленного оборудования не может работать даже самая простая котельная.
Вспомогательное оборудование котельной это:
- система топливоподачи;
- золоуловители, применяемые при сжигании твердых видов топлива и предназначенные для очистки отходящих дымовых газов и улучшающих состояние атмосферного воздуха вблизи котельной;
- дутьевые вентиляторы, необходимые для подачи воздуха в топку котлов;
- дымососы;
- подпиточные насосы, необходимые для подачи воды в котлы;
- сетевые насосы, обеспечивающие циркулирование воды в системе;
- водоподготовительные устройства, предотвращающие накипеобразование в котлах и их коррозию;
- водяной экономайзер, служащий для подогрева питательной воды до ее поступления в котел;
- воздухоподогреватель, для подогрева воздуха перед его поступлением в топку горячими газами, покидающими котлоагрегат;
- дымовая труба;
- теплообменники – кожухотрубчатые или пластинчатые;
- приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.
Кроме того, в котельных, работающих на жидком топливе, имеется следующее вспомогательное оборудование – это мазутное хозяйство котельной, а при сжигании газа – газорегуляторные станции.
Вспомогательное оборудование котельных установок
Здравствуйте, друзья! К вспомогательным устройствам котельной установки относятся механизмы для подачи воздуха и удаления продуктов сгорания, питательные насосы, устройства для подачи топлива, улавливания и удаления золы и шлака, а также система подготовки питательной воды.
Подача воздуха производится с помощью дутьевого вентилятора, а удаление дымовых газов — с помощью дымососа. Дымовая труба также создает тягу вследствие разности удельных масс находящихся в ней газов и наружного атмосферного воздуха, но естественная тяга совершенно недостаточна для работы даже небольших котлов. Для выбора дымососов нужно подсчитать гидравлические сопротивления, возникающие при движении газов в котельной установке (сопротивления трения, местные сопротивления).
Выбор вентилятора производится исходя из полного его напора H в Па и часовой производительности V в м3/ч при номинальной нагрузке котлоагрегата. Регулирование производительности вентиляторов осуществляется направляющими аппаратами (лопатками), закручивающими поток газа перед поступлением его на лопатки вентилятора, а также с помощью гидромуфт и изменения числа оборотов электродвигателя. В котлоагрегатах малой производительности без воздухоподогревателя обычно устанавливается только дымосос.
Питание котлов водой осуществляется поршневыми и центробежными насосами. Бесперебойная подача воды в котел обеспечивается автоматическими регуляторами питания.
Удаление золы при выходе ее до 100 кг/ч допускается производить вагонетками, а при большем количестве —механизированным способом. На тепловых электростанциях наибольшее распространение получил способ гидрозолоудаления, который состоит в следующем. Зола, улавливаемая в котельном агрегате, смывается струей воды и затем насосом вместе с водой удаляется за пределы электростанции. В современных мощных котельных установках применяется также жидкое шлакоудаление.
Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха дымовые газы очищаются в золоуловителях. Оставшаяся после золоуловителей зола и сернистый ангидрид рассеиваются на значительные расстояния с помощью высоких дымовых труб (100— 150 м), что снижает их вредное воздействие.
Для улавливания летучей золы применяются механические (жалюзи, циклоны) и мокрые (скрубберы) золоуловители и электрофильтры. Циклоны выполняются в виде вертикальных цилиндров с коническим днищем. Запыленный газ подводится к цилиндру тангенциально, благодаря чему поток приобретает винтовое движение. Частицы золы под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам и по ним опускаются в нижнюю часть циклона, а очищенный газ уходит в трубу, расположенную в верхней части по его оси. К. п. д. циклона зависит от его конструкции и размера частиц и составляет в среднем 80—90%. Его можно увеличить до 95—98% за счет уменьшения диаметра циклона, поэтому часто применяют батарейные циклоны, состоящие из большого количества циклонов малого диаметра (200—250 мм).
Мокрые центробежные скрубберы относятся к комбинированным системам золоуловителей, стенки которых облицованы керамическими плитами и орошаются водой. Дымовые газы подводятся тангенциально через горизонтальный патрубок. Частицы золы, отбрасываемые к стенке центробежной силой, вместе с водяной пленкой стекают вниз и удаляются в канализацию. Степень улавливания золы в мокрых скрубберах составляет 95—98%.
В электрофильтрах пылевые частицы получают отрицательный заряд, а затем осаждаются на положительном электроде. При периодическом отключении и встряхивании электрода частицы золы падают в зольный бункер. Степень улавливания золы в электрофильтрах достигает 98%. Электрофильтры хорошо улавливают мелкие частицы, поэтому их часто комбинируют с циклонами, в которых улавливаются в основном крупные фракции.
Для надежной работы котельного агрегата необходима предварительная подготовка питательной воды. Естественная вода содержит растворенные соли, которые в процессе нагревания воды и парообразования выпадают в виде твердой накипи или рыхлого осадка (шлама). Слой накипи ухудшает теплопередачу и вызывает чрезмерное повышение температуры стенок труб. В воде также содержатся растворенные газы, которые могут вызвать коррозию кипятильных труб котлоагрегата.
Потери конденсата, составляющие на конденсационных станциях 3—5% от выработанного пара, а на теплофикационных—до 30—40% и более, восполняются добавочной (природной) водой, требующей предварительной подготовки. Методы водоподготовки зависят от типа котельного агрегата, параметров пара и качества добавочной воды.
Вначале производят осветление воды, то есть удаляют из нее органические и минеральные взвешенные вещества. К воде добавляют различные реагенты (сернокислый алюминий и серно-кислое железо), в результате чего коллоидальные загрязнения выпадают в виде хлопьев, легко отделяемых отстаиванием или фильтрацией воды.
Затем вода подвергается умягчению, которое состоит в том, что из нее способами катионирования и осаждения удаляют накипеобразующие соли. При катионировании осветленная вода фильтруется через материалы, способные к реакциям обмена, в результате чего плохо растворимые накипеобразующие соли кальция и магния переводятся в хорошо растворимые соли натрия. При методе осаждения используются сода и известь, которые, взаимодействуя с солями кальция и магния, образуют труднорастворимые соединения, выпадающие в осадок. При таком способе умягчения воды остаточная жесткость ее относительно высока, поэтому он имеет ограниченное применение.
Для котлов высокого давления рассмотренные способы умягчения не применимы, так как в воде остаются натриевые и кремниевые соли. В этом случае применяют метод химического обессоливания или в качестве добавочной воды используют дистиллят, получаемый в специальных испарителях.
Термическое обессоливание воды в испарителях является наиболее дорогим способом, так как испарители потребляют значительное количество греющего пара.
Для удаления оставшихся в питательной воде солей жесткости применяется внутрикотловая обработка воды фосфатами, при которой соли переводятся в рыхлый осадок (шлам), удаляемый из котлоагрегата периодической продувкой.
Для предупреждения коррозии труб из питательной воды необходимо удалить кислород и другие агрессивные газы. С этой целью питательную воду нагревают до температуры кипения в специальных теплообменниках, называемых дегазаторами.Исп.литература: 1) Теплотехника, под редакцией А.П. Баскакова, Москва, Энергоиздат, 1982. 2) Теплотехника, Бондарев В.А., Процкий А.Е., Гринкевич Р.Н. Минск, изд. 2-е,”Вышейшая школа”, 1976.
Вспомогательное котельное оборудование , Вспомогательное оборудование котельных установок
Источник: teplosniks.ru
Станьте первым!