Elemente de bază și auxiliare ale centralelor termice
Cazane cu aburi și apă caldă
Imagine a cazanului cu aburi
Imaginea cazanului
Circuitul circulației apei într-un cazan de apă caldă
Statii cazane de putere mică și medie sunt utilizate pe scară largă pentru diverse procese industriale, de încălzire, de încălzire, ventilație și de alimentare cu apă caldă de clădiri rezidențiale, publice și industriale, construcții industriale și agricole, catering, consumatori tehnologice de căldură în băi, spălătorii, pe șantierele de construcții. În agricultură, cazanele de abur produse folosite în fermele de animale pentru abur furaje, și pentru sere de încălzire și uscare de cereale. În legătură cu dezvoltarea slab populate și dificilă din regiunile de nord și est ale importanței centrale a capacităților de diferite creșteri.
Cărbune, turbă, deșeuri de lemn, gaz și păcură sunt folosite drept combustibil pentru centralele termice. Gazele și păcura sunt surse eficiente de energie termică. Prin aplicarea lor, proiectarea și amenajarea cazanelor sunt simplificate, sporind eficiența, reducând costurile de funcționare.
Se mărește producția și proiectarea cazanelor, crește fiabilitatea și economia echipamentelor din cazan, se reduc capacitatea de metal pe unitate de capacitate, se scurtează termenii lucrărilor de construcție și de instalare și costurile pentru acestea.
Elemente de bază și auxiliare ale centralelor termice
Centrala cazanului este un set de dispozitive concepute pentru a transforma energia chimică a combustibilului în energia termică a apei calde sau o pereche de parametri necesari.
În funcție de scop, se disting următoarele tipuri de centrale:
Abur generatoare de energie pentru generatoare de turbine cu abur;
producție și încălzire, generarea de apă de aburi și de încălzire pentru a satisface nevoile tehnologice de producție, încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă;
Încălzirea, generarea de căldură pentru încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă a clădirilor rezidențiale și publice, precum și pentru întreprinderile industriale și municipale;
cu scop mixt, generarea de abur pentru a furniza simultan motoare cu aburi, necesități de proces, instalații de încălzire și ventilație și alimentare cu apă caldă.
cazane produse de tipul de lichid de răcire este împărțit în trei clase principale: cazane de abur pentru producerea de abur, cazane de apă fierbinte pentru apă caldă și cazane mixte echipate cu cazane de abur utilizate pentru a genera abur și apă caldă simultan sau alternativ.
Centrala cazanului constă dintr-o unitate de cazan și echipamente auxiliare.
Un cazan cu abur este un dispozitiv alcătuit dintr-un cuptor, suprafețe de evaporare pentru evaporarea aburului. consumate în afara acestui dispozitiv, cu o presiune mai mare decât atmosferic datorită căldurii eliberate în timpul arderii de combustibil. Un cazan cu apă caldă este un schimbător de căldură, în care apa este încălzită de o sursă de energie (combustibil), care este sub presiune peste atmosferică și este utilizată ca agent de răcire în afara dispozitivului însuși.
Cazanul este proiectat pentru a arde combustibilul și a transforma energia chimică în căldură. Cazanul din zidărie este un sistem de garduri ignifuge și termoizolante sau structuri de cazan proiectat pentru a reduce pierderile de căldură și pentru a asigura densitatea gazelor. Structura metalică portantă, percepând greutatea cazanului, luând în considerare sarcinile temporare și speciale și asigurând aranjamentul reciproc necesar al elementelor cazanului, se numește cadru.
Un supraîncălzitor este un dispozitiv pentru creșterea temperaturii vaporilor deasupra temperaturii de saturație corespunzătoare presiunii din cazan. Este un sistem de bobine. Se unifică la intrarea aburului saturat cu un tambur de cazan și la ieșire - cu o cameră de abur supraîncălzită.
Preîncălzitorul de aer este un dispozitiv pentru încălzirea aerului cu produse de combustie de combustibil înainte de a fi alimentat la cuptorul cazanului.
Armătură - dispozitive speciale destinate să regleze fluxul substanței transportate, închiderea și includerea gazului, a aburului și a apei. În direcția armăturii sunt împărțite în închidere, reglare, siguranță, control și speciale. Robinetele de închidere (supape, clapete și supape) sunt proiectate pentru a activa sau dezactiva periodic secțiunile individuale ale conductelor. Robinetele de control (supape de comandă și supape) servesc la schimbarea sau menținerea presiunii și a fluxului substanței transportate în conducte. Supapele de siguranță (încărcături, arcuri și supape de reținere) sunt utilizate pentru a deschide automat trecerea în cazul în care presiunea depășește valoarea admisă și, de asemenea, pentru a împiedica mișcarea inversă a lichidului sau a gazului. Robinetele de comandă (supape de comandă, indicatoare de nivel, valve cu trei căi pentru manometre) sunt utilizate pentru a verifica prezența unei substanțe în conductă și pentru a determina nivelul acesteia. Fitingurile speciale (capcane de aburi și separatoare de umiditate) servesc la îndepărtarea condensului, separarea uleiului și a altor produse de gaze.
Prin căștile cazan include dispozitive de întreținere și cazane gazothodov cuptor: camine, lumina zilei, închideri de supape de zgură și cenușă buncăre de gaz și aer, clapete, supape explozive, precum sootblowers. Cămine destinate inspectarea și repararea suprafețelor de încălzire, cu ochii - pentru inspecția vizuală a conductelor de furnal și gaz de pe partea exterioară a cazanului, închiderilor de zgură și cenușă buncăr - pentru îndepărtarea periodică a cenușii și a zgurii din siloz, robinetelor de gaz și aer și supapele - pentru a dezactiva gazothodov, control al tracțiunii și suflare. Robineții de scurgere eliberează gazele de ardere atunci când presiunea din cuptor sau gazul de ardere al cazanului se ridică, împiedicându-le să se rupă. Suflantele sunt utilizate pentru a îndepărta cenușa și zgura de pe suprafețele de încălzire (un jet de abur sau aer comprimat).
Dispozitivele nutritive și de machiaj (pompe, rezervoare, conducte) sunt proiectate pentru alimentarea cu apă a unui cazan sau a unei rețele de încălzire (sistem de încălzire)
Dispozitivele grele sunt concepute pentru a furniza aerului cuptorului cazanului pentru arderea combustibilului și pentru a îndepărta produsele de combustie de la boiler. Acestea constau în suflante, conducte de aer, conducte de gaze, evacuări de fum și coșuri de fum, prin care se furnizează cantitatea necesară de aer către cuptor, mișcarea produselor de ardere prin fumuri și îndepărtarea lor în atmosferă.
Dispozitivele de tratare a apei sunt utilizate pentru încălzire și dedurizarea apei de alimentare și constau din mașini și dispozitive care asigură purificarea de impurități mecanice și dizolvate săruri ea formatoare la scară precum și pentru îndepărtarea gazelor din ea.
Dispozitivul de preparare a combustibilului din cazanele care funcționează pe combustibil pulverizat este destinat pentru șlefuirea combustibilului într-o stare pulverizată; este echipat cu concasoare, uscătoare, mori, alimentatoare, ventilatoare, transportoare și conducte de gaz și praf.
Dispozitivul pentru îndepărtarea cenușii și zgurii constă din sisteme hidraulice și dispozitive mecanice: transportoare, cărucioare etc.
Stocarea combustibilului este destinată depozitării combustibilului; este echipat cu mecanisme pentru descărcarea și alimentarea cu combustibil a cazanului sau a dispozitivului de preparare a combustibilului.
Dispozitivele de comandă și dispozitivele automate care asigură funcționarea neîntreruptă și coordonată a dispozitivelor individuale ale centralei termice pentru producerea cantității de abur specificate de parametrul (temperatură, presiune) sunt dispozitive pentru dispozitive de comandă automată și dispozitive automate de comandă,
Atunci când este utilizat un cărbune combustibil pulverizat arzător pulverizat, combustibil gazos - arzător cu gaz, păcură - injectoare de păcură, gazul combustibil și păcură - arzătoare cu petrol și gaz combinat.
Pompe de alimentare. Alimentarea cazanelor cu apă trebuie să fie fiabilă. Dacă nivelul apei scade sub limitele acceptabile, conductele cazanului pot deveni goale și supraîncălzite, ceea ce, la rândul lor, poate duce la o explozie a cazanului. Cazanele cu presiuni de peste 0,07 MPa cu o capacitate de abur de 2 t / h și mai mare trebuie să aibă regulatoare automate de putere.
Pentru a alimenta cazanele, setați cel puțin două pompe, dintre care unul trebuie să fie electric, iar celălalt - cu unitate cu aburi. Performanța unei singure pompe cu acționare electrică trebuie să fie de cel puțin 110% din capacitatea nominală a tuturor cazanelor de lucru. La instalarea mai multor pompe cu acționare electrică, capacitatea lor totală ar trebui să fie de cel puțin 110%.
Performanțele pompelor cu acționare cu aburi trebuie să fie de cel puțin 50% din capacitatea nominală a cazanelor. Este posibilă instalarea tuturor pompelor de alimentare numai cu o unitate cu aburi, iar cu două sau mai multe surse de alimentare electrică, electricitatea este numai cu o unitate electrică. Pompele cu unitate de abur consumă 3 până la 5% din aburul produs, astfel încât acestea sunt utilizate ca rezervă.
Aburul de evacuare al pompei cu piston cu piston este îndepărtat în atmosferă. Dacă acest abur este încălzit într-un schimbător special de căldură, condensul este aruncat. Nu poate fi returnat la cazan, deoarece este contaminat cu ulei, iar pelicula de ulei de pe tuburi agravează transferul de căldură. În cazul instalațiilor mari, se utilizează pompe cu turbine cu abur, condensul aburului lor de ieșire nu este contaminat cu ulei, deci poate fi trimis la cazan. Injectorii pentru alimentarea cazanelor în cazanele termice-industriale sunt inadecvate, deoarece nu suge apa fierbinte.
Pompa de rețea a sistemului de încălzire și ventilație. Această pompă servește la circularea apei în rețeaua de încălzire. Acesta este selectat prin consumul de apă de rețea din calculul schemei termice. Pompele de rețea sunt instalate pe linia de retur a rețelei de încălzire, unde temperatura rețelei de apă nu depășește 70 ° C.
Mască de pompare. Conceput pentru a compensa scurgerea apei din sistemul de alimentare cu căldură, cantitatea de apă necesară pentru acoperirea scurgerilor este determinată în calculul circuitului de încălzire. Capacitatea pompelor de machiaj este aleasă egală cu dublul cantității de apă primită pentru a umple eventuala masă de urgență.
Presiunea necesară a pompelor de mascare este determinată de presiunea apei în conducta de retur și de rezistența conductelor și a fitingurilor pe linia de turnare, numărul de pompe de turnare trebuie să fie de cel puțin 2, dintre care unul este rezervat.
Pompa de circulație a apei calde. Serveste pentru alimentarea debitului necesar si asigurarea presiunii necesare apei calde pentru consumator. Acesta este ales prin consumul de apă caldă și presiunea necesară.
Pompa de apă brută. Se servește pentru a furniza capul necesar de apă brută în fața HVO și pentru a alimenta substanța chimică. apa purificată până la deaeratorul și alimentarea cu apă brută în rezervorul de apă caldă.
Cazane cu aburi și apă caldă
Conform dispozitivului de proiectare, cazanele sunt împărțite în două grupe: cu circulație naturală și forțată. Primul grup include cazane cu tuburi tubulare, locomotive, cilindrice verticale, verticale și orizontale. Al doilea grup include cazane cu debit direct și modele speciale.
Parametrii cei mai importanți de funcționare ai cazanelor cu abur sunt producția de abur și solicitarea termică a suprafeței de încălzire, cazanele de apă caldă - puterea termică și solicitarea termică a suprafeței de încălzire.
Producția de abur a cazanului este raportul dintre masa de vapori produsă de cazan și domeniul de funcționare al cazanului. Se determină în kilograme pe oră sau în tone pe oră. O parte din tamburul cazanului umplut cu apă se numește volumul de apă. iar spațiul de deasupra apei este abur. Suprafața care delimitează volumul de apă fierbinte și abur este numită oglinda de evaporare. Suprafața, care pe o parte este spălată cu produse de combustie gazoasă, iar pe de altă parte cu apă, se numește suprafața de încălzire a cazanului. Raportul dintre producția de abur și suprafața de încălzire se numește tensiunea suprafeței de încălzire.
Suprafața de încălzire, care absoarbe căldura de la radiația (radiația) din stratul de combustibil incandescent în cuptor, se numește suprafața de încălzire prin radiație. Suprafața de încălzire a celorlalte părți ale cazanului, care percepe căldura produselor de combustie prin contactul cu ele, se numește convectivă.
În cazul gazelor fierbinți, numai partea din cazan răcită cu apă din interior se spală. Este imposibil să permiteți produselor de ardere să încălzească volumul de abur al tamburului cazanului, deoarece acest lucru duce la supraîncălzirea metalului pereților acestuia și la formarea unei umflături pe ele. Linia care separă suprafața încălzită de gazele de pe suprafața neîncălzită se numește linia de incendiu.
Cel mai mic nivel de apă, în care nu există nici un pericol de detectare a pereților tamburului cazanului, se numește nivelul de apă cel mai scăzut. Trebuie să fie cu 100 mm mai mare decât pereții tamburului cazanului încălzit de gazul de ardere. Pentru ca aburul rezultat să nu poarte cu el o cantitate semnificativă de umiditate, nivelul apei nu trebuie să depășească o anumită limită, numită nivelul superior al apei. Nivelul minim de apă admisibil nu trebuie să fie mai mic de 25 mm deasupra marginii vizibile inferioare a geamului indicatorului de apă, iar cel mai înalt nivel permis nu este mai mic de 25 mm sub marginea superioară vizibilă a geamului instrumentului. Volumul de apă dintre nivelele inferioare și superioare ale apei se numește volumul de nutrienți. Volumul nutrientului determină cantitatea de apă care poate fi transformată în abur fără a umple cazanul cu apă.
Capacitatea de încălzire (puterea termică) a unui cazan de apă caldă se numește valoarea egală cu raportul dintre cantitatea de căldură percepută de apă în cazanul de apă caldă și durata de funcționare a cazanului.
Pentru cazanele cu apă caldă, puterea termică este împărțită la suprafața suprafeței de încălzire a cazanului și se obține o tensiune termică de încălzire.
Amestecul de abur-apă format în țevile de fierbere ale cazanelor cu tuburi de apă intră în tamburul superior, în care vaporii se separă de lichid. iar lichidul prin diplepuri este alimentat din nou prin colector pentru încălzirea în tuburile cazanului. Sistemul de țevi de fierbere (încălzit), tambur, tuburi de distribuție și colectoare pentru distribuția apei din cazan este numit circuitul de circulație al cazanului.
Pentru funcționarea fiabilă a cazanului, este foarte important să se organizeze mișcarea apei în circuitul de circulație, care se numește circulație. Circulația poate fi naturală și forțată, circulația naturală se produce sub influența forțelor datorită diferenței de densitate a apei în zonele neîncălzite și a amestecului de aburi și apă în zonele încălzite (tuburi de fierbere, ecran). Debitul de apă prin orice circuit de circulație este mult mai mare decât cantitatea de abur care se formează în el. Raportul dintre cantitatea de apă care intră în circuit și cantitatea de abur produsă în el este denumită multiplicitatea circulației. În cazanele cu circulație forțată, circulația apei prin circuitul de evaporare se realizează prin pompe speciale.
Lista literaturii utilizate
1) Onischenko NP О-58 Funcționarea centralelor termice. - M. Agropromizdat, 1987, 352 p. il.
2) Zykov A.K. З-96 Cazane cu aburi și apă caldă: o carte de referință. - M. Energoatomizdat, 1987. - (B-ka teplomontazhnika) .128 p. il.
3) Vergazov VS B-31 Operator satelit al cazanelor de încălzire. - ed. 3 ext. și pererab. - M. Stroyizdat, 1980. - 248 pp .: Ill.