1.5 Воздухоподогреватель – предназначен
для подогрева воздуха, поступающего в топку котла, за счет тепла уходящих газов,
и представляет собой жёсткую конструкцию
из трубных пакетов, каркаса с плотной
обшивкой и воздухоперепускным коробом.
Трубный пакет, являющийся поверхностью
нагрева воздухоподогревателя , состоит
из стальных параллельных труб, расположенных
в шахматном порядке и вваренных в трубные
доски. Уходящие газы движутся внутри
труб, а подогреваемый воздух - в межтрубном
пространстве. При подаче в топку котла
подогретого воздуха заметно улучшается
процесс горения топлива, что ведет к снижению
тепловых потерь, и, следовательно, к повышению
КПД всей котельной установки. Особенно
это важно при сжигании топлива с повышенной
влажностью, так как при работе топки без
подогрева поступающего в нее воздуха
(холодном дутье при помощи вентилятора) температура в ней заметно
снижается. При этом во многих случаях
наблюдается неустойчивость процесса
горения, протекающего с повышенными тепловыми
потерями. В современных котельных при
сжигании влажного топлива подогрев воздуха
при помощи воздухоподогревателя не только
желателен, но и необходим.
1.6 Арматура – специальные
устройства, предназначенные для регулирования
расхода транспортируемого вещества,
отключения и включения потоков газа,
пара и воды. По направлению арматуру подразделяют
на запорную, регулирующую, предохранительную,
контрольную и специальную. Запорная арматура
(вентили, задвижки и краны) предназначена
для периодического включения или отключения
отдельных участков трубопроводов. Регулирующая
арматура (регулирующие вентили и клапаны)
служит для изменения или поддержания
в трубопроводах давления и расхода транспортируемого
вещества. Предохранительную арматуру
(грузовые, пружинные и обратные клапаны)
применяют для автоматического открытия
прохода, если давление превысит допустимое
значение, а так же для предотвращения
обратного движения жидкости или газа.
Контрольную арматуру (контрольные краны,
указатели уровня, трехходовые краны для
манометров) используют для проверки наличия
вещества в трубопроводе и определения
его уровня. Специальная арматура (конденсатоотводчики
и влагомаслоотделители) служит для удаления
конденсата, отделения масла и других
продуктов от газа.
К гарнитуре котла относятся
устройства для обслуживания газотходов
и топки котла: лазы, гляделки, затворы
шлаковых и золовых бункеров, газовые
и воздушные клапаны и заслонки, взрывные
клапаны, а так же обдувочные аппараты. Лазы предназначены
для осмотра и ремонта поверхностей нагрева, гляделки – для
визуального осмотра топки и газоходов
с наружной стороны котла, затворы шлаковых
и золовых бункеров – для периодического
удаления золы и шлака из бункеров, газовые и воздушные
клапаны и заслонки – для
отключения газотходов, регулирования
тяги и дутья. Взрывные клапаны
выпускают дымовые газы при повышении
давления в топке или газоходе котла, предохраняя
их от разрушения. Обдувочные аппараты
применяют для удаления с поверхностей
нагрева золы и шлака (струей пара или
сжатого воздуха).
1.7 Тягодутьевые устройства
предназначены для подвода в топку котла
воздуха, необходимого для сгорания топлива,
и отвода из котла продуктов сгорания.
Состоят они из дутьевых вентиляторов,
воздуховодов, газоводов, дымососов и
дымовой трубы, при помощи которых обеспечиваются
подача необходимого количества воздуха
в топку, движение продуктов сгорания
по газоходам и удаление их в атмосферу.
— комплекс механизмов и сооружений, обеспечивающий
подачу воздуха в топку котлоагрегата
или печи и удаление из нее дымовых газов.
К тягодутьевым устройствам относят дымососы,
дутьевые вентиляторы, дымовые трубы,
дымоходы, воздуховоды. Рабочий процесс
в котлоагрегат связан с непрерывной подачей
по воздуховодам воздуха в топочную камеру
(для горения топлива) и перемещением продуктов
сгорания по газоходам с последующим удалением
их из котлоагрегата. При движении воздуха
и продуктов сгорания возникают аэродинамич,
сопротивления, на преодоление к-рых затрачивается
электроэнергия. Различают 4 схемы подачи
воздуха и отвода продуктов сгорания в
котельных установках: с естеств. тягой,
создаваемой дымовой трубой, и естеств.
засасыванием воздуха в топку в результате
разрежения в ней, создаваемого тягой
трубы; с искусств, тягой и засасыванием
воздуха в топку в результате разрежения,
создаваемого дымососом; с искусств, тягой
и принуд, подачей воздуха в топку дутьевым
вентилятором под давлением до 5 кПа; с
наддувом, при к-ром вся котельная установка
герметизируется и ставится под создаваемое
дутьевым вентилятором нек-рое избыточное
давление, достаточное для преодоления
всех сопротивлений воздушного и газового
трактов, что снимает необходимость установки
дымососа. Дымовая труба во всех случаях,
искусств, тяги или работы под наддувом
сохраняется для выноса дымовых газов
в более высокие слои атмосферы с целью
улучшения условий рассеяния их в пространстве.
На основе аэродинамического
расчета котельной установки, выполняемого
после ее теплового расчета, определяют
аэродинамич. сопротивления воздушного
и газового трактов и выбирают дутьевые
и тяговые устройства, к-рые рассчитывают
на макс, нагрузку котлоагрегата. Дутьевые
вентиляторы Ц, ВДН и ВД, применяют при
темп-ре всасываемого воздуха 20°С, дымососы
Д, ДН и ВДН удаляют продукты сгорания
с темп-рой до 250 С.
1.8 Водоподготовительные устройства служат для подогрева и умягчения питательной
воды и состоят из аппаратов и приспособлений,
обеспечивающих очистку от механических
примесей и растворенных в ней накипеобразующих
солей, а также для удаления из неё газов. Режим эксплуатации водоподготовительных
установок и водно-химический режим
должны обеспечить работу электростанций
и тепловых сетей без повреждений и снижения
экономичности, вызванных коррозией внутренних
поверхностей водоподготовительного,
теплоэнергетического и сетевого оборудования,
а также образованием накипи и отложений
на теплопередаюших поверхностях, отложений
в проточной части турбин, шлама в оборудовании
и трубопроводах электростанций и тепловых
сетей.
В настоящее время основная доля электрической
энергии производится на тепловых электростанциях
(ТЭС). Эти электростанции, а также автономные
котельные играют ведущую роль в централизованном
теплоснабжении промышленных и коммунальных
потребителей, что определяет те высокие
требования, которые предъявляются к надежности
и экономичности работы этих энергообъектов.
Характерной особенностью ТЭС, теплофикационных
установок и тепловых сетей является использование
на них в качестве теплоносителя и рабочего
тела воды и водяного пара, что налагает
определенные требования на условия их
эксплуатации.
Абсолютно чистая вода, отвечающая без
учета ее изотопного состава известной
формуле Н20, в природе не встречается.
Изза особенностей строения молекулы
вода обладает рядом аномальных свойств
и, в частности, исключительно большой
растворяющей способностью, В силу этого
любая природная вода, используемая в
промышленности, в том числе на ТЭС, теплофикационных
установках и в тепловых сетях, всегда
содержит разнообразные примеси: взвешенные
вещества различной степени дисперсности,
растворимые вещества органического происхождения,
растворимые минеральные вещества, газы,
а также растительные и живые организмы.
Растворимые в воде минеральные вещества,
а также наличие их качественных и количественных
характеристик являются определяющими
факторами ее широкого применения в промышленности.
К настоящему времени в различных природных
водах установлено наличие практически
всех естественных элементов таблицы
Менделеева в самых разнообразных количествах
— от микро до значимых величин. Суммарное
же содержание в природных водах растворенных
минеральных веществ (минерализация, солесодержание)
колеблется от нескольких миллиграммов
в кубическом дециметре воды (дождевая
вода в наиболее экологически чистых районах)
до 30 — 35 г/дм3 (воды морей и океанов). Еще
большее количество растворимых минеральных
веществ содержится в специфических водоемах
и водоисточниках — соленых озерах, минеральных
источниках. Воды поверхностных (реки,
озера, водохранилища) и многих подземных
водоисточников, используемых в промышленности,
в том числе и на ТЭС, в среднем (для разных
источников) имеют минерализацию в пределах
50 — 5000 мг/дм3 (до 100 мг/дм3 — очень малая
минерализация; до 200 мг/дм3 — малая минерализация;
200 — 500 мг/дм3 — средняя минерализация;
500—1000 мг/дм3 — повышенная минерализация;
более 1000 мг/дм3 — высокая минерализация).
Природные воды поверхностных водоисточников,
особенно средней минерализации, как правило,
достаточно стабильны и не вызывают быстрых
повреждений постоянно соприкасающегося
с водой оборудования, выполненного из
обычных конструкционных материалов (углеродистая
сталь, медьсодержащие сплавы), если только
физикохимические условия, в которых находится
вода в том или ином производственном
процессе, практически не отличаются от
природных. Известно, например, что стальные
водоводы и перекачивающее оборудование
во многих случаях вполне надежно эксплуатируются
в течение десятилетий без какой-либо
предварительной обработки воды, забираемой
из природного водоисточника, кроме удаления
из нее взвешенных веществ, которые могут
механически повредить технологическое
оборудование, арматуру и трубопроводы.
Однако при использовании воды на энергообъектах
в пароводяных контурах, а также в контурах
охлаждения изменяются температура, давление,
теплофизические и физикохимические свойства
как воды, так и образующегося из нее пара.
При этом изменяется и поведение растворенных
и взвешенных примесей, присутствующих
в тех или иных количествах в воде и паре.
При определенных условиях эти примеси
могут образовывать на внутренней поверхности
теплоэнергетического оборудования отложения
различного типа и состава. Часть примесей
выделяется в толще циркулирующей воды
в виде шлама, который затем оседает в
местах вялой циркуляции воды (в коллекторах
экранов паровых котлов, в отдельных участках
тепловой сети). Отложения шлама обычно
рыхлые, однако он может «прикипать» к
поверхностям нагрева, образуя так называемую
вторичную накипь.
1.9 Топливоподготовительное
устройство в котельных, работующих
на пылевидном топливе, предназначено
для измельчения топлива до пылевидного
состояния; его оборудуют дробилками,
сушилками, мельницами, питателями, вентиляторами,
транспортерами и пылегазопроводами.
Устройство для удаления золы
и шлака состоит из гидравлических систем
и механических приспособлений: транспортеров,
вагонеток и др.
Топливный склад предназначен
для хранения топлива; его оборудуют механизмами
для разгрузки и подачи топлива в котельную
или в топливоподготовительное устройство.
К устройствам топлвого контроля
и автоматического управления относятся
контрольно-измерительные приборы и автоматы,
обеспечивающие бесперебойную и согласованную
работу отдельных устройств котельной
установки для выработки необходимого
количества пара заданных параметром
( температуры, давления)
При сжигании пылевидного топлива
применяют пылеугольные горелки, газообразного
топлива – газовые горелки, топочного
мазута – мазутные форсунки, газообразного
топлива и топочного мазута – комбинированные
газомазутные горелки.
1.10 Насосы схемы регенераций
Питательные насосы. Питание
котлов водой должно быть надёжным. При
снижении уровня воды ниже допустимых
пределов кипятильные трубы могут оголиться
и перегреться, что в свою очередь может
привести к взрыву котла. Котлы с давлением
выше 0,07 МПа с паропроизводительностью
2 т/ч и выше должны иметь автоматические
регуляторы питания.
Для питания котлов устанавливают
не менее двух насосов, из которых один
должен быть с электроприводом, а другой
– с паровым приводом. Производительность
одного насоса с электроприводом должна
составлять не менее 110 % номинальной производительности
всех рабочих котлов. При установке нескольких
насосов с электроприводами их общая производительность
должна составлять также не менее 110 %.
Производительность насосов
с паровым приводом должна быть не менее
50 % номинальной производительности котлов.
Можно устанавливать все питательные
насосы только с паровым приводом, а при
двух или нескольких источниках питания
электроэнергией – только с электрическим
приводом. Насосы с паровым приводом потребляют
от 3 до 5 % вырабатываемого пара, поэтому
их используют как резервные.
Выхлопной пар поршневого прямодействующего
насоса удаляется в атмосферу. Если этим
паром подогревают воду в особом теплообменнике,
то конденсат выбрасывают. В котёл его
возвращать нельзя, так как он загрязнён
маслом, а плёнка масла на трубках ухудшает
теплопередачу. В крупных установках используют
паротурбонасосы, конденсат их выходного
пара маслом не загрязнён, поэтому его
можно направлять в котёл. Инжекторы для
питания котлов в отопительно-производственных
котельных непригодны, так как они плохо
засасывают горячую воду.
Сетевой насос системы отопления
и вентиляции. Этот насос служит для циркуляции
воды в тепловой сети. Его выбирают по
расходу сетевой воды из расчёта тепловой
схемы. Сетевые насосы устанавливаются
на обратной линии тепловой сети, где температура
сетевой воды не превышает 70 о С.
Подпиточный насос. Предназначены
для восполнения утечки воды из системы
теплоснабжения, количество воды необходимое
для покрытия утечек определяется в расчёте
тепловой схемы. Производительность подпиточных
насосов выбирается равной удвоенной
величине полученного количества воды
для восполнения возможной аварийной
подпитки.
Необходимый напор подпиточных
насосов определяется давлением воды
в обратной магистрали и сопротивлением
трубопроводов и арматуры на линии подпитки,
число подпиточных насосов должно быть
не менее 2-х, один из которых резервный.
Насос сырой воды. Служит дляобеспечения
требуемого напора сырой воды перед ХВО
и подачи хим. очищенной воды в деаэратор,
а также подачи сырой воды в бак горячей
воды.
- Автоматическое регулирование
котельных установок
Система автоматического регулирования
котельных установок обеспечивает изменение
производительности установки при сохранении
заданных параметров(давления и температуры
пара) и максимального КПД установки. Кроме
того, повышает безопасность, надежность
и экономичность работы котла, сокращает
количество обслуживающего персонала
и облегчает условия его труда.
Автоматическое регулирование котла
включает регулирование подачи воды, температуры
перегретого пара и процесса горения.
При регулировании питания котла обеспечивается
соответствие между расходами воды, подаваемой
в котел, и вырабатываемого пара, что характеризуется
постоянством уровня воды в барабане.
Регулирование питания котлов малой
производительности обычно осуществляется
одноимпульсными регуляторами, управляемыми
датчиками изменения уровня воды в барабане.
В котлах средней и большой паропроизводительности
с малым водяным объемом применяются двухимпульсные
регуляторы питания котла по уровню воды
и расходу пара, а также трехимпульсные.
Управляющие питанием котла по уровню
воды, расходу пара и перепаду давлений
на регулирующем клапане.
Регулирование температуры пара осуществляется
регулятором, управляемым датчиками изменения
температуры перегретого пара на выходе
из пароперегревателя, изменения температуры
пара в промежуточном коллекторе пароперегревателя
и изменения температуры газов в газоходе
пароперегревателя, а иногда еще датчиком
изменения давления пара.
Регулирование процесса горения в топке
котла (в соответствии с расходом пара)
осуществляется регуляторами подачи топлива
II, воздуха III и регулятором тяги IV (см.
рис 3.22). Регуляторы подачи топлива II и
воздуха
III управляются датчиком изменения давления
перегретого пара I, а регулятор тяги IV
– датчиком изменения разрежения в топке
7 котла.
[pic]
Рисунок 2. Схема автоматического регулирования
котельной установки
|1 — бункер угля; |8 — барабан
котла; |I — датчик измерения |
|2 — шаровая мельница;|9 — |давления перегретого
пара: |
| |пароперегреватель; |II — регулятор топлива;
|
|3 — сепаратор; |10 — пароохладитель;|III
— регулятор воздуха; |
|4 — циклон; | |IV — регулятор тяги; |
|5 — бункер пыли: |11 — экономайзер; |V —
регулятор загрузки |
|6 — мельничный |12 — |мельницы; |
|вентилятор; |воздухоподогреватель|VI
— регулятор температуры |
|7 — топка котла; |; |мельницы. |
| |13 — вентилятор; | |
| |14 — дымосос; | |
В котельных установках, работающих на
пылевидном топливе, осуществляется также
регулирование работы пылеприготовительной
системы регулятором V загрузки мельниц,
обеспечивающим постоянство загрузки
шаровых барабанных мельниц и регулятором
VI температуры пылевоздушной смеси за
мельницей.
Для предупреждения персонала о недопустимости
отклонения важнейших параметров котельной
установки от заданных служат звуковые
и световые сигнализаторы предельных
уровней воды в барабане, предельных температур
перегретого пара и низшего давления питательной
воды. Для обеспечения правильной последовательности
операций при пуске и остановке механизмов
применяется блокировка. Так, при аварийном
отключении дымососов отключаются дутьевые
вентиляторы и прекращается подача топлива
в топку.
Данные системы обеспечивают:
возможность управления котельным
оборудованием в автоматическом режиме;
возможность управления котельной
в дистанционном ручном режиме
с промышленного компьютера;
автоматическое регулирование
тепловых процессов по температурному графику (от температуры наружного воздуха);
возможность ввода нестандартного
температурного графика и его корректировки при эксплуатации ;
управление оптимальным температурным
режимом отопления;
поддержание заданного давления
и перепада давления теплоносителя
в контуре отопления (возможность
задания конфигурации — гидроконтур с накопительным баком, либо с мембранным гидропневмобаком);