Виды котельных установок. Классификация котельных установок. В зависимости от своего размещения

Водяной пар используется в паровых двигателях, паросиловых установках тепловых электростанций, в технологических установках предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения производственных, общественных и жилых зданий. Горячая вода - в основном в системах отопления и вентиляции зданий, а также для удовлетворения сантехнических нужд производства и населения. Иногда - для теплоснабжения технологических потребителей. Во многих случаях пар или горячая вода, вырабатываемые в котлах, используются в качестве теплоносителей для снабжения теплотой тепловых пунктов, называемых центральными (ЦТП), в которых установлены теплообменные аппараты (рекуперативные или смесительные) для нагрева воды, циркулирующей между ЦТП и присоединенными к ним потребителями (двухконтурные схемы). Возможно также подключение потребителей к ЦТП через дополнительные тепловые пункты (бойлерные) для снабжения теплотой отдельных или групп потребителей (трехконтурные схемы). Более подробно см. [ 9 ].

Пар и горячую воду в котельных, за исключением котельных с атомными реакторами, получают, используя теплоту сжигаемого органического топлива в специальных агрегатах, называемых соответственно паровыми, водогрейными и пароводогрейными котлами.

В зависимости от назначения котельные подразделяются на энергетические, производственные, производственно-отопительные, котельные коммунально-бытового сектора (КБС) или жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ). Последние покрывают потребность ЖКХ в теплоте в основном на цели отопления и горячего водоснабжения. Энергетические котельные предназначены для снабжения паром турбоэлектрогенераторов тепловых электростанций (ТЭС), паровых двигателей. Энергетическая котельная является составной частью ТЭС. Производственные котельные обеспечивают паром и горячей водой технологических потребителей и системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения.

В промышленности крупными технологическими потребителями пара являются выпарные, перегонные, ректификационные, сушильные установки, химические реакторы, установки сорбционно-десорбционной очистки природного газа от сероводорода и диоксида углерода, моечные машины, прессы, обогреваемые ванны гальванических линий, машины для ламинирования (покрытия полимерными пленками) бумаги и др.

В табл. 1.1 приведены некоторые характеристики теплового потребления предприятий различных отраслей промышленности [ 2 ].

Производственно-отопительные котельные предназначены для выработки пара или горячей воды, используемых как на производстве, так и для отопления производственных, административно-бытовых и прочих зданий на территории предприятия, а также отопления и снабжения горячей водой близлежащих жилых кварталов.

В производственных и производственно-отопительных котельных устанавливаются чаще паровые котлы. В отопительных котельных получают главным образом горячую воду, предназначенную для отопления зданий и удовлетворения коммунально-бытовых нужд населения. Поэтому в отопительных котельных применяют как паровые, так и водогрейные котлы. На современных станциях теплоснабжения ЖКХ – в основном водогрейные котлы. А имеющиеся там паровые котлы – для покрытия собственных нужд станции, в основном – для снабжения паром мазутного хозяйства (в газовых котельных мазут используется в качестве резервного или аварийного топлива). Перспективным направлением является применение в отопительных котельных комбинированных пароводогрейных котлов. В последние десять лет получили также распространение автономные крышные и блок-модульные котельные, паровые и водогрейные. Блок-модульные котельные монтируются в заводских условиях и доставляются к месту их установки в собранном виде. Для включения их в работу достаточно установить их после доставки, подключить к потребителям и источнику топливоснабжения и провести пуско-наладочные работы в установленном порядке.

Принципиальные тепловые схемы паровой и водогрейной котельной установки показаны на рис. 1.1 и 1.2.

В зависимости от количества потребителей, присоединенных к источнику теплоснабжения ЖКХ, различают районные, групповые и индивидуальные котельные [ 1 ]. Районные и групповые котельные располагаются, как правило, в отдельно стоящих зданиях. Индивидуальные – чаще в подвалах или на крышах отапливаемых зданий. Автономные автоматизированные крышные котельные, работающие на природном газе, стали получать распространение только в последние годы.

Рис. 1.1. Принципиальная тепловая схема паровой котельной

1 – котлоагрегаты; 2 – коллектор острого пара; 3 – редукционная установка; 4 – коллектор пара р = 0,6 МПа; 5 – коллектор пара р = 0,3…0,12 МПа; 6 – сепаратор непрерывной продувки; 7 – пароводяные подогреватели; 8 – охладители конденсата после пароводяных подогревателей; 9 – термический деаэратор; 10 – охладитель выпара; 11 – водо-водяной подогреватель; 12 – пароводяной подогреватель; 13 – устройство химводоочистки; 14 – питательные насосы с электроприводом; 15 – паровые питательные насосы; 16 – сетевые насосы; 17 – подпиточный насос;

условные обозначения трубопроводов: Т1 – горячей воды, подаваемой на отопление и вентиляцию (ОВ); Т2 – обратной воды из системы отопления; Т21 – обратный, после нагрева в охладителе конденсата (ОК); Т3 – горячего бытового водоснабжения, подающий; Т4 – обратной воды из системы горячего водоснабжения; Т5 – горячей воды на технологические нужды; Т6 - обратной воды после технологических нужд; Т61 – обратной воды после ОК; Т71 – пара из котла; Т73 – пара после редукционного устройства (р = 0,3…0,12 МПа); Т72 – пара после редуцирования (р = 0,6 МПа); Т74 – пара от сепаратора непрерывной продувки; Т79 – выпара из деаэратора; Т81 – конденсата при р = 0,6 МПа; Т82 – конденсата при р = 0,2 МПа; Т84 – конденсата с производства; Т91 – питательной воды; Т92 – непрерывной продувки; Т93 – продувочной воды после испарения; В1 – сырой воды из водопровода; В20 – воды после химводоочистки

Рис. 1.2. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной

1 – водогрейный котел; 2 – сетевой насос; 3 – рециркуляционный насос; 4 – регулятор рециркуляции; 5 – регулятор температуры сетевой воды; 6 – вакуумный деаэратор; 7 – охладитель выпара деаэратора; 8 – водо-водяной теплообменник; 9 – насос химически очищенной воды; 10 – газоводяной эжектор; 11 – расходный бак рабочей воды; 12 – насос сырой воды; 13 – теплообменник-подогреватель сырой воды; 14 – перекачивающий насос; 15 – бак-аккумулятор подпиточной воды; 16 – подпиточный насос; 17 – регулятор температуры воды перед деаэратором; а, б – подача и возврат горячей воды с производства; в – сырая вода из водопровода; г – возврат сетевой воды

По назначению котлы делятся на:

1) Энергетические (для ТЭС)

2) Отопительно-производственные.

По расположению топок бывают:

1) C внутренней топкой (напр. МЗК)

2) С внешней (нижней) топкой (напр. ДКВР)

3) С выносной топкой (напр. ДЕ)

По способу сжигания топлива:

1) Cлоевые (колосниковые) ― для сжигания твердого кускового топлива.

2) Камерные ― газообразное, жидкое и твердое пылеобразное топливо сжигается во взвешенном состоянии.

По перемещению уходящих газов и воды котлы делятся на:

1) Газотрубные, где продукты сгорания проходят по трубам или паровой трубе, а вокруг труб и паровой трубы движется вода.

2) Водотрубные котлы, в которых вода (пароводяная смесь) проходит по трубам поверхности нагрева котла, а продукты сгорания омывают эти трубы и передают свое тепло воде.

По конструктивным особенностям котлы делятся на:

1) Цилиндрические

2) Горизонтально-водотрубные

3) Вертикально-водотрубные с одним или несколькими барабанами

По движению водяного или пароводяного потока внутри котла:

1) Естественная циркуляция ― осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных трубах и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

2) Принудительное движение теплоносителя (осуществляется с помощью искусственных побудителей – насосов), которое в свою очередь осуществляется многократной принудительной циркуляцией и по прямоточной схеме.

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды ― котлы с принуди- тельным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией выполняются из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (барабанами). Одна часть труб, называемых “подъемными трубами” , обогревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно необогреваемая 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 из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан). Кратность циркуляции (отношение расхода воды, проходящего через циркуляционный контур, к расходу пара, производимого в нем) в таких котлах изменяется от 10 до 100.

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Кратность циркуляции в этих котлах изменяется от 5 до 10.

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.

ТЕМА 1

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ

1.1. Назначение и классификация котельных установок.

1.2. Технологическая схема котельной установки.

1.1. Назначение и классификация котельных установок

Установки, вырабатывающие пар или горячую воду, представляют собой довольно сложный комплекс различных устройств и механизмов и называются парогенерирующими, или котельными установками. Котельные установки в зависимости от назначения подразделяются:

на энергетические;

производственные;

отопительно-производственные;

отопительные.

Промышленные парогенераторы, устанавливаемые в производственных и отопительно-производственных котельных, вырабатывают насыщенный или слабо перегретый пар (до 4 МПа и 450 ºС), который используется в технологических процессах различных отраслей (сушка, варка, ректификация, концентрирование растворов и т.д.), а также для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Водогрейные котлы, устанавливаемые в отопительных котельных, вырабатывают горячую воду с температурой до 200 С, используемую для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

В зависимости от расположения промышленные и отопительные котельные подразделяются:

на отдельно стоящие;

пристроенные к зданиям другого назначения;

встроенные в такие здания.

Для отдельно стоящих котельных и котельных, пристроенных к производственным зданиям промышленных предприятий, общая мощность устанавливаемых котлов, а также мощность каждого котла и параметры пара не ограничиваются.

Парогенераторы характеризуются паропроизводительностью и параметрами вырабатываемого пара (давлением и температурой перегретого пара).

Паропроизводительность, или просто производительность, представляет собой массовое количество пара, вырабатываемое парогенератором в единицу времени. Производительность парогенератора выражают в тоннах в час (т/ч), в килограммах в час (кг/ч) или же в килограммах в секунду (кг/с).

Все выпускаемые парогенераторы характеризуются номинальной паропроизводительностью. Под номинальной паропроизводительностью понимают наибольшую производительность, которую парогенератор должен обеспечивать в длительной эксплуатации при номинальных параметрах пара и питательной воды.

Давление пара, вырабатываемого парогенератором, в соответствии с ГОСТ – абсолютное. В системе единиц СИ давление измеряется в паскалях (Па). Однако вследствие малости этой единицы давление в парогенераторе выражают в кратных единицах – мегапаскалях (1 МПа = 10 6 Па).

Температуру пара, вырабатываемого парогенератором, выражают в градусах Цельсия (°С) или в системе единиц СИ – в кельвинах (К). Промышленные парогенераторы вырабатывают насыщенный или перегретый пар с температурой до 450 °С.

В соответствии с ГОСТ парогенераторы принято классифицировать по характеру движения воды. По этому признаку различают:

парогенераторы с естественной циркуляцией (обозначаются буквой Е ), вырабатывающие насыщенный и перегретый пар; парогенераторы с естественной циркуляцией, вырабатывающие перегретый пар и имеющие промежуточный пароперегреватель (обозначаются Е п);

прямоточные парогенераторы, вырабатывающие перегретый пар и имеющие промежуточный пароперегреватель (обозначаются П п).

При обозначении парогенераторов по ГОСТ буква указывает характер движения воды, первая цифра после нее – паропроизводительность, вторая и третья цифры – давление и температуру пара.

По типу парогенераторы можно разделить на вертикально-цилиндрические и вертикально-водотрубные. Вертикально-водотрубные парогенераторы могут иметь горизонтальную или вертикальную ориентацию.

Водогрейные котлы характеризуются теплопроизводительностью, давлением и температурой входящей в котел и выходящей из него воды. Под теплопроизводительностью котла понимают количество теплоты, вырабатываемое им в единицу времени. В системе единиц СИ паровые и водогрейные котлы следует характеризовать мощностью в киловаттах (кВт) или мегаваттах (МВт).

1.2. Технологическая схема котельной установки

Современная промышленная котельная установка представляет собой комплекс основного и вспомогательного оборудования. Выбор технологической схемы и размещение оборудования зависят от назначения установки, вида сжигаемого топлива, мощности и типа установленных котлоагрегатов и от других факторов.

Любая парогенерирующая установка, использующая твёрдое топливо, содержит парогенераторы, предназначенные для выработки пара, и вспомогательные устройства и оборудование, предназначенные для приёма, разгрузки, хранения, подготовки и подачи топлива, подготовки и подачи в парогенераторы питательной воды, удаления шлака и золы, подачи воздуха, необходимого для горения, очистки и удаления образовавшихся при сжигании продуктов сгорания. Часть перечисленных устройств и оборудования, размещается в специальном здании, другая часть – на открытой площадке в непосредственной близости от здания цеха.

Основным оборудованием установки является парогенератор, который содержит следующие элементы: топочную камеру с горелками, экранные и конвективные поверхности нагрева, пароперегреватель, водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Топочная камера предназначена для организации и завершения сжигания топлива, а также для передачи теплоты расположенным в ней поверхностям нагрева. Поверхности нагрева котлоагрегата в зависимости от способа передачи им теплоты принято разделять на лучевоспринимающие и конвективные. Лучевоспринимающие поверхности нагрева, расположенные непосредственно в топочной камере, называются экранами . Поверхности нагрева, в которых теплота от продуктов сгорания передаётся путём соприкосновения, называются конвективными .

Пароперегреватель предназначен для превращения сухого насыщенного пара в перегретый. Перегретый пар имеет бόльшие температуру и энтальпию по сравнению с насыщенным при одинаковом с ним давлении.

Водяной экономайзер предназначен для подогрева питательной воды, поступающей в парогенератор. Нагрев воды в экономайзере осуществляется продуктами сгорания, покидающими парогенератор.

В воздухоподогревателе за счет теплоты продуктов сгорания осуществляется подогрев воздуха, используемого в процессе сжигания топлива. Воздухоподогреватель и водяной экономайзер принято называть хвостовыми поверхностями нагрева.

Систему ограждений топочной камеры и газоходов котлоагрегата от окружающей среды называют обмуровкой . Газоходами называют каналы, по которым перемещаются продукты сгорания. Под газовым трактом, или трактом продуктов сгорания, понимают все газоходы котлоагрегата, начиная от топки и кончая дымовой трубой.

Золоуловитель служит для очистки продуктов сгорания от летучей золы, выносимой за пределы топочной камеры и газоходов парогенератора при сжигании твердого топлива.

Дымосос осуществляет удаление продуктов сгорания из парогенератора и направляет их в дымовую трубу, по которой они выбрасываются в атмосферу.

Воздушный тракт котельной установки состоит из вентилятора, воздухоподогревателя и системы каналов. Вентилятор предназначен для подачи воздуха, необходимого для организации процесса горения, в топку. Система каналов, по которым вентилятор подаёт воздух, называется воздухопроводами.

Паровой тракт парогенератора содержит барабан с сепарационными устройствами, пароперегреватель с устройствами для регулирования температуры перегретого пара и паропровод для подачи пара к потребителям. В барабане парогенератора собирается пар, образовавшийся в экранных и конвективных поверхностях нагрева. В сепарационных устройствах происходит отделение капелек воды от пара перед поступлением его в пароперегреватель.

Для поддержания постоянного уровня в парогенераторе в него необходимо подавать воду в количестве, равном количеству выработанного пара. Однако вода, поступающая из источника водоснабжения, перед подачей в парогенератор проходит очистку от механических примесей и химическую обработку. Химически очищенная вода и возвратившийся от потребителей пара конденсат направляются для дегазации в деаэратор.

Деаэратор служит для удаления из воды растворённых в ней кислорода и углекислого газа. Из деаэратора вода забирается питательным насосом и по трубопроводам, называемым питательными линиями, подается в водяные экономайзеры парогенераторов. Нагревшись до определенной температуры, питательная вода из водяного экономайзера поступает в барабан парогенератора.

При сжигании твердого топлива образуются шлак и зола. Шлак выпадает в топке, а зола улавливается из продуктов сгорания золоуловителем. Для удаления шлака и золы за пределы здания служит система механизмов, называемая шлакозолоудалением .

Для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования, регулирования количества пара и воды, а также отключения отдельных трубопроводов котельная установка имеет предохранительную, регулирующую и отключающую арматуру.

На рис. 1.1 показана схема производственно-отопительной котельной, использующей природный газ.

Котельная предназначена для выработки пара и горячей воды, используемых для технологических потребителей и нужд теплоснабжения. Природный газ по газопроводу поступает на территорию предприятия и направляется, в газорегуляторную установку (ГРУ).

Газорегуляторная установка предназначена для снижении давления газа перед газовыми горелками и поддержания его постоянным независимо от расхода. Обычно с ГРУ располагают контрольно-измерительные приборы для определения давления газа, его температуры и расхода. Из ГРУ газ по цеховому газопроводу поступает к горелкам парогенераторов.

Для получения горячей воды, расходуемой на нужды теплоснабжения, в котельной установлен пароводяной бойлер. Пар в бойлер поступает из общего сборного коллектора котельной по специальному паропроводу. Сетевая вода подаётся в бойлер и систему теплоснабжения сетевым насосом. Подпитка тепловой сети осуществляется подпиточным насосом, забирающим воду из деаэратора, общего для системы теплоснабжения и питания парогенератора. Конденсат пара из бойлера поступает в деаэратор.

Тепловая схема котельных с водогрейными котлами имеет свои особенности. Однако основным преимуществом котельных с водогрейными котлами является их более низкая стоимость по сравнению с парогенерато-рами. Сложность тепловой схемы отопительных котельных с водогрейными котлами зависит от вида сжигаемого топлива и системы теплоснабжения (открытая или закрытая). защитных конструкций (кожухов, шатров, ... внутри объектовых энергокоммуникаций; подготовкаПрограмма курса

... установки закрытого, полуоткрытого и открытого типа. Общие сведения о конструкции зданий котельных ... топлив (3 часа). Понятия об углефикации. Выход... тем 1 2 3 4 Лекции 1 Общие сведения о теплогенерирующих установках и органических топливах 2 Общие ...

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.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

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. : 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.

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.

Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.

Рис. 9.

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.

Рис. 11.

Рис. 12.

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.

Рис. 14.

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.

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования

Здание или помещение, в котором располагаются котельная установка и вспомогательное оборудование, а также служебные помещения при отдельно стоящих котельных [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]… … Справочник технического переводчика

Бойлерная Словарь русских синонимов. котельная сущ., кол во синонимов: 3 бойлерная (2) … Словарь синонимов

Брокерская фирма, которая в целях продажи своих фондовых продуктов прибегает к сильному давлению на клиентов, обычно по телефону. Котельная часто ассоциируется с высокой комиссией и незаконным представительством. Терминологический словарь… … Финансовый словарь

КОТЕЛЬНЫЙ, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Комплекс зданий и сооружений, здание или помещения с котлом (теплогенератором) и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенными для выработки теплоты в целях теплоснабжения. Источник: СНиП II 35 76 EdwART. Словарь терминов и… … Словарь черезвычайных ситуаций

Котельная - – комплекс зданий и сооружений, здание или помещения с котлом (теплогенератором) и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенным для выработки теплоты в целях теплоснабжения. [СНиП II 35 76] Рубрика термина: Тепловое… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

котельная - 3.4.15 котельная: Комплекс технологически связанных тепловых энергоустановок, расположенных в обособленных производственных зданиях, встроенных, пристроенных или надстроенных помещениях с котлами, водонагревателями (в т.ч. установками… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Здание или помещение, в котором располагаются котельная установка и вспомогательное оборудование, а также служебные помещения при отдельно стоящих котельных (Болгарский язык; Български) котелна; котелно помещение (Чешский язык; Čeština) kotelna… … Строительный словарь

котельная - см.: Центральная Котельная … Словарь русского арго

котельная - katilinė statusas T sritis Energetika apibrėžtis Pastatas arba patalpa, kurioje įrengti garo ar vandens šildymo katilai. atitikmenys: angl. boiler house vok. Kesselhaus, n rus. котельная, f pranc. bâtiment des chaudières, m; chambre des… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Книги

• Счастливый Петербург. Точные адреса прекрасных мгновений , Всеволодов Роман. Эта книга - необычный путеводитель по адресам счастливых мгновений, прожитых в Петербурге выдающимися людьми - литераторами, музыкантами, художниками - классиками, составившими цвет нации, и…
• Отдел , Сальников Алексей Борисович. Игорь в принципе не ждал хорошего от этой работы: заброшенная котельная в промзоне, коллеги с волчьими билетами, ну какие там могли быть цели и задачи. Надо напиться, думает Игорь, поднимаясь…