Котельные установки

ЗДАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ

Котельные принято подразделять на закрытые, полуоткрытые и от­крытые: в закрытых котельных все оборудование размещено в зда­нии; в полуоткрытых вспомогательное оборудование — деаэраторы* баки, золоуловители, дымососы и вентиляторы — установлены вне зда­ния; в открытых котельных на основном оборудовании—котлоаг, ре­гатах— выполняются укрытия мест постоянного обслуживания, а в зда­нии размещаются только щиты управления, насосы и фильтры химво - доочистки.

Основное оборудование котельных открытого типа должно быть специально приспособлено к работе при минусовых температурах окру­жающего воздуха.

Котельные, располагаемые на территории населенных мест, долж­ны быть, как правило, закрытого типа, на территории промышленных, предприятий могут быть любого типа, если это позволяют климатиче­ские условия и оборудование.

Здания котельных можно выполнять отдельно стоящими или примыкающими к другим зданиям — сблокированными.

Блокирование помещений котельных с производственными цехами применяется на некоторых предприятиях, в коммунально-бытовых (кро­ме бань) и в хозяйственных корпусах лечебных учреждений. Котельная отделяется от других помещений специальной капитальной противопо­жарной стеной; непосредственно над котлоагрегатами не размещают никажих помещений. Иногда котельные размещают внутри производст­венных, общественных, жилых зданий, выделяя для них часть Помеще­ний; такие котельные называют встроенными.

Установка котлоагрегатов всех типов и видов внутри производст­венных 'Помещений осуществляется выделением для котельной с несго­раемыми перегородками, полом и потолком помещения с высотой не менее 2 м.

Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агреграты могут быть отделены от производственного помещения вместе с технологическими агрегатами. Наиболее распространены для котельных отдельно стоя­щие здания.

Современные здания котельных, как правило, выполняются кар­касными, одноэтажными, с пролетами одного направления, одинако­вой ширины и высоты. При необходимости размещать оборудование в несколько этажей применяются здания павильонного типа со встро­енными этажерками. Размеры пролетов зданий принимают равными 12, 13, 24 И 30 м; для небольших котельных допускаются пролеты в 6 и 9 м. Несущими элементами здания, кроме колонн, при малых пролетах (6,

9 и 1£ м), небольшой высоте (до 7,2 м) и отсутствии опирания на стены

Грузоподъемных механизмов могут являться наружные стены с пиляст­рами. При пролете 12 м и более используются только колонны, шаг ^которых принимают равным 6 или 12 м. Для многоэтажной части зда­ния котельной, например со стороны постоянного торца, надлежит использовать сетки колонн с размером 6 на 7 и 6 на 9 м. Высота зда­ний котельных зависит от величины пролета и выполняется кратной раз­мерам от 0,6 до 1,8 м.

Если часть здания котельной выбрана многоэтажной, то отметки этажей должны составлять 3,6; 4,2 и 6 м, кроме первого этажа, который может иметь высоту в 7,2 м. При высоте здания до 7,2 м его несущие наружные стены можно выполнять из кирпича или штучных камней. Здание котельной может иметь золовой этаж с уровнем пола на отмет­ке территории только в случаях применения специальной схемы шлако - золоудаления. или ори высоком уровне грунтовых вод: 'специально вы­делять золовой этаж не следует.

Если в котельной устанавливается оборудование, дающее динами­ческие нагрузки на фундамент — дробилки, мельницы, дымососы, вен­тиляторы и т. д., для него сооружают фундаменты, не связанные с по­лом и стенами здания. Наружные стены, цоколь и внутренние стены зданий с несущими колоннами выполняются из навесных панелей, изго­товленных из легких бетонов, керамзитобетона и штучных камней; пере­городки изготовляются из гипсобетонных и других панелей. В стенах и перегородках выполняются проемы для дверей, окон и отверстия для пропуска газовоздухопроводов и трубопроводов и монтажа оборудова­ния блоками. Конструкция торцевой стены в здании котельной со сторо­ны расширения должна допускать производство строительных и мон­тажных работ. Междуэтажные перекрытия выполняются из бетонных плит, их кладут на ригели, опирающиеся на выступы колонн. Покрытия зданий котельных состоят из железобетонных плит с утеплением из пено - или газобетона, защищаемых битумом и рулонным материалом, наклеиваемым ка выровненную цементной (стяжкой 'поверхность. Более широко распространены кровельные армопенобетонные плиты с разме­рами 1,5X6 м, совмещающие настил и изоляцию. Поверх покрытия кла­дется гидроизоляционный ковер с нанесением на него защитного слоя мастики с гравием; применение фонарей ограничено. Полы должны быть прочными, тепло - и влагоустойчивыми, несгораемыми, не разру­шаться от временного воздействия масла, кислот и щелочей. В полу помещения котельной прокладываются каналы для удаления шлака и золы, подвода воздуха к топочным устройствам, для электрических и других кабелей, трубопроводов для воды и канализации; в полу иногда оставляют и проемы для фундаментов под оборудование. Пол может быть -сплошным из нескольких слоев или из илит. Окна чаще 'всего вы­полняются в виде отдельных проемов или лент большой протяженности; проемы больших размеров разделяются на части стойками и балками; к ним крепятся оконные переплеты, и они передают нагрузку от пере­плетов и ветровую нагрузку на несущие части здания. Подоконники выполняются с углом 50°, высота проема кратной 0,6 и до 4,8 м. Двери по ширине принимаются равными 1,0; 1,5 и 2,0 м и по высоте 2,4 м; их изготовляют стальными с металлическим, каркасом или из дерева с об­шивкой войлоком, пропитанным глиной, и обивкой стальным листом. Выходные двери из помещения котельных должны открываться наружу и не иметь запоров; остальные — внутрь и закрываться. Из котельной должно быть не менее двух выходов с пожарной лестницей в противо­положных сторонах (наружу, в тамбур или лестничную клетку). Воро­та из помещения котлоагрегатов выполняются из двух половин, рас­пахивающимися наружу для проезда транспорта высотой от 2 до 4 м; шириной от 2,4 до 4,2 м, с устройством калитки для прохода людей.

Если через ворота из котельного помещения удаляются шлак и зо­ла и подается топливо, то в районах со средней температурой воздуха самой холодной пятидневки года ниже минус 5°С устраивают тамбур

Или тепловую завесу. Транспортеры и бункерная галерея для твердого топлива должны быть отделены от помещения котельной несгораемыми перегородками. Если же бункера и узлы пересыпки установлены в об­щем помещении, то транспортные механизмы не должны загрязнять помещение топливом и его пылью. Бункера для твердого топлива вы­полняются железобетонными или стальными с объемом, обеспечиваю­щим не менее 1,5—3-часовой работы котлоагрегата с полной нагрузкой и полным спуском топлива самотеком.

Стальные бункера снаружи покрываются тепловой изоляцией для предупреждения конденсации на их стенках водяных паров. Бункера для топлива опираются на колонны, ригели или подвешиваются к ним. Пролет между осями колонн бункерной галереи или колонн, встроенных в помещение, принимается равным 3,0 и 6,0 м. Над бункерами ширина галерей для подачи топлива зависит от числа и размеров механизмов для транспорта топлива: они примыкают к котельной со стороны по­стоянного торца здания, не опираясь на несущие стены или каркас здания.

Пример выполнения здания котельной на 35 МВт‘(30 Гкал/ч) из сборного железобетона показан на рис. 10-1. Несущие конструкции вы­полнены в виде каркаса с колоннами, перекрытия из плит, фермы же-

26— 53 401

Лезобетонные, покрытия из плит с утеплением и гидроизоляцией и за­крытием рулонным материалом.

Подача твердого топлива производится ленточными транспортера­ми, расположенными в наклонной галерее и над бункерами. Удаление шлака и золы механизировано. Все основное и вспомогательное обору­дование размещено в одном помещении-павильоне, от которого отделе­ны перегородками механические мастерские, служебные и бытовые по­мещения; трансформаторная подстанция вынесена из здания.

Еще проще здание котельной при сжигании газа и мазута, показан­ное на рис. 10-2, где в разрезе видна встроенная этажерка и размещен­ные с постоянного торца служебные и бытовые помещения.

Выбор размеров здания определяется заводскими габаритами обо­рудования, размерами проходов между ним и ограждающими конструк­циями, которые регламентированы Правилами и строительными нор­мами.

Для обеспечения механизации монтажа и ремонта оборудования в помещении котельной должны быть предусмотрены балки и приспо­собления для закрепления грузоподъемных устройств, если масса сни­маемых деталей больше 100 кг. К самым тяжелым деталям следует обеспечить возможность подъезда автокрана или других подобных меха­низмов.

Внутри здания оборудование котельной установки следует разме­щать по разработанной заводом — изготовителем котлоагрегатов ком­поновке или по типовому проекту. Выполнение других компоновок допускается лишь при реконструкции. Котлоагрегаты в помещении ко­тельной располагаются в один ряд с фронтом обслуживания, обращен­ным к оконным проемам, а хвостовые поверхности — водяной эконо­майзер, воздухоподогреватель и вспомогательное оборудование — мель­ницы, дутьевые вентиляторы, устройства для очистки дымовых газов и дымососы целесообразно располагать для каждого отдельного котло - агрегата перед и за ним индивидуальными. Из этого правила исключе­нием являются только чугунные котлы, которые блокируют по два агрегата, смыкая их боковые стены.

Общее для котельной оборудование, служащее для подготовки во­ды, а также теплообменники и насосы размещаются в котельной со стороны постоянного торца здания. Над оборудованием водоподготовки при закрытой. компоновке устанавливается деаэратор так, чтобы рас­стояние от него до насосов, подающих воду в котельный агрегат, было небольшим. Помещение за водоподготовкой обычно отделяется стеной, и в нем размещаются комплектные трансформаторные подстанции, мастерские для ремонта оборудования котельной, контрольно-измери - тельных приборов и другие службы и бытовые помещения.

На рис. 10-3 показана закрытая компоновка котельной с четырь­мя чугунными водогрейными котлами «Энергия-6», работающими на твердом топливе (АС, ПЖ и буром угле), суммарной теплопроизводи - тельностью 2,3—3,5 МВт (2—3 Гкал/ч).

Котельная предназначена для теплоснабжения по закрытой системе и для горяче­го водоснабжения по циркуляционной схеме с баками-аккумуляторами.

Принята четырехтрубная система для районов с минимальной температурой на­ружного воздуха ^нар. взд — 40°С. Склад топлива выбран закрытого типа и помещен с той стороны котельной, где предполагается ее расширение, в ячейке котельной с раз­мерами 6X12 м; подача топлива со склада в котельную принята с помощью электро - тали и вагонетки; на склад—автотранспортом. Шлак и зола удаляются с помощью скрепера в бункер, находящийся в здании котельной. Из бункера шлак и зола вывозят­ся автотранспортом.

Из циклонов НИИОГАЗ дымососами газы по подземным боровам поступают в стальную дымовую трубу.

Водоподготовка принята по схеме одноступенчатого натрий-катионирования с мок­рым хранением соли и с вакуумной деаэрацией; снабжение водой выполнено от водо­провода; канализация производственная и бытовая выполнена раздельной.

Электроснабжение осуществлено от сетей напряжением 380 или 220 В на щит собственных нужд. Б аки-аккумуляторы установлены за зданием котельной, которое выполнено с несущим железобетонным каркасом. Годовое число часов использования котельной принято равным 4300.

При компоновке дымососов и насосов не выдержан поагрегатный принцип.

Кроме отопления и горячего водоснабжения, потребителям часто необходим пар низкого давления. Для предприятий пищевой, легкой, местной промышленности, коммунально-бытовых потребителей и сель­ского хозяйства имеются проекты котельных с чугунными или стальны­ми котлами водогрейными и паровыми.

Примеры подобных котельных приведены в [Л. 22].

Паровые котлоагрегаты небольшой производительности компону­ются б зданиях павильонного типа с устройствами в помещении эта­жерок.

Пример компоновки отопительно-производственной котельной к за­крытой системе теплоснабжения с котлоагрегатами ДКВР-10-13 для работы на газе и мазуте дан на рис. 10-4.

Пар направляется на производство с давлением 0*7 МПа (7 кгс/см2) после ре­дуцирования; потери конденсата на производстве составляют 50%. Вода для нужд теплоснабжения нагревается паром 0,7 МПа (7 кгс/см2) в пароводяных теплообменни­ках почти без потерь конденсата. Вода обрабатывается в натрий-катионитовых фильт­рах по двухступенчатой схеме, получает присадку нитрата натрия и деаэрируется

В термическом деаэраторе атмосферного типа, установленном вне здания котельной. Так же за пределами здания находятся емкости (бункер) и насос для мокрого хране­ния и перекачки раствора соли (12 и 15). Все трубы к оборудованию внутри здания котельной проложены в заглубленном и утепленном канале. К зданию котельной при­мыкает открытая трансформаторная подстанция, неподалеку от которой устроены ко­лодцы для теплотрассы и воды от продувки.

Здание котельной выполнено из сборного железобетона, стойки, ригели и оконные переплеты — стальные; двери деревянные, фундаменты под оборудование изготовлены из монолитного железобетона.

Предусмотрены телефонизация, радиофикация и часофикация.

Электроэнергия поступает из электросетей через распределительную подстанцию с напряжением 6 или 10 кВ.

Компоновка всего оборудования котельной выполнена поагрегатно. Паропровод выполнен однониточным, питательная линия двухниточная; предусмотрена установка питательных насосов с электрическим и паровым приводом. Дымовые газы после ды­мососов по подземным боровам направляются в кирпичную или бетонную дымовую тРУбу — одну на четыре котло агрегат а.

Вспомогательное оборудование для всей котельной расположено с постоянного торца: котельная ячейка имеет размеры 6X18 м.

Такие же типовые проекты компоновок котельных разработаны для случаев теп­лоснабжения одним теплоносителем—паром или горячей водой. Их недостатком является тесное размещение оборудования'для подготовки воды и насосов, что услож­няет ремонтные работы и применение открытой установки трансформаторов.

Для более крупных паровых котлоагрегатов также имеются раз­работанные Латгипропромом компоновки [Л. 22]. Разработаны, ком­поновки с водогрейными котлами (стальными) на разных топливах — для котлов КВ-ГМ и КВ-ТС от 4,76 до 58 МВт (от 4 до 50 Гкал/ч). Пример компоновки котельной с крупными водогрейными котлами КВ-ГМ-50 приведен иа рис. 10-5.

Котлы КВ-ГМ-50 и остальное оборудование размещены в здании павильонного типа. Принято, что тепловая нагрузка котельной состоит из расхода 80% теплоты на отопление и вентиляцию и 20% на горячее водоснабжение при работе закрытых тепло­вых сетей с температурой воды 150—70°С.

В этой компоновке котельной сетевые и рециркуляционные насосы установлены перед фронтом котлов, а щиты с контрольно-измерительными приборами — над ними на этажерке. Постоянный торец занят трансформаторной подстанцией, ремонтными ма­стерскими и бытовыми помещениями.

В первых ячейках котельной размещено оборудование для подготовки воды и в том числе деаэраторы. В строительной части сохранены положения, указанные ранее, а для уменьшения вибраций вентиляторы и дымососы установлены на монолитных фун­даментах, не связанных с полом. Размещение остального оборудования видно из рис. 10-5.

Наибольшие габариты имеют котельные на твердом топливе при сжигании его в камерах. На рис. 10-6 показана закрытая компоновка стальных водогрейных котлов КВ-ТК-30 в котельной для закрытой си­стемы теплоснабжения.

Эта же компоновка оборудования может быть сохранена и для установки золоуловителей и дымососов вне здания. Перед фронтом кот­лов располагаются бункерная галерея, над ней транспортеры топлива, под бункерами питатели сырого топлива и на нулевой отметке пыле­приготовительное оборудование.

Размещение остального оборудования такое же, как в предыдущей компоновке, но перед дымососами установлены золоуловители мокрого типа. В котельной применено гидравлическое удаление шлака и золы, схема которого показана на рис. 7-32, что потребовало установки до­полнительных насосов, баков ^изменения системы канализации.

Строительная часть выполнена аналогично рассмотренным компо­новкам.

Несколько отличны от рассмотренных компоновки для использо­вания теплоты вторичных энергоресурсов, например котла-утилизатора, теплоты отходящих газов от мартеновских печей, одна из них показана при расположении котла-утилизатора в закрытом помещении на рис. 10-7.

Котлоагрегат 1 типа, изображенного на рис. 6-31, имеет много­кратную принудительную циркуляцию воды из барабана 2 через зме - 406

ФЗООО

Рис, 10-7. Компоновка котла-утилизатора с мартеновской печью, о / — поверхности Нагрева котла; 2— барабан; $ циркуляционный насос; 4 — дымосос; 5 — дымовая труба; £ — бункер для дроби; 7 — распределитель дроби;

5 — трубы для обмывки поверхностей нагрева водой; 9 — нижние бункера; /0=-* шнек; // — шламовый насос.

Евики с помощью насоса 3. Дымовые газы от мартеновской печи про­ходят через котел 1, состоящий из конвективных поверхностей нагрева, и дымососом 4 удаляются в дымовую трубу 5. Поскольку газы из мар­теновских печей загрязнены уносом шихты с содержанием пыли до

10 г/м8, предусмотрены очистка поверхностей нагрева котла дробью (см. рис. 5-60 и 5-61), поступающей из бункера 6 и распределителя 7, и обмывка водой, идущей из специальных труб 8. Дробь или шлам при обмывке водой собираются в бункере 9, а затем дробь шнеком 10 по трубопроводу возвращается в бункер 6, а вода и шлам откачиваются насосом 11. Компоновка котла-утилизатора для обслуживания устройств очистки выполнена со значительным заглублением бунке­ров 9.

При отказе от заглубления и закрытой установке котла-утилиза­тора высота здания увеличится почти вдвое.

Котлы, служащие для нагрева или испарения высококипящих орга­нических теплоносителей, размещаются возможно ближе к технологи­ческим аппаратам, и их компоновка отличается от рассмотренных ра­нее компоновок котлов ДКВР главным образом отсутствием устройств для водоподготовки и деаэрации, а в некоторых случаях и воздухопо­догревателя.

Рассмотренные примеры компоновок оборудования котельных не охватывают котлов с наддувом, разработка конструкций и компоновки которых еще не закончены. Предварительные данные Сантехпроекта по компоновкам котлоагрегатов 1,1—7 кг/с (4—25 т/ч) показали, что строительный объем зданий мало изменяется по сравнению с компо­новкой, показанной на рис. 10-4.

Основными изменениями в компоновке оборудования являются пе­ренос вентилятора на фронт котлоагрегата и отказ от установки дымо­сосов. Предполагается, что стоимость оборудования котельных с агре­гатами с наддувом и годовые эксплуатационные расходы существенно не изменятся.