Котельные установки

Оглавление

Введение................................................................................................3

1.Теоретическая часть…………………………………………………..4

1.1.Классификация  котельных установок……………………………..4

1.2.Устройство  и принцип действия котельных  установок................5

1.3 Характеристика  котлоагрегата  КЕ-25-14С……………………..8

1.3.Принцип действия котельных установок………………………....5

1.4.Оборудование котельных установок……………………………..6

1.5. Методика расчета…………………………………………………11

2.Практическая  часть………………………………………………….15

Глоссарий………………………………………………………………27

Список литературы……………………………………………………27

Приложения……………………………………………………………28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Первая  атомная электростанция была запущена в 1954 году, на территории СССР, в городе Обнинске, ее мощность не превышала 5 МВт. Это было первое применение атомной  энергии в мирных целях. 

Первая  атомная станция, которая построена  за пределами СССР начала функционировать  в 1956 году в Англии - мощность АЭС  составляла 46 МВт. Год спустя запустили  атомную станцию в США с  мощностью 6МВт.  
 Каждый вид реакторов имеет границы допустимых температурных режимов работы. На атомных станциях применяют несколько видов реакторов: 
- водо-водяные реакторы - в роли теплоносителя и замедлителя выступает вода.

- графито-водяные реакторы - в качестве теплоносителя выступает вода, а для охлаждения используют графитовый стержень;  
- тяжеловодные реакторы - теплоноситель и замедлитель - вода, только с измененными параметрами, так называемая тяжелая вода.  
- графито-газовые реакторы   - замедлитель–графит, теплоноситель–газ. 

Для безопасной работы персонала атомной станции  реактор покрывают биологической  защитой. Если система охлаждения выйдет из строя, предусмотрена аварийная  система расхолаживания, она имеет  автономный источник питания и прерывает  ядерную реакцию за считанные секунды.  

   1.Теоретическая часть

1.1.Классификация котельных установок

Котельные установки в зависимости от типа потребителя делятся на:

• энергетические;
• производственно-отопительные;
• отопительные.

 

По виду вырабатываемого теплоносителя  они делятся на паровые (для выработки  пара) и водогрейные (для выработки  горячей воды).

Энергетические  котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Отопительные  котельные установки  предназначены для обслуживания систем отопления, горячего водоснабжения и вентиляции производственных и жилых помещений.

По масштабу теплоснабжения отопительные котельные разделяются на местные, групповые и районные.

Местные отопительные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115^оС или паровыми котлами с рабочим давлением до70кПа. Местные котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые отопительные котельные обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Они оборудуются как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных и размещаются в специальных зданиях.

Районные  отопительные котельные (Приложение 1) предназначены для теплоснабжения крупных жилых массивов; их оборудуют сравнительно мощными водогрейными и паровыми котлами.

1.2.Устройство и принцип действия котельных установок

Котельная установка - совокупность устройств, предназначенных для получения водяного пара. Пройдя через поверхность нагрева, вода нагревается и поступает к потребителям, где отдает часть теплоты, и с пониженной температурой снова возвращается в котел.

В котельных  установках с паровыми котлами (Приложение 2) паровой котел имеет два барабана - верхний и нижний. Барабаны соединены между собой тремя пучками труб, образующих поверхность нагрева котла. При работе котла нижний барабан заполнен водой, верхний - в нижней части водой, а в верхней части насыщенным водяным паром. В нижней части котла расположена топка с механической колосниковой решеткой для сжигания твердого топлива. При сжигании жидкого и газообразного топлива вместо решетки устанавливают форсунки или горелки, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами - обмуровкой.

Этапы рабочего процесса:

 1) Топливо с топливного склада подается транспортером в бункер, откуда оно поступает на колосниковую решетку топки, где и сгорает. В результате сгорания топлива образуются дымовые газы.

2) Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла пароперегревателя , проходят через экономайзер и воздухонагреватель, где они охлаждаются вследствие подачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Охлажденные дымовые газы с помощью дымососа  удаляются через дымовую трубу в атмосферу. Дымовые газы котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги со встраиваемой дымовой трубой.

3) Вода из источника водоснабжения к питательному трубопроводу насосом в водяной экономайзер, откуда после нагрева поступает в верхний барабан котла. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане.

Из верхнего барабана котла вода по трубам опускается в нижний барабан, откуда по левому пучку труб она снова поднимается в верхний барабан. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана. Затем пар поступает в пароперегреватель, где теплотой дымовых газов он полностью подсушивается, в результате чего температура его повышается.

4) Из пароперегревателя пар поступает в главный паропровод и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную. Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или других источников водоснабжения.

5) Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором в воздухоподогреватель, где он подогревается и затем направляется в топку.

Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами, контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

1.3.Оборудование котельных установок

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных  помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в  тепловую энергию пара или горячей  воды. Каждая котельная установка  состоит из отдельных элементов  – устройств. Одни устройства являются основными, и без них котельная функционировать не может, другие – дополнительные и без них установка будет работать, но с большим расходом топлива, следовательно, с меньшим коэффициентом полезного действия; третьи – механизмы и устройства, выполняющие вспомогательные функции.

К основным элементам котельной относятся:

• котел - теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов сгорания топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.
• топка - устройство для сжигания топлива и превращение его химической энергии в теплоту нагретых газов.
• газоходы, по которым перемещаются дымовые газы и, соприкасаясь со стенками котла, отдают последним свою теплоту;
• дымовые трубы, с помощью которых дымовые газы перемещаются по газоходам, а затем после охлаждения удаляются в атмосферу.

Без перечисленных  элементов не может работать даже самая простая котельная установка.

К вспомогательным  элементам котельной относят:

• устройства для подачи топлива и пылеприготовления;
• золоуловители, применяемые при сжигании твердых видов топлива и предназначенные для очистки отходящих дымовых газов и улучшающих состояние атмосферного воздуха;
• дутьевые вентиляторы, необходимые для подачи воздуха в топку котлов;
• дымососы-вентиляторы, способствующие усилению тяги и тем самым уменьшению размеров дымовой трубы;
• питательные насосы, необходимые для подачи воды в котлы;
• устройства по очистки питательной воды;
• водяной экономайзер (Приложение 4) - для подогрева питательной воды до ее поступления в котел.
• Воздухоподогреватель (Приложение 5) - для подогрева воздуха перед его поступлением в топку горячими газами, покидающими котлоагрегат.
• приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

1.3 Характеристика  котлоагрегата КЕ-25-14С

Паровой котел КЕ-25-14С с естественной циркуляцией со слоевыми механическими топками предназначен для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого на технологические нужды промышленных предприятий в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Топочная  камера котлов серии КЕ образована боковыми экранами, фронтовой и задней стенками. Топочная камера котлов КЕ паропроизводительностью от 2,5 до 25 т/ч разделена кирпичной стенкой на топку глубиной 1605÷2105 мм и камеру догорания глубиной 360÷745 мм, которая позволяет повысить КПД котла снижением механического недожога. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла асимметричные. Под камеры догорания наклонен таким образом, чтобы основная масса падающих в камеру кусков топлива скатывалась на решетку.

В котле  КЕ-25-14С применена схема одноступенчатого испарения. Вода циркулирует следующим  образом: питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан под  уровень воды по перфорированной  трубе. В нижний барабан вода сливается  по задним обогреваемым трубам кипятильного пучка. Передняя часть пучка (от фронта котла) является подъемной. Из нижнего  барабана вода по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого  экранов. Питание экранов осуществляется также из верхнего барабана по опускным стоякам, расположенным на фронте котла.

Блок  котла КЕ-25-14С, опирается камерами боковых экранов на продольные швеллеры. Камеры приварены к швеллерам  по всей длине. В области конвективного пучка блок котла опирается на задние и передние поперечные балки. Поперечные балки крепятся к продольным швеллерам. Передняя балка крепится неподвижно, задняя – подвижно.

Обвязочный  каркас котла КЕ-25-14С устанавливается  на уголках, приваренных вдоль камер  боковых экранов по всей длине. Для возможности перемещения элементов блоков котла КЕ-25-14С в заданном направлении часть опор выполнена подвижными. Они имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к раме.

Котлы КЕ с решеткой и экономайзером поставляются заказчику одним транспортабельным  блоком. Он оборудуются системой возврата уноса и острым дутьем. Унос, оседающий  в четырех зольниках котла, возвращается в топку при помощи эжекторов  и вводится в топочную камеру на высоте 400 мм от решетки. Смесительные трубы возврата уноса выполнены прямыми, без поворотов, что обеспечивает надежную работу систем. Доступ к эжекторам возврата уноса для осмотра и ремонта возможен через люки, расположенные на боковых стенках. В местах установки люков трубы крайнего ряда пучка вводятся не в коллектор, а в нижний барабан.

Паровой котел КЕ-25-14С оборудован стационарным устройством очистки поверхностей нагрева согласно проекту завода и комплектуется топкой типа ЗП-РПК с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками.

За котельными агрегатами в случае сжигания каменных и бурых углей с приведенной  влажностью W < 8 устанавливаются водяные  экономайзеры.

Площадки  котлов типа КЕ расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры котлов. Основные площадки котлов: боковая  площадка для обслуживания водоуказательных приборов; боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла; площадка на задней стенке котла для обслуживания продувочной линии из верхнего барабана и для доступа в верхний барабан при ремонте котла. На боковые площадки ведут лестницы, на заднюю площадку – спуск (короткая лестница) с верхней боковой площадки.