Схемы движения воды в котельных агрегатах (паровых, водогрейных)

Правильно организованное движение воды, паро-водяной смеси и пара в трубах котельного агрегата обеспечивает необходимую паропроизвод-ть котлового агрегата. Вследствие этого обеспечивается интенсивный отвод теплоты от поверхности нагрева и устранение местных застоев пара и газа, что предотвращает поверхность нагрева от недопустимого перегрева и коррозии. Непрерывное движение воды, охл-ей поверхность нагрева – циркуляцией.

В зависимости от организации движения воды и параводяной смеси в испарительной системе котлы делятся: с естественной циркуляцией, котлы с принудительной циркуляцией. В котлах с естественной циркуляцией движение воды и пароводяной смеси в испарительной системе осуществляется за счёт давления создаваемого разностью массы столба воды в опускных трубах и столба пароводяной смеси в обогреваемых подъёмных трубах систем. При этом кратность циркуляции, т.е. отношение массы воды, циркулирующей в системе за единицу времени, к массе выработанного пара за тот же промежуток времени: к = Gц / D составляет 15-100. для того чтобы возникла естественная циркуляция воды должна существовать замкнутый контур состоящий из барабана и коллектора, соединёнными между собой подъёмной и опускной трубой. При подводе теплоты к подъёмной трубе вода в ней частично превращается в пар и образуется пароводяная смесь, плотность которой меньше плотности воды в необогреваемой опускной трубе. В следствии этого в замкнутом контуре создаётся напор, благодаря которому вода и пароводяная смесь приходят в движение: вода движется вниз к коллектору, а смесь – вверх в барабан, где пар отделяется от воды.

Котлы с принудительной циркуляцией: прямоточные и с многократной принудительной циркуляцией. В котлах с многократной принудительной циркуляцией движения воды и пароводяной смеси в испарительной системе осуществляется при помощи специального насоса К-6-10. Питательная вода из водяного экономайзера подаётся в барабан котла, из которого она забирается циркуляционным насосом и направляется в нижний коллектор экранов и коллектор конвективной поверхности нагрева, распределяется по параллельно включённым подъёмным трубам, через трубы пароводяная эмульсии поступает в барабан котла, в котором происходит отделение пара от жидкости. Затем пар поступает в пароперегреватель и потребителям.

В прямоточных котлах питательный насос создаёт принудительное движение воды, пароводяной смеси и пара по ряду параллельно включённых труб поверхностей нагрева, отдельные участки котла выполняют роли экономайзера, испарительной поверхности нагрева и пароперегревателя к = 1.

К принудительной циркуляции прибегают, когда невозможно осуществить естественную циркуляцию воды. Это происходит с повышением давления, т.к. с повышением давления разность плотностей питательной воды и пара уменьшается недостаточно. Насос для создания естественной циркуляции (>18 МПа) для схемы (а) движущее движение циркуляции возникает за счёт разности масс столбов воды и пароводяной смеси:

∆S –полезное давление.

∆S = H ∙ Pв – (Нэк ∙ Pэк + Нп ∙ Pпв)

где H – расстояние над уровнями воды в барабане и осью коллектора;

Производительность контура циркуляции определяется по следующей методике:

1. Строится график зависимости ∆S(∆P) по вертикальной оси.

2. По горизонтальной – производительность контура.

Точка пересечения двух зависимостей даёт значение действительной производительности.

Тягодутьевые устройства

Для кот-ных проектир-ся обычно одна, общая для всех установленных котлов, дым труба. Дым трубы сооружаются по типовым проектам из кирпича или железобетона. Применение металлич дым труб диаметром >1м допускается только при технико-экономич целесообразности такого решения.

Действие дым трубы основано на основе сообщающ сосудов. Пока т-ра воздуха в КА и дым трубе одинаковы,в этой системе будет наблюдаться равновесие, т к столбик нар воздуха и столбик воздуха, заполняющ дым трубу, будет иметь одинак вес(силы тяжести) и уравновешивать др друга.Самотяга тем >,чем ниже т-ра атм воздуха,выше т-ра газообразных продуктов в дым трубе и больше высота дым трубы,т к во всех этих случаях увелич-ся разность весов атмосф воздуха и горячих газов.

Высоту дым трубы определяют из условий равенства силы тяги и суммы сопротивлений, возник при движ-ии газов по газоходам КА и в дым трубе,она д приниматься 30,45,60,75,90,120,150,180м.

где S-сила ест тяги дым трубы, кгс/м2

Н-высота дым трубы,м

t_в и t_Г-т-ра воздуха и ср т-ра дым газов,

В_л-миним-е барометр давление данного района,мм.рт.ст

Расчеты и выбор высоты дым труб,обеспечивающей рассеивание твредных выбросов,выполняются программой расчетов,составл-й на основе СН 369-74.Наиб концентрация вредного в-ва в приземном слое атмосферы не д превышать ПДК,установленной “Санитарными нормами проектир-ния пром пр-тий.”

При одновременном совместном присутствии в атмосфере неск вредных в-в их безразмерная суммарная конц-ция q не д превышать 1:

Где с-конц-ции вредных в-в в атм в-хе в одной и той же точке местности,мг/м3

ПДК-соотв-щие максим-е предельно допустимые концентрации вредных в-в в атм в-хе, мг/м3

1) Кирпичные дымовые трубы.

Высота от 30 до 70 м.

Площадь вых сечения дым трубы:

F=BV_г(t_ух+273)/3600*273w² , м²

В-максим расход топлива[кг/г]

V_г-объём дым газов выд-щихся при сжигании 1 кг топлива

t_ух-тем-ра ух газов у выходн сечения трубы

w-скорость газа у вых сечения трубы: при естеств тяге w=4-10 м/с

при искусств w=8-15 м/с

2)Железобетонные дым трубы

Возводят высотой 100 м и более. Такая высота применяется не для созд требуемой тяги, а из-за необход удаления запыленных и вредных газов в более высокие слои атмосферы. Жел-бет трубы в большинстве случаев устан-ся в крупных котельных тепл станций.Для предохранения от действия выс тем-ры трубы изнутри футируются огнеупорным кирпичом.

3) Стальные дым трубы.

Применяют в КУ малой произв-ти, для котлов верт-цилиндрич и водогрейных.

Эти дым трубы цилиндрич, высота не более 30-50 м. Они сост из отдельных звеньев соед с помощью сварки. Часто трубы устан-ют на фундаменте с цоколем и крепят болтами. Для большей устойчивости стальн дым трубы дополнительно закрепляют несколькими растяжками. В большинстве случаев растяжки прикреплены к трубе в двух местах: на высоте ½ и 1/3 от её основания.

 

26.Основные требования к помещениям и расположению оборудования котельных установок

Стационарные котлы должны устанавливаться в зданиях и помещениях, отвечающих требованиям СНиП װ-35-76 «Котельные установки», СНиП װ-58-75 «Электростанции тепловые» и настоящих правил. Установка вне помещений допуск. только в том случ., если к. спроектирован для работы в заданных климат. условиях. Устройство помещений и чердачных перекрытий над к. не допускается. Это не распространяется на к., устан-ые в произв. помещениях в соотв-ии с пунктом 417 настоящих правил: «внутри произв помещений допускается установка:

-прямоточных к. паропроизв-ю не более 4 т/ч каждый;

-к., удовлетворяющих условию (Т-100)*V≤100, где Т- темпер. насыщ. пара при рабочем давлении,°С; V- водяной, м³;

-водогр. к., произв-ю не более 10ГДж/ч кажд., не имеющих барабанов;

- к.-утилизаторов без ограничений».

Место установки к. внутри помещений д/б отделено от ост. части помещения несгораемыми перегородками по всей высоте к., но не ниже 2 м, с устройством дверей. Места расположения выхода и напр-е открытия дверей опред-ся проектной орг-ей исходя из местных условий. К.-утилизаторы м/б отделены от ост. части произв. помещ. вместе с печами или агрегатами, с кот. они связаны технологич. процессом. В зданиях котельной не разрешается размещать бытовые и служебные помещения, кот. не предназначены для работы котельной, а также мастерские не предназначенные для ремонта котельного оборуд-я. Уровень к. нижнего этажа не д/б ниже планировочной отметки земли, прилегающей к котельной. Двери из котельной должны открываться наружу. Двери из служебных, бытовых и вспомогательно-бытовых помещений должны снабжаться пружиной и откр-ся в сторону котельной.

Расстояние от фронта к. или выступающих частей топок до противоположной стены котельной должна сост. не менее 3 м. При этом для к., работающих на газообр. или жидк. т-ве, расст-е от выступающих частей горелочных устройств до стены котельного помещения д/б не менее 1 м, а для к. оборудованных механизир. топками расст-е от выступающих частей топок д/б не менее 2 м. Для к. паропроизв-ю не более 2,5 т/ч расст-е от фронта к. или выступающих частей до стены котельной м/б уменьшено в след. случаях:

1. если топка с ручной загрузкой тв. т-ва обслуживается с фронта и имеет длину не более 1м.;

2. при отсутствии необходимости обслуживания топки с фронта;

3. если к. работают на газообр. и жидк. т-ве (при сохранении расст-я от горел. устройств до стены котельной не менее 1 м);

Расст-е между фронтами котлов не выступающими частями топок, расположенных друг против друга, должны составлять:

1. для к. оборудованных механизир. топками не менее 4 м.;

2. для к., работающих на газообр. или жидк. т-ве расст-е между горел. устр-ми д/б не менее 2 м;

3. для к. с ручной загрузкой тв. т-ва не менее 4 м.

Допускается установка котельного и вспомогоат. оборуд-я, щитов управления, при этом ширина свободных проходов вдоль фронтов д/б не менее1,5 м. Проходы в котельной должны иметь свободную высоту не менее 2 м. При отсутствии необходимости перехода через барабан, сухопарник или экономайзер, расст-е от них до нижних конструктивных частей покрытия котельной д/б не менее 0,7 м.

 

 

Требования к оснащению паровых и водогрейных котлов приборами безопасности

На каждом котле д б предусмотрены приборы безоп-сти(ПБ), обеспеч своеврем и надежное автоматич отключение котла или его элементов при недопустимых отклонениях от заданных режимов эксплуатации.

Котлы должны быть оснащены автоматическими защитами, прекращаю­щими их работу при превышении параметров, установленных инструкциями организаций-изготовителей, в следующих случаях: для парового котла:

- увеличения давления пара;

- снижения уровня воды;

- повышения уровня воды;

- повышения или понижения давления газообразного топлива перед го­релками;

- понижения давления жидкого топлива перед горелками;

- понижения давления воздуха перед горелкой;

- уменьшения разрежения в топке;

- погасания факела горелки;

- прекращения подачи электроэнергии в котельную;

- снижение расхода воды в котле ниже допустимого (для прямоточных котлов);

для водогрейного котла:

- повышение давления воды в выходном коллекторе котла более чем на 5 % расчетного или разрешенного давления;

- понижения давления воды в выходном коллекторе котла до значения, соответствующего давлению насыщения при макс температуре воды на выходе из котла;

- повышения температуры воды на выходе из котла до значения указанного заводом-изготовителем

- уменьшения расхода воды через котел до минимально допустимых значений,

- повышения или понижения давления газообразного топлива перед горелками; - погасания факела горелки;

- понижения давления жидкого топлива перед горелками;

- уменьшения разрежения в топке;

- понижения давления воздуха перед горелками;

- прекращения подачи электроэнергии в котельную.

При достижении предельно допустимых параметров котла автоматически должна включаться звуковая и световая сигнализации.

Пар-е котлы(ПК) с камерным сжиганием т-ва д б оборудованы автоматич устр-вами, прекращающ подачу т-ва к горелкам при снижении уровня, а для прямоточных котлов-расхода воды в котле ниже допустимого. Водогр котлы(ВК) с многократной циркуляцией и камерным сжиганием т-ва, д б оборудованы приборами, автоматич-ки прекращающ подачу т-ва к горелкам,а со слоевым сжиганием т-ва—приборами, отключающими тягодутьевые устр-ва при сниж-нии давл-я воды до знач-я, при кот создается опасность гидравл ударов,и при повышении т-ры воды выше уст-нного предела. ПК и ВК при камерном сжигании т-ва д б оборудованы автом устр-вами для прекращ-я подачи т-ва в топку в след случаях:

А)при погасании факела в топке

Б)при отключении всех дымососов или прекращении тяги

В)при отключении всех дутьевых вентиляторов.