Принципиальная схема котельной установки, работающей на угольной пыли, показана на рис. 15.1. Основным элементом котельной 4 является Котлоагрегат, который состоит из:
• топочного устройства 5;
• котла 6, 7;
• пароперегревателя 8;
• воздухоподогревателя 10;
• экономайзера 0;
• вспомогательных систем и элементов.
Котельный агрегат —это основной элемент ТГУ. Котельные агрегаты условно разделяют на:
• паровые;
• водогрейные;
• пароводогрейные;
• котлы-утилизаторы;
• энерго-технологические.
По используемым для изготовления материалам котлы подразделяются на чугунные и стальные.
В топке 4 (рис. 15.1) происходит сжигание топлива. Ее конструкция зависит от вида сжигаемого топлива и способа сжигания. Котел пред-
|
|
Ставляет собой теплообменник с барабаном 7 и развитыми трубчатыми поверхностями теплообмена 6> в котором образуется пар вследствие теплоотдачи от горящего топлива и продуктов его сгорания. Полученный в котле насыщенный пар перегревается в пароперегревателе. Экономайзер и воздухоподогреватель применяют для более полного использования тепловой энергии, уносимой из котла продуктами сгорания топлива. В экономайзере подогревается вода, поступающая в котел. Его применение позволяет уменьшить расход тепловой энергии на парообразование воды, в результате чего экономится топливо. В воздухоподогревателе нагревается подаваемый в топку воздух.
Вспомогательные системы и агрегаты обеспечивают работу одного или нескольких котлов. К ним относятся:
• система питания котла водой;
• система топливоприготовления и топливоподачи;
• тягодутьевая система;
• система шлакоудаления;
• система контроля и безопасности работы;
• система автоматического регулирования режима работы котла;
• система электроснабжения котельной установки;
• система отпуска тепловой энергии потребителям.
Система питания котла водой включает в себя элементы подготовки воды, сборный бак с деаэрационным устройством (деаэратор) 11, питательный насос 12 и трубопроводы с запорной, контрольной и предохранительной арматурой. Подготовка питательной воды проводится с целью удаления вредных примесей: нерастворимых твердых частиц, солей жесткости, растворенных в воде газов. Набор элементов водоподготовки зависит от качества сырой воды и параметров вырабатываемого пара. Водоподготовка включает в себя теплообменники для предварительного подогрева сырой воды, осветительные фильтры для очистки от нерастворимых примесей, фильтры химической обработки и ряд вспомогательных устройств. Растворенные в воде кислород и двуокись углерода удаляются в деаэраторе. Будучи растворенными в воде, эти газы вызывают коррозию питательных трубопроводов и поверхностей нагрева котла, вследствие чего оборудование выходит из строя.
В котельных установках для освобождения воды от содержащихся в ней взвешенных и растворенных веществ применяют следующие методы:
• коагуляции;
• осаждения накипеобразователей химическим путем;
• фильтрования.
При сравнительно мягкой воде и наличии в ней преобладающего количества взвешенных веществ ограничиваются фильтрованием или ее коагуляцией. В мелких котельных установках при небольшом расходе пара обычно применяют внутрикотловую обработку воды и производят докотловую водоподготовку. Нормальная и бесперебойная работа котла во многом зависит от правильного выбора способа водоподготовки.
Путь движения питательной воды показан линией а (рис. 15.1). Вода из сборного бака деаэратора 11 насосом 12 подается в экономайзер 9 и затем в барабан 7 котла.
Система топливоприготовления и топливоподачи предназначена для снабжения топливом топки котла. Ее конструкция существенно зависит от вида топлива. При использовании жидкого и твердого топлива система состоит из склада топлива, элементов специальной подготовки топлива, транспортирующих устройств, промежуточных накопителей топлива газообразное топливо подается в топку непосредственно из системы газоснабжения.
Путь перемещения топлива в котельной установке (рис. 15.1) показан линией Ь. Топливо со склада поступает в бункер (промежуточный накопитель) 1, оттуда в углеразмольную мельницу 2 и затем вентилятором 3 подается к горелке 4-
Тягодутьевая система предназначена для подачи воздуха в топку, перемещения газообразных продуктов сгорания по газоходам котла и удаления их в атмосферу. Тяга и ввод воздуха в топку могут быть естественными или искусственными. Естественная тяга осуществляется в котельных агрегатах производительностью до 2.5 тонны в час и с сопротивлением газового тракта не более 300 Па (30 мм вод. ст.) при сжигании нешлакующих или малошлакующих топлив {дрова, торф) с помощью установки дымовой трубы.
Искусственную тягу осуществляют в котельных установках производительностью более 2.5 тонны в час при сопротивлении газового тракта более 300 Па, для чего устанавливают дутьевые вентиляторы, подающие воздух в топку под небольшим давлением, и дымососы, отсасывающие дымовые газы из котлоагрегата и выбрасывающие их в дымовую трубу. Дымовая труба при этом служит для выноса дымовых газов в более высокие слои атмосферы, а тяга, которую она создает, является только добавлением к тяге, создаваемой дымососом.
Воздух в топку подается дутьевым вентилятором 13. Напор (тяга), необходимый для перемещения продуктов сгорания, создается специальным вентилятором (дымососом) 16 и дымовой трубой 17. Если используется твердое топливо, то продукты сгорания пропускают через золоуловитель 15. Все элементы системы соединены с котлом специальными каналами, на которых устанавливаются регулирующие или запорные устройства. Движение воздуха показано линией г. Воздух вентилятором подается в воздухоподогреватель, а затем поступает к горелке топки; движение газообразных продуктов сгорания показано линией д. Образовавшиеся в топке газы проходят по газоходам котлоагрегата и через золоуловитель и дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.
Система шлакоудаления используется в котельных установках, работающих на твердом топливе. Она предназначена для сбора и удаления за пределы котельной золы и шлака. Включает в себя накопительные и транспортирующие элементы 18.
Движение золы из золоуловителя 15 показано линией е. Для очистки дымовых газов от летучей золы в настоящее время используют золоуловители трех типов:
• механические (сухие и мокрые);
• электрические;
• комбинированные.
К механическим золоуловителям относят циклонные и жалюзийные золоуловители. Золоуловители на основе циклонных аппаратов применяются в котельных установках малой и средней мощности. Жалюзийные золоуловители используются обычно в котельных установках небольшой мощности. Электрические золоуловители для очистки дымовых газов от золы применяют в котельных агрегатах средней или большой паропроиз- водительности.
Система контроля и безопасности работы котла включает в себя:
• манометр для контроля давления в котле;
• указатель уровня воды в котле;
• термометры для измерения температуры воды до и после экономайзера и температуры перегретого пара;
• газоанализатор для контроля содержания окиси углерода и кислорода в газообразных продуктах сгорания топлива;
• расходомеры контроля расхода воды и пара;
• предохранительные клапаны для предотвращения взрыва котла при повышении давления выше допустимого;
• взрывные клапаны, предохраняющие от разрушения обмуровку котла при взрыве газов в газоходах котла;
• другие устройства, повышающие безопасность эксплуатации котельной установки.
Система автоматического регулирования работы котла предназначена для поддержания режима горения топлива, расхода питательной воды, температуры перегрева пара и других параметров в соответствии с нагрузкой на котельную установку. Она автоматически поддерживает наиболее экономичный режим работы котельной установки с минимальным количеством обслуживающего персонала. Наиболее полно автоматизируется работа котла на жидком и газообразном топливе. В котельных установках,
|
Рис. 15.2. Схемы процесса сжигания топлива |
Работающих на твердом топливе, обычно автоматизируются отдельные, наиболее важные операции, например, питание котла водой.
Электроснабжение котельной установки предназначено для привода электродвигателей питательных насосов, дутьевого вентилятора и дымососа, обеспечения работы автоматических и измерительных устройств, освещения помещения установки.
Система отпуска тепловой энергии потребителям, как правило, включает редукционно-охладительные и редукционные установки, предназначенные для уменьшения давления и температуры пара, сетевые подогреватели для подогрева воды, поступающей в систему отопления, подогреватели горячей воды.
Наряду с перечисленными котельная установка включает ряд дополнительных устройств и элементов: элементы системы возврата конденсата, линию продувки котла.