Принцип работы парового котла

Схемы котельных установок

Пароводяная смесь, удаляемая из деаэраторной головки, проходит через теплообменник — охладитель выпара.
В котельных с водогрейными котлами часто устанавливаются вакуумные деаэраторы. Составить схему отпуска тепла. Из деаэратора питательной воды питательным насосом вода поступает в паровые котлы и на впрыск в РОУ.
Если на внутренних стенках экранных труб образуется накипь, то это затрудняет передачу теплоты от раскаленных продуктов сгорания к воде или пару и может привести к перегреву металла и разрыву труб под действием внутреннего давления. Так как расходы воды при открытой системе неравномерны по времени, то для выравнивания суточного графика нагрузок на горячее водоснабжение и уменьшения расчетной производительности котлоагрегатов и оборудования водоподготовки предусматривают установку баков-аккумуляторов деаэрированной горячей воды. Рециркуляция необходима для подогрева воды на входе в стальные котлы до темп-р выше темп-р точки росы, значения которых зависят от вида топлива, а также для поддержания постоянного расхода воды через котлы.
При периодических продувках воду, содержащую значительное количество шлама, направляют в расширитель периодических продувок барботер , откуда образовавшийся пар отводится в атмосферу, а остаток воды со шламом сливается в канализацию. При расчете тепловой схемы водогрейной котельной, когда не происходит фазовых превращений нагреваемой и охлаждаемой сред воды , уравнение теплового баланса в общем виде можно записать следующим образом , 3. Такие условия иногда диктуют необходимость использования в тепловых схемах котельных увеличенного количества насосов — сетевых зимних и летних , перекачивающих, рециркуляционных и подпиточных также зимних и летних.
Альтернативные возобновляемые источники, например, солнце, ветер, вода, дождевая вода и биомассы составляют лишь небольшую долю в общем объеме произ-ва энергопотребления, несмотря на то, что она стремительно увеличивается. Это минимизирует мех. Если давление воды снизить до 0,03 МПа, то при этом давлении воды будет кипеть при температуре 68,7 0С. В них пар отдает тепло питательной воде, конденсируется и конденсат вливается в общий поток питательной воды.

Общие положения по проектированию


Частицы золы из золоуловителя и шлак из бункера системой шлакозолоудаления выносятся из котельной. Автоматизация работы котельного оборудования Глупо было бы не воспользоваться возможностями, которые облегчают эксплуатацию отопительных систем.

Тепловые схемы, в которых расход воды через котёл изменяется. Далее нагретая сетевая вода поступает по трубопроводам к потребителю. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла котлов и оборудования, включающего следующие устройства.

Если пароводогрейная котельная обслуживает открытые водяные сети, тепловой схемой предусматривается установка двух деаэраторов — для питательной и подпиточной воды. Установленный на обратной линии сетевой циркуляционный насос обеспечивает поступление питательной воды в котел и далее в систему теплоснабжения. Дата добавления: ; просмотров: ;. Принципиальная схема котельной с паровыми котлами, отпускающими пар и горячую воду 1 — котлы; 2 — РОУ, 3 — регулирующий клапан, 4 — пароводяной теплообменник, 5 — конденсатоотводчик, 6 — сетевой насос, 7 — фильтр, 8 — регулятор подпитки, 9 — деаэратор, 10 — питательный насос, 11 — аппараты химводоочистки, 12 — подпиточный насос Пароводогрейные котельные, называемые также смешанными, оборудуются указанными выше типами паровых и водогрейных котлов или комбинированными пароводогрейными котлами например, типа KTK и предназначаются для выработки пара на технологические нужды и горячей воды для обеспечения нагрузок отопления, вентиляции и горячего ВС.
Странная схема котельной

Устройство парового котла

Оборудование, генерирующее пар подразделяется на следующие виды:

  • паровые котлы энергетического назначения (используются на электростанциях, для привода турбин, генерирующих электроэнергию);
  • паровые котлы промышленного типа (выработка пара для осуществления технологических операций в производстве);
  • паровое котельное оборудование, предназначенное для отопления, прачечных, эксплуатации дезинфекционных установок;
  • утилизационные котлы, производящие пар при помощи отбора тепла у перегретых дымовых газов, образующихся в результате производства в металлургии и химической промышленности.

Паровой котел промышленного типа

В энергетике используются самые мощные устройства, вырабатывающие до 5000 т пара в час при давлении около 280 кгс/см2. Пар получают перегретым до температуры 500 С , после чего он поступает в турбинные агрегаты, где происходит превращение тепловой энергии в механическую.

Паровые котлы для отопительных систем производят пар низкого давления, чаще всего в насыщенном состоянии. Отопление такое типа целесообразно использовать в очень холодных климатических зонах, для предупреждения замерзания теплосистемы, в частности, ее оборотного цикла.

В некоторых учреждениях выгодно эксплуатировать паровой котел, который обеспечивает отопление здания и служит для подачи пара в прачечные. Иногда паровые генераторы устанавливают там, где возможна утилизация высокотемпературных газов, данное решение позволяет экономить существенные суммы в отопительный период.

Паровые котлы и принцип работы имеют значительные отличия от водогрейных систем. Работа парообразующих агрегатов основана на нагреве воды и последующего ее превращения в пар. Нагрев ведется при помощи выделения тепла от сжигания горючих материалов, чаще всего используется природный газ или уголь. Выдача пара котлом всегда происходит под избыточным давлением и в зависимости от назначения его величина колеблется в широких пределах и может меняться от1 кгс/см2 до нескольких сотен кгс/см2.

Схема работы парового котла

Эксплуатация подобных устройств связана с некоторой опасность, так как пар является сжимаемой средой и в котлах определенного типа он находится в больших объемах в сжатом состоянии, в связи с этим надежность оборудования регламентируется специальными ГОСТами. Главный фактор надежности обусловлен отсутствием разгерметизации и высвобождением большой массы разогретого пара в близлежащее пространство.

Добавочные детали агрегата

В конструкцию парового котла входят не только топка и трубы (барабаны) для движения воды по замкнутому контуру и пара. Дополнительно применяются устройства, которые делают больше рабочую эффективность системы (поднимают температуру пара, его давление, кол-во):

  1. Пароперегреватель — увеличивает температуру пара выше +100?C. Это со своей стороны увеличивает экономность и КПД работы машины. Температура перегретого пара достигает 500 ?C (так работают паровые котлы в атомных станциях). Пар дополнительно нагревается в трубах, в которые он поступает после испарения. Он при этом как правило имеет свою топочную камеру или быть вмонтирован в единый паровой котёл. Конструктивно отличают конвекционные и радиационные пароперегреватели. Радиационные конструкции греют пар в несколько раз крепче, чем конвекционные.
  2. Паровой сепаратор — убирает из пара влажность и выполняет его сухим. Этим становится больше рабочую эффективность устройства, его КПД.
  3. Паровой аккумулятор — устройство, которое забирает из системы пар, когда его много, и прибавляет его в систему, когда его недостаточно, мало.
  4. Устройство для подготовки воды — уменьшает кол-во растворённого в водной массе кислорода (что предупреждает коррозию), убирает растворённые в водной массе минералы (химическими реагентами). Данные меры предупреждают загрязнение труб накипью, которая ухудшает отдачу тепла и образовывает условия для прогорания труб.

Плюс к этому, есть клапаны для слива конденсата, воздухоподогреватели, и в первую очередь — система проверки и управления. В неё входят включатель и выключатель горения, автоматизированные регуляторы водорасхода, топлива.

Тепломеханическая часть котельной

Тепломеханическая часть котельной

К тепломеханической части котельной относятся: теплоэнергетическое оборудование, расположенное внутри котельной; трубопроводы с арматурой (запорной, регулирующей, предохранительной) и контрольно-измерительные приборы. При ознакомлении с устройством и принципом работы тепломеханической части котельной необходимо пользоваться тепловой схемой.

Движение воды в сетевом контуре котельной осуществляется следующим образом:

  • вода сетевая обратная поступает из теплосети по трубопроводу через фильтр сетчатый, первичный преобразователь расхода теплосчетчика, на два насоса сетевого контура (один насос резервный);
  • насосами по трубопроводу вода подается в пластинчатые теплообменники теплосети, где нагревается до необходимой температуры;
  • вода через первичный преобразователь расхода поступает в теплосеть на отопление;
  • отбор воды на собственные нужды котельной осуществляется из трубопровода;
  • вода по трубопроводу отбора подается к установкам для подогрева приточного воздуха;
  • обратная вода по трубопроводу отбора возвращается в циркуляционный трубопровод, перед насосами.

Движение воды в котловом контуре котельной осуществляется следующим образом:

  • вода котловая обратная поступает из теплообменников теплосети по трубопроводу на четыре насоса К3 котлового контура (один насос резервный);
  • насосами по трубопроводу вода подается в котлы где нагревается до необходимой температуры;
  • по трубопроводу вода подается в теплообменники теплосети;
  • часть нагретой воды поступает в два пластинчатых водо-водяные теплообменника для подогрева воды на ГВС;
  • часть котловой воды поданной на нагрев воды на ГВС после прохождения и охлаждения в пластинчатых водо-водяных теплообменниках подается в обратный трубопровод, перед насосами.

Движение воды в контуре ГВС осуществляется следующим образом:

  • вода из сети ГВС обратная поступает по трубопроводу на два насоса К6 контура ГВС (один насос резервный);
  • насосами по трубопроводу вода подается в пластинчатые водо-водяные теплообменники, где нагревается до необходимой температуры;
  • нагретая вода в систему ГВС.

Температура воды сетевой прямой, поступающей в теплосеть на отопление, регулируется качественным методом за счет изменения подаваемого машинистом (кочегаром) топлива на горение изменяя интервал подачи топлива механической топкой или в ручную.

Для защиты котлов от превышения в них давления более, чем на 10 % рабочего давления (свыше 6,6 кг/см2) на трубопроводе установлены два предохранительных клапана (один из них — контрольный).

Исходная вода из бытового водопровода подается повысительным насосом через теплообменник, ВПУ-3, счетчик холодной воды, поплавковый клапан в бак запаса воды. Из бака запаса вода поступает на подпитку сетевого контура и котлового контура. Повышение давления подпиточной воды осуществляется с помощью группы насосов для сетевого контура (один насос резервный), котлового контура (один насос резервный). Подпитка контура ГВС осуществляется напрямую из водопровода через расходомер, магнитный активатор в трубопровод за насосами. При необходимости повышение давления подпиточной воды осуществляется с помощью группы насосов.

Часть холодной воды из трубопровода отводится к смесителю мойки и унитазу.

Часть сходной воды из бытового водопровода подается повысительными насосами через теплообменники, ВПУ-2 к питательным насосам паровых котлов Е- 1,0-0,9. От паровых котлов через общий паропровод, главную паровую задвижку пар подается потребителю. Пар подается потребителю безвозвратно.

Бойлер в схеме котельной

Существуют разнообразные варианты включения бойлера косвенного нагрева к котлоагрегатам, которые могут работать на любом виде топлива: газ, твердое и жидкое топливо.

В этой схеме с бойлером косвенного нагрева не установлена гидрострелка или распределительный коллектор. Монтаж данных элементов связан с определенными сложностями, так как создает очень сложную гидросистему.

В данной схеме используется 2 насоса циркуляции — на отопление и ГВС. Насос для отопления работает постоянно при работе котельной. Циркуляционный насос ГВС, запускается по электросигналу термостата, установленного в баке.

Термостат определяет падение температуры жидкости в баке и передает сигнал на включение насоса, который начинает циркулировать теплоноситель по контуру нагрева между агрегатом и бойлером, нагревая воду до заданной температуры.

Допускается определенное видоизменение схемы, когда в ней установлен маломощный котел. Электронасос отопления может отключаться тем же термостатом, который включает насос к бойлеру.

В таком варианте теплообменник греется быстрее, а отопление остановлено. При продолжительном простое, температурный режим в комнате будет падать.

Кроме того после завершения прогрева в бойлере, насос в контуре отопления включается в работу и начинает прокачивать в котел холодный теплоноситель, что вызывает образование конденсата на поверхностях нагрева котла и приводит к преждевременному выходу его из строя.

Процесс конденсатообразования также может проявляться в случае длинных трубопроводов, проложенных к батареям. При большом теплосъеме на приборах отопления, теплоноситель аналогично может сильно остыть, низкая температура обратки станет вредить работе котла.

На схеме изображена температура 55С. Интегрированный в схему терморегулятор автоматически выбирает требуемую интенсивность движения потока для поддержания температуры теплоносителя на обратке.

Устройство

Паровые котлы собой представляют емкость, в которой вода нагревается и образовывает пар. В большинстве случаев они делаются в виде труб, разных размеров. Помимо трубы с водой, котел всегда имеет камеру для сгорания топлива (камеру сгорания). Ее конструкция может изменяться в зависимости от типа используемого топлива. Если это дрова, или твёрдый уголь, то снизу камеры сгорания ставится колосниковая решётка, на которую кладут горючее. С части которая находится снизу колосников, в топку подается воздух. А вверху камеры сгорания обустраивают дымотвод, который нужен для эффектной тяги – воздушной циркуляции и горения топлива.

Рабочий принцип паровых твердотопливных котлов немного выделяется от устройств, в которых в виде теплоносителя применен жидкий или газообразный материал. В другом варианте, топка подразумевает горелку, которая не прекращает работу сродни горелкам бытовой газовой печи. Для воздушной циркуляции также применяют колосниковую решётку и дымотвод, потому что в независимости от варианта топлива, воздух считается важнейшим требованием горения.

Горючий газ, получившийся от сгорания топлива, подымается к емкости с водой. Он отдает воде собственное тепло и выходит через дымотвод в атмосферу. Когда вода нагревается до температуры кипения, она начинает испаряться. Нужно отметить, что вода выветривается и раньше, однако не в подобных количествах и не с подобной температурой пара. Испарившийся пар собственными силами поступает в трубы. Подобным образом, циркуляция пара и смена агрегатных состояний воды происходит по настоящему. Рабочий принцип парового котла с конвективной циркуляцией подразумевает небольшое вмешательство человека. Все, что необходимо выполнить оператору, это обеспечить стабильный нагрев воды и проверить процесс при помощи специализированных устройств.

В случае с электробойлерами разогрев воды происходит легче. Она нагревается при помощи ТЕНОВ типа нагревательных элементов или находится в роли проводника и нагревается Согласно закону Джоуля-Ленца.

Принцип работы парового котла

Паровой котел является универсальным устройством, поскольку может работать даже на солнечной или геотермальной энергии. Современные паровые котлы в качестве топлива используют природный газ, но также существуют и твердотопливные котлы. Все паровые котлы работают примерно по одной и той же схеме, где обычная вода превращается в насыщенный или перегретый пар. Эта схема работы состоит из нескольких этапов:

  1. Очистка воды при помощи фильтрующих элементов.
  2. Подача очищенной воды в рабочую ёмкость. Подача может осуществляться, как самотёком, так и при помощи насоса. Сегодня в основном применяются электрические насосы.
  3. Подача воды из рабочей емкости в коллектор. Подача осуществляется самотёком.
  4. Подъём воды из коллектора в зону нагрева.
  5. Подача образовавшегося пара в сепаратор, где происходит влагоотделение. Остатки воды по специальному трубопроводу стекают в резервуар.
  6. Подача пара в паропровод.

В промышленном паровом котле данная схема дополнена ещё двумя пунктами:

  1. Подача пара в зону повторного нагрева;
  2. Подача пара в рабочую магистраль.

План котельной с газовым котлом

Задействование в качестве теплоносителя природного газа – экономичное и продуктивное решение, но сопряженное с большим риском по причине взрывоопасности. Устроение помещения для газового котла по этой причине имеет жесткие требования, изложенные в СНиПе.

Данный вид топлива даже в незначительных количествах способен оказывать вредное воздействие на здоровье, поэтому одним из важных принципов безопасного использования газа является хорошая вентиляция. Отсутствие качественной вытяжки влечет за собой меньшую теплоотдачу при одинаковом расходе.

Схема расположение оборудования котельной частного дома зависит от его мощности и эксплуатируемого состояния газа. Сжиженная форма категорически не допускает установки источника теплоснабжения в подвале. Удельный вес такого носителя гораздо больше воздуха, при утечках он концентрируется в низовьях здания, где может инициировать взрыв.

Нет нужды подыскивать или выстраивать отдельный угол для приборов с мощностной характеристикой до 60кВТ. Вполне возможна установка в кухне, на чердаке, в кладовой и т.д., если они отвечают условиям:

  • наличие окна с форточкой;
  • объем не менее 15 кубометров и сверху по 0,2 кубометра на каждый выделяемый киловатт;
  • высота минимум 2,5 м.

Более мощные агрегаты должны размещаться в обособленных бытовках на любом этаже, при этом цокольный следует рассматривать в последнюю очередь. Отдельно стоящие котельные должны иметь собственный фундамент с присутствием в нем определенной доли песка. Точку, где топится аппарат, необходимо привести в соответствие нормативам:

  • окна от 0,5 кв.м,
  • ширина дверного проема от 0,8м,
  • обшивка огнеупорным материалом с пределом огнестойкости не менее 45 минут,
  • наличие свободного пространства вокруг теплогенератора радиусом 0,7м и больше.

Набор технических средств газовой котельной

Применение газа для обогрева производится при участии:

  • отопительного котла;
  • бойлера, нагревающегося за счет газооборудования, обеспечивающего жилье горячей водой;
  • распределительного коллектора, в состав которого входят циркуляционный насос, гидравлический распределитель и гребенка;
  • расширительной емкости, служащей нейтрализатором увеличивающегося давления вследствие повышения температуры носителя;
  • группы безопасности в комплектации из манометра, предохранительного клапана и отводчика воздуха;
  • труба отвода дыма эффективного диаметра и высотой над уровнем конька крыши не менее 5м с дополнительным каналом для чистки;
  • организованный сливной комплекс на случай простоя аппарата;
  • навигация в виде электронной автоматики;
  • система огнеудаления и пожаротушения.

Общие сведения и понятия о котельных установках

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.

Устройство парового котла

Паровой котёл представляет собой ёмкость, внутри которой нагретая вода испаряется и образует пар. Как правило — это труба различного размера.

Кроме трубы с водой, в котлах имеется топочная камера (в ней сгорает топливо). Конструкция топки определяется видом топлива, для которого сконструирован котёл. Если это твёрдый уголь, дрова, то внизу топочной камеры есть колосниковая решётка. На ней располагают уголь и дрова. Снизу через колосники в топочную камеру проходит воздух. Для эффективной тяги (движения воздуха и горения топлива) вверху топки устраивают дымоход.

Устройство парового котла Ici Caldaie

Если энергоноситель — жидкий или газообразный (мазут, газ), то в топочную камеру вводят горелку. Для движения воздуха также делают вход и выход (колосниковую решётку и дымоход).

Горячий газ от сгорания топлива поднимается к ёмкости с водой. Он нагревает воду и выходит через дымоход. Нагретая до температуры кипения вода начинает испаряться. Пар поднимается вверх и поступает в трубы. Так происходит естественная циркуляция пара в системе.

Газо- и водотрубные котлы: отличия

Емкость для образования пара часто собой представляет трубу или несколько труб. Воду в трубах обогревают горячие газы, образовывающиеся при горении топлива. Устройства, в которых газы поднимаются к водяным трубам, называют газотрубными котлами. Схема газотрубного агрегата приведена на рисунке.

Схема газотрубного котла: 1- подвод топлива и воды, 2 — топка, 3 и 4 — жаровые трубы с горячим газом, который выходит дальше через дымотвод (позиции 13 и 14 — дымотвод), 5 — решётка между трубами, 6 — вход воды, выход отмечен цифрой 11 — её выход, стоит еще сказать что на выходе есть устройство чтобы провести измерения количества воды (обозначено цифрой 12), 7 — выход пара, территория его образования обозначено цифрой 10, 8 — паровой сепаратор, 9 — внешняя поверхность ёмкости, в которой течет вода.

Есть прочие конструкции, в которых газ двигается по трубе изнутри ёмкости с водой. В данных устройствах водные ёмкости называют барабанами, а сами устройства — водотрубными паровыми котлами. В зависимости от размещения барабанов с водой, водотрубные котлы делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные, и также конфигурации разных направленностей труб. Схема движения воды по водотрубному котлу приведена на рисунке.

Схема водотрубного котла: 1- подвод топлива, 2 — топочная камера, 3 — трубы для движения воды; направление её движения обозначено числами 5,6 и 7, место входа воды — 13, место выхода воды — 11 и место слива — 12, 4 — территория, где вода начинает трансформироваться в пар, 19 — территория, в которых есть и пар, и вода, 18 — территория пара, 8 — перегородки, которые направляют движение воды, 9 — дымотвод и 10 — труба для дыма, 14 — выход пара через сепаратор 15, 16 — внешняя поверхность ёмкости для воды (барабан).

Газо- и водотрубные котлы: сопоставление

Чтобы сравнить газо- и водотрубных котлов приведём конкретные факты:

  1. Размер труб для воды и пара: у газотрубных котлов трубы — больше, у водотрубных — меньше.
  2. Мощность газотрубного котла ограничена давлением 1 МПа, и теплообразующей способностью — до 360 кВт. Связано это с приличным размером труб. В них может возникать большое количество пара и большое давление. Увеличение давления и количества образуемой теплоты просит существенного утолщения стенок. Цена подобного котла с толстыми стенками будет необоснованно высока, экономически не выгодна.
  3. Мощность водотрубного котла — больше, чем газотрубного. Тут применяются трубы малого диаметра. Благодаря этому давление и температура пара могут быть более, чем в газотрубных агрегатах.

Примечание: Водотрубные котлы безопаснее, мощнее, делают большую температуру и допускают существенные перегрузки. Это даёт им преимущество перед газотрубными агрегатами.

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. Паровой котел серии КЕ, работающий на твердом топливе

Рис. 11. Верхний и нижний барабаны и трубы парового котла

Рис. 12. Паровой котел с верхним и нижним барабанами в котельной

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. Устройство парового котла

Рис. 14. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

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. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования

Паровые котлы: область использования

Домашние паровые устройства применяются в качестве источника тепла для отапливания дома. Они подогревают ёмкость с водой и гонят появившийся пар в отопительные трубы. Часто систему такого рода обустраивают одновременно с угольной стационарной печью или котлом. В основном, приборы для домашнего применения для отапливания паром формируют только сочный, неперегретый пар.

Для промышленного использования пар перегревают. Его продолжают согревать после испарения, чтобы ещё больше поднять температуру. Эти установки просят хорошего выполнения, чтобы предупредить взрыв паровой ёмкости.

Паровой котел

Перегретый пар из котла может расходоваться на образование электричества или механическое движение. Как это происходит? После испарения пар проникает в паровую турбину. Тут поток пара вращает вал. Это вращение в последующем перерабатывается в электричество. Так получают электроэнергию в турбинах электростанций — во время вращения вала турбомашин образуется переменный ток.

Помимо образования электротока, вращение вала может передаваться конкретно на мотор и на колёса. Благодаря чему паровой транспорт приходит в движение. Небезызвестный пример паровой машины — паровоз. В нём при сжигании угля нагревалась вода, образовывался сочный пар, который вращал двигательный вал и колёса.

Оцените статью
alpha-house.ru
Добавить комментарий