Miten kattilalaitokset luokitellaan käyttötarkoituksensa mukaan. Yleistä tietoa kattilaasennuksista, kattiloiden tyypeistä rakennusten lämmönsyötössä. Energiatyypit ja sen tuotantomenetelmät

Lämmönsyöttö

Kaukolämpöjärjestelmille on ominaista kolmen pääosan yhdistelmä: lämmönlähteet, lämpöverkot ja yksittäisten rakennusten ja rakenteiden lämmönkulutuksen (lämmön käytön) paikalliset järjestelmät.

Käytettäessä orgaanista polttoainetta lämpöenergian lähde voi olla kattilalaitos tai CHP, ydinvoimalaitoksilla ydinpolttoainetta käytetään lämpöenergian tuottamiseen, joissakin tapauksissa käytetään apupolttoaineita uusiutuvia lämmönlähteitä– geoterminen energia, auringon säteilyenergia jne.

Polttoainetyypit

D. I. Mendelejevin määritelmän mukaan "polttoaine on palava aine, jota poltetaan tarkoituksella lämmön tuottamiseksi."

hyvin tunnettu tärkeimmät polttoainetyypit- polttopuu, turve, kivihiili, liuske, öljytähteet, kaasu. Kaikki ne ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka pystyvät reagoimaan ilmakehän hapen kanssa korkeissa lämpötiloissa, jolloin vapautuu lämpöä.

Polttoainetta louhitaan suuria määriä, sen luonnonvarat ovat erittäin merkittäviä. Reaktioon tarvittava happi otetaan ympäröivästä ilmasta. Reaktion tuloksena saadaan erittäin kuumennettuja polttokaasuja, joiden lämpöä käytetään kattilalaitoksessa. Jäähtyneet kaasut vapautuvat savupiipun kautta ilmakehään.

Tölkin polttamiseen sekä luonnollisia että keinotekoisia polttoaineita voidaan käyttää, saatu luonnonpolttoaineen käsittelyn jälkeen arvokkaiden tuotteiden eristämiseksi siitä, mukaan lukien hartsit, bensiinit, bentseenit, mineraalivoiteluöljyt, maalit, farmaseuttiset tuotteet, ammoniumsulfaatti, jota käytetään maatalouden tarpeisiin jne.

Kiinteä polttoaine:

a) luonnollinen - polttopuu, kivihiili, antrasiitti, turve;

b) keinotekoinen - puuhiili, koksi ja jauhettu, joka saadaan murskatusta hiilestä.

Nestemäinen polttoaine:

a) luonnollinen - öljy;

b) keinotekoinen - bensiini, kerosiini, polttoöljy, hartsi.

kaasumaista polttoainetta:

a) maa - maakaasu;

b) keinotekoinen - generaattorikaasu, joka saadaan kaasuttamalla erityyppisiä kiinteitä polttoaineita (turve, polttopuu, hiili jne.), koksausta, masuunia, valaistusta ja muita kaasuja.

Kattilalaitosten tyypit

Kiinteä kattilahuone ei ole enää ainoa mahdollisuus itsenäiseen lämmitykseen. Laitteet tarvitsevat huoneen - mutta sen sijainti voi olla mikä tahansa.

Block kattilarakennukset esimerkiksi se voi sijaita sekä kellarissa että katolla (jos tietyt ehdot täyttyvät). Lisäksi itse kattilahuoneista on tullut paljon luotettavampia. Tämä johtuu ensisijaisesti siitä, että valmistajat ovat alkaneet tarjota avaimet käteen -asennuksia: kaikki tarvittavat laitteet on jo koottu lohkoihin tai moduuliin, ja voit aloittaa asennuksen. Sen mukaisesti kattilalaitoksia on kahdenlaisia: lohko- ja modulaariset kattilat. Molemmat rakenteet ovat käteviä kuljetuksen kannalta (yleensä ne kuljetetaan rautateitse tai maanteitse).

Kattilahuoneen päälaitteet: boileri, vesipumppu, nestesäiliö, putket, poltin. Jotkut ostavat myös lisälaitteita, jotka auttavat säästämään rahaa: haihtumattomat kattilat, sähkösytytystoiminnolla varustetut kattilat, kaksisuuntaiset ja yhdistetyt valurautakattilat.

Suhteellisen äskettäin lämpölaitteiden markkinat ilmestyivät TKU - siirrettävät kattilalaitokset. Niiden tarve ilmaantui uusien teollisuudenalojen syntyessä, jotka sijaitsevat rakennuksissa, joita ei ole kytketty keskuslämmitysjärjestelmään. Uutuuden etuna on, että se on melko helppo kuljettaa (modulaarisessa rakenteessa on pyörät), se on helppo käsitellä eikä vaadi jatkuvaa kuljettajan läsnäoloa. Lisäksi TCU:t ovat pääsääntöisesti täysin automatisoituja, joten niitä on melko helppo hallita. Samalla se pystyy tuottamaan riittävän määrän lämpöä eikä vaadi yhteyttä tietoliikenneverkkoon.

Kattilahuoneiden luokitus.

Asennuspaikasta riippuen siellä on:

Katto;

· Upotettu rakennukseen;

Block-moduuli;

· Kehys.

Jokaisen lämmityksen järjestelmässä sen pääelementti on kattila. Se suorittaa päätehtävän - lämmityksen. Riippuen siitä, millä perusteilla koko järjestelmä ja erityisesti kattila toimivat, on seuraavat kattiloiden tyypit :

§ Höyrykattilat

§ Veden lämmitys;

§ Sekoitettu;

§ Diatermisen öljyn padat.

Mikä tahansa lämmitysjärjestelmä toimii, kuten aiemmin todettiin, yhdestä tai toisesta tyyppi raakamateriaalit, polttoainetta tai luonnonvaraa. AT Tästä riippuen kattilat jaetaan:

· Kiinteä ponneaine. Tätä varten käytetään polttopuuta, hiiltä ja muita kiinteitä polttoaineita.

Nestemäinen polttoaine - öljy, bensiini, polttoöljy ja muut.

· Kaasu.

· Sekoitettu tai yhdistetty. Erityyppisten ja erityyppisten polttoaineiden käyttöä odotetaan.

Käyttötarkoituksensa mukaan kattilat jaetaan:

1) Energia (lämpövoimalaitoksille)

2) Lämmöntuotanto.

Tulipesän sijainnin mukaan on:

1) Sisäisellä tulipesällä (esim. MZK)

2) Ulkoisella (alemmalla) tulipesällä (esim. DKVR)

3) Kauko-uunilla (esim. DE)

Polttoaineen polttomenetelmän mukaan:

1) Kerrostettu (arina) - kiinteän möykkyisen polttoaineen polttamiseen.

2) Kammio - kaasumaiset, nestemäiset ja kiinteät pölyiset polttoaineet poltetaan suspensiossa.

Savukaasujen ja veden liikkeen mukaan kattilat jaetaan:

1) Kaasuputki, jossa palamistuotteet kulkevat putkien tai höyryputken läpi ja vesi liikkuu putkien ja höyryputken ympärillä.

2) Vesiputkikattilat, joissa vesi (höyry-vesiseos) kulkee kattilan lämmityspinnan putkien läpi ja palamistuotteet pesevät nämä putket ja siirtävät lämpönsä veteen.

Suunnitteluominaisuuksien mukaan kattilat jaetaan:

1) Sylinterimäinen

2) Vaakasuuntainen vesiputki

3) Pystysuuntainen vesiputki yhdellä tai useammalla tynnyrillä

Kattilan sisällä olevan veden tai höyry-vesivirtauksen liikkeen mukaan:

1) Luonnollinen kierto - tapahtuu ajopaineen vuoksi, joka syntyy laskeutumisputkien vesipatsaan ja nostoputkissa olevan höyry-vesi-seoskolonnin painoeroista.

2) Jäähdytysnesteen pakotettu liike (suoritetaan keinotekoisten stimulaattoreiden - pumppujen avulla), joka puolestaan ​​suoritetaan usealla pakkokierrolla ja läpivirtausjärjestelmän mukaisesti.

Nykyaikaisissa lämmitys- ja lämmitys-teollisissa kattilahuoneissa höyryn tuotantoa varten käytetään pääasiassa luonnollisen kierron kattiloita ja kuuman veden tuotantoon - kattiloita, joissa lämmönsiirtoaineen pakko liikkuu ja jotka toimivat kerran läpi.

Nykyaikaiset luonnollisella kierrolla varustetut höyrykattilat on valmistettu pystysuorista putkista, jotka sijaitsevat kahden keräimen (rummun) välissä. Yksi putki nimeltä " nostoputket", lämmitetään polttimella ja polttoaineen palamistuotteista, ja toinen, yleensä lämmittämätön putkien osa sijaitsee kattilayksikön ulkopuolella ja on nimeltään " putoavat putket". Lämmitetyissä nousuputkissa vesi kuumennetaan kiehuvaksi, osittain haihtuu ja menee höyry-vesi-seoksena kattilan rumpuun, jossa se erotetaan höyryksi ja vedeksi. Se tulee alempaan keräilijään (rumpuun) ylemmältä rummulta lämmittämättömien syöksyputkien kautta. Kiertosuhde (kiertopiirin läpi kulkevan veden virtausnopeuden suhde siinä tuotetun höyryn virtausnopeuteen) vaihtelee tällaisissa kattiloissa välillä 10-100.

Höyrykattiloissa, joissa on monikiertoinen pakkokierto, lämmityspinnat on tehty kierukoiksi, jotka muodostavat kiertopiirejä. Kiertosuhde näissä kattiloissa vaihtelee välillä 5-10.

Kertakäyttöisissä höyrykattiloissa kiertosuhde on yksi, ts. Syöttövesi, kuumenee, muuttuu peräkkäin höyry-vesi-seokseksi, kylläiseksi ja tulistettuksi höyryksi. Kuumavesikattiloissa kiertokiertoa pitkin liikuttaessa vesi lämmitetään yhdellä kierroksella alkulämpötilasta loppulämpötilaan.

Kattilatalo on erikoistunut rakenne, rakennus tai huone, joka on suunniteltu tuottamaan lämpöenergia. Lämpöenergian kuljetus kuluttajille tapahtuu pääverkkojen - lämpöverkkojen ja höyryputkien kautta. Kattiloita voidaan käyttää sekä keskitettyyn lämmön ja höyryn syöttöön että paikallisten tilojen syöttöön.

Kattilahuoneiden yleinen toimintaperiaate on lämmittää jäähdytysneste korkeisiin lämpötiloihin myöhempää käyttöä varten höyrynsyöttö- ja lämmitysjärjestelmissä.

Höyry- ja kuumavesikattilan toiminnan esimerkissä lämpöenergian tuotanto alkaa pakollisesta käyttönesteen (veden) valmistusprosessista. Tätä varten käytetään erityisiä, jotka puhdistavat veden epäpuhtauksista ja suojaavat kattilalaitteita kalkki- ja mineraaliesiintymien muodostumiselta. Lisäksi valmistettu vesi putkijärjestelmän kautta tulee kattilalaitoksen pääelementtiin - kattilaan, jossa lämmityksen seurauksena vesi muuttuu höyryksi ja kuumavesikattilat– lämpenee vaadittuun lämpötilaan.

Jäähdytysnesteen tyypistä riippuen kattilahuoneet jaetaan:

• Teollisuuden kattilarakennukset- tuottaa höyryä, jota käytetään teknisten prosessien toteuttamiseen teollisuusyrityksissä;
• Kattilahuoneiden lämmitys– +95°+115°:een lämmitettyä vettä käytetään asuin- ja teollisuustilojen lämmitykseen, ilmanvaihtoon ja kuuman veden huoltoon;
• Yhdistetyt kattilahuoneet- höyry- ja kuumavesikattiloiden samanaikainen käyttö mahdollistaa lämpöenergian tuottamisen höyryn ja kuuman veden muodossa;
• Kattilat diatermisellä öljyllä- toisin kuin höyry- ja kuumavesikattilat, lämmönsiirtoaineena käytetään mineraali- tai synteettistä diatermistä öljyä. käytetään pääasiassa erittäin vastuullisissa teollisuusyrityksissä, joiden työprosessi riippuu jäähdytysnesteen vakiolämpötilan ylläpitämisestä.

Käytetyn polttoainetyypin mukaan erotetaan seuraavat kattilat:

• Kaasukattilat- Tällä hetkellä useimmat kattilarakennukset toimivat maakaasulla, koska sininen polttoaine on taloudellisesti ja ympäristöllisesti edullisin. käytetään laajalti siviili- ja teollisuuslaitosten lämmityksen ja kuuman veden lähteenä;
• Kiinteän polttoaineen kattilat– Polttoaineina voidaan käyttää kalustosta riippuen hiiltä, ​​turvetta, polttopuuta, hakkuu- ja maatalousteollisuuden puristettua jätettä. Tällaisten kattilahuoneiden ilmeinen haittapuoli on tarve asentaa polttoaineen syöttö- ja tuhkanpoistojärjestelmät. Yleisimmät tämän tyyppiset kattilarakennukset ovat ja;
• Nestemäisten polttoaineiden kattilat- ovat yleisimpiä riippumattomista lämmönlähteistä. Polttoaineina käytetään erilaisia ​​öljytuotteita: bensiini, dieselpolttoaine, voiteluaineet (myös käytetyt);
• Sähkökattilat- Tämän tyyppiset kattilat ovat kalleimpia käyttää. Tällaisten kattilarakennusten positiivinen puoli on turvallisuus, ympäristöystävällisyys, saatavuus.

Sijoitustyypin mukaan erotetaan seuraavat kattilahuonetyypit:

• Kattokattilat- käytetään tilojen rakentamiseen ja jälleenrakentamiseen ahtaissa kaupunkiolosuhteissa, jos kattilataloa ei ole mahdollista sijoittaa tontille tai jos kaukolämpökapasiteettia on pulaa tai se on mahdotonta käyttää. Teknisten laitteiden parantaminen ja paloturvallisuusstandardien nostaminen mahdollistavat niiden sijoittamisen melkein mihin tahansa rakennukseen;
• Block-modulaariset kattilahuoneet- Tehtaan korkean valmiusasteen vuoksi tämän tyyppisen kattilan käyttö mahdollistaa kattilan asennuksen ja käyttöönoton mahdollisimman lyhyessä ajassa. Tehon lisäys saavutetaan lisäämällä lisäyksikkö. Sijainnista riippuen kattilahuoneet voivat olla vapaasti seisovia, kiinnitettyjä, sisäänrakennettuja, kattorakenteisia;
• Runkokattilahuoneet- kattilalaitteet asetetaan tukikehykselle erillisten lohkojen muodossa myöhempää asennusta varten olemassa olevaan huoneeseen;
• Kiinteät kattilarakennukset– sovelletaan, kun vaadittu teho ylittää 30 MW. ovat pääomarakenne, joka käsittää perustusten, kantavien rakenteiden, väliseinien ja kattojen rakentamisen.

Prosessien automaatioasteen mukaan erotetaan seuraavat kattilahuonetyypit:

• Manuaaliset kattilat- ne ovat pieniä kattilahuoneita, joissa huoltohenkilöstö suorittaa polttoaineen syötön sekä tuhkan ja kuonan poiston manuaalisesti;
• Koneistetut kattilarakennukset– kattilarakennukset on varustettu mekaanisilla polttoaineen syöttölaitteilla (kuljettimet tai nostimet), polttoaineen esikäsittelyllä (hiilimurskaimet, metalli- ja lastuloukut jne.), tuhkan ja kuonanpoistolla;
• Automatisoidut kattilahuoneet- tähän tyyppiin kuuluvat kattilarakennukset, joissa on korkea prosessiautomaatio. Nämä kattilat ovat.

Asiantuntijoidemme kanssa yhdellä verkkosivustolla esitellyistä puhelimista. He neuvovat sinua ja auttavat sinua valitsemaan tarpeisiisi sopivat laitteet. , voit myös saada ilmaisen laskelman tulevan kattilahuoneesi kustannuksista.

· Tehokattilat on suunniteltu tuottamaan höyryä höyryturbiinien asennuksia varten.

· Tuotanto- ja lämpölaitokset tuottavat höyryä ja kuumaa vettä tuotannon teknologisiin tarpeisiin sekä lämmitys-, ilmanvaihto- ja käyttövesijärjestelmiä.

· Teollisuuskattilat on suunniteltu toimittamaan yritykselle höyryä ja kuumaa vettä.

· Lämmityskattilat tuottavat höyryä ja kuumaa vettä lämmitys-, ilmanvaihto- ja käyttövesijärjestelmiin.

Kaaviokaavio tuotanto- ja lämmityskattilatalosta, jossa on höyry- ja kuumavesikattila

PK - höyrykattila D - ilmanpoistaja NS - verkkovesipumppu

VK - kuumavesikattila HVO - kemiallinen vedenkäsittely NP - syöttövesipumppu

HX - kylmävesipumppu HP - kiertovesipumppu П - lämminvesivaraaja

Ydinvoimalaitos - lisävesipumppu

Kattiloiden luokittelu veden ja höyryn liikkeen organisoinnin mukaan

Kaavio luonnollisella kierrolla.

Suljettu luonnollinen kiertopiiri koostuu kahdesta putkijärjestelmästä: lämmitetystä ja lämmittämättömästä, jotka on yhdistetty ylhäältä rummuksi, alhaalta keräilijäksi. Vedellä täytetyn kattilan tilavuutta kutsutaan vesitilavuudeksi, ja höyryn määräämää yläosaa kutsutaan höyrytilavuudeksi. Vesi- ja höyrytilavuuden erottavaa pintaa kutsutaan haihtumispeiliksi.

Kun uuniin syntyy korkeita lämpötiloja, vesi kiehuu lämmitetyissä putkissa ja täyttää putket höyry-vesi-seoksella, jonka tiheys on ρ cm. Lämmittämättömät putket täytetään vedellä, jonka tiheys on ρ '. Näin ollen piirin alempi kohta - kollektori - on alttiina toisaalta lämmittämättömät putket täyttävän vesipatsaan paineelle, joka on yhtä suuri kuin ρ'gH, ja toisaalta putkien paineelle. höyry-vesi-seoksen kolonni, joka täyttää lämmitetyt putket, yhtä suuri kuin ρ cm gH. Luotu tämän seurauksena paine-ero

S dv \u003d ρ cm gN– ρ'gН \u003d gН (ρ'-ρ cm) aiheuttaa veden liikkeen piirissä ja jota kutsutaan luonnollisen kierron liikkeellepanevaksi voimaksi.

Kaavassa: H - ääriviivan korkeus, m

ρ 'ja ρ cm - veden ja höyry-vesi-seoksen tiheys, kg / m 3

g - vapaan pudotuksen kiihtyvyys, m/s 2

S dv - ajopaine, Pa

Veden liike kiertopiirissä on moninkertaista. Tämä tarkoittaa, että vesi haihtuu osittain höyryputkien läpikulkujakson aikana. Luonnollisella kierrolla massahöyrypitoisuus höyryputkien ulostulossa on 3-25%. Kun höyrypitoisuus ulostulossa on esimerkiksi 10%, jäljellä olevan vesimäärän haihduttamiseksi kokonaan, sen täytyy liikkua piirin läpi vielä 9 kertaa ja vain 10 kertaa. Näin ollen höyry-vesi-seoksen kierto on 10-kertainen. Siksi höyryn muodostumis- ja poistoprosessi piiristä tapahtuu jatkuvasti. Syöttövettä tulee myös jatkuvasti rumpuun, joka sekoittuu rumpuun höyryä kehittävistä putkista tulevaan kiehuvaan veteen ja menee alaspäin. Siksi vettä kiertää piirissä koko ajan vakiomäärä. Hydraulisen vastuksen vähentämiseksi nostoputket sijoitetaan pystysuoraan tai jyrkästi kaltevaan.

Piiriä pitkin kiertävän veden massamäärän Ĝ 0 (kg / s) suhdetta siihen muodostuvan höyryn määrään D (kg / s) aikayksikköä kohti kutsutaan kiertonopeudeksi: K \u003d Ĝ 0 / D

Kattiloihin, joissa on luonnollinen kierto К=4..30

Kattilalaitos (kattilahuone) on rakenne, jossa työnestettä (lämmönsiirtoainetta) (yleensä vettä) lämmitetään lämmitys- tai höyrynsyöttöjärjestelmää varten, joka sijaitsee yhdessä teknisessä huoneessa. Kattilahuoneet liitetään kuluttajiin lämpöjohdon ja/tai höyryputkien avulla. Kattilarakennuksen päälaite on höyry-, tuliputki- ja/tai kuumavesikattila. Kattiloita käytetään keskitettyyn lämmön ja höyryn syöttöön tai rakennusten paikalliseen lämmönhuoltoon.

Kattilalaitos on joukko laitteita, jotka sijaitsevat erityisissä tiloissa ja joiden tehtävänä on muuntaa polttoaineen kemiallinen energia höyryn tai kuuman veden lämpöenergiaksi. Sen pääelementit ovat kattila, polttolaite (uuni), syöttö- ja vetolaitteet. Yleensä kattilalaitos on kattilan (kattiloiden) ja laitteiden yhdistelmä, mukaan lukien seuraavat laitteet: polttoaineen syöttö ja poltto; veden puhdistus, kemiallinen käsittely ja ilmanpoisto; lämmönvaihtimet eri tarkoituksiin; lähde (raaka)vesipumput, verkko- tai kiertovesipumput - veden kierrättämiseen lämmönjakelujärjestelmässä, täydennyspumput - kompensoimaan kuluttajan kuluttamaa vettä ja vuotoja verkoissa, syöttöpumput veden syöttämiseen höyrykattiloihin, kierrättävät ( sekoitus); ravitsevaa, lauhdutussäiliöt, kuuman veden varastointisäiliöt; puhaltaa tuulettimet ja ilman polku; savunpoistot, kaasupolku ja savupiippu; ilmanvaihtolaitteet; polttoaineen palamisen automaattiset säätö- ja turvallisuusjärjestelmät; lämpösuoja tai ohjauspaneeli.

Kattila on lämmönvaihtolaite, jossa kuuman polttoaineen palamistuotteista siirretään lämpöä veteen. Tämän seurauksena höyrykattiloissa vesi muunnetaan höyryksi ja kuumavesikattiloissa se lämmitetään vaadittuun lämpötilaan.

Polttolaitteen tehtävänä on polttaa polttoainetta ja muuttaa sen kemiallinen energia kuumennettujen kaasujen lämmöksi.

Syöttölaitteet (pumput, injektorit) on suunniteltu syöttämään vettä kattilaan.

Vetolaite koostuu puhaltimista, kaasukanavajärjestelmästä, savunpoistojärjestelmästä ja savupiipusta, joiden avulla uuniin syötetään tarvittava määrä ilmaa ja palamistuotteiden liikkuminen kattilan hormien läpi sekä niiden poisto. ilmakehään. Palamistuotteet, jotka liikkuvat kaasukanavia pitkin ja joutuvat kosketuksiin lämmityspinnan kanssa, siirtävät lämpöä veteen.

Taloudellisemman toiminnan varmistamiseksi nykyaikaisissa kattilalaitoksissa on apuelementit: veden ekonomaiseri ja ilmanlämmitin, jotka lämmittävät vettä ja ilmaa; laitteet polttoaineen syöttöön ja tuhkanpoistoon, savukaasujen ja syöttöveden puhdistamiseen; lämmönsäätölaitteet ja automaatiolaitteet, jotka varmistavat kattilahuoneen kaikkien osien normaalin ja keskeytymättömän toiminnan.

Kattilarakennukset jaetaan lämmön käytön mukaan energiaan, lämmitykseen sekä tuotantoon ja lämmitykseen.

Voimakattilat toimittavat höyryä voimalaitoksille, jotka tuottavat sähköä ja ovat yleensä osa voimalaitoskompleksia. Lämmitys- ja tuotantokattilarakennukset sijaitsevat teollisuusyrityksissä ja tarjoavat lämpöä lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmiin, rakennusten kuumavesihuoltoon ja teknologisiin tuotantoprosesseihin. Lämmityskattilat ratkaisevat samat ongelmat, mutta palvelevat asuin- ja julkisia rakennuksia. Ne on jaettu erillisiin, toisiinsa lukittuihin, ts. muiden rakennusten viereen ja rakennuksiin rakennettuna. Viime aikoina yhä useammin rakennetaan itsenäisiä laajennettuja kattilataloja, joiden odotetaan palvelevan rakennusryhmää, asuinkorttelia, mikropiiriä.

Asuin- ja julkisiin rakennuksiin rakennettujen kattilarakennusten asentaminen on tällä hetkellä sallittua vain asianmukaisin perustein ja terveysvalvontaviranomaisten kanssa sovittuna.

Pienitehoiset kattilarakennukset (yksittäiset ja pienryhmät) koostuvat yleensä kattiloista, kierto- ja lisäpumpuista sekä vetolaitteista. Tästä laitteesta riippuen kattilahuoneen mitat määritetään pääasiassa.

2. Kattilalaitosten luokittelu

Kattilalaitokset jaetaan kuluttajien luonteesta riippuen energiaan, tuotantoon sekä lämmitykseen ja lämmitykseen. Saadun lämmönsiirtoaineen tyypin mukaan ne jaetaan höyryyn (höyryn tuottamiseksi) ja kuumaan veteen (kuuman veden tuottamiseksi).

Voimakattilalaitokset tuottavat höyryä lämpövoimaloiden höyryturbiineja varten. Tällaiset kattilarakennukset on yleensä varustettu suuren ja keskisuuren tehon kattilayksiköillä, jotka tuottavat höyryä suuremmilla parametreilla.

Teollisuuden lämpökattilalaitokset (yleensä höyry) tuottavat höyryä teollisuuden tarpeiden lisäksi myös lämmitykseen, ilmanvaihtoon ja kuuman veden huoltoon.

Lämmityskattilalaitokset (pääasiassa vesilämmitys, mutta ne voivat olla myös höyryä) on suunniteltu palvelemaan teollisuus- ja asuintilojen lämmitysjärjestelmiä.

Lämmönjakelun laajuudesta riippuen lämmityskattilarakennukset ovat paikallisia (yksittäisiä), ryhmä- ja aluealueita.

Paikalliset kattilarakennukset on yleensä varustettu kuumavesikattiloilla, joiden vesi lämmittää enintään 115 ° C:n lämpötilaan, tai höyrykattiloilla, joiden käyttöpaine on enintään 70 kPa. Tällaiset kattilarakennukset on suunniteltu toimittamaan lämpöä yhteen tai useampaan rakennukseen.

Ryhmäkattilalaitokset tuottavat lämpöä rakennusryhmille, asuinalueille tai pienille asuinalueille. Ne on varustettu sekä höyry- että kuumavesikattiloilla, joiden lämpöteho on suurempi kuin paikallisten kattilatalojen kattiloissa. Nämä kattilarakennukset sijaitsevat yleensä erityisesti rakennetuissa erillisissä rakennuksissa.

Kaukolämpökattilataloja käytetään lämmön toimittamiseen suurille asuinalueille: ne on varustettu suhteellisen tehokkailla kuumavesi- tai höyrykattiloilla.

Riisi. yksi.

Riisi. 2.

Riisi. 3.

Riisi. 4.

On tapana näyttää ehdollisesti kattilalaitoksen piirikaavion yksittäiset elementit suorakulmioiden, ympyröiden jne. muodossa. ja yhdistä ne toisiinsa viivoilla (kiinteä, katkoviiva), jotka osoittavat putkistoa, höyryputkia jne. Höyry- ja kuumavesikattilalaitosten kaavioissa on merkittäviä eroja. Kahden höyrykattilan 1 höyrykattilalaitos (kuva 4, a), joka on varustettu erillisillä vesi-4- ja ilma-5-ekonomaisereilla, sisältää ryhmätuhkankerääjän 11, johon savukaasut menevät keräyksen 12 kautta. Savukaasujen imemiseen. savupiippuun 9 on asennettu tuhkakeräimen 11 ja savunpoistolaitteiden 7 sähkömoottoreilla 8 väliselle alueelle. Portit (läpät) 10 asennetaan kattilahuoneen toimintaa varten ilman savunpoistoa.

Kattiloista erillisten höyrylinjojen 19 kautta tuleva höyry tulee yhteiseen höyrylinjaan 18 ja sen kautta kuluttajalle 17. Lämpöä luovutettuaan höyry tiivistyy ja palaa kattilahuoneeseen lauhdeputken 16 kautta keräyslauhdesäiliöön 14. linja 15, lisävettä syötetään lauhdesäiliöön vedensyötöstä tai kemiallisesta vedenkäsittelystä (kuluttajilta palautumattoman määrän kompensoimiseksi).

Jos osa lauhteesta katoaa kuluttajan luo, kondensaatin ja lisäveden seos syötetään lauhdesäiliöstä pumpuilla 13 syöttöputken 2 kautta ensin ekonomaiseriin 4 ja sitten kattilaan 1. palamiseen tarvittava ilma imetään keskipakopuhaltimilla 6 osittain huoneen kattilahuoneesta, osittain ulkopuolelta ja ilmakanavien 3 kautta syötetään ensin ilmanlämmittimiin 5 ja sitten kattiloiden uuneihin.

Kuumavesikattilalaitos (kuva 4, b) koostuu kahdesta kuumavesikattilasta 1, joista yksi ryhmäveden ekonomaiseri 5 palvelee molempia kattiloita. Savukaasut, jotka poistuvat ekonomaiserista yhteisen keräyssian 3 kautta, menevät suoraan savupiippuun 4. Kattiloissa lämmitetty vesi menee yhteiseen putkistoon 8, josta se syötetään kuluttajalle 7. Lämpöä luovutettuaan jäähdytetty vesi on ensin lähetetään paluuputken 2 kautta ekonomaiseriin 5 ja sitten takaisin kattiloihin. Suljetussa piirissä olevaa vettä (kattila, kuluttaja, ekonomaiseri, kattila) siirretään kiertovesipumpuilla 6.

Riisi. 5. : 1 - kiertovesipumppu; 2 - tulipesä; 3 - tulistin; 4 - ylempi rumpu; 5 - vedenlämmitin; 6 - ilmanlämmitin; 7 - savupiippu; 8 - keskipakotuuletin (savunpoisto); 9 - tuuletin ilman syöttämiseen ilmanlämmittimeen

Kuvassa Kuvassa 6 on kaavio kattilayksiköstä, jossa on höyrykattila, jossa on ylärumpu 12. Kattilan alaosassa on uuni 3. Nestemäisen tai kaasumaisen polttoaineen polttamiseen käytetään suuttimia tai polttimia 4, joiden kautta polttoainetta syötetään uuni ilman kanssa. Kattila on rajoitettu tiiliseinillä - muuraus 7.

Polttoainetta poltettaessa vapautuva lämpö lämmittää veden kiehuvaksi uunin 3 sisäpintaan asennetuissa putkiseuloissa 2 ja varmistaa sen muuntumisen vesihöyryksi.

Kuva 6.

Uunin savukaasut kulkeutuvat kattilan kaasukanaviin, jotka muodostuvat vuorauksesta ja putkinippuihin asennetuista erityisistä väliseinistä. Liikkuessaan kaasut huuhtelevat kattilan ja tulistimen 11 putkikimppuja, kulkevat ekonomaiserin 5 ja ilmanlämmittimen 6 läpi, missä ne myös jäähtyvät johtuen lämmön siirtymisestä kattilaan tulevaan veteen ja kattilaan syötettävään ilmaan. uuniin. Tämän jälkeen merkittävästi jäähtyneet savukaasut poistetaan savupiipun 17 avulla savupiipun 19 kautta ilmakehään. Kattilan savukaasut voidaan poistaa myös ilman savunpoistoa savupiipun synnyttämän luonnollisen vedon vaikutuksesta.

Vesi syötetään vesilähteestä syöttöputken kautta pumpulla 16 vedensäästölaitteeseen 5, josta se lämmityksen jälkeen menee kattilan 12 ylärumpuun. Kattilarummun täyttöä vedellä ohjataan rumpuun asennettu vettä osoittava lasi. Tällöin vesi haihtuu ja muodostuva höyry kerätään ylärummun 12 yläosaan. Sitten höyry tulee tulistimeen 11, jossa se kuivuu täysin savukaasujen lämmön vaikutuksesta ja sen lämpötila nousee. .

Tulistimesta 11 höyry tulee päähöyryputkeen 13 ja sieltä kuluttajalle, joka käytön jälkeen tiivistyy ja palaa kuuman veden (kondensaatin) muodossa takaisin kattilahuoneeseen.

Kuluttajan kondenssivesihäviöt korvataan vedellä vesijärjestelmästä tai muista vesihuoltolähteistä. Ennen kattilaan tuloa vesi käsitellään asianmukaisesti.

Polttoaineen palamiseen tarvittava ilma otetaan pääsääntöisesti kattilahuoneen yläosasta ja syötetään puhaltimella 18 ilmanlämmittimeen 6, jossa se lämmitetään ja lähetetään sitten uuniin. Pienitehoisissa kattilahuoneissa ilmalämmittimet yleensä puuttuvat ja kylmää ilmaa syötetään uuniin joko tuulettimen avulla tai savupiipun aiheuttaman uunin harventumisen vuoksi. Kattilalaitokset on varustettu vedenkäsittelylaitteilla (ei näy kaaviossa), instrumenteilla ja asianmukaisilla automaatiolaitteistoilla, mikä varmistaa niiden keskeytymättömän ja luotettavan toiminnan.

Riisi. 7.

Kattilahuoneen kaikkien elementtien oikeaan asennukseen käytetään kytkentäkaaviota, jonka esimerkki on esitetty kuvassa. yhdeksän.

Riisi. yhdeksän.

Kuumavesikattilalaitokset on suunniteltu tuottamaan kuumaa vettä, jota käytetään lämmitykseen, käyttövesihuoltoon ja muihin tarkoituksiin.

Normaalin toiminnan varmistamiseksi kuumavesikattilalla varustetut kattilahuoneet on varustettu tarvittavilla varusteilla, instrumenteilla ja automaatiolaitteilla.

Kuumavesikattilatalossa on yksi lämmönsiirto - vesi, toisin kuin höyrykattilatalossa, jossa on kaksi lämmönsiirtoa - vesi ja höyry. Tältä osin höyrykattilarakennuksessa on oltava erilliset putkistot höyrylle ja vedelle sekä säiliöitä kondensaatin keräämiseksi. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että kuumavesikattilat olisivat yksinkertaisempia kuin höyrykattilat. Vesi- ja höyrykattilalaitokset vaihtelevat monimutkaisuudeltaan riippuen käytetyn polttoaineen tyypistä, kattiloiden, uunien suunnittelusta jne. Sekä höyry- että vesilämmityskattilalaitoksessa on yleensä useita kattilayksikköjä, mutta vähintään kaksi, ei kuitenkaan yli neljästä viiteen. Kaikki ne on yhdistetty yhteisillä viestinnöillä - putkistoja, kaasuputkia jne.

Pienemmän tehon kattiloiden laite on esitetty alla tämän aiheen kohdassa 4. Eritehoisten kattiloiden rakenteen ja toimintaperiaatteiden ymmärtämiseksi paremmin, on toivottavaa verrata näiden vähemmän tehokkaiden kattiloiden rakennetta yllä kuvattuun suurempien kattiloiden laitteeseen ja löytää niistä pääelementit, jotka toimivat samoin. toimintoja sekä ymmärtää suunnitteluerojen pääasialliset syyt.

3. Kattilayksiköiden luokittelu

Kattilat teknisinä laitteina höyryn tai kuuman veden tuotantoon erottuvat erilaisista suunnittelumuodoista, toimintaperiaatteista, käytetyistä polttoaineista ja suoritusindikaattoreista. Mutta veden ja höyry-vesi-seoksen liikkeen järjestämismenetelmän mukaan kaikki kattilat voidaan jakaa seuraaviin kahteen ryhmään:

Kattilat luonnollisella kierrolla;

Kattilat jäähdytysnesteen (vesi, höyry-vesi-seos) pakkoliikkeellä.

Nykyaikaisissa lämmitys- ja lämmitys-teollisissa kattilahuoneissa höyryn tuotantoa varten käytetään pääasiassa luonnollisen kierron kattiloita ja kuuman veden tuotantoon - kattiloita, joissa on jäähdytysnesteen pakkoliike, jotka toimivat suoravirtausperiaatteella.

Nykyaikaiset luonnollisen kierron höyrykattilat on valmistettu pystysuorista putkista, jotka sijaitsevat kahden keräimen (ylempi ja alempi rumpu) välissä. Heidän laitteensa on esitetty kuvan 1 piirroksessa. Kuva 10, valokuva ylemmistä ja alemmista rumpuista ja niitä yhdistävistä putkista - kuvassa 1. 11, ja sijoitus kattilahuoneeseen - kuvassa 12. Yksi putkien osa, jota kutsutaan lämmitetyiksi "nostoputkiksi", lämmitetään polttimella ja polttoaineen palamistuotteilla, ja toinen, yleensä lämmittämätön osa putkista, sijaitsee kattilayksikön ulkopuolella, ja sitä kutsutaan "laskuputkiksi". ". Lämmitetyissä nousuputkissa vesi kuumennetaan kiehuvaksi, osittain haihtuu ja menee höyry-vesi-seoksena kattilan rumpuun, jossa se erotetaan höyryksi ja vedeksi. Lämmittämättömien laskuputkien kautta vesi ylemmästä rummusta tulee alakeräimeen (rumpuun).

Jäähdytysnesteen liike kattiloissa, joissa on luonnollinen kierto, johtuu ajopaineesta, joka syntyy laskuputken vesipatsaan ja nousuputkien höyry-vesi-seoksen kolonnin painojen eroista.

Riisi. kymmenen.

Riisi. yksitoista.

Riisi. 12.

Höyrykattiloissa, joissa on monikiertoinen pakkokierto, lämmityspinnat on tehty kierukoiksi, jotka muodostavat kiertopiirejä. Veden ja höyry-vesi-seoksen liike tällaisissa piireissä suoritetaan kiertovesipumpulla.

Kertakäyttöisissä höyrykattiloissa kiertosuhde on yksi, ts. Syöttövesi, kuumenee, muuttuu peräkkäin höyry-vesi-seokseksi, kylläiseksi ja tulistettuksi höyryksi.

Kuumavesikattiloissa kiertokiertoa pitkin liikuttaessa vesi lämmitetään yhdellä kierroksella alkulämpötilasta loppulämpötilaan.

Lämmönsiirtoaineen tyypin mukaan kattilat jaetaan vesilämmitys- ja höyrykattiloihin. Kuumavesikattilan tärkeimmät indikaattorit ovat lämpöteho, eli lämpöteho ja veden lämpötila; Höyrykattilan tärkeimmät indikaattorit ovat höyryn tuotto, paine ja lämpötila.

Kuumavesikattilat, joiden tarkoituksena on saada tiettyjen parametrien kuumaa vettä, käytetään lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmien, kotitalouksien ja teknisten kuluttajien lämmöntoimitukseen. Kuumavesikattilat, jotka toimivat yleensä läpivirtausperiaatteella ja jatkuvalla vesivirralla, asennetaan lämpövoimaloiden lisäksi myös kaukolämpöön sekä lämmitys- ja teollisuuskattilataloihin pääasiallisena lämmönlähteenä.

Riisi. kolmetoista.

Riisi. neljätoista.

Lämmönvaihtoväliaineiden (savukaasut, vesi ja höyry) suhteellisen liikkeen mukaan höyrykattilat (höyrygeneraattorit) voidaan jakaa kahteen ryhmään: vesiputkikattilat ja tuliputkikattilat. Vesiputkihöyrynkehittimissä vesi ja höyry-vesi-seos liikkuvat putkien sisällä ja savukaasut huuhtelevat putket ulkopuolelta. Venäjällä 1900-luvulla käytettiin pääasiassa Shukhovin vesiputkikattiloita. Paloputkissa päinvastoin savukaasut liikkuvat putkien sisällä ja vesi pesee putket ulkopuolelta.

Veden ja höyry-vesi-seoksen liikeperiaatteen mukaan höyrynkehittimet on jaettu yksiköihin, joissa on luonnollinen kierto ja pakkokierto. Jälkimmäiset on jaettu suoraan virtaukseen ja moninkertaiseen pakkokiertoon.

Kuvassa on esimerkkejä sijoituksista eri teho- ja käyttötarkoituksisiin kattiloihin sekä muihin laitteisiin. 14-16.

Riisi. viisitoista.

Riisi. kuusitoista. Esimerkkejä kotitalouksien kattiloiden ja muiden laitteiden sijoittamisesta