Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Призначення, класифікація, основні елементи котельної установки

ВСТУП

В конспекті наведені схеми котельних установок малої потужності, які застосовують на харчових підприємствах. Дано призначення основних і допоміжних елементів котельної установки. Описані конструкції і принцип дії топкових пристроїв і котельних агрегатів малої потужності. Наведено порядок виконання розрахунку об'ємів повітря, необхідного для згоряння палива, а також об'ємів і ентальпії продуктів згоряння палива. Наведено тепловий розрахунок котельного агрегату, з якого визначається ККД, витрати палива, температури при виході з топки, газоходів, з відхідними газами, поверхні нагріву котла.

Описано теплопостачання харчових підприємств, розрахунок витрат палива. Дано опис принципу дії і конструкції турбін і двигунів внутрішнього згоряння. Наведені конструкції та принцип дії турбін і двигунів внутрішнього згоряння.

Методичні вказівки можуть бути використані студентами очної і заочної форми навчання при вивченні курсу "Теплосилове господарство".

Тема 1. КОТЕЛЬНІ УСТАНОВКИ

1. Призначення, класифікація, основні елементи котельної установки.

2. Конструкції і принцип дії котельних агрегатів малої потужності.

Призначення, класифікація, основні елементи котельної установки

Котельна установка (парогенератор) – це сукупність пристроїв та механізмів, призначених для виробництва пари або гарячої води. Джерелом теплоти в котельній установці являються димові гази, які утворюються при згорянні органічного палива, в атомних реакторах використовують теплоту ланцюгової реакції розпаду ядер важких елементів - урану або плутонію. При згорянні палива хімічна енергія перетворюється у внутрішню енергію високонагрітих димових газів. Через поверхні нагріву котельного агрегату теплота передається від димових газів до води, пари, повітря. Котельна установка, яка виробляє гарячу воду, називається водогрійною, а пару – паровою. Парові котли можуть виробляти насичену або перегріту пару.

Рис. 1

На діаграмах рис. 1 показані процеси зміни стану води у котлах різних типів:

1-2 –процес у водогрійному котлі;

1-4 - процес у паровому котлі, який виробляє насичену пару;

1-6 - процес у паровому котлі, який виробляє перегріту пару.

За призначенням котельні установки бувають – енергетичні (електро-станції), виробничі (промислові підприємства), опалювальні, виробничо-опалю-
вальні. За принципом дії розрізняють котли з природною і вимушеною циркуляцією. Котли з вимушеною циркуляцією називаються прямоточними. За конструкцією розрізняють водотрубні і вогнетрубні котли. У водотрубних котлах вода і пара рухаються в середині труб, а димові гази зовні, у вогнетрубних навпаки – в середині труб – гази, а вода і пара зовні. Сучасні котли, як правило, вогнетрубні. Основні показники роботи котла - -паропродуктивність, - тиск і t, ^оС - температура перегрітої пари. В залежності від паропродуктивності котли розподіляють на великої, середньої і малої потужності. Котли великої потужності мають паропродуктивність біля 300 кг/с, а малої –5 кг/с. У подальшому будемо розглядати лише парові водотрубні котельні установки малої потужності з природною циркуляцією на органічному паливі, які використовують на підприємствах харчової промисловості. Сучасна парова котельна установка малої потужності, принципова схема якої показана на рис. 2, являє собою складну споруду. Основні частини – котел 9, в якому вода перетворюється в насичену пару (процес 2-3 на діаграмі), і водяний економайзер 12 (процес 1-2 на діаграмі) для попереднього підігріву живильної води, яка надходить в котел. В котлах малої потужності установлюють водяний економайзер або повітронагрівач, перевагу віддають економайзеру внаслідок менших розмірів.

Котельний агрегат має у своєму складі ряд допоміжних пристроїв. До допоміжних пристроїв відносять: димососи 14, дуттьові вентилятори 8, живильні і водопідготовчі пристрої, паливне господарство.

Рис. 2

Димососи 14 призначені для вилучення димових газів із котельного агрегату. Тяга, утворена димососом і димовою трубою 16, повинна бути достатньою для подолання димовими газами аеродинамічного опору газового тракту котельної установки і утворення розрідження в топці котла.

Дуттьові вентилятори 8 подають повітря у топку котла для згоряння палива. Напір вентилятора повинен бути достатнім для подолання аеродинамічного опору пальників або шару палива на колосниковій решітці.

При спаленні твердого палива утворюється зола і шлак. Щоб запобігти забрудненню атмосфери частинками золи, які виносяться разом з димовими газами, котельні установки обладнують золоуловлювачами 13. Шлак з топки котла потрапляє в шлаковий бункер.

Вода, яка подається в котел називається живильною. Подача води здійснюється живильними багатоступінчастими відцентровими насосами 7, які повинні мати напір, більший за тиск пари у котлі. Для забезпечення надійної роботи котла встановлюють два живильних насоса. На живильній трубі встановлюють зворотний клапан 17, який дозволяє рухатись воді лише в напрямку котла.

Природна вода містить розчинені солі і гази, а також механічні і колоїдні домішки. Солі, які погано розчиняються у воді, при нагріванні у котлі утворюють осад у вигляді накипу. Інші солі накопичуються у котлі у завислому стані у вигляді рухомого осаду, який називається шламом. Утворення накипу і шламу погіршує процес теплопередачі у котельному агрегаті. Кисень, розчинений у воді, може викликати корозію труб і металевих частин котла. Щоб зменшити негативний вплив цих явищ на роботу котельної установки застосовують водопідготовку і деаерацію. Водопідготовка включає вилучення механічних домішок, освітлення і пом’якшення води. Пом’якшення -це перетворення солей кальцію і магнію, які погано розчиняються у воді і т.д., на солі, які добре розчиняються або або Пом’якшення здійснюється шляхом заміни у солях і т.і. катіонів кальцію і магнію, котрі погано розчиняються у воді, на катіони натрію, амонію, водню, які добре розчиняються. Пом’якшення відбувається у катіонних фільтрах 4,5. Наприклад після проходження води через натрій катіонний фільтр солі перетворюються у сіль . В процесі експлуатації котла солі, розчинені у воді, накопичуються у вигляді шламу в нижніх частинах котла. Вилучення шламу здійснюється шляхом продування. Продування - це випуск частини котлової води у розширювач продувки 15. Деаерація - це вилучення із води розчинених газів у деаераторі 6.

У котельних установках великої потужності тверде паливо спалюють у факельних (камерних) топках у пилоподібному стані. Паливне господарство котла включає - пилоприготувальні установки, системи паливопостачання, золоуловлювання і вилучення шлаку. У котельних установках малої потужності тверде паливо спалюють у шарових топках. Паливне господарство котла включає - системи паливопостачання, золоуловлювання і вилучення шлаку. Мазутне господарство - при спаленні рідкого палива - включає цистерни, шестеренні насоси, підігрівачі мазуту, фільтри, форсунки. Газове господарство - при спаленні газоподібного палива – включає газорегулювальну станцію і пальники.

Котельна установка має арматуру. Арматуру розділяють на запірну, регулюючу і запобіжну. До запірної арматури відносять вентилі, засувки, клапани і крани. Регулююча арматура призначена для ручної і автоматичної зміни подачі теплоносіїв. До запобіжної арматури відносять зворотні і запобіжні клапани. Зворотні клапани ставлять на живильній трубі щоб запобігти витіканню води із котла. Запобіжні клапани дозволяють уникнути руйнування котла при тиску пари, який перевищує розрахунковий. Барабанні котли мають два запобіжні клапани – робочий і контрольний, котрі установлюють на верхньому барабані. У котлах з робочим тиском 1,4 МПа контрольний клапан відкривається при тиску пари 1,42 МПа, робочий – при тиску 1,43 МПа. До запобіжних пристроїв відносять також вибухові клапани. Перед пуском треба провентилювати газовий тракт котла. Інакше горючі гази, які з різних причин можуть накопичитись у топці, вибухнуть при розпаленні котла. Щоб уникнути цього явища установлюють вибухові клапани (горизонтально розташовані металеві дверці), які відкривають шлях газам до атмосфери, коли тиск газів перевищує розрахунковий.

Контрольно-вимірювальні прилади призначені для визначення поточних значень параметрів з метою підтримання оптимального експлуатаційного режиму. Основні прилади:

а) манометри для вимірювання тиску насиченої пари у верхньому

барабані котельного агрегату, тягоміри для вимірювання розрідження газів в

топці;

б) термометри опору або термопари для вимірювання температури живильної води, пари, палива, повітря, димових газів;

в) газоаналізатори для вимірювання вмісту у димових газах за економайзером;

г) витратоміри для вимірювання витрат живильної води, і виробленої пари, палива, повітря, димових газів;

д) склопоказник рівня води у верхньому барабані.

Система автоматичного регулювання котла малої потужності передбачає: безперервне підтримання тиску, режиму горіння, управління витратами

палива при спаленні газу або мазуту, піддержання рівня води у верхньому барабані, підтримку сталого розрідження в топці котла;

захист обладнання від руйнування внаслідок порушень у процесі його роботи;

автоматичне вмикання і вимикання обладнання, механізмів у певній послідовності, яка передбачається технологічним процесом.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒