Котельні установки в залежності від типу споживача поділяються на енергетичні, виробничо-опалювальні та опалювальні. По виду теплоносія, що виробляється, вони діляться на парові (для вироблення пари) і водогрійні (для вироблення гарячої води).

Енергетичні котельні установкивиробляють пар для парових турбін на теплових електростанціях Такі котельні обладнують, як правило, котлоагрегатами великої та середньої потужності, які виробляють пару підвищених параметрів.

Виробничо-опалювальні котельні установки(зазвичай парові) виробляють пар не тільки для виробничих потреб, але й для цілей опалення, вентиляції та гарячого водопостачання.

Опалювальні котельні установки(в основному водогрійні, але вони можуть бути і паровими) призначені для обслуговування систем опалення, гарячого водопостачання та вентиляції виробничих та житлових приміщень.

Залежно від масштабу теплопостачання опалювальні котельні поділяються на місцеві (індивідуальні), групові та районні.

Місцеві опалювальні котельнізазвичай обладнують водогрійними котлами з нагріванням води до температури не більше або паровими котлами з робочим тиском. Такі котельні призначені для постачання теплоти однієї чи кількох будівель.

Групові опалювальні котельнізабезпечують теплотою групи будівель, житлові квартали чи невеликі мікрорайони. Такі котельні обладнують як паровими, і водогрійними котлами, зазвичай, більшої теплопродуктивності, ніж котли місцевих котельних. Ці котельні зазвичай розміщують у спеціальних будинках.

Районні опалювальні котельніпризначені для теплопостачання великих житлових масивів; їх обладнають порівняно потужними водогрійними та паровими котлами.

Рис. 1.1

На рис. 1.1. наведено схему районної опалювальної котельні з водогрійними котлами 1 типу ПТВМ-50 теплопродуктивністю 58 МВт. Котли можуть працювати на рідкому та газоподібному паливі, тому вони обладнані пальниками та форсунками. 3 . Повітря, необхідне горіння, подається в топку дутьевыми вентиляторами 4 , що наводяться в дію електродвигунами. На кожному казані встановлено 12 пальників і стільки ж вентиляторів.

Вода в казан подається насосами. 5 , що наводяться в дію електродвигунами. Пройшовши через поверхню нагріву, вода нагрівається і надходить до споживачів, де віддає частину теплоти, і зі зниженою температурою знову повертається в казан. Димові гази з котла видаляються в атмосферу через трубу 2.

Ця котельня має компонування напіввідкритого типу: нижня частина котлів (приблизно до висоти 6 м) розташована в будівлі, а верхня частина - на відкритому повітрі. Усередині котельні розміщують дутьові вентилятори, насоси, а також щит управління. На перекритті котельні встановлюють деаератор 6 для видалення кисню та з води.

У котельнях з паровими котлами(рис.1.2) паровий котел 4 має два барабани - верхній та нижній. Барабани з'єднані між собою трьома пучками труб, що утворюють поверхню нагрівання казана. При роботі котла нижній барабан заповнений водою, верхній - у нижній частині водою, а у верхній частині насиченою водяною парою. У нижній частині котла розташована топка 2 з механічними колосниковими гратами для спалювання твердого палива. При спалюванні рідкого та газоподібного палива замість грат встановлюють форсунки або пальники, через які паливо разом з повітрям подається в топку. Котел обмежений цегляними стінами – обмурівкою.

Робочий процес у котельні протікає в такий спосіб. Паливо з паливного складу подається транспортером в бункер, звідки воно надходить на решітку колосника топки, де і згоряє. В результаті згоряння палива утворюються димові гази – горять продукти згоряння.

Димові гази з топки надходять у газоходи котла, що утворюються обмурівкою та спеціальними перегородками, встановленими в пучках труб. При русі гази омивають пучки труб котла пароперегрівача 3, проходять через економайзер 5 і повітронагрівач, де вони охолоджуються внаслідок подачі теплоти воді, що надходить в котел, і повітря, що подається в топку.

Охолоджені димові гази з допомогою димососа 8 видаляються через димар 7 в атмосферу. Димові гази котла можуть відводитися і без димососа під дією природної тяги з димовою трубою.

Вода з джерела водопостачання до живильного трубопроводу насосом 1 водяний економайзер, звідки після нагрівання надходить у верхній барабан котла. Заповнення барабана котла водою контролюється за водовказівним склом, встановленим на барабані.

Рис. 1.2

З верхнього барабана котла вода трубами опускається в нижній барабан, звідки по лівому пучку труб вона знову піднімається у верхній барабан. При цьому вода випаровується, а пар, що утворюється, збирається у верхній частині верхнього барабана. Потім пара надходить у пароперегрівач 3 де теплотою димових газів він повністю підсушується, в результаті чого температура його підвищується.

З пароперегрівача пара надходить у головний паропровід і звідти до споживача, а після використання конденсується у вигляді гарячої води (конденсату) повертається назад у котельню. Втрати конденсату споживача заповнюються водою з водопроводу чи інших джерел водопостачання. Перед подачею в казан воду піддають відповідній обробці.

Повітря, необхідне для горіння палива, забирається, як правило, вгорі приміщення котельні і подається вентилятором 9 в підігрівач повітря, де він підігрівається і потім направляється в топку. У котелень невеликої потужності повітропідігрівачі зазвичай відсутні, і холодне повітря в топку подається або вентилятором, або за рахунок розрідження в топці, що створюється димовою трубою.

Котельня з паровими котлами має компонування закритого типу, коли все основне обладнання котельні розміщено в будівлі.

Котельні установки обладнують водопідготовчими пристроями (на схемі не показані), контрольно-вимірювальними приладами та відповідними засобами автоматизації, що забезпечує їхню безперебійну та надійну експлуатацію.

Водогрійні котельніустановки призначені для отримання гарячої води, яка використовується для опалення, гарячого водопостачання та інших цілей.

Рис. 1.1 Котельня з чавунними водогрійними котлами 1-бункер для збору золи та шлаку; 2-скрепер; 3-лебідка приводу скрепера; 4-золоуловлювачі циклонного типу; 5-димосос; 6-цегляна димова труба; 7-котел; 8-дутьовий вентилятор; 9-установка хімічного очищення води (фільтр); 10-скреперний канал для видалення шлаку та золи

Водогрійна котельня має один теплоносій - воду на відміну від парової котельні, у якої два теплоносія - вода та пара. У зв'язку з цим у паровій котельні необхідно мати окремі трубопроводи для пари та води, а також бака для збору конденсату.

Водогрійні та парові котельні різняться залежно від виду палива, конструкції котлів, топок і т.п. До складу як парової, так і водогрійної котельні установки зазвичай входять кілька котлоагрегатів, але не менше двох і не більше чотирьох-п'яти. Усі вони зв'язуються між собою загальними комунікаціями – трубопроводами, газопроводами та ін.

Все більшого поширення набувають установки, що працюють на ядерному паливі, вихідною сировиною якого є уранова руда.

Розробка оптимального технічного рішення щодо виготовлення котельні з урахуванням усіх ТУ, наданих Замовником

Про компанію

Наше підприємство здійснює модульні котельні установки контейнерного типу КОМПакт з літа 2004 року. Котельні КОМПакт теплопродуктивність від 100 кВт до 20000 кВт призначені для опалення та гарячого водопостачання житлових, промислових та громадських об'єктів, а також для забезпечення гарячою водою або парою технологічних потреб різних виробництв.

Які бувають котельні

Енергетика вимагає застосування різних видів котелень, що класифікуються за різними ознаками: типу використовуваного палива м теплоносія, місця розміщення, принципу механізації або автоматизації, цілей та вимог замовників.

Види котелень за видом палива:

• газові котельні, їх головна перевага – економічність та екологічність. Вони не вимагають наявності складного великогабаритного обладнання та можуть працювати в автономному режимі;
• рідкопаливні котельні – працюють на мазуті, нафті, дизпаливі та відпрацьованому маслі, швидко вводячись в експлуатацію та не вимагаючи дозволів на своє використання, підключення та не лімітуючись обсягами палива;
• твердопаливні котельні працюють на дровах, торфі, відходах лісопереробної промисловості, вугіллі. Їх «фішка» полягає в низькій вартості палива та доступності, але вони вимагають монтажу систем паливної подачі та систем видалення золи та шлаків.

Види котелень залежно від теплоносія:

• водогрійні- котельні, що використовуються в системах гарячого водопостачання та опалення будівель житлового та нежитлового фонду. Як теплоносій використовується вода, що нагрівається до максимальних +95 ... +110 ° С;
• парові- як теплоносій застосовується пара, і найчастіше такі котельні обладнують на виробництвах;
• комбіновані– у них використовуються котли обох типів, причому гаряча вода покриває навантаження на вентиляційно-опалювальні потреби та водопостачання, а пара застосовується для технологічних процесів;
• маслянисті– як теплоносій застосовується діатермічне масло та інші органічні рідини, що нагріваються до температури +300°С.

Види котелень в залежності від свого розміщення

1. Блочно-модульнісистеми мають ряд переваг у порівнянні з котельнями стаціонарного типу. Вони відрізняються швидкістю встановлення та запуску в експлуатацію, можливістю збільшення потужностей через додавання модульних блоків та автономністю роботи, високим коефіцієнтом та мобільністю. Вони можуть бути прибудовані до стіни, вбудовані в неї, розміщені на даху та у підвалі, стояти окремо один від одного.
2. Стаціонарнікотельні використовуються, коли потрібна потужність 30 і більше МВт або, коли не можна будувати блочно-модульну систему. Вони є капітальними, ґрунтовними та вимагають монтажу на робочому об'єкті.

Види котелень за ступенем механізації або автоматизації робочих процесів:

• автоматизовані– повністю автоматизовані та практично не потребують втручання людей;
• механізовані– обладнуються механізованими елементами – конвеєрними стрічками, вугледробилками, уловлювачами тріски тощо, що значно полегшує роботу оператора;
• ручні– обладнані модулями ручної подачі палива (візком або бункером із системою зовнішнього завантаження), очищення від золи та шлаків також здійснюється вручну.

· Енергетичні котельні призначені для вироблення пари для паротурбінних установок.

· Виробничо-опалювальні виробляють пару та гарячу воду для задоволення технологічних потреб виробництва, а також систем опалення, вентиляції та гарячого водопостачання.

· Виробничі котельні призначені для постачання підприємства парою та гарячою водою.

· Опалювальні котельні виробляють пару та гарячу воду для систем опалення, вентиляції та гарячого водопостачання.

Принципова схема виробничо-опалювальної котельні з паровим та водогрійним котлом

ПК – паровий котел Д – деаератор НС – насос мережної води

ВК – водогрійний котел ХВО – хім.водоочищення НП – насос живильної води

НХ – насос холодної води НР – насос рециркуляційний П – підігрівач води

НВП – насос підживлювальної води

Класифікація котлів з організації руху води та пари

Схема із природною циркуляцією.

Замкнутий контур природної циркуляції складається з двох систем труб: обігріваються і не обігріваються, об'єднаних вгорі в барабан, внизу колектор. Об'єм котла, заповнений водою, називається водяним об'ємом, а верхня частина, зайнята парою – паровим об'ємом. Поверхня, що розділяє водяний та паровий обсяги називають дзеркалом випаровування.

При створенні в топці високих температур, в трубах, що обігріваються, вода закипає і заповнює труби пароводяною сумішшю, що має щільність ρ див. Отже, нижня точка контуру - колектор - з одного боку схильна до тиску стовпа води, що заповнює труби, що не обігріваються, рівному ρ'gН, а з іншого тиску стовпа пароводяної суміші, що заповнює обігріваються труби, рівному ρ см gН. Створюється внаслідок цього різниця тисків

S дв = ρ см gН– ρ'gН = gН(ρ'-ρ см)викликає рух води в контурі та називається рушійним натиском природної циркуляції.

У формулі: Н – висота контуру, м

ρ' і ρ см – щільність води та пароводяної суміші, кг/м 3

g – прискорення вільного падіння, м/с 2

S дв – рушійний натиск, Па

Рух води у циркуляційному контурі багаторазовий. Це означає, що в процесі одного циклу проходження через пароутворювальні труби вода частково випаровується. При природній циркуляції масовий вміст на виході з пароутворюючих труб становить 3-25%. При пароутриманні на виході, наприклад, 10% для повного випаровування об'єму води, що залишився, вона повинна здійснити рух через контур ще 9 разів, а всього 10 разів. Таким чином, має місце 10-кратна циркуляція пароводяної суміші. Тому процес утворення та відведення пари з контуру відбувається безперервно. У барабан також безперервно надходить поживна вода, змішуючись в барабані з киплячою водою з пароутворювальних труб і надходячи в труби опускні. Тому в контурі постійно циркулює вода в постійній кількості. Для зменшення гідравлічних опору підйомні труби розміщують вертикально або круто похило.

Відношення масової кількості води r 0 (кг/с), що циркулює по контуру, до кількості пари Д(кг/с) утвореної в ньому в одиницю часу, називають кратністю циркуляції: К = r 0 /Д

Для котлів із природною циркуляцією К=4..30

Теплопостачання

Системи централізованого теплопостачання характеризуються поєднанням трьох основних ланок: теплоджерел, теплових мереж та місцевих систем теплоспоживання (тепловикористання) окремих будівель та споруд.

При використанні органічного паливаджерелом теплової енергії може бути котельна установка або ТЕЦ, на атомних станціях теплопостачаннядля отримання теплової енергії використовується ядерне паливо, у ряді випадків як допоміжні відновлювані джерела теплоти- Геотермальна енергія, енергія сонячного випромінювання та ін.

Види палива

За визначенням Д. І. Менделєєва, «паливом називається палива речовина, що навмисне спалюється для отримання тепла».

Загальновідомі основні різновиди палива-Дрова, торф, вугілля, сланці, нафтові залишки, газ. Всі вони є органічними сполуками, здатними при високих температурах вступати в реакцію з киснем повітря, при чому відбувається виділення тепла.

Паливо видобувається у великій кількості, запаси їх у природі дуже значні. Потрібний реакції кисень береться з навколишнього повітря. В результаті реакції виходять сильно нагріті газоподібні продукти згоряння тепло яких використовується в котельній установці. Охолоджені гази через димар викидаються в атмосферу.

Для спалювання може використовуватися як природне паливо, так і штучне, отримане після переробки природного палива з метою виділення з нього цінних продуктів, до яких відносяться смоли, бензини, бензоли, мінеральні мастила, фарби, фармацевтичні продукти, сірчанокислий амоній, що йде для потреб сільського господарства та ін.

Тверде паливо:

а) природне – дрова, кам'яне вугілля, антрацит, торф;

б) штучне - деревне вугілля, кокс і пилоподібне, що виходить із подрібненого вугілля.

Рідке паливо:

а) природне – нафта;

б) штучне – бензин, гас, мазут, смола.

Газоподібне паливо:

а) природне – природний газ;

б) штучне - генераторний газ, одержуваний при газифікації різних видів твердого палива (торфу, дров, кам'яного вугілля та інших.), коксувальний, доменний, світильний та інші гази.

Види котельних установок

Стаціонарна котельнявже давно не є єдиною нагодою для автономного опалення. Для обладнання потрібне приміщення – але розташування його може бути будь-яким.

Блокові котельніможна наприклад, розташувати як у підвалі, так і на даху (якщо дотриматись низки умов). Крім того самі котельні стали набагато надійнішими. Пов'язано це насамперед із тим, що заводи-виробники почали пропонувати установки, зроблені «під ключ»: все необхідне устаткування вже змонтовано у блоки чи модулі і можна запускати установку. Відповідно є два типи котелень: блокові та модульні котельні. І той і інший тип конструкцій зручний у плані транспортування (як правило, транспортують його за допомогою залізничного або автотранспорту).

Основне обладнання котельніКабіна: котел, водяний насос, ємність для рідини, труби, пальник. Деякі купують також і додаткове обладнання, яке допомагає заощадити: енергонезалежні котли, котли з функцією електророзпалювання, двоходові та комбіновані чавунні котли.

Нещодавно на ринку теплового обладнання з'явилися ТКУ – транспортабельні котельні установки.Потреба в них з'явилася з виникненням нових виробництв, які розташовані в будинках, які не підключені до центральної системи теплопостачання. Перевага новинки в тому, що її досить просто транспортувати (модульна конструкція має колеса), вона проста у користуванні і не вимагає постійної присутності оператора. Крім того, як правило, ТКУ повністю автоматизовані, тож керувати ними досить просто. У той же час вона здатна виробляти достатню кількість тепла та не потребує підключення до комунікацій.

Класифікація котелень.

Залежно від того, де розміщується установка, виділяються:

· Дахові;

· Вбудовані в будівлю;

· Блочно-модульні;

· Рамні.

В системі кожного опалення головним її елементом є котел. Він виконує основну функцію – нагрівання. Залежно від того, на якій основі працює вся система та котел зокрема, існують такі типи котлів :

§ Парові котли

§ Водогрійні;

§ Змішані;

§ Котли на діатермічному маслі.

Будь-яка опалювальна система працює, як раніше було відмічено, від того чи іншого типусировини, паливачи природного ресурсу. У Залежно від цього котли поділяються на:

· Твердопаливні. Для цього використовуються дрова, вугілля та інші види твердого палива.

· Рідкопаливні – олія, бензин, мазут та інші.

· Газові.

· Змішані чи комбіновані. Передбачається використання різних видів та типів палива.