Kesselanlagen werden je nach Art des Verbrauchers in Energie, Produktion und Heizung und Heizung unterteilt. Je nach Art des erzeugten Wärmeträgers werden sie in Dampf (zur Dampferzeugung) und Heißwasser (zur Heißwassererzeugung) eingeteilt.

Kraftkesselanlagen erzeugen Dampf für Dampfturbinen in Wärmekraftwerken. Solche Kesselhäuser sind in der Regel mit Kesseleinheiten großer und mittlerer Leistung ausgestattet, die Dampf mit erhöhten Parametern erzeugen.

Produktions- und Heizkesselanlagen(normalerweise Dampf) produzieren Dampf nicht nur für den Produktionsbedarf, sondern auch für Heizung, Lüftung und Warmwasserversorgung.

Heizkesselanlagen(hauptsächlich Warmwasser, aber auch Dampf) sind für den Betrieb von Heizungsanlagen, Warmwasserversorgung und Lüftung von Industrie- und Wohngebäuden bestimmt.

Heizkesselhäuser werden je nach Umfang der Wärmeversorgung in lokale (Einzel-), Gruppen- und Bezirkshäuser unterteilt.

Lokale Heizkessel in der Regel ausgestattet mit Heißwasserkesseln mit Wassererwärmung bis zu einer Temperatur von nicht mehr oder Dampfkesseln mit einem Arbeitsdruck von bis zu. Solche Kesselhäuser dienen der Wärmeversorgung eines oder mehrerer Gebäude.

Kesselhäuser für Gruppenheizungen versorgen Gebäudegruppen, Wohngebiete oder kleine Quartiere mit Wärme. Solche Kesselhäuser sind in der Regel sowohl mit Dampf- als auch mit Heißwasserkesseln mit höherer Heizleistung ausgestattet als Kessel für lokale Kesselhäuser. Diese Kesselhäuser werden normalerweise in speziellen Gebäuden platziert.

Kesselhäuser für Fernwärme ausgelegt für die Wärmeversorgung großer Wohngebiete; sie sind mit relativ leistungsstarken Heißwasser- und Dampfkesseln ausgestattet.

Reis. 1.1

Auf Abb. 1.1. Dargestellt ist ein Schema eines Fernheizkesselhauses mit Warmwasserkesseln 1 Typ PTVM-50 mit einer Heizleistung von 58 MW. Kessel können mit flüssigen und gasförmigen Brennstoffen betrieben werden, daher sind sie mit Brennern und Düsen ausgestattet 3 . Die für die Verbrennung notwendige Luft wird dem Ofen durch Gebläse zugeführt. 4 von Elektromotoren angetrieben. Jeder Kessel hat 12 Brenner und die gleiche Anzahl Ventilatoren.

Die Wasserversorgung des Kessels erfolgt über Pumpen 5 von Elektromotoren angetrieben. Nach Durchlaufen der Heizfläche erwärmt sich das Wasser und gelangt in die Verbraucher, wo es einen Teil der Wärme abgibt und mit reduzierter Temperatur zum Boiler zurückkehrt. Rauchgase aus dem Kessel werden durch ein Rohr in die Atmosphäre abgeführt 2.

Dieser Kesselraum hat einen halboffenen Grundriss: Der untere Teil der Kessel (bis zu einer Höhe von ca. 6 m) befindet sich im Gebäude, und ihr oberer Teil befindet sich im Freien. Gebläse, Pumpen sowie ein Bedienfeld sind im Heizraum platziert. An der Decke des Heizraums ist ein Entlüfter installiert 6 Sauerstoff aus dem Wasser zu entfernen.

In Kesselanlagen mit Dampfkesseln(Abb. 1.2) Dampfkessel 4 hat zwei Trommeln - obere und untere. Die Trommeln sind durch drei Rohrbündel miteinander verbunden, die die Heizfläche des Kessels bilden. Wenn der Kessel in Betrieb ist, ist die untere Trommel mit Wasser gefüllt, die obere Trommel ist im unteren Teil mit Wasser und im oberen Teil mit Sattdampf gefüllt. Im unteren Teil des Kessels befindet sich ein Ofen 2 mit einem mechanischen Rost zum Verbrennen von festen Brennstoffen. Bei der Verbrennung von flüssigen und gasförmigen Brennstoffen werden anstelle eines Rostes Düsen oder Brenner installiert, durch die Brennstoff zusammen mit Luft dem Ofen zugeführt wird. Der Kessel ist durch Ziegelwände begrenzt - Mauerwerk.

Der Arbeitsprozess im Heizraum läuft wie folgt ab. Der Brennstoff aus dem Brennstoffdepot wird über ein Förderband dem Bunker zugeführt, von wo er auf den Rost des Ofens gelangt, wo er verbrennt. Durch die Verbrennung des Brennstoffs entstehen Rauchgase - Verbrennungsprodukte verbrennen.

Rauchgase aus dem Ofen treten in die Kesselgaskanäle ein, die durch Auskleidungen und spezielle Trennwände gebildet werden, die in Rohrbündeln installiert sind. Beim Bewegen waschen die Gase die Rohrbündel des Kessels des Überhitzers 3, passieren den Economizer 5 und den Lufterhitzer, wo sie aufgrund der Wärmezufuhr zum in den Kessel eintretenden Wasser und der zugeführten Luft abgekühlt werden Ofen.

Die abgekühlten Rauchgase werden mit Hilfe eines Rauchabzugs 8 durch den Schornstein 7 in die Atmosphäre abgeführt. Rauchgase aus dem Kessel können auch ohne Rauchabzug unter Einwirkung von natürlichem Zug mit einem eingebauten Schornstein abgeführt werden.

Wasser von der Wasserversorgungsquelle zur Speiseleitung durch Pumpe 1 zum Wassersparer, von wo es nach dem Erhitzen in die obere Trommel des Kessels eintritt. Die Befüllung der Kesseltrommel mit Wasser wird durch das auf der Trommel installierte Wasseranzeigeglas kontrolliert.

Reis. 1.2

Von der oberen Trommel des Kessels gelangt Wasser durch Rohre in die untere Trommel, von wo es durch das linke Rohrbündel wieder in die obere Trommel aufsteigt. In diesem Fall verdunstet das Wasser und der entstehende Dampf wird im oberen Teil der oberen Trommel gesammelt. Dann tritt der Dampf in den Überhitzer 3 ein, wo er durch die Hitze der Rauchgase vollständig getrocknet wird, wodurch seine Temperatur ansteigt.

Vom Überhitzer gelangt Dampf in die Frischdampfleitung und von dort zum Verbraucher, kondensiert nach Gebrauch und gelangt als heißes Wasser (Kondensat) zurück in den Heizraum. Kondensatverluste beim Verbraucher werden mit Wasser aus der Wasserversorgung oder anderen Wasserversorgungsquellen ergänzt. Vor dem Eintritt in den Kessel wird das Wasser einer entsprechenden Aufbereitung unterzogen.

Die für die Brennstoffverbrennung notwendige Luft wird in der Regel oben aus dem Kesselraum entnommen und durch das Gebläse 9 dem Lufterhitzer zugeführt, wo sie erhitzt und dann zum Ofen geleitet wird. In Kesselräumen mit geringer Leistung fehlen normalerweise Lufterhitzer, und dem Ofen wird kalte Luft entweder durch einen Ventilator oder aufgrund einer durch einen Schornstein erzeugten Verdünnung im Ofen zugeführt.

Die Kesselanlage mit Dampfkesseln hat einen geschlossenen Aufbau, wenn sich die gesamte Hauptausrüstung des Kesselhauses im Gebäude befindet.

Kesselanlagen sind mit Wasseraufbereitungsgeräten (in der Abbildung nicht dargestellt), Instrumentierung und geeigneten Automatisierungsgeräten ausgestattet, die ihren unterbrechungsfreien und zuverlässigen Betrieb gewährleisten.

Häuser für Warmwasserkessel Anlagen dienen der Warmwasserbereitung für Heizung, Warmwasserbereitung und andere Zwecke.

Reis. 1.1 Heizraum mit gusseisernen Heißwasserkesseln 1 Bunker zum Sammeln von Asche und Schlacke; 2-Schaber; 3-Kratz-Antriebswinde; 4 Aschesammler vom Zyklontyp; 5-Rauchabzug; Schornstein aus 6 Ziegeln; 7-Kessel; 8-bläsender Lüfter; 9-Installation der chemischen Wasseraufbereitung (Filter); 10-Kanal-Schaber zum Entfernen von Schlacke und Asche

Ein Heißwasserkesselhaus hat einen Wärmeträger - Wasser, im Gegensatz zu einem Dampfkesselhaus, das zwei Wärmeträger hat - Wasser und Dampf. In diesem Zusammenhang sind in einem Dampfkesselhaus getrennte Rohrleitungen für Dampf und Wasser sowie ein Behälter zum Sammeln von Kondensat erforderlich.

Heißwasser- und Dampfkessel unterscheiden sich je nach Art des verwendeten Brennstoffs, der Konstruktion von Kesseln, Öfen usw. Die Struktur sowohl einer Dampf- als auch einer Wasserheizkesselanlage umfasst normalerweise mehrere Kesseleinheiten, jedoch nicht weniger als zwei und nicht mehr als vier oder fünf. Alle sind durch gemeinsame Kommunikation miteinander verbunden - Pipelines, Gaspipelines usw.

Anlagen, die mit Kernbrennstoff betrieben werden, dessen Ausgangsmaterial Uranerz ist, werden immer weiter verbreitet.

Erarbeitung einer optimalen technischen Lösung zur Herstellung eines Kesselhauses unter Berücksichtigung aller Vorgaben des Auftraggebers

Über das Unternehmen

Seit Sommer 2004 produziert unser Unternehmen modulare Kesselanlagen des Containertyps COMPACT. Kesselhäuser COMPACT mit einer Wärmeleistung von 100 kW bis 20.000 kW sind für die Heizung und Warmwasserversorgung von Wohn-, Industrie- und öffentlichen Objekten sowie für die Bereitstellung von Warmwasser oder Dampf für den technologischen Bedarf verschiedener Branchen bestimmt

Was sind die Heizräume

Die Energiewirtschaft erfordert den Einsatz verschiedener Kesseltypen, die nach verschiedenen Kriterien klassifiziert sind: die Art des verwendeten Brennstoffs und des Kühlmittels, der Standort, das Prinzip der Mechanisierung oder Automatisierung, die Ziele und Anforderungen der Kunden.

Arten von Kesselhäusern nach Brennstoffart:

• Gaskessel, ihr Hauptvorteil ist Effizienz und Umweltfreundlichkeit. Sie benötigen keine komplexen Großgeräte und können offline arbeiten;
• Flüssigbrennstoffkessel - werden mit Heizöl, Öl, Dieselkraftstoff und Altöl betrieben, schnell in Betrieb genommen und benötigen keine Genehmigung für ihre Verwendung, ihren Anschluss und sind nicht durch Brennstoffmengen begrenzt;
• Festbrennstoffkessel - Arbeiten an Holz, Torf, Abfällen aus der Holzindustrie, Kohle. Ihr "Trick" liegt in den niedrigen Brennstoffkosten und der Verfügbarkeit, aber sie erfordern die Installation von Brennstoffversorgungssystemen und Systemen zum Entfernen von Asche und Schlacke.

Arten von Heizräumen in Abhängigkeit vom Kühlmittel:

• heißes Wasser- Kesselhäuser, die in Warmwasserversorgungs- und Heizsystemen für Wohn- und Nichtwohngebäude verwendet werden. Als Wärmeträger wird Wasser verwendet, das auf maximal +95 ... + 110 ° C erhitzt wird;
• Dampf- Dampf wird als Kühlmittel verwendet, und meistens sind solche Kesselhäuser in der Industrie ausgestattet;
• kombiniert- Sie verwenden Kessel beider Typen, außerdem deckt heißes Wasser die Lasten für den Lüftungs- und Heizbedarf und die Wasserversorgung und Dampf wird für technologische Prozesse verwendet;
• ölig– als Wärmeträger diathermisches Öl und andere bis +300°C erhitzte organische Flüssigkeiten verwendet werden.

Arten von Heizräumen je nach Standort

1. Blockmodular Systeme haben gegenüber stationären Kesseln eine Reihe von Vorteilen. Sie zeichnen sich durch eine schnelle Installation und Inbetriebnahme, die Möglichkeit der Kapazitätssteigerung durch Hinzufügen modularer Einheiten und Autonomie, einen hohen Koeffizienten und Mobilität aus. Sie können an der Wand befestigt, darin eingebaut, auf dem Dach und im Keller platziert werden, getrennt voneinander stehen.
2. Stationär Kesselhäuser kommen zum Einsatz, wenn eine Leistung von 30 MW oder mehr benötigt wird oder ein blockmodulares System nicht gebaut werden kann. Sie sind kapital, solide und erfordern eine Installation auf der Baustelle.

Arten von Kesselhäusern nach dem Grad der Mechanisierung oder Automatisierung von Arbeitsprozessen:

• automatisiert- vollständig automatisiert und erfordern wenig oder kein menschliches Eingreifen;
• mechanisiert- ausgestattet mit mechanisierten Elementen - Förderbändern, Kohlebrechern, Spänefängern usw., was die Arbeit des Bedieners erheblich erleichtert;
• Handbuch- Ausgestattet mit manuellen Brennstoffversorgungsmodulen (Wagen oder Trichter mit externem Beschickungssystem) wird auch die Asche- und Schlackenentfernung manuell durchgeführt.

· Powerboiler dienen der Dampferzeugung für Dampfturbinenanlagen.

· Produktions- und Heizanlagen erzeugen Dampf und Heißwasser für den technologischen Bedarf der Produktion sowie Heizungs-, Lüftungs- und Warmwasserversorgungssysteme.

· Industriekessel dienen der Versorgung des Unternehmens mit Dampf und Heißwasser.

· Heizkessel erzeugen Dampf und Warmwasser für Heizungs-, Lüftungs- und Warmwassersysteme.

Schematische Darstellung eines Produktions- und Heizkesselhauses mit Dampf- und Heißwasserkessel

PK - Dampfkessel D - Entlüfter NS - Netzwasserpumpe

VK - Heißwasserkessel HVO - chemische Wasseraufbereitung NP - Speisewasserpumpe

HX - Kaltwasserpumpe HP - Umwälzpumpe P - Warmwasserbereiter

KKW - Zusatzwasserpumpe

Klassifizierung von Kesseln nach der Organisation der Bewegung von Wasser und Dampf

Schema mit natürlicher Zirkulation.

Ein geschlossener Naturumlaufkreislauf besteht aus zwei Rohrsystemen: beheizt und unbeheizt, oben in einer Trommel zusammengeführt, unten in einem Kollektor. Das mit Wasser gefüllte Volumen des Kessels wird als Wasservolumen bezeichnet, und der obere Teil, der von Dampf eingenommen wird, wird als Dampfvolumen bezeichnet. Die Trennfläche zwischen Wasser- und Dampfvolumen wird Verdunstungsspiegel genannt.

Wenn im Ofen hohe Temperaturen erzeugt werden, siedet Wasser in beheizten Rohren und füllt die Rohre mit einem Dampf-Wasser-Gemisch mit einer Dichte von ρ cm. Unbeheizte Rohre werden mit Wasser mit einer Dichte von ρ ' gefüllt. Folglich steht der untere Punkt des Kreislaufs – der Kollektor – einerseits unter dem Druck der Wassersäule, die die unbeheizten Rohre füllt, gleich ρ'gH, und andererseits unter dem Druck der Säule des Dampf-Wasser-Gemischs, das die beheizten Rohre füllt, gleich ρ cm gH. Dadurch entstanden Druckunterschied

S. dv \u003d ρ cm gN– ρ'gН \u003d gН (ρ'-ρ cm) bewirkt die Bewegung des Wassers im Kreislauf und die treibende Kraft des natürlichen Kreislaufs genannt.

In der Formel: H - Konturhöhe, m

ρ 'und ρ cm - die Dichte von Wasser und Dampf-Wasser-Gemisch, kg / m 3

g - Beschleunigung im freien Fall, m / s 2

S dv - Antriebsdruck, Pa

Die Bewegung des Wassers im Zirkulationskreislauf ist mehrfach. Das bedeutet, dass im Laufe eines Durchgangszyklus durch die Dampfrohre teilweise Wasser verdampft. Bei Naturumlauf beträgt der Massendampfgehalt am Ausgang der Dampfleitungen 3-25 %. Bei einem Dampfgehalt am Ausgang von beispielsweise 10 % muss es, um die restliche Wassermenge vollständig zu verdampfen, noch 9 Mal und nur noch 10 Mal durch den Kreislauf wandern. Somit findet eine 10-fache Umwälzung des Dampf-Wasser-Gemisches statt. Daher erfolgt der Prozess der Bildung und Entfernung von Dampf aus dem Kreislauf kontinuierlich. Speisewasser tritt auch kontinuierlich in die Trommel ein, vermischt sich in der Trommel mit kochendem Wasser aus den dampferzeugenden Rohren und tritt in die Fallrohre ein. Daher zirkuliert ständig Wasser in konstanter Menge im Kreislauf. Um den hydraulischen Widerstand zu verringern, werden Heberohre vertikal oder stark geneigt verlegt.

Das Verhältnis der im Kreislauf zirkulierenden Wassermassenmenge Ĝ 0 (kg / s) zur darin pro Zeiteinheit gebildeten Dampfmenge D (kg / s) wird als Umwälzrate bezeichnet: K \u003d Ĝ 0 / D

Für Heizkessel mit Naturumlauf К=4..30

Wärmeversorgung

Fernwärmesysteme zeichnen sich durch eine Kombination aus drei Hauptgliedern aus: Wärmequellen, Wärmenetze und lokale Systeme des Wärmeverbrauchs (Wärmenutzung) einzelner Gebäude und Bauwerke.

Bei Verwendung von Bio-Kraftstoff die Quelle der Wärmeenergie kann eine Kesselanlage oder ein BHKW sein, bei Kernkraftwerken Kernbrennstoff wird zur Erzeugung von Wärmeenergie verwendet, in einigen Fällen werden Hilfsbrennstoffe verwendet erneuerbare Wärmequellen– Geothermie, solare Strahlungsenergie usw.

Kraftstoffarten

Nach der Definition von D. I. Mendeleev ist „Brennstoff eine brennbare Substanz, die absichtlich verbrannt wird, um Wärme zu erzeugen.“

sehr bekannt wichtigsten Brennstoffarten- Brennholz, Torf, Kohle, Schiefer, Ölrückstände, Gas. Sie alle sind organische Verbindungen, die bei hohen Temperaturen mit Luftsauerstoff reagieren können, wobei Wärme freigesetzt wird.

Kraftstoff wird in großen Mengen gewonnen, seine Reserven in der Natur sind sehr bedeutend. Der für die Reaktion benötigte Sauerstoff wird der Umgebungsluft entnommen. Als Ergebnis der Reaktion entstehen hocherhitzte Verbrennungsgase, deren Wärme in der Kesselanlage genutzt wird. Die gekühlten Gase werden durch den Schornstein in die Atmosphäre entlassen.

Zum Brennen kann Es können sowohl natürliche als auch künstliche Brennstoffe verwendet werden, das nach der Verarbeitung von natürlichem Brennstoff gewonnen wird, um daraus wertvolle Produkte zu isolieren, darunter Harze, Benzine, Benzole, mineralische Schmieröle, Farben, pharmazeutische Produkte, Ammoniumsulfat, das für landwirtschaftliche Zwecke verwendet wird usw.

Festbrennstoff:

a) natürlich - Brennholz, Kohle, Anthrazit, Torf;

b) Kunstkohle, Koks und Pulver, die aus zerkleinerten Kohlen gewonnen wird.

Flüssigen Brennstoff:

a) natürliches Öl;

b) künstlich - Benzin, Kerosin, Heizöl, Harz.

gasförmiger Brennstoff:

a) Erdgas - Erdgas;

b) künstliches Generatorgas, das bei der Vergasung verschiedener Arten von festen Brennstoffen (Torf, Brennholz, Kohle usw.), Verkokung, Hochofen, Beleuchtung und anderen Gasen gewonnen wird.

Arten von Kesselanlagen

Stationärer Heizraum ist nicht mehr die einzige Möglichkeit für autonomes Heizen. Das Equipment braucht einen Raum – aber der Standort kann beliebig sein.

Blockkesselhäuser Beispielsweise kann es sich sowohl im Keller als auch auf dem Dach befinden (wenn eine Reihe von Bedingungen erfüllt sind). Außerdem sind die Kesselhäuser selbst viel zuverlässiger geworden. Dies liegt vor allem daran, dass die Hersteller begonnen haben, schlüsselfertige Installationen anzubieten: Alle notwendigen Geräte sind bereits in Blöcken oder in einem Modul zusammengebaut, und Sie können mit der Installation beginnen. Dementsprechend gibt es zwei Arten von Kesselanlagen: Block- und Modulkessel. Beide Arten von Strukturen sind transportfreundlich (in der Regel werden sie auf der Schiene oder auf der Straße transportiert).

Die Hauptausstattung des Heizraums: Boiler, Wasserpumpe, Flüssigkeitsbehälter, Rohre, Brenner. Einige kaufen auch zusätzliche Geräte, die helfen, Geld zu sparen: nicht flüchtige Kessel, Kessel mit elektrischer Zündfunktion, Zweiwege- und kombinierte Gusseisenkessel.

Vor relativ kurzer Zeit ist der Markt für thermische Geräte aufgetaucht TKU - transportable Kesselanlagen. Der Bedarf an ihnen entstand mit der Entstehung neuer Industrien, die sich in Gebäuden befinden, die nicht an das Zentralheizungssystem angeschlossen sind. Der Vorteil der Neuheit besteht darin, dass es ziemlich leicht zu transportieren ist (das modulare Design hat Räder), es ist einfach zu handhaben und erfordert keine ständige Anwesenheit eines Bedieners. Zudem sind TCUs in der Regel vollautomatisiert und damit recht einfach zu verwalten. Gleichzeitig ist es in der Lage, ausreichend Wärme zu erzeugen und benötigt keine Verbindung zur Kommunikation.

Klassifizierung von Heizräumen.

Je nachdem, wo sich die Installation befindet, gibt es:

Dach;

· Eingebettet in das Gebäude;

Blockmodular;

· Rahmen.

Im System jeder Heizung ist das Hauptelement der Kessel. Es erfüllt die Hauptfunktion - Heizung. Je nachdem, auf welcher Basis die gesamte Anlage und insbesondere der Heizkessel arbeiten, gibt es folgende Arten von Kesseln :

§ Dampfkocher

§ Wassererwärmung;

§ Gemischt;

§ Kessel für diathermisches Öl.

Jedes Heizsystem funktioniert, wie bereits erwähnt, von dem einen oder anderen Typ rohes Material, Treibstoff oder natürliche Ressource. BEI Abhängig davon werden Kessel unterteilt in:

· Festtreibstoff. Dazu werden Brennholz, Kohle und andere feste Brennstoffe verwendet.

Flüssiger Brennstoff - Öl, Benzin, Heizöl und andere.

· Erdgas.

· Gemischt oder kombiniert. Die Verwendung verschiedener Arten und Arten von Kraftstoffen wird erwartet.