Большая техническая энциклопедия
2 3 8 9
U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ТА ТВ ТЕ ТИ ТО ТР ТУ ТЩ ТЫ ТЯ

Тепловая схема - котельная

 
Тепловая схема котельных с водогрейными котлами имеет свои особенности. Однако основным преимуществом котельных с водогрейными котлами является их более низкая стоимость по сравнению с парогенераторами. При открытой системе теплоснабжения дополнительно устанавливаются баки - аккумуляторы деаэрированной воды, что усложняет тепловую схему отопительной котельной.
Тепловая схема котельных с водогрейными котлами имеет свои особенности. Однако основным преимуществом котельных с водогрейными котлами является их более низкая стоимость по сравнению с парогенераторами. При открытой системе теплоснабжения дополнительно устанавливаются баки-аккумуляторы деаэрированной воды, что усложняет тепловую схему отопительной котельной.
Принципиальная схема промышленно-отопительной пароводогрейной котельной с отпуском тепла при открытой системе теплоснабжения. Тепловые схемы котельных с водогрейными котлоагрегатами проще тепловых схем паровых котельных, в которых пар является промежуточным теплоносителем.
Принципиальная тепловая схема котельной с комбинированными котлами без питательных насосов для парового контура. Тепловые схемы котельных с пароводогрейными котлами имеют ряд преимуществ по сравнению с тепловыми схемами котельных с раздельными водогрейными и паровыми котлами. Возможность получения из одного агрегата двух теплоносителей с разными их параметрами ( давлением и температурой) позволяет сократить число устанавливаемых котлов и вспомогательного оборудования к ним и упростить тепловую схему.
Принципиальная тепловая схема котельной с комбинированными котлами при давлении пара 10р 23 кгс / см2 при закрытой схеме горячего водоснабжения и установке общего подогревателя сетевой воды. Тепловая схема котельной для случаев, когда давление пара должно быть 10р 23 кгс / см2, изображена на рис. 7.2. Как видно из схемы, для питания парового контура устанавливаются отдельные питательные насосы 9, создающие необходимое давление в паровом контуре. Эти питательные насосы забирают воду из тех же баков-аккумуляторов деаэратора.
Расчет тепловой схемы котельной дает возможность определить суммарную тепловую мощность котельной при различных режимах работы.
Тепловая схема котельной с водогрейными котлами. Расчет тепловой схемы котельной базируется на решении уравнений теплового и материального баланса, составляемых для каждого элемента схемы. Увязка этих уравнений производится в конце расчета в зависимости от принятой схемы котельной. При расхождении предварительно принятых в расчете величин с полученными в результате расчета более чем на 3 % расчет следует повторить, подставив в качестве исходных данных полученные значения.
Расчет тепловой схемы котельной с паровыми котлами выполняется для трех режимов: максимально-зимнего, наиболее холодного месяца и летнего.
Расчет тепловой схемы котельной с паровыми и водогрейными котлами рекомендуется производить в последовательности, принятой в нижеприведенном примере. Расчет выполнен при работе котельной на открытую систему теплоснабжения ( см. рис. 10.5) для максимально-зимнего режима. Остальные режимы рассчитываются аналогично. Исходные данные для расчета приведены в табл. 10.5. Основным топливом котельной является мазут. Котельная расположена в г. Костроме.
Особенностью тепловой схемы котельной является отпуск потребителям пара и горячей воды.
Для тепловых схем отопительно-производственных котельных необходимо учитывать сантехническую нагрузку.

На тепловых схемах котельных показывается основное и вспомогательное оборудование, объединяемое линиями трубопроводов для транспорта теплоносителей в виде пара и воды. На принципиальной тепловой схеме указывается лишь главное оборудование - котлы, подогреватели, деаэраторы, насосы и основные трубопроводы-без арматуры, всевозможных вспомогательных устройств и второстепенных трубопроводов, не уточняются количество и расположение оборудования. После разработки принципиальной тепловой схемы котельной и ее расчетов выбирается необходимое оборудование котельной. Целью расчета тепловой схемы является определение общих тепловых нагрузок - внешних и расходов теплоты на собственные нужды котельной и распределение нагрузок между паровой и водогрейной частями нагрузок; определение всех тепловых и массовых потоков, необходимых для выбора вспомогательного оборудования и диаметров трубопроводов и арматуры; определение данных для дальнейших технико-экономических расчетов.
При расчете тепловой схемы котельной для каждого потребителя определяют требуемый расход воды или пара, расход теплоносителя на восполнение утечек и рассчитывают необходимую производительность химводоочистки. По результатам расчета тепловой схемы выбирается тип и количество котлоагрега-тов, другого теплообменного оборудования, производительность и мощность насосов и тягодутьевых устройств. На схеме проставляются установленные расчетом расходы потоков рабочих сред и диаметры трубопроводов.
При расчете тепловой схемы котельной используются уравнения теплового и материального ( весового) баланса для всех ее элементов, при расчете диаметров трубопроводов - уравнение неразрывности ( сплошности) потока.
Схемы присоединения местных теплообменников. а - параллельное. б - двухступенчатое последовательное. в - смешанная схема включения. Перед расчетом тепловой схемы котельной, работающей на закрытую систему теплоснабжения, следует выбрать схему присоединения к системе теплоснабжения местных теплообменников, приготовляющих воду для нужд горячего водоснабжения.
При разработке тепловой схемы котельной с паровыми и водогрейными котлами возможны два варианта: двухступенчатый и одноступенчатый подогрев сетевой воды. При двухступенчатом подогреве сетевая вода подогревается сначала в пароводяных подогревателях, а затем в водогрейных котлах. При одноступенчатом подогреве горячая вода вырабатывается водогрейными котлами, а пар - паровыми. При одноступенчатой схеме вследствие отсутствия пароводяных подогревателей уменьшаются капитальные затраты, возникают значительные затруднения в эксплуатации, так как в случае аварийной остановки одного из водогрейных котлов приходится ограничивать потребителей горячей воды даже при наличии излишков пара у работающих или резервных паровых котлов.
Результаты расчета тепловой схемы котельной, приведенные в табл. 10.6, при трех режимах: максимально-зимнем, наиболее холодного месяца и летнем - показывают, что при режиме наиболее холодного месяца в случае выхода из строя одного водогрейного котла три паровых котла обеспечат бесперебойное теплоснабжение всех потребителей.
При составлении тепловой схемы котельной проводятся расчет и выбор всего необходимого оборудования, участвующего в выработке теплоносителя заданных параметров, и устанавливается взаимосвязь между элементами этого оборудования.
Принципиальная тепловая схема котельной с комбинированными котлами и открытой схемой горячего водоснабжения ( обозначения на. Применение в тепловых схемах котельных таких больших поверхностных подогревателей значительно увеличивает металлоемкость комбинированных котлов, что по технико-экономическим соображениям не может быть признано целесообразным. Установка поверхностных подогревателей является допустимой лишь в случае небольших расходов пара, когда его необходимо конденсировать. Поэтому в каждом отдельном случае комбинированный котел должен обеспечивать возможность глубокого независимого регулирования паровой и водо-трейной нагрузок.
Рассмотрим пример расчета тепловой схемы котельной с водогрейными котлами, работающими на закрытую систему теплоснабжения ( см. рис, 10.3), Котельная предназначена для теплоснабжения жилых и общественных зданий на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Котельная расположена в г. Костроме и работает на малосернистом мазуте. Расчет в соответствии со СНиП 11 - 35 - 76 ведется для трех режимов: максимально-зимнего, наиболее холодного месяца и летнего.
Основной целью расчета любой тепловой схемы котельной является выбор основного и вспомогательного оборудования с определением исходных данных для последующих технико-экономических расчетов.
Все переключения в тепловых схемах котельных должны выполняться в соответствии с местными инструкциями по эксплуатации и отражаться в оперативной документации.
На рис. 1 - 2 приведена тепловая схема комбинированной промышленно-отопительной котельной с паровыми котлами и подогревателями при непосредственном разборе горячей воды из сети. Паровой котел 6 снабжает потребителей 7 и пиковый бойлер насыщенным паром, а через РОУ4 8 обеспечивает дросселированным и увлажненным паром основной подогреватель. Добавочная вода, подаваемая насосом 16, приготовляется на двухфазной водоочистке: первая фаза / / выдает воду, по качеству необходимую для теплосети; вторая фаза 12 доводит ее качество до требований к питательной воде котлов.

Оборудование котельной выбирают на основе расчета тепловой схемы котельной. Цель расчета тепловой схемы - определение расхода теплоносителей и их параметров по отдельным аппаратам котельной. Для расчета тепловой схемы составляют уравнение теплового и материального баланса всех элементов. Полученная система уравнений решается. В качестве основных исходных данных для расчета тепловой схемы берут расход теплоносителей потребителями, определяемый из графиков нагрузки, и параметры теплоносителей, которые зависят от вида технологического оборудования, принятой схемы отопления и других факторов.
Установив вид и параметры теплоносителя, число и тип котлов, составляют тепловую схему котельной, которая представляет собой схему движения и распределения теплоносителя в ее пределах.
Принципиальная тепловая схема котельной с комбинированными котлами без питательных насосов для парового контура. Тепловые схемы котельных с пароводогрейными котлами имеют ряд преимуществ по сравнению с тепловыми схемами котельных с раздельными водогрейными и паровыми котлами. Возможность получения из одного агрегата двух теплоносителей с разными их параметрами ( давлением и температурой) позволяет сократить число устанавливаемых котлов и вспомогательного оборудования к ним и упростить тепловую схему.
Приведенные основные схемы использования тепла продувочной воды могут изменяться в зависимости от особенностей тепловой схемы котельной и потребности предприятия в горячей воде на технологические нужды.
Температура нагрева воды, направляемой потребителю, чаще всего определяется в зависимости от тепловой схемы котельной и назначения контактного и контактно-поверхностного экономайзера. Например, если нагретая вода поступает в водоподготовительную установку котельной, то в ряде случаев это предопределяет ее температуру: при схеме водоподготовки с известкованием требуемая температура воды 40 С; при схеме водоподготовки натрий-катионирование М с применением сульфоугля температура воды на входе в ХВО не должна превышать 35 - 40 С.
Применение комбинированных пароводогрейных котлов, выдающих одновременно горячую воду и пар, сильно упрощает тепловую схему котельной и уменьшает габариты здания котельной.
При использовании термических деаэраторов атмосферного типа ( f 102 С) для понижения / до 70 С в тепловой схеме котельной после деаэратора следует предусматривать установку водоводяных теплообменников, обычно для нагрева сырой и химически очищенной воды.
Коэффициент полезного действия, определяемый по формуле ( 2 - 1), характеризует экономичность котлоагрегата, рассматриваемого Изолированно от тепловой схемы котельной.
Получение деаэрированной воды с такой температурой позволяет применять обычные питательные насосы, работающие при температуре до 80 С, отказаться от установки охладителей питательной воды, усложняющих тепловую схему котельной, а также позволяет осуществить более глубокое охлаждение уходящих газов котлов.
Увеличение размера продувки до 20 % экономически целесообразно для всех небольших котельных ( производительностью до 20 т / ч), если тепло продувочной воды ( пара и воды) может быть использовано в тепловой схеме котельной. Подобная возможность имеется обычно во всех котельных, где размер возврата горячего производственного или отопительного конденсата не превышает 50 % к расходу питательной воды.
Учитывая изложенное, завод считает возможной работу котлов ДКВР, КЕ и ДЕ ( кроме ДКВР-20) на пониженном до 686 кПа ( 7 кгс / см2) давлении по сравнению с приведенным в ГОСТ 3619 - 76 абсолютным давлением пара без применения редукционных установок в тепловой схеме котельной.
Контактные экономайзеры предпочтительнее устанавливать в действующих и проектируемых котельных промышленных и коммунальных предприятий и на электростанциях исходя из следующих соображений: а) установка экономайзеров за хвостовыми поверхностями нагрева котлов в здании или вне здания котельной, как правило, всегда возможна; б) котельные агрегаты на этих объектах снабжены дымососами, способными и при установке контактных экономайзеров обеспечить необходимую тягу; в) тепловая схема котельных включает в себя водоподогреватель-ное оборудование, необходимое для догрева воды.
Методика теплового и аэродинамического расчета котла приведена в соответствие с действующими нормативными методами. Методика расчета тепловых схем котельных изложена в соответствии с расчетами, выполняемыми проектными институтами при проектировании производственных и отопительных котельных.
В 1963 - 1965 гг. разработаны изготовляемые Черновицким машиностроительным заводом комплектные блочно-транспортабельные деаэрационно-питательные установки производительностью от 5 до 100 т / ч, состоящие из барботажных деаэраторов атмосферного типа и питательных паровых поршневых насосов без смазки Свесского насосного завода. Отработанный пар используется в тепловых схемах котельных. Компоновка деаэраторов с поршневыми насосами позволяет снизить строительную высоту на 3 - 4 м и уменьшить эксплуатационные расходы.

Аналогичные типы теплообменников могут быть использованы и для догрева воды до нужной температуры, например серийные пароводяные скоростные подогреватели. Применение для догрева воды пара или более горячей воды решается при проектировании тепловой схемы котельной. В объем поставки контактных экономайзеров теплообменники догрева не входят, так как не всегда требуется догревать воду. Кроме того, по компоновочным соображениям узел догревающих воду теплообменников устанавливается отдельно и проектируется вместе с котельной. Именно из этого исходили ГПИ Сантехпроект и НИИСТ при разработке вариантов типовых проектов котельных с котлами типа ДЕ и контактными экономайзерами.
При уменьшении расходов пара на технологию и собственные нужды излишний пар, вырабатываемый котлом, может быть использован для подогрева обратной сетевой воды в поверхностных подогревателях, установленных на линии сетевой воды после сетевых насосов или на входе в каждый водегрей-ный котел. Таким образом, выбор того или иного типа комбинированного котла, а также той или иной тепловой схемы котельной связан с постоянной паровой нагрузкой, а также с характером изменения расхода горячей воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
Производственные и отопительные котельные должны обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора. Повышение надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально спроектированной тепловой схемы котельной. Созданная за годы Советской власти котлостроительная промышленность, на которую работают научно-исследовательские институты и специализированные котлостроительные заводы, обеспечивает производство современных котельных агрегатов, необходимых для СССР и экспорта их за рубеж.
Уменьшение размеров горелки позволяет резко сократить количество тепла, поглощаемого стенками горелки. Это позволяет отказаться от включения циклонной горелки в циркуляционную систему котла и ограничиться охлаждением горелки низконапорной водой, используемой в тепловой схеме котельной или станции. Применение такой низконапорной воды для охлаждения стенок горелки значительно упрощает конструкцию и уменьшает вес горелки. На рис. 4 - 7 изображена разработанная ПКК треста Центроэнергомонтаж конструкция циклонной горелки для сжигания мазута и газа. Горелка представляет собой горизонтальный цилиндр с внутренним диаметром 800 мм и длиной цилиндрической части 800 мм. В передней части горелки имеются два тангенциальных входа для воздуха с языковыми шиберами, снабженными одним общим приводом. В каждом воздушном сопле устанавливается по одной форсунке с механическим распыливанием. Вдоль каждого воздушного сопла устанавливаются газовые коллекторы с отверстиями для подвода газа непосредственно в поток воздуха. Горелка снабжается плоскими, охлаждаемыми водой днищами. Выходное окно имеет диаметр 600 мм. Цилиндрическая поверхность горелки и переднее днище покрываются шипами, на которые наносится футеровка толщиной 25 мм. Футеровка выполняется из хромомагнезитовой или электрокорундовой массы. Переднее днище горелки выполняется съемным, чем обеспечиваются хорошие условия для ремонта футеровки горелки. Охлаждение стенок горелки, которое осуществляется низконапорной водой, позволяет выполнять горелки из металла толщиной не более 8 мм. Регулирование производительности горелки осуществляется в большом диапазоне изменения нагрузки; при этом давление воздуха перед горелкой поддерживается постоянным для обеспечения входа воздуха с неизменной скоростью при всех нагрузках. На рис. 4 - 8 изображена характеристика такой горелки.
Выбор типа промышлепно-отопительной котельной ( паровая или пароводогрейная) зависит от соотношения расходов тепла в паре и в горячей воде и определяется технико-экономическими расчетами. При выборе между паровой и водогрейной котельной для отопительных и между паровой и пароводогрейной для промышленно-отопн-тельных котельных учитываются следующие особенности котлоагрегатов п тепловых схем котельных.
КВ-ГМ-100, следует отметить, что оптимальные условия работы тепловых схем с такими котлами достигаются при переводе одного из трех установленных в котельных комбинированных котлов на работу в чисто водогрейный режим в период самого холодного месяца отопительного периода. В этом случае даже при максимально возможных выработке и потреблении технологиче - - ского пара количество излишков пара, направляемого на подогрев сетевой воды, невелико, что позволяет значительно упростить тепловую схему котельной и уменьшить размеры устанавливаемых теплообменников для подогрева сетевой воды.
Современные крупные центральные отолительно-про-изводственные котельные смешанного типа имеют сложные развернутые тепловые схемы. Разработка тепловой схемы является важнейшим и ответственнейшим этапом проектирования котельных. Составление тепловой схемы котельных выполняется на основе расчета, который осуществляется после определения вида топлива, объема потребления пара и параметров пара на выходе из котельной.
К ним относятся затраты на приобретение оборудования, строительно-монтажные и прочие капитальные работы. Величина капитальных вложений в котельные и их структура зависят от типа котельной и ее мощности, типа, числа и единичной мощности котлоагрегатов, вида топлива, тепловой схемы котельной и параметров теплоносителя; местных условий строительства; строительного решения зданий и сооружений и степени открытия оборудования; степени индустриализации строительно-монтажных работ.
Применение вакуумных деаэраторов наиболее эффективно в отопительных и промышленных котельных, в которых значительные потери конденсата и средняя температура потоков умягченной воды и конденсата не превышает 30 - 50 С. При этом расход пара на вакуумные деаэраторы значительно меньше, чем при использовании атмосферных деаэраторов. Кроме этого, применение вакуумных деаэраторов, выдающих деаэрированную воду с температурой 70 С, позволяет обеспечить надежную работу питательных насосов, отказаться от дополнительных теплообменников и упростить тепловую схему котельной.
В чисто производственных котельных пар, вырабатываемый котлами, либо направляется непосредственно потребителям, либо предварительно редуцируется до нужного давления. В паровых котельных отопительно-производственного назначения часть пара, вырабатываемого котлами, используется для подогрева воды отопительно-вентиляционных систем. Для этого в котельной устанавливаются пароводяные подогреватели, так называемые сетевые подогреватели и охладители конденсата к ним - водоводяные теплообменники, а также сетевые и подпиточ ые насосы. Обязательными элементами тепловой схемы котельной являются деаэраторы питательной воды и питательные насосы, емкости для сбора возвращаемого конденсата и перекачивающие конденсаторные насосы, расширители и теплообменники продувочной воды котлов.
Принципиальная тепловая схема ( чисто производственной котельной. / - котел паровой. 2 - деаэратор. 3 - охладитель выпара. 4 - - потребители пара. 5 7 - подогреватель химически очищенной, сырой воды. 6 - ХВО. 8 - охладитель продувочной воды. 9 - сепаратор непрерывной продувки. 10 - питательный насос. Характерной принципиальной тепловой схемой для производственно-отопительных котельных является схема, представленная на рис. 14.8. Эта схема может использоваться как при закрытой, так и открытой системе ГВС. Только при закрытой системе ГВС, в связи с незначительным количеством воды, необходимым для подпитки тепловых сетей, установка деаэратора 3 обычно оказывается экономически нецелесообразной. В то время как при открытой системе ГВС установка этого деаэратора приводит к значительному сокращению безвозвратных потерь рабочего тела ( пара), что позволяет экономить ТЭР. Кроме того, при открытой системе ГВС в тепловую схему котельной необходимо включать баки-аккумуляторы ( см. ниже), что не только дает экономию ТЭР, но и обеспечивает бесперебойное теплоснабжение потребителей.
СХемы является более полное использование тепла Непрерывной продувки в связи с возможностью подогрева умягченной воды, подаваемой в деаэратор, до 90 - 95 С. Кроме того, отпадает необходимость строгого контроля за температурой подогрева воды, устраняется опасность разрушения ионообменных материалов. При этом подогрев сырой воды перед водоочисткой до 15 - 20 С целесообразно осуществить в отдельном пароводяном подогревателе с автоматическим поддержанием указанной температуры при помощи регулятора прямого действия на линии подвода пара. Для решения вопроса о применении указанной схемы использования тепла непрерывной продувки необходим расчет тепловой схемы котельной с увязкой теплового и материального балансов при разных режимах работы.
По определенным суммарным расходам пара и горячей воды и вида топлива производится выбор типа, производительности и количества котлов. В котельных с общей тепловой мощностью ( пар и горячая вода) примерно до 2.0 гДж / ч рекомендуется устанавливать только паровые котлы, а горячую воду для нужд отопления, вентиляции и горячего водоснабжения получать от пароводяных подогревателей. Для мощных котельных тепловой мощностью более 420 гДж / ч может оказаться рациональным применение комбинированных паровых котлов с гибкой регулировкой паровой и водогрейной нагрузкой. Все выбранное оборудование наносится на тепловую схему. Условными линиями изображают трубопроводы для различного вида жидкостей, пара и газа. Сложные тепловые схемы котельных с паровыми, водогрейными и пароводогрейными котлами определяют необходимость расчета тепловых схем методом последовательных приближений. Для каждого элемента тепловой схемы составляют уравнение материального и теплового балансов, решение которых позволяет определить неизвестные расходы и энтальпии сред. Общая увязка этих уравнений осуществляется составлением материального и теплового балансов деаэратора, в котором сходятся основные потоки рабочего тела. Ряд значений величин, необходимых для увязки тепловой схемы, получают из расчета ее элементов и устройств. Рядом значений величин можно предварительно задаваться.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2019
словарь online
электро бритва
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11