Учебное пособие по котельным установкам

75 группа 2 вариант / Режимы роботы и эксплуатации ТЭС / КУ / Учебное пособие

ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И УСТРОЙСТВА КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК НЕБЛОЧНЫХ ТЭС

Министерство образования Российской Федерации Ивановский государственный энергетический университет

ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И УСТРОЙСТВА КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК НЕБЛОЧНЫХ ТЭС

Поспелов А.А. Основы организации эксплуатации и устройства котельных установок неблочных ТЭС: Учеб. пособие / Иван. гос. энерг. ун-т. – Иваново, 2001. – 122 с.

Приведены основные сведения по вопросам энергопроизводства, экс-

плуатации и структуре элементов котельных установок неблочных ТЭС в объеме, соответствующем программе курса »Режимы работы и эксплуатации ТЭС» для студентов специальности »Тепловые электрические станции» (100500).

Табл. 3. Ил. 23. Библиогр.: 23 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Ивановского го-

сударственного энергетического университета.

Научный редактор – Мошкарин А.В., доктор технических наук, профессор

ПОЗДЫШЕВ А.А. (РП «Центрэнерготехнадзор» по АО «Ивэнерго»);

РИВКИН А.С., к.т.н., доц. (ИГЭУ)

А.А. Поспелов, 2001

Глава первая. Общие сведения об энергопроизводстве

и эксплуатации оборудования ТЭС .

1.1. Сведения об энергообъектах.

1.1.1. Электрические станции.

1.1.2. Котельные установки.

1.1.3. Тепловые сети.

1.1.4. Электрические сети.

1.2. Функции энергообъектов.

1.3. Особенности производства электрической энергии.

1.4. Структура оборудования ТЭС.

1.5. Сведения о компоновке главного корпуса ТЭС.

1.6. Особенности обслуживания оборудования ТЭС.

1.7. Персонал энергообъектов.

1.7.1. Оперативно-диспетчерский персонал и организация его работы.

1.7.2. Организационно-производственное управление

структурными подразделениями ТЭС.

1.7.3. Организация рабочих мест оперативного персонала ТЭС.

1.7.4. Подготовка эксплуатационного персонала ТЭС.

Глава вторая. Устройства и технологические системы

2.1. Общие сведения о структуре и принципах работы.

2.2. Назначение и конструкция основных элементов парового котла.

2.2.1. Каркас парового котла.

2.2.2. Барабан котла.

2.2.3. Топочная камера.

2.2.3.1. Горелки котлов.

2.2.3.2. Лазы, гляделки и предохранительные устройства топок.

2.2.4. Поверхности нагрева котлоагрегатов.

2.2.4.1. Топочные экраны.

2.2.4.3. Низкотемпературные поверхности нагрева.

2.2.4.4. Сведения о материале труб поверхностей нагрева котла.

2.3. Назначение и структура принципиальных технологических схем

2.3.1. Схема питания и заполнения котла.

2.3.2. Схема паропроводов острого пара.

2.3.3. Схема мазутопроводов в пределах котла.

2.3.4. Схема газопроводов котла.

2.3.5. Схемы пылеприготовления.

2.3.5.1. Схемы пылеприготовления с ШБМ и бункером пыли.

2.3.5.2. Схемы пылеприготовления прямого вдувания с молотковыми

2.3.5.3. Общие сведения о контролируемых параметрах, защитах, блокиров-

ках, сигнализации в индивидуальных системах пылеприготовления.

2.3.6. Схема газовоздушного тракта котла.

2.3.7. Схема регулирования температуры перегретого пара.

2.3.8. Сведения о технологических схемах обеспечивающих

водно-химический режим барабанных котлов.

Вопросы для самопроверки.

Учебное пособие по курсу “Режимы работы и эксплуатации тепловых электрических станций” (РР и Э ТЭС) предназначен для студентов высших учебных заведений, изучающих одноимённую дисциплину, а также курс “Котельные установки ТЭС”. Материалы учебного пособия могут быть использованы также и для слушателей курсов повышения квалификации эксплуатационного персонала котлотурбинных цехов ТЭС.

Рабочая программа курса РР и Э ТЭС студентов специальности 100500 ИГЭУ включает три части. Тематика первой части курса предназначена для изучения режимов работы и эксплуатации котельных установок неблочных ТЭС (РР и ЭКУ). Во второй части курса изучаются режимы работы и эксплуатация паротурбинных установок неблочных ТЭС (РР и ЭПТУ). Третья часть курса посвящена изучению режимов работы и эксплуатации блочных ТЭС (РР и Э ТЭС).

Настоящее учебное пособие представляет собой расширенный лекционный материал, составленный в соответствии с тематикой программы подготовки студентов специальности 100500 ИГЭУ, первой части курса – РР и ЭКУ. Причём в пособии кратко рассматриваются общие сведения по вопросам энергопроизводства, эксплуатации теплоэнергетического оборудования и более подробно – структура элементов котельных установок неблочных ТЭС.

Материал разработанного учебного пособия предназначен:

для формирования у слушателей эксплуатационно-значимой информации по изучаемым ранее вопросам энергопроизводства, структуре и конструктивным особенностям оборудования котельной установки;

ознакомления слушателей с общими вопросами эксплуатации теплоэнергетического оборудования, которые не рассматривались в ранее изучаемых учебных курсах и без которых затруднительно усвоить основные принципы эксплуатации энергетического оборудования.

Разработка конспекта лекций в нескольких частях вызвана спецификой рассматриваемых вопросов и отсутствием специализированных единых учебников, охватывающих тематику рабочей программы курса.

С учетом важной роли дисциплины в формировании специалистов теплоэнергетиков сделана попытка обобщения необходимого учебного материала из общеизвестной учебной, технической, нормативно-технической и другой литературы, с выделением основополагающих эксплуатационных понятий, определений и положений.

Данное учебное пособие имеет компьютерную поддержку в виде автоматизированных учебных курсов по изучению структуры технологических систем, входящих в котельную установку с барабанным котлом.

В пособии даны ссылки на используемую литературу, что даёт возможность воспользоваться ею при более глубокой проработке отдельных тем и при выполнении научно-исследовательских работ. Отдельные темы лекционного курса могут быть вынесены на самостоятельное изучение.

В учебном пособии проработаны вопросы для самопроверки, охватывающие наиболее важные темы и понятия.

Автор выражает благодарность редакционно-издательскому отделу ИГЭУ,

а также научному редактору и рецензентам за работу над рукописью.

Кандидат технических наук, доцент – А.А.Поспелов.

На современном этапе роль энергетики в развитии промышленности страны и организации быта населения существенно возрастает. В то же время сама энергетическая отрасль находится сейчас в самой неблагоприятной стадии развития. Более 50 % основного оборудования тепловых электрических станций морально устарело или выработало свой ресурс, и требуется его замена. Поэтому в условиях весьма ограниченных возможностей воспроизводства оборудования ТЭС особенно остро встаёт вопрос обеспечения надёжности его работы.

Одно из направлений решения этой задачи – реализация концепций повышения “живучести стареющих ТЭС”, основными положениями которой являются:

увеличение паркового, группового и индивидуального ресурса ответственных элементов энергооборудования ТЭС на базе современных научнотехнологических методов определения их конструкционной прочности;

восстановление ресурса наиболее ответственных элементов энергооборудования путём реализации разработок, не требующих больших материальных и трудовых затрат, выполняемых на ТЭС, а в отдельных случаях и на специализированных ремонтных предприятиях;

применение и систематическое совершенствование средств эксплуатационного контроля повреждений на базе современных диагностических систем и вычислительной техники.

Реализация изложенной концепции позволит сделать ситуацию при лавинообразном старении оборудования контролируемой, обеспечить безопасность эксплуатации, увеличив сроки эксплуатации до полной замены оборудования ТЭС, и тем самым выиграть время, необходимое для ввода новых мощностей в условиях ожидаемого подъёма потребления энергии.

Другим направлением в повышении надёжности работы энергетического оборудования является внедрение системы СИД — согласованной инженерной деятельности, в основу которой положен принцип формирования междисциплинарных групп и работы в них инженеров из различных предметных областей и структурных подразделений. Реализация СИД позволяет решать задачи обеспечения жизнедеятельности сложнейших технологических систем.

Однако широкое внедрение указанных выше концепций для многих энергообъектов затруднено в силу имеющихся объективных причин.

В то же время необходимо отметить, что в решении проблемы повышения надёжности работы оборудования ТЭС недостаточно уделяется внимания качеству подготовки обслуживающего персонала. Несмотря на внедрение новых методов подготовки, основанных на использовании программных продуктов, культура эксплуатации оборудования, особенно на ТЭС с поперечными связями, остаётся на низком уровне, что и подтверждается статистикой отказов оборудования [1].

Повышение культуры эксплуатации энергетического оборудования невозможно без разработки качественно новых учебных пособий, формирующих единый подход и более конкретно отражающих границы и фундаментальные основы эксплуатации оборудования ТЭС. Современные учебные пособия по-

зволят обеспечить качественную разработку программных средств подготовки и сформировать у слушателей необходимые оперативные знания.

Следует отметить, что этот путь повышения надёжности работы оборудования ТЭС является наименее затратным и позволяет формировать и совершенствовать приёмы эксплуатации. Настоящий конспект лекций призван оказать помощь в приобретении этих знаний.

Глава первая. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭНЕРГОПРОИЗВОДСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ТЭС

1.1. Сведения об энергообъектах

Необходимость производства тепловой и электрической энергии для нужд промышленных предприятий и быта человека общеизвестна. Собственно электроэнергия может быть выработана генераторами, солнечными батареями, магнитогидродинамическими генераторами (МГД — генераторами). Однако для промышленной выработки электрической энергии используют синхронные генераторы трехфазного переменного тока, первичными двигателями для которых могут быть паровые, газовые или гидравлические турбины.

Читайте так же:  Алименты на 2 детей минимальная сумма

Промышленная выработка тепловой и электрической энергии и доставка

ее до непосредственного потребителя осуществляются энергообъектами.

К энергообъектам относятся [2]: электрические станции, котельные, тепловые и электрические сети.

Комплекс энергообъектов, связанных общностью режима работы и имеющих централизованное оперативно диспетчерское управление, составляет энергетическую систему, которая, в свою очередь, является основным технологическим звеном энергопроизводства.

Ниже представлена краткая характеристика энергообъектов.

1.1.1. Электрические станции

В общем случае электростанциями называют предприятия или установки, предназначенные для производства электроэнергии. По особенностям основного технологического процесса преобразования энергии и виду используемого энергетического ресурса электростанции подразделяют [3] на тепловые электростанции (ТЭС); гидроэлектростанции (ГЭС); атомные электростанции (АЭС); гелиоэлектростанции, или солнечные, электростанции (СЭС); геотермальные электростанции (ГТЭС); приливные электростанции (ПЭС).

Большую часть электроэнергии (как в России, так и в мире) вырабатывают тепловые (ТЭС), атомные (АЭС) и гидравлические электростанции (ГЭС). Состав и расположение электростанций по регионам страны зависят от наличия и размещения по территории страны гидроэнергетических и теплоэнергетических ресурсов, их технико-экономических характеристик, затрат на транспорт топлива, а также от технико-экономических показателей работы электростанций.

Тепловые электрические станции (ТЭС) подразделяются на конденса-

ционные (КЭС); теплофикационные (теплоэлектроцентрали — ТЭЦ); газотурбинные (ГТЭС); парогазовые электрические станции (ПГЭС).

На ТЭС химическая энергия сжигаемого топлива преобразуется в энергию рабочего тела (водяного пара или горячего газа), приводящего во вращение ротор турбогенератора, а механическая энергия вращения ротора преобразуется генератором в электрическую.

Топливом для тепловых электрических станций может служить уголь, торф, горючие сланцы, газ, мазут и др.

Конденсационные электрические станции (КЭС) строят по возможности ближе к местам добычи топлива или к местам, удобным для его транспортировки, на крупных реках или водоемах. Основными особенностями КЭС являются: использование мощных экономичных конденсационных турбин; блочный принцип построения современных КЭС; выработка для потребителя одного вида энергии — электрической (тепловая энергия вырабатывается только для собственных нужд станции); обеспечение базовой и полупиковой части графика потребления электроэнергии; оказание существенного влияния на экологическое состояние окружающей среды. Современные КЭС могут обеспечивать электроэнергией крупный город или район страны и поэтому могут классифицироваться как ГРЭС — государственная районная электрическая станция.

Теплофикационные электрические станции (ТЭЦ) предназначены для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом [4]. На них устанавливаются теплофикационные турбины типа «Т»; «ПТ»; «Р»; «ПР» и т.п. Являясь, как и КЭС, тепловыми электростанциями, ТЭЦ отличаются от последних использованием тепла »отработавшего» в теплофикационных турбинах пара для нужд промышленного производства, а также для отопления, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения. При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается значительная экономия топлива по сравнению с раздельным энергоснабжением, т.е. выработкой электроэнергии на КЭС и получением тепла от местных котельных. Поэтому ТЭЦ получили широкое распространение в городах с большим потреблением тепла и электроэнергии. Наибольшая экономичность оборудования ТЭЦ достигается при нагрузке, соответствующей номинальному тепловому потреблению и минимальному пропуску пара в часть низкого давления турбин и в конденсаторы (т.е. при работе турбогенератора в теплофикационном режиме). Единичная мощность теплофикационных агрегатов ТЭЦ достигает 250 МВт. Тепломеханическая часть ТЭЦ с турбогенераторами до 175 МВт включительно выполняется с поперечными связями по пару и питательной воде. Существенной особенностью ТЭЦ является также повышенная мощность вспомогательного тепломеханического оборудования, что предопределяет больший относительный расход электроэнергии на собственные нужды, чем на КЭС.

Газотурбинные электростанции (ГТЭС) в качестве самостоятельных энергетических установок имеют ограниченное распространение. Основу ГТЭС составляет газотурбинная установка (ГТУ), в состав которой входят компрессоры, камеры сгорания и газовые турбины. ГТУ потребляет, как правило, высококачественное топливо (жидкое или газообразное), подаваемое в камеру сгорания. Туда же компрессором нагнетается сжатый воздух. Горячие продукты сгорания отдают свою энергию газовой турбине, которая вращает компрессор и синхронный генератор. К основным недостаткам ГТУ следует отнести: повышенные шумовые характеристики, требующие дополнительной звукоизоляции машинного отделения и воздухозаборных устройств; потребление значительной доли (до 50-60 %) внутренней мощности газовой турбины воздушным компрессором; малый диапазон изменения электрической нагрузки вследствие специфического соотношения мощности компрессора и газовой турбины; низкий общий КПД (25-30 %). К основным достоинствам ГТЭС

Эксплуатация котлов. Практическое пособие для оператора котельной

О книге «Эксплуатация котлов. Практическое пособие для оператора котельной»

В книге приведены основные сведения о котельных установках, работающих на газовом и жидком топливе, и вспомогательном оборудовании. Обобщен производственный опыт по эксплуатации и наладке котлов разных модификаций. Даны правила по устройству и безопасной эксплуатации котельных установок, оборудования и трубопроводов. Для подготовки и повышения квалификации операторов, а также обслуживающего персонала котельных, будет полезна для инженерно-технических работников и специалистов, отвечающих за безопасную эксплуатацию котлов.

На нашем сайте вы можете скачать книгу «Эксплуатация котлов. Практическое пособие для оператора котельной» Тарасюк Владимир Максимович бесплатно и без регистрации в формате fb2, rtf, epub, pdf, txt, читать книгу онлайн или купить книгу в интернет-магазине.

Учебное пособие оператора газовой котельной

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ОПЕРАТОРА ГАЗОВОЙ КОТЕЛЬНОЙ. УСТРОЙСТВО ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИЯ

«Газ безопасен только при технически грамотной эксплуатации

газового оборудования котельной».

В учебном пособии оператора приведены основные сведения о водогрейной котельной работающей на газообразном (жидком) топливе, рассмотрены принципиальные схемы котельных и систем теплоснабжения промышленных объектов. В пособии также:

  • представлены основные сведения из теплотехники, гидравлики, аэродинамики;
  • приведены сведения об энергетическом топливе и организации их сжигания;
  • освещены вопросы подготовки воды для водогрейных котлов и тепловых сетей;
  • рассмотрено устройство водогрейных котлов и вспомогательного оборудования газифицированных котельных;
  • представлены схемы газоснабжения котельных;
  • дано описание ряда контрольно-измерительных приборов и схем автоматического регулирования и автоматики безопасности;
  • уделено большое внимание вопросам эксплуатации котельных агрегатов и вспомогательного оборудования;
  • рассмотрены вопросы по предотвращению аварий котлов и вспомогательного оборудования, по оказанию первой помощи пострадавшим в результате несчастного случая;
  • приведены основные сведения по организации эффективного использования теплоэнергетических ресурсов.

Данное учебное пособие оператора предназначено для переподготовки, обучения смежной профессии и повышения квалификации операторов газовых котельных, а также может быть полезно: для студентов и учащихся по специальности «Теплогазоснабжение» и оперативно – диспетчерского персонала при организации диспетчерской службы по эксплуатации автоматизированных котельных. В большей степени материал представлен для водогрейных котельных мощностью до 5 Гкал с газотрубными котлами типа “Турботерм”.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

8

1.1. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной работающей на газовом топливе

1.2. Принципиальные схемы тепловых сетей. Открытые и закрытые тепловые сети

1.3. Способы подключения потребителей к тепловой сети

1.4. Температурный график качественного регулирования отопительной нагрузки

1.5. Пьезометрический график

2.1. Понятие о теплоносителе и его параметрах

2.2. Вода, водяной пар и их свойства

2.3. Основные способы передачи тепла: излучение, теплопроводность, конвекция. Коэффициент теплопередачи, факторы влияющие на него

3.1. Общая характеристика энергетического топлива

3.2. Горение газообразного и жидкого (дизельного) топлива

3.3. Газогорелочные устройства

3.4. Условия устойчивой работы горелок

3.5. Требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» к горелочным устройствам

4.1. Нормы качества питательной, подпиточной и сетевой воды

4.2. Физико-химические характеристики природной воды

4.3. Коррозия поверхностей нагрева котла

4.4. Методы и схемы обработки воды

4.5. Деаэрация умягченной воды

4.6. Комплексно-метрический (трилонометрический) метод определения жесткости воды

4.7. Неисправности в работе водоподготовительного оборудования и методы их устранения

4.8. Графическая интерпретация процесса натрий-катионирования

5.1. Устройство и принцип работы паровых и водогрейных котлов

5.2. Стальные водогрейные жаротрубно-дымогарные котлы для сжигания газообразного топлива

5.3. Cхемы подачи воздуха и удаления продуктов горения

5.4. Арматура котлов (запорная, регулирующая, предохранительная)

5.5. Вспомогательное оборудование паровых и водогрейных котлов

5.6. Гарнитура паровых и водогрейных котлов

5.7. Внутренняя и наружная очистка поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов, водяных экономайзеров

5.8. Контрольно-измерительные приборы и автоматика безопасности котлов

6.1. Классификация газопроводов по назначению и давлению

6.2. Схемы газоснабжения котельных

6.3. Газорегуляторные пункты ГРП (ГРУ), назначение и основные элементы

6.4. Эксплуатация газорегуляторных пунктов ГРП (ГРУ) котельных

6.5. Требования «Правил безопасности в газовом хозяйстве»

Читайте так же:  Как рассчитывается неустойка по зпп

7.1. Автоматические измерения и контроль

7.2. Автоматическая (технологическая) сигнализация

7.3. Автоматическое управление

7.4. Автоматическое регулирование водогрейных котлов

7.5. Автоматическая защита

7.6. Комплект средств управления КСУ-1-Г

8.1. Организация работы оператора

8.2. Оперативнвя схема трубопроводов транспортабельной котельной

8.3. Режимная карта работы водогрейного котла типа «Турботерм» оборудованного горелкой типа Weishaupt

8.4. Инструкция по эксплуатации транспортабельной котельной (ТК) с котлами типа «Турботерм»

8.5. Требование «Правил по устройству и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов»

9.1. Общие положения. Причины аварий в котельных

9.2. Действие оператора в нештатных ситуациях

9.3. Газоопасные работы. Работы по наряду-допуску и по утвержденным инструкциям

9.4. Требование пожарной безопасности

9.5. Средства индивидуальной защиты

9.6.Оказание первой помощи пострадавшим в результате несчастного случая

10.1. Тепловой баланс и КПД котла. Режимная карта котла

10.2. Нормирование расхода топлива

10.3. Определение себестоимости выработанной (отпущенной) теплоты

Подписавшись на Комплект Учебно-методических материалов для Оператора котельной, Вы бесплатно получите книгу “Определение знаний. Тест для оператора котельной”. А в дальнейшем будете получать от меня как бесплатные, так и платные информационные материалы.

Современная котельная техника малой и средней производи­тельности развивается в следующих направлениях:

  • повышение энергетической эффективности путем всемерного снижения тепловых потерь и наиболее полного использования энергетического потенциала топлива;
  • уменьшение габаритов котельного агрегата за счет интенси­фикации процесса сжигания топлива и теплообмена в топке и по­верхностях нагрева;
  • снижение вредных токсичных выбросов (СО, NOx, SOv);
  • повышение надежности работы котельного агрегата.

Новая технология сжигания реализуется, например, в котлах с пульсирующим горением. Топочная камера такого котла представ­ляет собой акустическую систему с высокой степенью турбулизации дымовых газов. В топочной камере котлов с пульсирующим горением отсутствуют горелки, а следовательно, и факел. Подача газа и воздуха осуществляется прерывисто с частотой примерно 50 раз в секунду через специальные пульсирующие клапаны, и процесс горения происходит во всем топочном объеме. При сжи­гании топлива в топке повышается давление, увеличивается ско­рость продуктов горения, что приводит к существенной интенси­фикации процесса теплообмена, возможности уменьшения габа­ритов и массы котла, отсутствию необходимости громоздких и дорогих дымовых труб. Работа таких котлов отличается низкими выбросами СО и N0x. Коэффициент полезного действия таких котлов достигает 96 %.

Вакуумный водогрейный котел японской фирмы Takuma — это герметичная емкость, наполненная определенным количеством хорошо очищенной воды. Топка котла представляет собой жаро­вую трубу, находящуюся ниже уровня жидкости. Выше уровня воды в паровом пространстве установлены два теплообменника, один из которых включается в отопительный кон­тур, а другой — работает в системе горячего водоснабжения. Благодаря небольшому вакууму, автоматически поддерживае­мому внутри котла, вода закипает в нем при температуре ниже 100 о С. Испарившись, она конденсируется на теплообменниках и затем поступает обратно. Очищенная вода никуда не выводится из агрегата, и обеспечить необходимое ее количество несложно. Та­ким образом, была снята проблема химической подготовки котло­вой воды, качество которой является непременным условием на­дежной и долгой работы котельного агрегата.

Отопительные котлы американской фирмы Teledyne Laars — это водотрубные установки с горизонтальным теплообменником из оребренных медных труб. Особенностью таких котлов, получив­ших название гидронные, является возможность использова­ния их на неподготовленной сетевой воде. В этих котлах предусмат­ривается обеспечение высокой скорости протекания воды через теплообменник (более 2 м/с). Таким образом, если вода вызывает коррозию оборудования, образующиеся частицы будут отклады­ваться где угодно, только не в теплообменнике котла. В случае ис­пользования жесткой воды быстрый поток снизит или предотвра­тит образование накипи. Необходимость высокой скорости приве­ла разработчиков к решению максимально уменьшить объем водя­ной части котла. В противном случае нужен слишком мощный цир­куляционный насос, потребляющий большое количество элект­роэнергии. В последнее время на российском рынке появилась продукция большого числа зарубежных фирм и совместных иностранных и российских предприятий, разрабатывающих самую разнообразную котельную технику.

Рис.1. Водогрейный котел марки Unitat международной компании LOOS

1 – горелка; 2 – дверца; 3 – гляделка; 4 – тепловая изоляция; 5 – газотрубная поверхность нагрева; 6 – лючок в водяное пространство котла; 7- жаровая труба (топка); 8 – патрубок подвода воды в котел; 9 – патрубок для отвода горячей воды; 10 – газоход отходящих газов; 11 – смотровое окно; 12 – дренажный трубопровод; 13 – опорная рама

Современные водогрейные и паровые котлы малой и средней мощности часто выполняются жаротрубными или жарогазотрубными. Эти котлы отличаются высоким КПД, низки­ми выбросами токсичных газов, компактностью, высокой степе­нью автоматизации, простотой эксплуатации и надежностью. На рис. 1 приведен комбинированный жарогазотрубный во­догрейный котел марки Unimat международной компании LOOS. Котел имеет топку, выполненную в виде жаровой трубы 7, омы­ваемую с боковых сторон водой. В переднем торце жаровой трубы имеется откидывающаяся дверца 2 с двухслойной тепловой изоля­цией 4. В дверце установлена горелка 1. Продукты горения из жаро­вой трубы поступают в конвективную газотрубную поверхность 5, в которой совершают двухходовое движение, а затем по газоходу 10 покидают котел. Подвод воды в котел осуществляется по патрубку 8, а отвод горячей воды — по патрубку 9. Наружные поверхности котла име­ют тепловую изоляцию 4. Для наблюдения за факелом в дверце установлена гляделка 3. Осмотр состояния наружной части газо­трубной поверхности может быть выполнен через лючок 6, а тор­цевой части корпуса — через смотровое окно 11. Для слива воды из котла предусмотрен дренажный трубопровод 12. Котел устанавли­вается на опорную раму 13.

В целях оценки эффективного использования энергетических ресурсов и снижения затрат потребителей на топливо- и энергообеспечение Законом “Об энергосбережении” предусматривается проведение энергетических обследований. По результатам этих обследований разрабатываются мероприятия по улучшению теплосилового хозяйства предприятия. Эти мероприятия следующие:

  • замена теплоэнергетического оборудования (котлов) на более современные;
  • гидравлический расчет тепловой сети;
  • наладка гидравлических режимов объектов теплопотребления;
  • нормирование теплопотребления;
  • устранение дефектов ограждающих конструкций и внедрение энергоэффективных конструкций;
  • переподготовка, повышение квалификации и материальное стимулирование персонала за эффективное использование ТЭР.

Для предприятий, имеющих собственные источники тепла, необходима подготовка квалифицированных операторов котельной. К обслуживанию котлов могут быть допущены лица, обученные, аттестованные и имеющие удостоверение на право обслуживания котлов. Данное учебное пособие оператора как раз и служит для решения данных задач.

ГЛАВА 1. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ КОТЕЛЬНЫХ И СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной работающей на газовом топливе

На рис. 1.1 представлена принципиальная тепловая схема во­догрейной котельной, работающей на закрытую систему горяче­го водоснабжения. Основное преимущество такой схемы – относительно невысокая производительность водоподготовительной установки и подпиточных насосов, недостаток – удоро­жание оборудования абонентских узлов горячего водоснабжения (необходимость установки теплообменных аппаратов, в которых теплота передается от сетевой воды к воде, идущей на нужды горячего водоснабжения). Водогрейные котлы надежно работа­ют только при поддержании в заданных пределах постоянного расхода воды, проходящей через них, независимо от колебаний тепловой нагрузки потребителя. Поэтому в тепловых схемах во­догрейных котельных предусматривают регулирование отпуска тепловой энергии в сеть по качественному графику, т.е. по из­менению температуры воды на выходе из котла.

Для обеспече­ния расчетной температуры воды на входе в тепловую сеть в схеме предусматривается возможность подмешивания к выходящей из котлов воде через перепускную линию необходимого ко­личества обратной сетевой воды (Gпер). Для устранения низко­температурной коррозии хвостовых поверхностей нагрева котла к обратной сетевой воде при ее температуре менее 60 °С при ра­боте на природном газе и менее 70—90 °С при работе на мало и высокосернистом мазуте при помощи рециркуляционного на­соса осуществляется подмешивание горячей воды, выходящей из котла к обратной сетевой воде.

Рис 1.1. Принципиальная тепловая схема котельной. Одноконтурная, зависимая с насосами рециркуляции

1 – котел водогрейный; 2-5- насосы сетевой, рециркуляционный, сырой и подпиточной воды; 6- бак подпиточной воды; 7, 8 – подогреватели сырой и химически очищенной воды; 9, 11 – охладители подпиточной воды и выпара; 10 – деаэратор; 12 – установка химической очистки воды.

Рис.1.2. Принципиальная тепловая схема котельной. Двухконтурная, зависимая с гидропереходником

1 – котел водогрейный; 2-насос циркуляционный котла; 3- насос отопления сетевой; 4- насос вентиляции сетевой; 5-насос ГВС внутреннего контура; 6- насос ГВС циркуляционный; 7-водоводяной подогреватель ГВС; 8-фильтр-грязевик; 9-водоподготовка реагентная; 10-гидропереходник; 11-мембранный бак.

Читайте так же:  Как подтвердить второе гражданство

1.2. Принципиальные схемы тепловых сетей. Открытые и закрытые тепловые сети

Водяные системы теплоснабжения делятся на закрытые и открытые. В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель, но из сети не отбирается. В открытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется как теплоноситель и частично или полностью отбирается из сети для горячего водоснабжения и технологических целей.

Основные преимущества и недостатки закрытых водяных систем теплоснабжения:

  • cтабильное качество поступающей в абонентские установки горячей воды, не отличающееся от качества водопроводной воды;
  • простота санитарного контроля местных установок горячего водоснабжения и контроля плотности теплофикационной системы;
  • сложность оборудования и эксплуатации абонентских вводов горячего водоснабжения;
  • коррозия местных установок горячего водоснабжения из-за поступления в них недеаэрированной водопроводной воды;
  • выпадение накипи в водо-водяных подогревателях и трубопроводах местных установок горячего водоснабжения при водопроводной воде с повышенной карбонатной (временной) жесткостью (Жк ≥ 5 мг-экв/кг);
  • при определенном качестве водопроводной воды приходится при закрытых системах теплоснабжения принимать меры для повышения антикоррозионной стойкости местных установок горячего водоснабжения или устанавливать на абонентских вводах специальные устройства для обескислороживания или стабилизации водопроводной воды и для защиты от зашламления.

Основные преимущества и недостатки открытых водяных систем теплоснабжения:

  • возможность использования для горячего водоснабжения низкопотенциальных (при температуре ниже 30-40 о С) тепловых ресурсов промышленности;
  • упрощение и удешевление абонентских вводов и повышение долговечности местных установок горячего водоснабжения;
  • возможность использования для транзитного тепла однотрубных линий;
  • усложнение и удорожание станционного оборудования из-за необходимости сооружения водоподготовительных установок и подпиточных устройств, рассчитанных на компенсацию расходов воды на горячее водоснабжение;
  • водоподготовка должна обеспечить осветление, умягчение, деаэрацию и бактериологическую обработку воды;
  • нестабильность воды, поступающей в водоразбор, по санитарным показателям;
  • усложнение санитарного контроля за системой теплоснабжения ;
  • усложнение контроля герметичности системы теплоснабжения.

1.3. Температурный график качественного регулирования отопительной нагрузки

Существует четыре метода регулирования отопительной нагрузки: качественное, количественное, качественно-количественное и прерывистое (пропусками). Качественное регулирование заключается в регулировании отпуска тепла изменением температуры горячей воды при сохранении постоянного количества (расхода) воды; количественное – в регулировании отпуска тепла изменением расхода воды при постоянной его температуре на входе в регулируемую установку; качественно-количественное – в регулировании отпуска тепла одновременным изменением расхода и температуры воды; прерывистое, или, как его принято называть, регулирование пропусками – в регулировании подачи тепла периодическим отключением отопительных установок от тепловой сети. Температурный график при качественном регулировании отпуска тепла для систем отопления, оборудованных нагревательными приборами конвективно- излучающего действия и подключенных к тепловой сети по элеваторной схеме, рассчитывается на основании формул:

где Т1 – температура сетевой воды в подающей магистрали (горячей воды), о С; Т2 – температура воды, поступающей в тепловую сеть из отопительной системы (обратной воды), о С; Т3 – температура воды поступающей в отопительную систему, о С; tн – температура наружного воздуха, о С; tвн – температура внутреннего воздуха, о С; u – коэффициент смешения; те же обозначения с индексом «р» относятся к расчетным условиям. Для систем отопления, оборудованных нагревательными приборами конвективно- излучающего действия и подключенных к тепловой сети непосредственно, без элеватора, следует принимать u = 0 и Т3 = Т1. Температурный график качественного регулирования тепловой нагрузки для г.Томска приведен на рис.1.3.

Независимо от принятого метода центрального регулирования, температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети должна быть не ниже уровня, определяемого условиями горячего водоснабжения: для закрытых систем теплоснабжения – не ниже 70 о С, для открытых систем теплоснабжения – не ниже 60 о С. Температура воды в подающем трубопроводе на графике имеет вид ломаной линии. При низких температурах tн tн.и температура воды в подающем трубопроводе постоянна (Т1 = Т = const), и регулирование отопительных установок может производиться как количественным , так и прерывистым (местными пропусками) методом. Количество часов ежесуточной работы отопительных установок (систем) при этом диапазоне температур наружного воздуха определяется по формуле:

Пример: Определения температур Т1 и Т2 для построения температурного графика

Т1 = Т3 = 20 + 0,5 (95- 70) * ( 20 – (-11) / ( 20 – (-40) + 0,5 (95+ 70 -2 * 20 )* [( 20 – (-11) / ( 20 – (-40)] 0,8 = 63,1 о С. Т2 = 63,1 – (95- 70)* (95- 70) * ( 20 – (-11) = 49,7 о С

Пример: Определения количества часов ежесуточной работы отопительных установок (систем) при диапазоне температур наружного воздуха tн > tн.и. Температура наружного воздуха равна tн = -5 о С. В этом случае в сутки отопительная установка должна работать

n = 24* ( 20 – (-5) / ( 20 – (-11) = 19,4 час/сутки.

1.4. Пьезометрический график тепловой сети

Напоры в различных точках системы теплоснабжения определяются с помощью графиков напоров воды (пьезометрических графиков), которые учитывают взаимное влияние различных факторов:

  • геодезического профиля теплотрассы;
  • потерь напора в сети;
  • высоты системы теплопотребления и т.д.

Гидравлические режимы работы тепловой сети подразделяются на динамический (при циркуляции теплоносителя) и статический (при состоянии покоя теплоносителя). При статическом режиме напор в системе устанавливается на 5 м выше отметки наивысшего положения воды в ней и изображается горизонтальной линией. Линия статического напора для подающего и обратного трубопроводов одна. Напоры в обоих трубопроводах выравнены, так как трубопроводы сообщаются с помощью систем теплопотребления и перемычек подмешивания в элеваторных узлах. Линии напоров при динамическом режиме для подающего и обратного трубопроводов различны. Уклоны линий напоров всегда направлены по ходу теплоносителя и характеризуют потери напора в трубопроводах, определяемые для каждого участка по гидравлическому расчету трубопроводов тепловой сети. Выбор положения пьезометрического графика производится исходя из следующих условий:

  • давление в любой точке обратной магистрали не должно быть выше допускаемого рабочего давления в местных системах. (не более 6 кгс/см 2 );
  • давление в обратном трубопроводе должно обеспечить залив верхних приборов местных систем отопления;
  • напор в обратной магистрали во избежание образования вакуума не должен быть ниже 5-10 м.вод.ст.;
  • напор на всасывающей стороне сетевого насоса не должен быть ниже 5 м.вод.ст.;
  • давление в любой точке подающего трубопровода должно быть выше давления вскипания при максимальной (расчетной) температуре теплоносителя;
  • располагаемый напор в конечной точке сети должен быть равен или больше расчетной потери напора на абонентском вводе при расчетном пропуске теплоносителя.

В большинстве случаев при перемещении пьезометра вверх или вниз не представляется возможным установить такой гидравлический режим, при котором все подключаемые местные системы отопления могли бы быть присоединены по самой простой зависимой схеме. В этом случае следует ориентироваться на установку на вводах у потребителей в первую очередь регуляторов подпора, насосов на перемычке, на обратной или подающей линиях ввода или выбрать присоединение по независимой схеме с установкой у потребителей отопительных водоводяных подогревателей (бойлеров). Пьезометрический график работы тепловой сети приведен на рис.1.4

Рис.1.3. Температурный график качественного регулирования тепловой нагрузки

Рис.1.4. Пьезометрический график тепловой сети

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ:

  1. Назовите основные мероприятия по улучшению теплосилового хозяйства. Что у вас делается в этом направлении?
  2. Перечислите основные элементы системы теплоснабжения. Дайте определение открытой и закрытой тепловой сети, назовите достоинства и недостатки данных сетей.
  3. Напишите на отдельном листе основное оборудование вашей котельной и его характеристики.
  4. Какие по устройству вы знаете тепловые сети. По какому температурному графику работает ваша тепловая сеть?
  5. Для какой цели служит температурный график? Чем определяется температура излома температурного графика ?
  6. Для какой цели служит пьезометрический график? Какую роль выполняют элеваторы, если они у вас есть, в тепловых узлах?
  7. На отдельном листе перечислите особенности работы каждого элемента cистемы теплоснабжения (котла, тепловой сети, потребителя тепла). Всегда учитывайте данные особенности в своей работе! Учебное пособие оператора, вместе с комплектом тестовых заданий, должно стать настольной книгой для уважающего свой труд оператора.

Комплект Учебно методических материалов для Оператора котельной стоит 760 руб. Он опробирован в учебных центрах при подготовке операторов котельной, отзывы самые хорошие, как слушателей, так и преподавателей Спецтехнологии. КУПИТЬ