Vrste energije i načini njene proizvodnje

1. Nuklearna energija 2. Hemijska 3. Elektrostatička 4. Magnetostatska 5. Elastična 6. Termalna 7. Mehanička 8. Električna (elektrodinamička) 9. Elektromagnetna (fotonska)

Pretvaranje primarne energije u sekundarnu, posebno u električnu, vrši se na stanicama koje u svom nazivu sadrže naznake koja se vrsta primarne energije na njima pretvara u električnu energiju: - u termoelektrani (TE) - termalni; - hidroelektrane (HE) - mehaničke (energija kretanja vode); - pumpno-akumulacione stanice (PSPP) - mehaničke (energija kretanja vode prethodno napunjene u vještačkom rezervoaru); - nuklearna elektrana (NPP) - nuklearna (energija nuklearnog goriva); - plimna elektrana (PES) - plima.

Termoelektrana uključuje skup opreme u kojoj se unutrašnja hemijska energija goriva (čvrsto, tečno ili gasovito) pretvara u toplotnu energiju vode i pare, koja se pretvara u mehaničku energiju rotacije, koja stvara električnu energiju. hidroelektrana je kompleks hidrauličnih konstrukcija i elektroenergetske opreme, kroz koje se energija vodenih tokova ili rezervoara koji se nalaze na relativno višim nivoima pretvara u električnu energiju. Kombinovana termoelektrana(CHP) je termoelektrana koja ne proizvodi samo električnu energiju, već i toplinu koja se isporučuje potrošačima u obliku pare i tople vode za kućnu potrošnju.

Kotlovi i kotlovske instalacije; klasifikacija kotlova

Kotlovnica je kompleks uređaja koji se nalaze u posebnim prostorijama i služe za pretvaranje hemijske energije goriva u toplotnu energiju pare ili tople vode. Glavni elementi kotlovskog postrojenja su kotao, uređaj za sagorevanje (peć), uređaji za napajanje (za dovod vode) i uređaji za vuču (ventilatori, sistemi gasnih kanala, dimovod i dimnjak, koji obezbeđuju potrebnu količinu vazduha za sagorevanje). dovod u peć i kretanje produkata sagorevanja kroz gasovodni kotao, kao i njihovo odvođenje u atmosferu).

Boiler- uređaj za izmjenu topline u kojem se toplina iz vrućih produkata izgaranja goriva prenosi na vodu. Kao rezultat toga, u parnim kotlovima voda se pretvara u paru, a u toplovodnim kotlovima se zagrijava na potrebnu temperaturu.

Kotlovi za prenos toplote: vruća voda(za grijanje vode pod pritiskom) i pare(za proizvodnju pare). Steam: - energije stvaranje pare koja se koristi u parnim turbinama za proizvodnju električne energije;

- industrijski - para za tehnološke potrebe.

Prema svojim dizajnerskim karakteristikama, parni i toplovodni kotlovi se dijele na plinske cijevi, vodovodne cijevi.

Kotlovi za vodu prema temperaturnom nivou vode: niskotemperaturni(do 115 °S); bojleri za toplu vodu(do 150°C i više).

Kotlovi prema vrsti goriva koje se koristi:

- plinski kotlovi;
- kotlovi na tečno gorivo (dizel);
- kotlovi na dva goriva (ulje-gas).
- kotlovi na čvrsto gorivo, za industrijske kotlove to je uglavnom ugalj.

Vodena para se koristi u parnim mašinama, termoelektranama termoelektrana, u tehnološkim instalacijama preduzeća, u sistemima za grejanje, ventilaciju i toplu vodu industrijskih, javnih i stambenih zgrada. Topla voda - uglavnom u sistemima grijanja i ventilacije zgrada, kao i za zadovoljavanje sanitarnih potreba proizvodnje i stanovništva. Ponekad - za opskrbu toplinom tehnoloških potrošača. U mnogim slučajevima, para ili topla voda proizvedena u kotlovima koristi se kao nosač topline za dovod topline do grijnih tačaka zvanih centralno grijanje (CHP), u koje su ugrađeni izmjenjivači topline (rekuperativni ili miješajući) za zagrijavanje vode koja cirkulira između CHP-a. i na njih priključeni potrošači (dvostruke šeme). Također je moguće priključiti potrošače na centralnu toplinsku stanicu preko dodatnih grijnih mjesta (kotlarnice) za opskrbu toplinom pojedinačnih ili grupa potrošača (trokružne sheme). Vidi [9] za više detalja.

Para i topla voda u kotlarnicama, sa izuzetkom kotlovnica sa nuklearnim reaktorima, dobijaju se toplotom sagorenog organskog goriva u posebnim jedinicama, odnosno parnim, toplovodnim i parnim toplovodnim kotlovima.

U zavisnosti od namjene, kotlovnice se dijele na energetske, industrijske, industrijske i grijanje, kotlovnice komunalnog sektora (KBS) ili stambeno-komunalne (HCS). Potonji pokrivaju potrebe stambeno-komunalnih usluga za toplinom uglavnom za potrebe grijanja i opskrbe toplom vodom. Energetski kotlovi su dizajnirani za opskrbu parom turboelektričnih generatora termoelektrana (TE), parnih strojeva. Energetska kotlovnica je sastavni dio TE. Industrijske kotlarnice obezbjeđuju paru i toplu vodu tehnološke potrošače i sisteme grijanja, ventilacije, klimatizacije i tople vode.

U industriji veliki tehnološki potrošači pare su isparivači, destilacija, destilacija, sušare, hemijski reaktori, postrojenja za sorpciono-desorpciono prečišćavanje prirodnog gasa od sumporovodika i ugljen-dioksida, mašine za pranje veša, prese, grejane kupke galvanizovanih linija, mašine za kaširanje (prevlačenje polimernim filmovima) papira itd.

U tabeli. U tabeli 1.1 prikazane su neke karakteristike potrošnje toplote preduzeća u različitim industrijama [2].

Industrijske i toplotne kotlovnice su projektovane za proizvodnju pare ili tople vode koja se koristi kako u proizvodnji tako i za grejanje industrijskih, upravnih i drugih objekata na teritoriji preduzeća, kao i za grejanje i snabdevanje toplom vodom obližnjih stambenih naselja.

Parni kotlovi se češće ugrađuju u industrijske i industrijske kotlovnice za grijanje. U kotlarnicama za grijanje uglavnom dobijaju toplu vodu namijenjenu za grijanje objekata i zadovoljavanje kućnih potreba stanovništva. Stoga se u kotlovima za grijanje koriste i parni i toplovodni kotlovi. Na modernim toplotnim stanicama za stambeno-komunalne usluge - uglavnom kotlovi za toplu vodu. I parni kotlovi koji su tamo dostupni - za pokrivanje sopstvenih potreba stanice, uglavnom za snabdevanje parom objekata lož ulja (mazut se koristi kao rezervno ili hitno gorivo u gasnim kotlovima). Obećavajući smjer je upotreba kombiniranih parnih kotlova u kotlovnicama za grijanje. U posljednjih deset godina, autonomne krovne i blok-modularne kotlovnice, parne i toplovodne postrojenja također su postale rasprostranjene. Blok-modularne kotlarnice se montiraju u fabrici i dopremaju na mesto ugradnje montirane. Za njihovo puštanje u rad dovoljno ih je nakon isporuke ugraditi, priključiti na potrošače i izvor napajanja gorivom, te izvršiti puštanje u rad na propisan način.

Šematski dijagrami parnog i toplovodnog kotlovskog postrojenja prikazani su na sl. 1.1 i 1.2.

U zavisnosti od broja potrošača koji su priključeni na izvor toplinske energije HPU razlikuju se kotlovnice kotlarnice, grupne i individualne [1]. Okružne i grupne kotlarnice se po pravilu nalaze u zasebnim zgradama. Pojedinačno - češće u podrumima ili na krovovima grijanih zgrada. Autonomni automatizirani krovni kotlovi koji rade na prirodni plin postali su široko rasprostranjeni tek posljednjih godina.

Rice. 1.1. Šematski dijagram parne kotlovnice

1 - kotlovske jedinice; 2 – kolektor žive pare; 3 - reduktorska instalacija; 4 - parni kolektor R= 0,6 MPa; 5 - parni kolektor R= 0,3…0,12 MPa; 6 – separator kontinuiranog pročišćavanja; 7 - grijači vode na paru; 8 - hladnjaci kondenzata posle grejača parne vode; 9 - termički deaerator; 10 – parni hladnjak; 11 - bojler; 12 - parni bojler; 13 - uređaj za hemijsku obradu vode; 14 - pumpe za napajanje sa električnim pogonom; 15 - pumpe za dovod pare; 16 - mrežne pumpe; 17 - pumpa za dopunu;

simboli cjevovoda: T1 - topla voda za grijanje i ventilaciju (HV); T2 - povratna voda iz sistema grijanja; T21 - obrnuto, nakon zagrijavanja u hladnjaku kondenzata (OK); T3 - sanitarna topla voda, snabdijevanje; T4 - povratna voda iz sistema tople vode; T5 - topla voda za tehnološke potrebe; T6 - povratna voda nakon tehnoloških potreba; T61 - povratna voda nakon OK; T71 - para iz kotla; T73 - par nakon uređaja za redukciju ( R= 0,3…0,12 MPa); T72 - par nakon smanjenja ( R= 0,6 MPa); T74 - para iz separatora kontinuiranog pročišćavanja; T79 - para iz deaeratora; T81 - kondenzat na R= 0,6 MPa; T82 - kondenzat na R= 0,2 MPa; T84 - kondenzat iz proizvodnje; T91 - napojna voda; T92 - kontinuirano čišćenje; T93 - voda za pročišćavanje nakon isparavanja; B1 - sirova voda iz vodovoda; B20 - voda nakon hemijskog tretmana vode

Rice. 1.2. Glavni toplotni dijagram toplovodne kotlovnice

1 - bojler za toplu vodu; 2 - mrežna pumpa; 3 - recirkulacijska pumpa; 4 – regulator recirkulacije; 5 – regulator temperature vode u mreži; 6 – vakuumski deaerator; 7 – hladnjak pare deaeratora; 8 - izmjenjivač topline voda-voda; 9 - pumpa hemijski prečišćene vode; 10 - ejektor gas-voda; 11 - rezervoar za dovod radne vode; 12 – pumpa za sirovu vodu; 13 - izmjenjivač topline-grijač sirove vode; 14 - pumpa za prenos; 15 – rezervoar za dopunsku vodu; 16 - pumpa za dopunu; 17 - regulator temperature vode ispred deaeratora; a, b - dovod i povrat tople vode iz proizvodnje; c - sirova voda iz vodovoda; d - povrat vode iz mreže

UDMURT DRŽAVNI UNIVERZITET

FIZIČKO-ENERGETSKI FAKULTET

Katedra za opšte inženjerske discipline

Na temu “Instalacije kotlova. Klasifikacija. Sastav kotlovskih postrojenja, glavna dizajnerska rješenja. Raspored i postavljanje kotlovnica»

Završio: Voronov V.N.

Student grupe FEF 54-21 "__" ________ 2012

Provjerio: Karmanchikov A.I.

Vanredni profesor "__" ________ 2012

Izhevsk 2012

Kotlovnice

Kotlovska postrojenja su dizajnirana za zagrijavanje radnog fluida, koji zatim ulazi u sisteme za opskrbu toplinom i vodoopskrbu. Radni fluid je obično obična voda. Prijenos zagrijanog radnog fluida iz kotlovskog postrojenja u sistem za opskrbu toplinom vrši se pomoću toplovoda, koji je cijevni sistem.

Kotlovnice u osnovi imaju toplovodni ili parni kotao, u kojem se vrši direktno dovod i zagrijavanje radnog fluida. Izbor parametara kotla ovisi o mnogim karakteristikama. Zapremina kotla se izračunava na osnovu veličine i karakteristika sistema grijanja.

Kotlovnice se mogu nalaziti kako unutar objekta tako i izvan njega. Unutar objekta mogu se ugraditi u podrum, posebnu prostoriju, pa čak i na krov. Ako je objekat veliki objekat, tada se kotlarnice izvode u vidu zasebnih objekata sa sopstvenim inženjerskim sistemom povezanim sa opštim inženjerskim sistemom objekta.

U radu kotlovnica koriste se razne vrste goriva. Kotlovi koji rade na prirodni plin danas su postali najrasprostranjeniji. Budući da je naša zemlja lider po rezervama ove vrste goriva, ne treba se bojati da će energetski resursi nestati. Pored gasa, kotlovnice kao gorivo koriste naftne derivate (lož ulje, dizel gorivo), čvrsta goriva (ugalj, koks, drvo). Brojne kotlovnice mogu koristiti kombinovane vrste goriva.Važna karakteristika svake kotlarnice je kategorija pouzdanosti opskrbe potrošača toplinom.

Kotlovske instalacije su skup opreme dizajnirane za pretvaranje hemijske energije goriva u toplotnu energiju u cilju dobijanja tople vode ili pare određenih parametara. Postoje različite klasifikacije kotlovnica, među kojima se može razlikovati klasifikacija po mogućnostima dizajna (ovdje se razlikuju krovni, stacionarni, ugradbeni, pričvršćeni i modularni kotlovi). Kotlovi prema načinu oslobađanja topline također se dijele na pare, toplu vodu, termalno ulje; Ako govorimo o korištenom gorivu, onda se kotlovnice mogu podijeliti na čvrsto gorivo, lož ulje, plin i kombinirane, prema namjeni, dijele se na grijanje i tehnološke. Kotlovsko postrojenje se sastoji od kotlovske jedinice, pomoćnih mehanizama i uređaja

Pod svakom od ovih klasifikacija prikladne su samo prenosive kotlovnice, za kojima je potražnja u stalnom porastu. Prije svega, to je, naravno, zbog njihove svestranosti. Od svih autonomnih kotlarnica na današnjem tržištu, samo ove kotlovnice imaju četiri sistema: grijanje, plin, grijanje vode i paru. Ovo omogućava korisnicima da riješe nekoliko problema odjednom s jednom instalacijom, što značajno smanjuje rashodnu stranu budžeta. Uštede se mogu ostvariti i kupovinom kotlarnice sa gorionicima koji mogu da rade na kombinovano gorivo.

Modularne kotlarnice su ekonomične u svom transportu, montaži i radu. Troškovi su smanjeni i zbog visoke automatizacije kotlarnice, koja dugo vremena može raditi van mreže, postavljena na samom početku. Ako veliki broj osoblja radi na ogromnim kogeneracijama, tada je dovoljan jedan operater za kontrolu rada blok-modularne kotlovnice. Njegov rad će postati još manje naporan ako se u kotlovnicu ugradi mikroprocesor koji najpreciznije očitava i prenosi sve informacije sa svih uređaja kotlovnice na poseban daljinski upravljač.

Vrijedi napomenuti da blok kotlovnica ima najveću učinkovitost od svih mogućih, što je u kombinaciji s minimalnim troškovima za njegovo održavanje i neposredan rad. Dakle, kupovinom blok kotlovnice, njen vlasnik će brzo nadoknaditi troškove i moći ostvariti prihod (ovo je ako govorimo o vlasnicima industrije i građevinskih kompanija); a ako je blok-modularnu kotlovnicu kupila obična osoba, vlasnik vlastite kuće, onda može biti siguran da tokom cijelog radnog vijeka kotlovnice neće ostati bez grijanja i tople vode.

Kotlovska oprema

Kotlovska oprema, koja je u sastavu kotlovskih postrojenja, obezbjeđuje realizaciju tehnološkog procesa zagrijavanja radnog fluida u kotlu. Sastav kotlovske opreme uključuje:

toplovodne i parne kotlove

• postrojenja za prečišćavanje vode

  kotlovske cijevi, ventili

  generatori toplote

  indikatori nivoa vode

  senzori i kontroleri

  i mnogo više

Kotlovska oprema se bira na osnovu uslova rada i potrebnih tehničkih karakteristika za ovu kotlovnicu.

Plinski kotlovi

Plinski kotlovi su danas najčešći tip kotlovskih instalacija. Očigledne prednosti su njihova niska cijena izgradnje i rada u odnosu na druge tipove kotlovnica. Obimna gasovodna mreža u zemlji, koja je u stalnom razvoju, omogućava snabdevanje gasom gotovo bilo koje tačke. To dovodi do nižih troškova za isporuku radnog goriva konvencionalnim transportom. Osim toga, plin ima veći toplinski kapacitet i prijenos topline u odnosu na druge vrste goriva, ostavlja manje štetnih tvari nakon sagorijevanja.

U industrijskim poduzećima, kotlovi na plin su glavni izvor opskrbe toplinom za tehnološke procese i za grijanje radnog osoblja. U isto vrijeme, kotlovnice na plin počele su se češće pojavljivati ​​u privatnim stambenim zgradama. Ljudi su cijenili prednosti ovakvih instalacija.

Plinski kotlovi su nezamjenjiv izvor energije, jeftiniji od električne energije.

Modularne kotlarnice

Modularne kotlarnice su gotovi inženjerski sistemi koji se lako mogu transportovati i instalirati bilo gdje. Koristeći modularne kotlove, možete značajno uštedjeti na dizajnu i montaži, jer se ovi sistemi obično montiraju gotovi u kontejner i opremljeni svom potrebnom opremom za rad i automatizaciju procesa.

Modularne kotlarnice uključuju sljedeću opremu:

bojleri za toplu vodu

tehnološke opreme

sistemi automatizacije

sistemi za tretman vode

i mnogo više

Sastav opreme koja se nalazi u modularnim kotlovima zavisi od potrebne snage kotlovskih postrojenja.Očigledna prednost koju imaju modularni kotlovi je njihova mobilnost i jeftiniji troškovi ugradnje i rada.

Kotao je uređaj za izmjenu topline u kojem se toplina iz proizvoda sagorijevanja vrućeg goriva prenosi na vodu. Kao rezultat toga, u parnim kotlovima voda se pretvara u paru, a u toplovodnim kotlovima se zagrijava na potrebnu temperaturu.

Uređaj za sagorevanje služi za sagorevanje goriva i pretvaranje njegove hemijske energije u toplotu zagrejanih gasova.

Uređaji za napajanje (pumpe, injektori) su predviđeni za dovod vode u kotao.

Usisni uređaj se sastoji od duvaljki, sistema gasovoda, odvoda dima i dimnjaka, uz pomoć kojih se u peć dovodi potrebna količina vazduha i kretanje produkata sagorevanja kroz dimne kanale kotla, kao i njihovo uklanjanje. u atmosferu. Proizvodi sagorijevanja, krećući se duž plinskih kanala iu kontaktu s površinom grijanja, prenose toplinu na vodu.

Da bi se osigurao ekonomičniji rad, moderna kotlovska postrojenja imaju pomoćne elemente: ekonomajzer vode i grijač zraka, koji služe za zagrijavanje vode, odnosno zraka; uređaji za dovod goriva i uklanjanje pepela, za čišćenje dimnih plinova i napojne vode; termoregulacioni uređaji i oprema za automatizaciju koji obezbeđuju normalan i nesmetan rad svih delova kotlarnice.

Klasifikacija.

Blok modularne kotlarnice kapaciteta od 200 kW do 10.000 kW (modelski asortiman)

Postoje individualno dizajnirane kotlarnice različitih tipova:

Krovni kotlovi

Samostojeće kotlarnice

Blok i modularne kotlarnice

Ugrađene kotlovnice

Pripadajuće kotlarnice

Prijenosne i mobilne kotlarnice

Svaka kotlovnica je dizajnirana na osnovu SNiP II-35-76 "Kotlovnice". Proračun i projektovanje kotlovnice vrše certificirani stručnjaci koji su prošli obuku kod proizvođača kotlovske opreme.

Kontrolu svih parametara rada obavljaju automatizovani kontrolni sistemi bez prisustva osobe.

Compound kotlarnice u osnovnoj verziji:

Toplovodni kotlovi Pouzdanost oslobađanja toplote je zagarantovana prisustvom kotlarnice najmanje dva kotlovska agregata, predstavljena čeličnim ognjecevnim kotlovima pouzdanih i uspješno dokazanih njemačkih kompanija na ruskom tržištu Buderus, Viessmann.

Weishaupt gorionici Koristi se u kotlarnicama gorionici njemačke kompanije Weishaupt. Koristi se za sagorevanje prirodnog gasa gorionici u LN verziji, osiguravajući nizak sadržaj štetnih nečistoća u produktima sagorijevanja.

Unutrašnje snabdevanje gasom Oprema sistema za snabdevanje gasom kotlarnice reguliše protok gasa i kontroliše minimalni i maksimalni nivo pritiska gasa. U slučaju vanrednih situacija, protok gasa u kotlovnica automatski se zaustavlja.

Regulacija temperature vode za grijanje Koriste se mikroprocesorski programabilni kontroleri koji automatski kontrolišu sistem kontrole temperature vode u mreži u zavisnosti od spoljne temperature i potreba potrošača.

Oprema za pumpe Pumpe kotlovskog kruga omogućavaju neovisan rad kotlovi. Cirkulacione pumpe sa dva kruga garantuju 100% redundantnost.

Obrada vode i održavanje pritiska u sistemu grijanja Postrojenje za obradu vode smanjuje tvrdoću kotlovske vode i sprječava stvaranje kamenca na površinama za izmjenu topline opreme. Uređaj za održavanje pritiska automatski napaja kotao i mrežne krugove vodom, obezbeđujući potreban nivo pritiska u sistemu grejanja.

hidraulični separator Oprema za hidrauličko razdvajanje kotlovskih i mrežnih krugova omogućava stabilan rad kotlarnice u sistemima sa velikom količinom vode uz intenzivnu dinamiku promjena protoka, temperature i pritiska.

Signalizacija Kotlarnice su opremljene protivpožarnim i gasnim alarmnim sistemima za metan i ugljen monoksid.

Mjerni uređaji Koriste se kontrolno-mjerni uređaji upisani u Državni registar mjernih instrumenata koji omogućavaju: - mjerenje isporučene toplotne energije - mjerenje potrošnje hladne vode - mjerenje potrošnje gasa - mjerenje potrošene električne energije - kontrolu radnih parametara kotla oprema prostorija.

Integrirana automatizacija Integrisani sistem automatizacije osigurava stabilan rad kotlarnica bez stalnog prisustva osoblja za održavanje. Daljinsko upravljanje radom glavne opreme kotlarnice vrši se putem daljinske alarmne centrale (uključeno u obim isporuke).

Modemska komunikacija za daljinsko slanje Kotlarnice u trenutku ugradnje ili u bilo kom periodu daljeg rada može se povezati na moderne sisteme daljinskog dispečerstva. Integrisani sistem automatizacije ima ugrađen blok modem za prenos podataka o radu kotlovske opreme putem telefonskih kanala ili interneta.

Dimnjaci Vanjski i unutrašnji zidovi dimnjaka izrađeni su od nehrđajućeg čelika i izolovani krutom izolacijom od mineralne vune. Korišteni dimnjaci imaju certifikat o usklađenosti sa standardima zaštite od požara. Za svaki kotao za grijanje postavlja se posebna cijev. Dimnjaci visine 6 metara su uključeni u obim isporuke za kotlarnice od 200 kW do 10 MW. Po želji, Kupac može odbiti dimnjak, a ima i mogućnost ugradnje dimnjaka različite visine.

Konstruktivne odluke Kotlarnice, ovisno o veličini i količini kotlovi, sastoje se od jednog ili više blokova. U zavisnosti od klimatskih uslova, metalni okvir modula je izolovan čvrstim troslojnim sendvič panelima sa izolacijom od mineralne vune debljine od 80 do 150 mm. Karakteristike ogradnih konstrukcija modula u skladu su sa regulatornim zahtjevima za otpornost na požar i sigurnost od požara.

Kotlovnice male snage (pojedinačne i male grupne) obično se sastoje od kotlova, cirkulacijskih i dopunskih pumpi i uređaja za vuču. U zavisnosti od ove opreme, uglavnom se određuju dimenzije kotlarnice.

Kotlovi srednje i velike snage - 3,5 MW i više - odlikuju se složenošću opreme i sastavom uslužnih i uslužnih prostorija. Prostorno-planska rješenja za ove kotlarnice moraju ispunjavati zahtjeve Standarda sanitarnog dizajna za industrijska preduzeća (SI 245-71), SNiP P-M.2-72 i 11-35-76.

Klasifikacija kotlovskih postrojenja

Kotlovnice se, ovisno o prirodi potrošača, dijele na energetska, proizvodna i grijna i grijna. Prema vrsti proizvedenog nosača topline dijele se na paru (za proizvodnju pare) i toplu vodu (za proizvodnju tople vode).

Energetske kotlovnice proizvode paru za parne turbine u termoelektranama. Takve kotlovnice su u pravilu opremljene kotlovskim jedinicama velike i srednje snage, koje proizvode paru s povećanim parametrima.

Kotlovi za industrijsko grijanje (obično parni) proizvode paru ne samo za industrijske potrebe, već i za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom.

Kotlovnice za grijanje (uglavnom za grijanje vode, ali mogu biti i parne) predviđene su za servisiranje sistema grijanja industrijskih i stambenih prostora.

U zavisnosti od obima opskrbe toplinom, kotlovnice za grijanje dijele se na lokalne (individualne), grupne i okružne.

Lokalne kotlovnice obično su opremljene kotlovima za toplu vodu sa zagrijavanjem vode do temperature ne više od 115 ° C ili parnim kotlovima s radnim pritiskom do 70 kPa. Takve kotlovnice su dizajnirane za opskrbu toplinom jedne ili više zgrada.

Grupne kotlovnice pružaju toplinu za grupe zgrada, stambenih naselja ili malih naselja. Takve kotlovnice su opremljene i parnim i toplovodnim kotlovima, po pravilu, sa većom toplotnom snagom od kotlova za lokalne kotlovnice. Ove kotlovnice se obično nalaze u posebno izgrađenim zasebnim zgradama.

Kotlovnice za daljinsko grijanje koriste se za opskrbu toplinom velikih stambenih područja: opremljene su relativno snažnim kotlovima za toplu vodu ili paru.

kotlovnica sa parnim kotlovima. Instalacija se sastoji od parnog kotla, koji ima dva bubnja - gornji i donji. Bubnjevi su međusobno povezani sa tri snopa cijevi koje čine grijnu površinu kotla. Kada kotao radi, donji bubanj se puni vodom, gornji bubanj se puni vodom u donjem dijelu, a zasićenom parom u gornjem dijelu. U donjem dijelu kotla nalazi se peć sa mehaničkom rešetkom za loženje čvrstog goriva. Prilikom sagorijevanja tekućih ili plinovitih goriva umjesto rešetke se ugrađuju mlaznice ili gorionici, kroz koje se gorivo, zajedno sa zrakom, dovodi u peć. Kotao je ograničen zidovima od cigle - ciglama.

Kotlovnice nalaze se u posebno određenim prostorima gdje neovlaštena lica nemaju pristup. A već toplovodi i toplovodi povezuju kotlovnice i potrošače.

Klasifikacija kotlarnica.

Moderne kotlovnice imaju drugačiju klasifikaciju. Svaki od njih je zasnovan na određenom principu ili određenim značenjima. Do danas postoji nekoliko glavnih razlika:

Lokacija.

U zavisnosti od toga gde se nalazi instalacija, postoje:

• ugrađen u zgradu;

  Blok modularni;

U sistemu svakog grijanja, njegov glavni element je bojler. Obavlja glavnu funkciju - grijanje. U zavisnosti od toga na kojoj osnovi radi cijeli sistem, a posebno kotao, razlikuju se sljedeće vrste kotlova:

parni kotlovi

Grijanje vode;

mješoviti;

Kotlovi za dijatermno ulje.

Bilo koji sistem grijanja radi, kao što je ranije navedeno, s jednog ili drugog tip sirovine, gorivo ili prirodni resurs. Ovisno o tome, kotlovi se dijele na:

Čvrsto gorivo. Za to se koriste ogrevno drvo, ugalj i druge vrste čvrstih goriva.

Tečno gorivo - ulje, benzin, lož ulje i drugo.

• Mješoviti ili kombinovani. Očekuje se korištenje raznih vrsta i vrsta goriva.

Klasifikacija kotlovskih jedinica

Kotlovi kao tehnički uređaji za proizvodnju pare ili tople vode odlikuju se raznolikošću oblikovnih oblika, principa rada, korištenih goriva i pokazatelja performansi. Istovremeno, prema načinu organizovanja kretanja mešavine vode i pare i vode, svi kotlovi se mogu podeliti u sledeće dve grupe:

Kotlovi s prirodnom cirkulacijom;

Kotlovi sa prinudnim kretanjem rashladne tečnosti (voda, mešavina pare i vode).

U savremenim grejno-grejno-industrijskim kotlarnicama za proizvodnju pare uglavnom se koriste kotlovi sa prirodnom cirkulacijom, a za proizvodnju tople vode - kotlovi sa prinudnim kretanjem rashladne tečnosti, koji rade na principu direktnog toka.

Moderni parni kotlovi sa prirodnom cirkulacijom izrađeni su od vertikalnih cijevi smještenih između dva kolektora (bubnjeva). Jedan dio cijevi, koji se nazivaju grijane "dižuće cijevi", zagrijava se bakljom i produktima sagorijevanja, a drugi, obično ne zagrijani dio cijevi, nalazi se izvan kotlovske jedinice i naziva se "dolazne cijevi". U zagrijanim usponskim cijevima voda se zagrijava do ključanja, djelomično isparava i ulazi u bubanj kotla u obliku mješavine vode i pare, gdje se razdvaja na paru i vodu. Kroz dovodne negrijane cijevi voda iz gornjeg bubnja ulazi u donji kolektor (bubanj).

Kretanje rashladne tekućine u kotlovima s prirodnom cirkulacijom vrši se zbog pogonskog pritiska koji nastaje razlikom u težini vodenog stupca u silaznom vodu i stupca mješavine pare i vode u usponskim cijevima.

U parnim kotlovima sa višestrukom prisilnom cirkulacijom, površine grijanja su izvedene u obliku zavojnica koji formiraju cirkulacijske krugove. Kretanje mješavine vode i pare i vode u takvim krugovima vrši se pomoću cirkulacijske pumpe.

Kod protočnih parnih kotlova cirkulacijski omjer je jedan, tj. Napojna voda se, zagrijavajući, sukcesivno pretvara u mješavinu pare i vode, zasićene i pregrijane pare. U toplovodnim kotlovima, kada se kreće duž cirkulacijskog kruga, voda se zagrijava u jednom okretaju od početne do konačne temperature.

Prema vrsti nosača topline, kotlovi se dijele na kotlove za grijanje vode i parne kotlove. Glavni pokazatelji toplovodnog kotla su toplotna snaga, tj. toplinska snaga i temperatura vode; Glavni pokazatelji parnog kotla su izlaz pare, pritisak i temperatura.

Toplovodni kotlovi, čija je namjena dobivanje tople vode određenih parametara, koriste se za opskrbu toplinom sistema grijanja i ventilacije, kućnih i tehnoloških potrošača. Toplovodni kotlovi, koji obično rade na jednokratnom principu sa stalnim protokom vode, ugrađuju se ne samo u termoelektrane, već i u daljinsko grijanje, kao i kotlarnice za grijanje i industrijske kotlovnice kao glavni izvor opskrbe toplinom.

Parni kotao - instalacija dizajnirana za stvaranje zasićene ili pregrijane pare, kao i za zagrijavanje vode (bojler za grijanje).

Prema relativnom kretanju medija za izmjenu topline (dimni plinovi, voda i para), parni kotlovi (parogeneratori) se mogu podijeliti u dvije grupe: vodocijevni kotlovi i kotlovi na vatru. U vodocijevni parogeneratori voda i mješavina pare i vode kreću se unutar cijevi, a dimni plinovi ispiraju cijevi izvana. U Rusiji su u 20. veku uglavnom korišćeni Šuhovljevi kotlovi na vodu. U vatrogasnim cijevima, naprotiv, dimni plinovi se kreću unutar cijevi, a voda pere cijevi izvana.

Po principu kretanja vode i mješavine pare i vode parogeneratori se dijele na jedinice sa prirodnom cirkulacijom i prisilnom cirkulacijom. Potonji se dijele na direktan protok i sa višestrukom prisilnom cirkulacijom.

Kao pumpa za punjenje obično se koristi visokotlačna pumpa s tri klipa serije P21 / 23-130D ili P30 / 43-130D.

Kotlovi iznad kritičnog pritiska (SKP) - pritisak pare preko 22,4 MPa.

Glavni elementi parnih i toplovodnih kotlova

Peći za sagorevanje gasovitih, tečnih i čvrstih goriva. Prilikom sagorijevanja plina i lož ulja, kao i čvrstog praha, u pravilu se koriste komorne peći. Peć je ograničena prednjim, zadnjim, bočnim zidovima, kao i ložištem i svodom. Površine evaporativnog grijanja (bojlerske cijevi) promjera 50...80 mm smještene su uz zidove peći, percipirajući zračenu toplinu iz gorionika i produkata izgaranja. Prilikom sagorijevanja plinovitih ili tekućih goriva ispod komorne peći ona obično ne štite, a u slučaju ugljene prašine u donjem dijelu komore za sagorijevanje se pravi „hladni“ lijevak za uklanjanje pepela koji pada sa goruće baklje.

Gornji krajevi cijevi su umotani u bubanj, a donji krajevi spojeni sa kolektorima valjanjem ili zavarivanjem. Kod većeg broja kotlova, cijevi za vrenje zadnjeg sita, prije spajanja na bubanj, postavljaju se u gornji dio peći u nekoliko redova, poređane u šahovnici i formiraju kapicu.

Za servisiranje peći i plinovoda u kotlovskom agregatu koriste se sljedeće slušalice: šahtovi, vrata sa zaključavanjem, perci, eksplozivni ventili, zasuni, rotacione klapne, duvaljke, čišćenje sačmom.

Vrata koja se zatvaraju, šahtovi u zidu su predviđeni za pregled i popravke kada je kotao zaustavljen. Za praćenje procesa sagorijevanja goriva u peći i stanja konvektivnih plinskih kanala koriste se peepers. Eksplozivni sigurnosni ventili služe za zaštitu obloge od razaranja prilikom pucanja u ložištu i kotlovskim dimnjacima i postavljaju se u gornjim dijelovima peći, posljednjem dimovodu agregata, ekonomajzeru i na krovu.

Za regulaciju propuha i preklapanja svinja koriste se zaklopke dima od lijevanog željeza ili rotacione klapne.

Prilikom rada na plinovitim gorivima, kako bi se spriječilo nakupljanje zapaljivih plinova u pećima, dimnjacima i dimnjacima kotlovske instalacije tokom pauze u radu, u njima se uvijek mora održavati mala promaja; Da bi se to postiglo, svaki odvojeni dimnjak kotla do kombiniranog dimovoda mora imati vlastiti zasun s rupom u gornjem dijelu promjera od najmanje 50 mm.

Puhalice i čistači sa sačmom dizajnirani su za čišćenje grijaćih površina od pepela i čađi.

Bubnjevi parnih kotlova. Treba napomenuti višenamjensku namjenu bubnjeva parnih kotlova, posebno se u njima izvode sljedeći procesi:

Razdvajanje mješavine pare i vode koja dolazi iz dizajućih grijanih cijevi na paru i vodu i paro sakupljanje;

Unos napojne vode iz ekonomajzera vode ili direktno iz dovodnog voda;

Obrada vode unutar kotla (termalno i hemijsko omekšavanje vode);

Kontinuirano čišćenje;

Sušenje pare iz kapljica kotlovske vode;

Para za pranje od soli otopljenih u njoj;

Zaštita od pritiska pare.

Bubnjevi kotla su izrađeni od kotlovskog čelika sa utisnutim dnom i šahtom. Unutrašnji dio zapremine bubnja, ispunjen do određenog nivoa vodom, naziva se zapreminom vode, a ispunjen parom tokom rada kotla - zapreminom pare. Površina ključale vode u bubnju, koja odvaja zapreminu vode od zapremine pare, naziva se ogledalo isparavanja. U parnom kotlu samo onaj dio bubnja koji se hladi vodom iznutra se pere vrućim plinovima. Linija koja odvaja površinu zagrijanu plinovima od nezagrijane zove se linija pečenja.

Smjesa pare i vode ulazi kroz cijevi kotla za podizanje umotane u dno bubnja. Iz bubnja se voda dovodi kroz odvodne cijevi do donjih kolektora.

Na površini ogledala isparavanja javljaju se emisije, grebeni, pa čak i fontane, dok značajna količina kapljica kotlovske vode može dospjeti u paru, što smanjuje kvalitetu pare kao rezultat povećanja njenog saliniteta. Kapljice kotlovske vode isparavaju, a soli sadržane u njima se talože na unutrašnjoj površini pregrijača, ometajući prijenos topline, zbog čega se temperatura njegovih zidova povećava, što može dovesti do njihovog izgaranja. Soli se također mogu taložiti u spojevima parovoda i dovesti do kršenja njegove nepropusnosti.

Različiti uređaji za odvajanje koriste se za ravnomjerno dovođenje pare u parni prostor bubnja i smanjenje sadržaja vlage u njemu.

Kako bi se smanjila mogućnost nastanka naslaga kamenca na evaporativnim grijaćim površinama, koristi se unutarkotlovna obrada vode: fosfatiranje, alkalizacija, upotreba kompleksnih sredstava.

Fosfatiranje ima za cilj stvaranje uslova u kotlovskoj vodi pod kojima se stvaraoci kamenca odvajaju u obliku neljepljivog mulja. Da biste to učinili, potrebno je održavati određenu alkalnost vode u kotlu.

Za razliku od fosfatiranja, tretman vode kompleksonima može obezbijediti režime kotlovske vode bez kamenca i mulja. Preporučuje se upotreba Trilon B natrijumove soli kao sredstva za stvaranje kompleksa.

Održavanje dozvoljenog sadržaja soli u kotlovskoj vodi vrši se puhanjem kotla, tj. uklanjajući iz njega dio vode iz kotla, koja uvijek ima veću koncentraciju soli od napojne vode.

Za provedbu stepenastog isparavanja vode, bubanj kotla je podijeljen pregradom na nekoliko odjeljaka sa nezavisnim cirkulacijskim krugovima. Napojna voda ulazi u jedan od odjeljaka koji se naziva "čista". Prolazeći kroz cirkulacijski krug, voda isparava, a slanost kotlovske vode u čistom odjeljku raste do određene razine. Da bi se održao salinitet u ovom odjeljku, dio kotlovske vode iz čistog odjeljka se gravitacijom usmjerava kroz poseban otvor - difuzor u donjem dijelu pregrade u drugi odjeljak, koji se naziva "sol", budući da je u njemu sadržaj soli. je znatno viši nego u čistom odjeljku.

Kontinuirano prečišćavanje vode vrši se sa mesta sa najvećom koncentracijom soli, tj. iz odjeljka za sol. Para nastala u obje faze isparavanja miješa se u parnom prostoru i izlazi iz bubnja kroz niz cijevi smještenih na vrhu bubnja.

Sa povećanjem pritiska, para je u stanju da rastvori neke nečistoće u kotlovskoj vodi (silicijumsku kiselinu, metalne okside).

Da bi se smanjio salinitet pare, neki kotlovi koriste ispiranje parom napojnom vodom.

Pregrijači kotlova. Dobivanje pregrijane pare iz suhe zasićene pare vrši se u pregrijaču. Pregrijač je jedan od najkritičnijih elemenata kotlovske jedinice, budući da od svih grijnih površina radi u najtežim temperaturnim uvjetima (temperatura pregrijavanja do 425°C). Zavojnice i kolektori pregrijača izrađeni su od ugljičnog čelika.

Prema načinu apsorpcije topline pregrijači se dijele na konvektivne, radijacijsko-konvektivne i radijacijske. U kotlovskim jedinicama niskog i srednjeg pritiska koriste se konvektivni pregrejači sa vertikalnim ili horizontalnim cevima. Za dobivanje pare s temperaturom pregrijavanja većom od 500 °C koriste se kombinovani pregrijači, tj. kod njih jedan dio površine (zračenje) doživljava toplinu zbog zračenja, a drugi dio - konvekcijom. Radijacijski dio grijaće površine pregrijača nalazi se u obliku ekrana direktno u gornjem dijelu komore za sagorijevanje.

U zavisnosti od pravca kretanja gasova i pare, postoje tri glavne šeme za uključivanje pregrejača u protok gasa: direktni protok, u kome se gasovi i para kreću u istom pravcu; protivstruja, gde se gasovi i para kreću u suprotnim smerovima; mješoviti, u kojima se u jednom dijelu zavojnica pregrijača plinovi i para kreću u direktnom toku, au drugom - u suprotnim smjerovima.

Optimalna u pogledu pouzdanosti rada je mješovita shema za uključivanje pregrijača, u kojoj je prvi dio pregrijača duž toka pare protutok, a završetak pregrijavanja pare se događa u njegovom drugom dijelu s direktnim strujanjem nosača topline. Istovremeno, u dijelu namotaja koji se nalazi u području najvećeg toplotnog opterećenja pregrijača, na početku dimnjaka će biti umjerena temperatura pare, a završetak pregrijavanja pare dolazi pri manjem toplinskom opterećenju. .

Temperatura pare u kotlovima sa pritiskom do 2,4 MPa nije regulisana. Pri pritisku od 3,9 MPa i više, temperatura se kontroliše na sledeće načine: ubrizgavanjem kondenzata u paru; korištenje površinskih odogrijača; korištenjem kontrole plina promjenom protoka produkata izgaranja kroz pregrijač ili pomicanjem položaja plamena u peći pomoću rotacionih plamenika.

Pregrijač mora imati manometar, sigurnosni ventil, zaporni ventil za odvajanje pregrijača od parovoda i uređaj za mjerenje temperature pregrijane pare.

Ekonomajzeri vode. U ekonomajzeru se napojna voda zagrijava dimnim plinovima prije nego što se unese u kotao korištenjem topline produkata sagorijevanja goriva. Uz predgrijavanje moguće je djelomično isparavanje napojne vode koja ulazi u bubanj kotla. Ovisno o temperaturi na koju se voda zagrijava, ekonomajzeri se dijele na dvije vrste - nekipuće i kipuće. U ekonomajzerima bez ključanja, prema uslovima njihove pouzdanosti, voda se zagreva na temperaturu od 20°C ispod temperature zasićene pare u parnom kotlu ili tačke ključanja vode pri postojećem radnom pritisku u vrelovodnom kotlu. U ekonomajzerima ključanja ne zagrijava se samo voda, već i djelomično (do 15. maja.%) njeno isparavanje.

Ovisno o metalu od kojeg su napravljeni ekonomajzeri, dijele se na liveno željezo i čelik. Ekonomajzeri od livenog gvožđa koriste se pri pritisku u bubnju kotla ne većem od 2,4 MPa, dok se čelični ekonomajzeri mogu koristiti pri bilo kom pritisku. U ekonomajzerima od lijevanog željeza, kipuća voda je neprihvatljiva, jer to dovodi do hidrauličkih udara i uništenja ekonomajzera. Za čišćenje grejne površine, vodeni ekonomajzeri imaju duvaljke.

Grijači zraka. U modernim kotlovskim jedinicama, grijač zraka igra vrlo značajnu ulogu, uzimajući toplinu iz izduvnih plinova i prenoseći je na zrak, smanjuje najuočljivije gubitke topline sa izduvnim plinovima. Kada se koristi zagrijani zrak, temperatura sagorijevanja goriva raste, proces sagorijevanja se intenzivira, a efikasnost kotlovske jedinice se povećava. Istovremeno, prilikom ugradnje grijača zraka povećavaju se aerodinamički otpori zračnih i dimnih puteva, koji se savladavaju stvaranjem umjetne promaje, tj. ugradnjom dimovoda i ventilatora.

Temperatura grijanja zraka odabire se ovisno o načinu izgaranja i vrsti goriva. Za prirodni gas i lož ulje koji se sagorevaju u komornim pećima temperatura toplog vazduha je 200...250°C, a za sagorevanje čvrstog uglja u prahu - 300...420°C.

Ako kotlovska jedinica ima ekonomajzer i grijač zraka, ekonomajzer se ugrađuje prvi uz protok plina, a drugi grijač zraka, što omogućava dublje hlađenje produkata sagorijevanja, jer je temperatura hladnog zraka niža od temperature napojne vode na ulazu ekonomajzera.

Prema principu rada, grijači zraka se dijele na rekuperativne i regenerativne. U rekuperativnom grijaču zraka prijenos topline sa produkata izgaranja na zrak odvija se kontinuirano kroz pregradni zid, na čijoj se jednoj strani kreću proizvodi sagorijevanja, a na drugoj - zagrijani zrak.

U regenerativnim grijačima zraka prijenos topline sa produkata izgaranja na zagrijani zrak vrši se naizmjeničnim zagrijavanjem i hlađenjem iste grijaće površine.

Plinske instalacije. Gasno-klipna jedinica (GPU) je dizajnirana za opskrbu električnom energijom potrošača trofazne (380/220 V, 50 Hz) naizmjenične struje. Plinske elektrane se koriste kao izvor stalnog i garantovanog napajanja za bolnice, banke, tržne centre, aerodrome, industrijska i naftna i gasna preduzeća. Motorni resursi plinskog motora veći su od benzinskih generatora i dizelskih elektrana, što dovodi do smanjenja perioda povrata. Korištenje plinskih generatora omogućava vlasniku da bude neovisan o planiranim i hitnim nestancima struje, a često i potpuno odbije usluge dobavljača električne energije.

Rad klipnih motora na gas (u daljem tekstu GPE) zasniva se na principu rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem je vrsta motora, toplotnog motora u kome se hemijska energija goriva (obično tečna ili gasovita ugljovodonična goriva) koja sagoreva u radnom prostoru pretvara u mehanički rad.

Trenutno se u industriji proizvode dvije vrste klipnih motora koji rade na plin: plinski motori - sa električnim (svjetničnim) paljenjem i plinski dizel motori - sa paljenjem mješavine plina i zraka ubrizgavanjem pilot (tečnog) goriva. Plinski motori su postali široko rasprostranjeni u energetskom sektoru zbog široko rasprostranjenog trenda korištenja plina kao jeftinijeg goriva (i prirodnog i alternativnog) i relativno ekološki prihvatljivijeg u smislu emisije izduvnih gasova.

Od GPU-a s izmjenjivačima topline, u principu, sve je slično, ali se dodatno koristi sistem povrata topline.

Jedinica radi na više goriva, ima relativno nisku početnu investiciju po kW i ima širok raspon izlazne snage.

Gorivo za plinsko-klipne instalacije. Jedna od najvažnijih tačaka pri odabiru vrste plinske turbine je proučavanje sastava goriva. Proizvođači plinskih motora imaju svoje zahtjeve za kvalitetom i sastavom goriva za svaki model.

Trenutno mnogi proizvođači prilagođavaju svoje motore odgovarajućem gorivu, što u većini slučajeva ne oduzima puno vremena i ne zahtijeva velike financijske troškove.

Osim prirodnog plina, plinski klipni agregati mogu koristiti kao gorivo: propan, butan, prateći naftni plin, plinove kemijske industrije, koksni plin, drvni plin, plin za pirolizu, deponijski plin, kanalizacijski plin itd.

Upotreba ovih specifičnih gasova kao goriva značajno doprinosi očuvanju životne sredine i, osim toga, omogućava korišćenje regenerativnih izvora energije.

Plinska kontrolna stanica. Kontrolna tačka gasa - sistem uređaja za automatsko smanjenje i održavanje konstantnog pritiska gasa u distributivnim gasovodima. Stanica za kontrolu gasa uključuje regulator pritiska za održavanje pritiska gasa, filter za hvatanje mehaničkih nečistoća, sigurnosne ventile koji sprečavaju ulazak gasa u distributivne gasovode u slučaju vanrednog pritiska gasa iznad dozvoljenih parametara i instrumentaciju za obračun količine prolaznog gasa, temperature, pritiska i telemetrijskog merenja ove opcije.

Kontrolne tačke gasa se grade na gradskim distributivnim gasovodima, kao i na teritoriji industrijskih i komunalnih preduzeća sa razgranatom mrežom gasovoda. Predmeti montirani direktno na potrošače i dizajnirani za opskrbu plinom kotlovima, pećima i drugim jedinicama obično se nazivaju uređajima za kontrolu plina. Ovisno o tlaku plina na ulazu, kontrolne točke plina su: srednji (od 0,05 do 3 kgf / cm 2) i visoki (do 12 kgf / cm 2) tlak (1 kgf / cm 2 = 0,1 Mn / m 2 ).

Sigurnosni uređaji i instrumenti. Za vrelovodne kotlove kao sigurnosni uređaj od povećanja pritiska u njima mogu poslužiti bajpas vodovi sa nepovratnim ventilima (sl.), koji vode vodu u pravcu od kotla do cevovoda sistema grejanja. S tako jednostavnim uređajem, ako se ventili instalirani na kotlu iz nekog razloga ispostavi da su zatvoreni, svejedno, veza s atmosferom kroz ekspanzijsku posudu neće biti prekinuta.

Ako na cjevovodu između kotlova i ekspanzione posude postoje još neki zaporni ventili, pored navedenih ventila, tada se moraju ugraditi polužni sigurnosni ventili.

Parni kotlovi do 70 kPa opremljeni su sigurnosnim uređajem u obliku hidrauličke brtve

Za siguran i pravilan rad, parni kotlovi, pored sigurnosnih uređaja, opremljeni su uređajima za pokazivač vode, utičnim ventilima i manometrima.

Da bi se uračunala potrošnja napojne vode koja se dovodi u parni kotao, ili vode koja cirkuliše u sistemu za grijanje vode, ugrađuju se vodomjer ili dijafragme. Za mjerenje temperature vode koja ulazi u sistem za grijanje vode i vraća se u kotao, u posebnim slučajevima predviđeni su termometri.

Kotlovnica je specijalizirana građevina, zgrada ili prostorija dizajnirana za proizvodnju toplotnu energiju. Transport toplotne energije do potrošača se vrši magistralnim mrežama – toplovodima i parovodima. Kotlovi se mogu koristiti kako za centralizirano snabdijevanje toplinom i parom, tako i za snabdijevanje lokalnih objekata.

Opći princip rada kotlovnica je zagrijavanje rashladne tekućine na visoke temperature za naknadnu upotrebu u sustavima opskrbe parom i grijanjem.

Na primjeru rada parnog i toplovodnog kotla, proizvodnja toplinske energije počinje obaveznim procesom pripreme radnog fluida (vode). Za to se koriste posebni koji pročišćavaju vodu od nečistoća i štite kotlovsku opremu od stvaranja kamenca i mineralnih naslaga. Nadalje, pripremljena voda kroz cijevni sistem ulazi u glavni element kotlovskog postrojenja - kotao, gdje se, kao rezultat zagrijavanja, voda pretvara u paru, a u bojleri za toplu vodu– zagrijava do željene temperature.

U zavisnosti od vrste rashladne tečnosti, kotlarnice se dele na:

• Industrijske kotlarnice- proizvode paru koja se koristi za sprovođenje tehnoloških procesa u industrijskim preduzećima;
• Grijanje kotlarnica– voda zagrijana do +95° +115° koristi se za grijanje, ventilaciju i toplu vodu stambenih i industrijskih objekata;
• Kombinovane kotlarnice- istovremena upotreba parnih i toplovodnih kotlova, omogućava stvaranje toplotne energije u obliku pare i tople vode;
• Kotlovi sa dijatermnim uljem- za razliku od parnih i toplovodnih kotlova, kao nosač toplote koristi se mineralno ili sintetičko dijatermično ulje. se uglavnom koriste u visoko odgovornim industrijskim poduzećima, čiji tok rada ovisi o održavanju konstantne temperature rashladne tekućine.

Prema vrsti goriva koje se koristi, razlikuju se sljedeće vrste kotlova:

• Plinski kotlovi- trenutno većina kotlarnica radi na prirodni gas, jer je plavo gorivo ekonomski i ekološki najisplativije. široko se koriste kao izvori grijanja i tople vode za civilne i industrijske objekte;
• Kotlovi na cvrsto gorivo– u zavisnosti od opreme koja se koristi, kao gorivo se mogu koristiti: ugalj, treset, ogrevno drvo, komprimovani otpad iz šumarske i poljoprivredne industrije. Očigledan nedostatak takvih kotlovnica je potreba za ugradnjom sistema za dovod goriva i uklanjanje pepela. Najčešće kotlarnice ovog tipa su i;
• Kotlovi na tečna goriva- najčešći su od nezavisnih izvora toplinske energije. Kao gorivo koriste se razne vrste naftnih derivata: benzin, dizel gorivo, maziva (uključujući rabljena);
• Električni kotlovi- Kotlovi ovog tipa su najskuplji za rad. Pozitivna strana takvih kotlovnica je sigurnost, ekološka prihvatljivost, dostupnost.

Po vrsti smještaja razlikuju se sljedeće vrste kotlarnica:

• Krovni kotlovi- koriste se u izgradnji i rekonstrukciji objekata u skučenim urbanim uslovima u nedostatku mogućnosti postavljanja kotlarnice na zemljištu ili u slučaju nedostatka ili nemogućnosti korišćenja kapaciteta daljinskog grejanja. Poboljšanje tehnološke opreme i povećanje standarda zaštite od požara omogućavaju njihovo postavljanje na gotovo svaku zgradu;
• Blok-modularne kotlarnice- zbog visokog stepena fabričke spremnosti, upotreba ovog tipa kotla omogućava montažu i puštanje u rad kotla u najkraćem mogućem roku. Povećanje snage postiže se dodavanjem dodatne jedinice. U zavisnosti od lokacije, kotlarnice mogu biti samostojeće, priključne, ugradbene, krovne;
• Okvirne kotlarnice- kotlovska oprema se postavlja na noseći okvir u obliku zasebnih blokova za naknadnu ugradnju u postojeću prostoriju;
• Stacionarne kotlovnice– primjenjuje se kada potrebna snaga prelazi 30 MW. su kapitalna konstrukcija, koja uključuje izgradnju temelja, nosivih konstrukcija, pregrada i krovova.

Prema stepenu automatizacije procesa razlikuju se sljedeće vrste kotlarnica:

• Ručni kotlovi- to su male kotlovnice u kojima dovod goriva i uklanjanje pepela i šljake vrši ručno servisno osoblje;
• Mehanizovane kotlarnice– kotlarnice su opremljene mehaničkim sredstvima za dovod goriva (transporteri ili skip dizalice), prethodnu pripremu goriva (drobilice uglja, hvatači metala i strugotine i sl.), uklanjanje pepela i šljake;
• Automatizovane kotlarnice- ovaj tip uključuje kotlovnice sa visokim stepenom automatizacije procesa. Ovi kotlovi su.

Sa našim stručnjacima na jednom od telefona predstavljenih na sajtu. Oni će vas posavjetovati i pomoći vam da odaberete pravu opremu za vaše potrebe. , možete dobiti i besplatan obračun troškova vaše buduće kotlarnice.

Kotlovnica (kotlarnica) je struktura u kojoj se radni fluid (nosač toplote) (obično voda) zagrijava za sistem grijanja ili pare, koji se nalazi u jednoj tehničkoj prostoriji. Kotlarnice su povezane sa potrošačima putem toplovoda i/ili parovoda. Glavni uređaj kotlovnice je parni, vatrovodni i/ili toplovodni kotlovi. Kotlovi se koriste za centralizovano snabdevanje toplotom i parom ili za lokalno snabdevanje toplotom zgrada.

Kotlovnica je kompleks uređaja koji se nalaze u posebnim prostorijama i služe za pretvaranje hemijske energije goriva u toplotnu energiju pare ili tople vode. Njegovi glavni elementi su kotao, uređaj za sagorevanje (peć), uređaji za napajanje i promaju. U principu, kotlovnica je kombinacija kotla (kotlova) i opreme, uključujući sljedeće uređaje: dovod goriva i sagorijevanje; prečišćavanje, hemijski tretman i deaeracija vode; Izmjenjivači topline za različite namjene; pumpe izvorne (sirove) vode, mrežne ili cirkulacijske pumpe - za cirkulaciju vode u sistemu za opskrbu toplinom, pumpe za dopunu - za nadoknadu vode koju troši potrošač i curenja u mrežama, napojne pumpe za dovod vode u parne kotlove, recirkulacijske ( miješanje); hranjivi, kondenzacijski spremnici, spremnici tople vode; ventilatori i put zraka; dimnjaci, gasni put i dimnjak; ventilacijski uređaji; sistemi automatske regulacije i sigurnosti sagorevanja goriva; toplotni štit ili kontrolnu ploču.

Kotao je uređaj za izmjenu topline u kojem se toplina iz proizvoda sagorijevanja vrućeg goriva prenosi na vodu. Kao rezultat toga, u parnim kotlovima voda se pretvara u paru, a u toplovodnim kotlovima se zagrijava na potrebnu temperaturu.

Uređaj za sagorevanje služi za sagorevanje goriva i pretvaranje njegove hemijske energije u toplotu zagrejanih gasova.

Uređaji za napajanje (pumpe, injektori) su predviđeni za dovod vode u kotao.

Usisni uređaj se sastoji od duvaljki, sistema gasovoda, odvoda dima i dimnjaka, uz pomoć kojih se u peć dovodi potrebna količina vazduha i kretanje produkata sagorevanja kroz dimne kanale kotla, kao i njihovo uklanjanje. u atmosferu. Proizvodi sagorijevanja, krećući se duž plinskih kanala iu kontaktu s površinom grijanja, prenose toplinu na vodu.

Da bi se osigurao ekonomičniji rad, moderna kotlovska postrojenja imaju pomoćne elemente: ekonomajzer vode i grijač zraka, koji služe za zagrijavanje vode, odnosno zraka; uređaji za dovod goriva i uklanjanje pepela, za čišćenje dimnih plinova i napojne vode; termoregulacioni uređaji i oprema za automatizaciju koji obezbeđuju normalan i nesmetan rad svih delova kotlarnice.

U zavisnosti od upotrebe svoje toplote, kotlovnice se dele na energetske, grejne i proizvodne i grejne.

Električni kotlovi opskrbljuju parom elektranama koje proizvode električnu energiju i obično su dio kompleksa elektrana. Grejne i proizvodne kotlovnice se nalaze u industrijskim preduzećima i obezbeđuju toplotu za sisteme grejanja i ventilacije, snabdevanje toplom vodom zgrada i tehnološke proizvodne procese. Kotlovi za grijanje rješavaju iste probleme, ali služe stambenim i javnim zgradama. Dijele se na zasebne, međusobno povezane, tj. uz druge objekte i ugrađene u zgrade. U posljednje vrijeme sve češće se grade samostojeće proširene kotlovnice sa očekivanjem da opslužuju grupu zgrada, stambenu četvrt, mikrookrug.

Ugradnja kotlovnica ugrađenih u stambene i javne objekte trenutno je dozvoljena samo uz odgovarajuće obrazloženje i koordinaciju sa organima sanitarnog nadzora.

Kotlovnice male snage (pojedinačne i male grupne) obično se sastoje od kotlova, cirkulacijskih i dopunskih pumpi i uređaja za vuču. U zavisnosti od ove opreme, uglavnom se određuju dimenzije kotlarnice.

2. Klasifikacija kotlovskih postrojenja

Kotlovnice se, ovisno o prirodi potrošača, dijele na energetska, proizvodna i grijna i grijna. Prema vrsti dobivenog nosača topline dijele se na paru (za proizvodnju pare) i toplu vodu (za proizvodnju tople vode).

Energetske kotlovnice proizvode paru za parne turbine u termoelektranama. Takve kotlovnice su u pravilu opremljene kotlovskim jedinicama velike i srednje snage, koje proizvode paru s povećanim parametrima.

Kotlovi za industrijsko grijanje (obično parni) proizvode paru ne samo za industrijske potrebe, već i za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom.

Kotlovnice za grijanje (uglavnom za grijanje vode, ali mogu biti i parne) predviđene su za servisiranje sistema grijanja industrijskih i stambenih prostora.

U zavisnosti od obima opskrbe toplinom, kotlovnice za grijanje su lokalne (pojedinačne), grupne i okružne.

Lokalne kotlovnice obično su opremljene kotlovima za toplu vodu sa zagrijavanjem vode do temperature ne više od 115 ° C ili parnim kotlovima s radnim pritiskom do 70 kPa. Takve kotlovnice su dizajnirane za opskrbu toplinom jedne ili više zgrada.

Grupne kotlovnice pružaju toplinu za grupe zgrada, stambenih naselja ili malih naselja. Opremljeni su i parnim i vrelovodnim bojlerima veće toplotne snage od kotlova za lokalne kotlarnice. Ove kotlovnice se obično nalaze u posebno izgrađenim zasebnim zgradama.

Kotlovnice za daljinsko grijanje koriste se za opskrbu toplinom velikih stambenih područja: opremljene su relativno snažnim kotlovima za toplu vodu ili paru.

Rice. jedan.

Rice. 2.

Rice. 3.

Rice. 4.

Uobičajeno je da se pojedinačni elementi dijagrama kotlovskog postrojenja uvjetno prikazuju u obliku pravokutnika, krugova itd. i međusobno ih povezati linijama (punim, tačkastim) koje označavaju cjevovod, parovode itd. Postoje značajne razlike u shematskim dijagramima parnih i toplovodnih kotlovskih postrojenja. Parno kotlovsko postrojenje (Sl. 4, a) od dva parna kotla 1, opremljeno pojedinačnim ekonomajzerima vode 4 i zraka 5, uključuje grupni hvatač pepela 11, u koji se dimni gasovi dovode duž sabirne svinje 12. Za usisavanje dimni gasovi u prostoru između hvatača pepela 11 i dimovoda 7 sa elektromotorima 8 ugrađuju se u dimnjak 9. Ugrađuju se kapije (klapne) 10 za rad kotlarnice bez dimovoda.

Para iz kotlova kroz odvojene parovode 19 ulazi u zajednički parovod 18 i preko njega do potrošača 17. Odavši toplotu, para se kondenzuje i vraća se u kotlarnicu kroz vod kondenzata 16 u sabirni rezervoar kondenzata 14. linijom 15, dodatna voda se dovodi u rezervoar kondenzata iz vodovoda ili hemijskog tretmana vode (za nadoknadu količine koja nije vraćena od potrošača).

U slučaju da se dio kondenzata izgubi kod potrošača, mješavina kondenzata i dodatne vode se pumpama 13 dovodi iz rezervoara kondenzata kroz dovodni cjevovod 2, prvo u ekonomajzer 4, a zatim u kotao 1. Vazduh neophodan za sagorevanje usisava se centrifugalnim ventilatorima 6 delimično iz sobne kotlarnice, delom spolja i kroz vazdušne kanale 3 dovodi se prvo u grejače vazduha 5, a zatim u peći kotlova.

Toplovodno kotlovsko postrojenje (slika 4, b) sastoji se od dva vrelovodna kotla 1, jednog grupnog ekonomajzera vode 5 koji opslužuje oba kotla. Dimni gasovi koji izlaze iz ekonomajzera preko zajedničkog sabirnog svinja 3 ulaze direktno u dimnjak 4. Voda zagrejana u kotlovima ulazi u zajednički cevovod 8, odakle se dovodi do potrošača 7. Odavši toplotu, ohlađena voda je prva. šalje se kroz povratni cevovod 2 do ekonomajzera 5 i zatim nazad u kotlove. Voda u zatvorenom krugu (bojler, potrošač, ekonomajzer, bojler) se pokreće cirkulacionim pumpama 6.

Rice. 5. : 1 - cirkulaciona pumpa; 2 - ložište; 3 - pregrijač; 4 - gornji bubanj; 5 - bojler; 6 - grijač zraka; 7 - dimnjak; 8 - centrifugalni ventilator (usisivač dima); 9 - ventilator za dovod zraka u grijač zraka

Na sl. Na slici 6 prikazan je dijagram kotlovske jedinice sa parnim kotlom koji ima gornji bubanj 12. U donjem dijelu kotla je smještena peć 3. Za sagorijevanje tekućeg ili plinovitog goriva koriste se mlaznice ili gorionici 4 kroz koje se gorivo dovodi do peć zajedno sa vazduhom. Kotao je ograničen zidovima od cigle - ciglama 7.

Prilikom sagorijevanja goriva, oslobođena toplina zagrijava vodu do ključanja u cijevnim rešetkama 2 postavljenim na unutrašnjoj površini peći 3 i osigurava njeno pretvaranje u vodenu paru.

Slika 6.

Dimni plinovi iz peći ulaze u plinske kanale kotla, formirane oblogom i posebnim pregradama ugrađenim u cijevne snopove. Prilikom kretanja gasovi ispiraju snopove cijevi kotla i pregrijača 11, prolaze kroz ekonomajzer 5 i grijač zraka 6, gdje se također hlade zbog prijenosa toplote na vodu koja ulazi u kotao i dovod zraka u kotao. peći. Zatim se značajno ohlađeni dimni gasovi odvode pomoću odvoda dima 17 kroz dimnjak 19 u atmosferu. Dimni gasovi iz kotla mogu se ispuštati i bez odvoda dima pod dejstvom prirodnog propuha koji stvara dimnjak.

Voda sa izvora vodosnabdevanja dovodnim cevovodom se pumpom 16 dovodi do vodenog ekonomajzera 5, odakle nakon zagrevanja ulazi u gornji bubanj kotla 12. Punjenje bubnja kotla vodom se kontroliše pomoću staklo za indikaciju vode postavljeno na bubanj. U tom slučaju voda isparava, a nastala para se skuplja u gornjem dijelu gornjeg bubnja 12. Zatim para ulazi u pregrijač 11, gdje se zbog topline dimnih plinova potpuno suši i temperatura joj raste. .

Iz pregrijača 11 para ulazi u glavni parni cjevovod 13 i odatle do potrošača, a nakon upotrebe se kondenzira i vraća se u obliku tople vode (kondenzata) nazad u kotlarnicu.

Gubici kondenzata kod potrošača nadoknađuju se vodom iz vodovoda ili iz drugih izvora vodosnabdijevanja. Prije ulaska u kotao, voda se podvrgava odgovarajućem tretmanu.

Vazduh neophodan za sagorevanje goriva uzima se, po pravilu, sa vrha kotlarnice i ventilatorom 18 se dovodi do grejača vazduha 6, gde se zagreva i zatim šalje u peć. U kotlarnicama male snage grijači zraka obično izostaju, a hladni zrak se u peć dovodi ili ventilatorom ili zbog razrjeđivanja u peći koju stvara dimnjak. Kotlovnice su opremljene uređajima za prečišćavanje vode (nije prikazano na dijagramu), instrumentacijom i odgovarajućom opremom za automatizaciju, koja osigurava njihov nesmetan i pouzdan rad.

Rice. 7.

Za ispravnu ugradnju svih elemenata kotlarnice koristi se dijagram ožičenja, čiji je primjer prikazan na sl. devet.

Rice. devet.

Toplovodne kotlovnice su dizajnirane za proizvodnju tople vode koja se koristi za grijanje, opskrbu toplom vodom i druge svrhe.

Za normalan rad kotlarnice sa toplovodnim kotlovima opremljene su potrebnom armaturom, instrumentacijom i opremom za automatizaciju.

Toplovodni kotao ima jedan nosač toplote - vodu, za razliku od parnog kotla koji ima dva nosača toplote - vodu i paru. S tim u vezi, u parnoj kotlarnici potrebno je imati odvojene cjevovode za paru i vodu, kao i rezervoare za skupljanje kondenzata. Međutim, to ne znači da su sheme kotlova za toplu vodu jednostavnije od parnih. Postrojenja za grijanje vode i parne kotlovnice razlikuju se po složenosti ovisno o vrsti goriva koje se koristi, dizajnu kotlova, peći itd. I parni i parni kotlovi obično uključuju nekoliko kotlovskih jedinica, ali ne manje od dvije i ne više od četiri do pet. Svi su međusobno povezani zajedničkim komunikacijama - cjevovodima, gasovodima itd.

Uređaj kotlova manje snage prikazan je u nastavku u stavu 4 ove teme. U cilju boljeg razumijevanja strukture i principa rada kotlova različitog kapaciteta, poželjno je uporediti strukturu ovih manje snažnih kotlova sa gore opisanim uređajima većih kotlova i u njima pronaći glavne elemente koji obavljaju istu funkciju. funkcije, kao i razumjeti glavne razloge za razlike u dizajnu.

3. Klasifikacija kotlovskih jedinica

Kotlovi kao tehnički uređaji za proizvodnju pare ili tople vode odlikuju se raznolikošću oblikovnih oblika, principa rada, korištenih goriva i pokazatelja performansi. Ali prema načinu organiziranja kretanja mješavine vode i pare i vode, svi kotlovi se mogu podijeliti u sljedeće dvije grupe:

Kotlovi s prirodnom cirkulacijom;

Kotlovi sa prinudnim kretanjem rashladne tečnosti (voda, mešavina pare i vode).

U savremenim grejno-grejno-industrijskim kotlarnicama za proizvodnju pare uglavnom se koriste kotlovi sa prirodnom cirkulacijom, a za proizvodnju tople vode - kotlovi sa prinudnim kretanjem rashladne tečnosti, koji rade na principu direktnog toka.

Moderni parni kotlovi sa prirodnom cirkulacijom izrađuju se od vertikalnih cijevi smještenih između dva kolektora (gornji i donji bubanj). Njihov uređaj je prikazan na crtežu na sl. 10, fotografija gornjeg i donjeg bubnja sa cijevima koje ih povezuju - na sl. 11, a smještaj u kotlarnici - na sl. 12. Jedan dio cijevi, koji se naziva zagrijane "podizne cijevi", zagrijava se bakljom i produktima sagorijevanja goriva, a drugi, najčešće ne zagrijani dio cijevi, nalazi se izvan kotlovske jedinice i naziva se "dolazne cijevi". ". U zagrijanim usponskim cijevima voda se zagrijava do ključanja, djelomično isparava i ulazi u bubanj kotla u obliku mješavine vode i pare, gdje se razdvaja na paru i vodu. Kroz dovodne negrijane cijevi voda iz gornjeg bubnja ulazi u donji kolektor (bubanj).

Kretanje rashladne tekućine u kotlovima s prirodnom cirkulacijom vrši se zbog pogonskog pritiska koji nastaje razlikom u težini vodenog stupca u silaznom vodu i stupca mješavine pare i vode u usponskim cijevima.

Rice. deset.

Rice. jedanaest.

Rice. 12.

U parnim kotlovima sa višestrukom prisilnom cirkulacijom, površine grijanja su izvedene u obliku zavojnica koji formiraju cirkulacijske krugove. Kretanje mješavine vode i pare i vode u takvim krugovima vrši se pomoću cirkulacijske pumpe.

Kod protočnih parnih kotlova cirkulacijski omjer je jedan, tj. Napojna voda se, zagrijavajući, sukcesivno pretvara u mješavinu pare i vode, zasićene i pregrijane pare.

U toplovodnim kotlovima, kada se kreće duž cirkulacijskog kruga, voda se zagrijava u jednom okretaju od početne do konačne temperature.

Prema vrsti nosača topline, kotlovi se dijele na kotlove za grijanje vode i parne kotlove. Glavni pokazatelji bojlera za toplu vodu su toplotna snaga, odnosno toplotna snaga i temperatura vode; Glavni pokazatelji parnog kotla su izlaz pare, pritisak i temperatura.

Toplovodni kotlovi, čija je namjena dobivanje tople vode određenih parametara, koriste se za opskrbu toplinom sistema grijanja i ventilacije, kućnih i tehnoloških potrošača. Toplovodni kotlovi, koji obično rade na jednokratnom principu sa stalnim protokom vode, ugrađuju se ne samo u termoelektrane, već i u daljinsko grijanje, kao i kotlarnice za grijanje i industrijske kotlovnice kao glavni izvor opskrbe toplinom.

Rice. trinaest.

Rice. četrnaest.

Prema relativnom kretanju medija za izmjenu topline (dimni plinovi, voda i para), parni kotlovi (parogeneratori) se mogu podijeliti u dvije grupe: vodocijevni kotlovi i kotlovi na vatru. U vodocijevni parogeneratori voda i mješavina pare i vode kreću se unutar cijevi, a dimni plinovi ispiraju cijevi izvana. U Rusiji su u 20. veku uglavnom korišćeni Šuhovljevi kotlovi na vodu. U vatrogasnim cijevima, naprotiv, dimni plinovi se kreću unutar cijevi, a voda pere cijevi izvana.

Po principu kretanja vode i mješavine pare i vode parogeneratori se dijele na jedinice sa prirodnom cirkulacijom i prisilnom cirkulacijom. Potonji se dijele na direktan protok i sa višestrukom prisilnom cirkulacijom.

Primjeri postavljanja u kotlove kotlova različitih kapaciteta i namjena, kao i druge opreme, prikazani su na sl. 14-16.

Rice. petnaest.

Rice. šesnaest. Primjeri postavljanja kućnih bojlera i druge opreme