Топливо и котельные установки

ЭЛЕМЕНТЫ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Котельные установки предназначаются для выработки и от­пуска водяного пара или подогретой воды. При выработке пара они именуются паровыми котельными установками, при по­догреве воды — водогрейными котельными установками. В паровых котельных установках рабочее тело (вода) меняет свое агрегатное состояние, переходя из жидкого состояния в па­рообразное; в водогрейных котельных установках изменения аг­регатного состояния воды не происходит.

Процесс получения водяного пара или подогретой воды осу­ществляется в котельном агрегате, состоящем из основных и вспомогательных элементов.

К основным элементам котельного агрегата относятся: топочное устройство, котел, пароперегрева­тель (в паровом кртельном агрегате), водяной эконо­майзер и воздухоподогреватель (рис. 1).

В топке (топочном устройстве) происходит процесс сгора­ния топлива, сопровождающийся выделением тепла. Это тепло воспринимается поверхностями нагрева котла для парообразова­ния (в паровых котлах) или подогрева воды (в водогрейных котлах). В том случае, когда требуется перегретый пар, котел снабжают пароперегревателем, состоящим из трубча­тых змеевиков, воспринимающих теплоту продуктов сгорания топлива; по этим змеевикам пропускается насыщенный пар из котла. Для обеспечения передачи тепла дымовых газов стенкам котла в последнем устраиваются газоходы, в них располо­жены поверхности нагрева котла, омываемые с одной стороны дымовыми газами, а с другой стороны — водой, заполняющей водяное пространство котла. В водогрейных котлах водяное про­странство равно всему объему металлической части котла; в па­ровых котлах часть объема котла заполнена водей и составляет его водяное пространство, а другая часть заполнена паром и называется паровым пространством котла. Поверхность, разделяющая водяное пространство котла от паро­вого, называется зеркалом испарения.

Котлы, служащие для отопительно-производственных целей, могут быть подразделены на две категории:

А) водогрейные котлы с температурой подогретой воды не свыше 115° С и паровые котлы с давлением пара не свыше 0,7 ага;

Б) водогрейные котлы с температурой подогретой воды свыше 115° С и паровые котлы с давлением пара свыше 0,7 ати.

Котлы первой категории считаются более безопасными, и по­этому к ним предъявляются иные конструктивные и технологиче­ские требования, чем к котлам второй категории.

Дымовые газы, выходящие из топки, омывают поверхность нагрева котла, отдают ей часть заключенного в них тепла и по-

Кидают котел с более или менее высокой температурой. Для до­полнительного использования тепла, содержащегося в дымовых газах, уходящих из котла, за последним устанавливаются так называемые хвостовые поверхности нагрева: водяной эко­номайзер, в котором подогревается вода; идущая на питание котла, и воздушный подогреватель, в котором подо­гревается воздух, направляемый в топку для обеспечения его - рания топлива. В зависимости от местных условий хвостовые по­верхности нагрева в котельном агрегате иногда не устанавлива­ются или устанавливается только одно из описанных устройств.

Кроме перечисленного основного оборудования, котельный агрегат должен иметь вспомогательное оборудование, к которому относятся тяговое устройство, дутьевая уста­новка, питательные или циркуляционные на­сосы, золоулавливающие устройства, трубо­проводы, приборы контроля и автоматики.

Тяговое устройство предназначается для создания разрежения в газоходах котельной установки, необходимого для удаления в атмосферу охлажденных дымовых газов и преодоле­ния сопротивлений при их движении в газоходах установки. К тяговым устройствам принадлежат дымососы (искусствен­ные тяговые устройства) и дымовая труба, которая яв­ляется естественным тяговым устройством.

Дутьевая установка состоит из вентиляторов и воз­духоводов, служащих для подачи воздуха в топку котельного агрегата.

Питательные насосы служат для подачи воды через водяной экономайзер в паровой котел.

В котельной устанавливаются баки питательной зоды, в кото­рые поступает конденсат пара, возвращаемый от потребляющей пар аппаратуры, и подводится добавочная вода. Питательный насос забирает воду из этих питательных баков и подает ее в паровой котел.

Водогрейные котельные установки оборудуются циркуля ционными насосами. В таких установках трубопровод обратной воды отопительной системы присоединяется к циркуля­ционному насосу, который прокачивает воду через котел и затем по нагнетательному трубопроводу — в отопительную систему. Та­ким образом, котел включается в контур циркуляции воды через отопительную систему.

Зюлоулавливающие устройства размещаются в газовом тракте котельной установки для очистки дымовых газов от летучей золы в целях уменьшения загрязнения окружающей территории золой в результате ее уноса через дымовую трубу.

Котельная установка снабжается питательным тру­бопроводом, паропроводом, продувочным тру бопроводом и прочими трубопроводами служебного на­значения.

Для контроля и автоматического регулирования процессов, протекающих в котельной установке, служат приборы теплового контроля и автоматики.

Для обеспечения котельных агрегатов топливом служит обо­рудование топливоподачи, предназначенное для перемещения топлива со склада в котельную и в пределах котельной — к от - дельным котельным агрегатам.

Для уборки из котельной шлака и золы, накапливающихся в топках и газоходах котлов, применяется оборудование золоудаления.

Важное значение в схеме котельной установки имеет водопод* готовка, которая осуществляет умягчение сырой добавочной воды, идущей, для питания котлов. Отопительно-производственные котлы в большинстве случаев снабжаются устройствами для пнутрикотловой водообработки, улучшающими качество котло - иой воды, *

Для обеспечения надлежащих санитарно-гигиенических усло­вий труда котельная установка оборудуется вентиляционными устройствами.

Таким образом, котельная установка представляет собой соче­тание разнообразного оборудования. Производительность этого оборудования во всех звеньях должна находиться в соответствии с теплопроизводительностью котельной. Оборудование котельной установки должно работать экономично, надежно и безаварийно, с наименьшей затратой ручного труда.

Эти требования необходимо учитывать при разработке проекта котельной установки. При этом должны быть учтены достижения и опыт научно-исследовательских организаций, заводов-изготови - телей оборудования и передовых эксплуатационных организаций.

Развитие отопительно-производственных котельных установок в СССР направлено на всемерное повышение экономичности топливоиспользования, в частности при сжигании низкосортных топлив. Важность этой задачи становится бчевидной, если учесть, что каждый процент экономии топлива, расходуемого в Совет­ском Союзе, означает сохранение нескольких сот тысяч тонн условного топлива в год.

За годы довоенных пятилеток освоены экономичные способы сжигания более 60 сортов топлива, созданы новые советские кон­струкции ручных, полумеханических и механических топок для высокоэкономичного сжигания низкосортных топлив. Если раньше коэффициент полезного действия (к. п. д.) отопительно-производ­ственной котельной установки при сжигании высокосортного топ­лива не превышал 50^-60%, то теперь такой к. п. д. считается низким, характеризующим несовершенство установки.

Развитие котельных установок направлено по пути возможно более полной механизации трудоемких процессов по доставке и разгрузке топлива, обслуживанию топок, уборке золы и шлака и т. д. Созданы советские конструкции устройств для механиза­ции этих процессов; эти устройства все более широко внедря­ются в отопительно-производственные котельные установки.

Вместе с развитием в СССР газовой промышленности нача­лось применение в отопительно-производственных котельных установках газообразного топлива; это значительно улучшает са­нитарно-технические условия местности, где расположена котель­ная установка, а также облегчает нормальные условия эксплуа­тации котлов.

Для повышения культуры и экономичности эксплуатации современные котельные установки оснащаются контрольно-изме­рительными приборами и устройствами автоматики; в отопи­тельно-производственных котельных установках эти приборы и устройства должны получить широкое применение.