Отоплителни котелни

Котелна инсталация е комплекс от устройства, разположени в специални помещения и предназначени да преобразуват химическата енергия на горивото в топлинна енергия на пара или гореща вода. Отоплителната котелна сграда се състои от котел, пещ, устройства за захранване, подхранване и тяга. Спомагателните елементи на отоплителните котли включват устройства за подаване на гориво, загряване на вода, почистване на димни газове, пречистване на вода, устройства за термичен контрол и оборудване за автоматизация.

В зависимост от вида на използвания топлоносител котлите се делят на водогрейни и парни.

Парен котел - устройство, което има пещ, нагрята от продуктите на изгореното в него гориво и предназначено да произвежда пара с налягане над атмосферното, използвано извън самото устройство.

Водогрейният котел е устройство, което има пещ, нагрявана от продуктите на изгореното в него гориво и предназначена да загрява вода при налягане над атмосферното налягане и се използва като топлоносител извън самото устройство.

Горивното устройство (пещ) се използва за изгаряне на гориво и преобразуване на неговата химическа енергия в топлината на произведените газове. Основното горивно устройство на отоплителни котли на твърдо гориво с ниска мощност е обикновена решетка с ръчно управление. За изгаряне на газ или течно гориво е разположена камерна пещ и са монтирани газови горелки или дюзи.

Устройствата за захранване и допълване (помпи, резервоари, тръбопроводи) са предназначени за подаване на вода към котел или отоплителна мрежа (отоплителна система).необходимото количество въздух в пещта и движението на продуктите от горенето (димните газове) през димните канали на котела, както и тяхното отстраняване в атмосферата. Продуктите от горенето на горивото, движейки се през газопроводите на котела и в контакт с нагревателните му повърхности, предават топлина на водата.

На фиг. 1 показва опростена схема на отоплителен котел.Котелът за гореща вода 1 има обикновена решетка, върху която ръчно се изхвърля гориво, доставено до котела от склад чрез мобилен резервоар за гориво 3. Димните газове, получени от изгарянето на гориво в котела, се изпращат през димоотвода 5 към пепелоуловителя 7 и след това през димоотвода 6 в изпускателната тръба 9 и след това през комина 8 се отделят в атмосферата. Колекторите за пепел почистват димните газове от пепел и малки частици неизгоряло гориво, които се изливат през тръбопровод 10 в канавка за отстраняване на шлака и пепел и се отстраняват от котелното помещение с помощта на специално устройство - скрепер. Димоотвод 9, обикновено инсталиран в присъствието на колектори за пепел, ви позволява да намалите височината на комина. За да се гарантира, че въздухът, необходим за изгаряне, се доставя в пещта, е монтиран вентилатор 2, който през въздуховода 4 поема най-нагрятия въздух от горната зона на котелното помещение.

Ориз. 1 "Опростена схема на отоплителна котелна централа с ниска мощност"

Производителността на водогрейните котли се изчислява в мегавати (MW) или киловати (kW), както и в килокалории, произведени за 1 час (kcal/h), а на парните котли - в килограми или тонове пара, произведена за 1 час (kg/h или t/h). В парните котли над котела е монтиран парен колектор за генериране на пара.

Устройството на модерна отоплителна котелна централа с водогрейни котли на твърдо гориво е показано на фиг. 2. Показва плана исекции на отоплителна котелна централа с шест котла KV, оборудвани с ръчни решетки за въглища. В котелна инсталация от полуотворен тип, димоотвод 5 е монтиран на два котела, а пепелният уред 4, състоящ се от два циклона, е разположен извън сградата. Водогрейните котли 7 имат обща облицовка. Нагнетателни вентилатори 8 за всеки котел са разположени в предната им част и подават въздух под решетката през подземен канал. Отоплителната котелна централа има тухлена тръба 6 с височина 30 м. Загубите в отоплителната мрежа се попълват с химически пречистена вода, приготвена във филтри 9 съгласно схемата на Na-катионизация. Отоплителната котелна разполага с открит склад за гориво, разположен в близост до мястото, където горивото се доставя по шосе. Горивото се подава в котелната централа и се зарежда във външни стенни бункери с мотокар 11. Пепелта и шлаката се отстраняват от скрепер 2. Шлаката се изхвърля през накланящи се решетки в канал 10, разположен под котлите и пълен с вода. Уловената в циклоните пепел също се изхвърля в канала за отстраняване на пепелта през тръбата 12. Скреперът 2 зарежда шлаката и пепелта в бункера 1, от който огнищните остатъци се изваждат от моторни превозни средства. Лебедката 3 на скреперния повдигач работи периодично.

Ориз. 2 "Отоплителна котелна със стоманени котли "КВ" на твърдо гориво"

В някои случаи (когато котелната централа е разположена в жилищен район), вентилаторите и димоотводите се поставят вътре в сградата на котелната централа. В малките (домашни) котелни димните газове от котела могат да се изхвърлят в комина без димоотвод - под действието на естествена тяга. Понякога в тези инсталации също няма вентилатори за подаване на въздух към пещта, който е необходим за изгаряне на гориво. Пепелта и шлаката, образувани от изгарянето на горивото, се изхвърлят ръчно от пещта илипрез вратата на пещта към предната част на котела или през вратата за пепелта, ако в пещта са монтирани ротационни решетки.

На фиг. 3 показва електрическата схема на мрежовите тръбопроводи. Водата от потребителите през връщащия тръбопровод 16 на отоплителната мрежа през резервоара 15 се подава от центробежни мрежови помпи 14 към котела 9, където се нагрява до необходимата температура и се подава към потребителя през захранващия тръбопровод 1. Възвратен клапан е монтиран на захранващата линия до шибърите. На изхода на котлите са предвидени байпасни линии 12 с инсталиране на възвратни клапани за преминаване на охлаждащата течност в случай, че вентилът е затворен. Мрежовите помпи имат байпасна линия 13. На общия захранващ колектор са монтирани предпазни клапани 11. Водата от чешмата, която отива към Na-катионитните филтри, се загрява в топлообменника от 5 до 25 °C, за което е предвидено разклонение 8 към топлообменника на тръбопровода на захранващата мрежа. Връщащата се вода от топлообменника през тръбопровод 6 навлиза в връщащия тръбопровод 16, в който е вграден и тръбопроводът от устройството за химическа обработка на вода 7 за захранване на отоплителната мрежа. Освен това на захранващите и връщащите тръбопроводи на мрежовата вода са разположени спирателни вентили 2 и измервателна диафрагма 3. Котлите и тръбопроводите на мрежата имат дренажна линия 5, през която по време на ремонт водата се оттича в канала за отстраняване на пепелта. За изпомпване на вода от застоялите зони на тръбопроводите е инсталирана ръчна помпа 4. Въздушните колектори 10 са предназначени за отстраняване на въздуха от системата. В зависимост от предназначението на схемата могат да се посочат размерите на тръбите.

Ориз. 3 "Инсталационна схема на мрежовите тръбопроводи на котелно помещение с водогрейни котли" KV "

Инсталационната схема на тръбопроводите на парната котелна централа с KV котли е показана на фиг. 4. Чрез тръбопровода за пара 2 пара, генерирана в котли11 се изпраща на потребителя. Чрез кондензатния тръбопровод 3 кондензатът се връща от потребителя към резервоара за кондензат 5 и се смесва с вода Р, която е пречистена в антинакипни магнитни устройства (PMU) 10, откъдето се изпомпва от помпи 6 към парния колектор на котела 11. Ръчната помпа 4 се използва за изпомпване на вода от резервоара за кондензат към дренажната мрежа. Водоснабдяването на PMU се извършва от водопровода с помощта на помпи 8. На парните котли са монтирани предпазни клапани, парата от които (когато се задействат) се изпуска през тръбопровода 12 в атмосферата.

За изпускане на въздух в края на паропровода 2 е монтиран въздушен колектор 13. Тръбопроводът 14 служи за отвеждане на кондензата. Отстраняването на шлаката от котела в канала за отстраняване на пепелта се извършва през сепаратора на утайката 15 и дренажната линия 16. На тръбопровода за пара 2 е монтирана измервателна диафрагма 7 за определяне на потока на парата. Ръчната помпа се използва за изпомпване на вода от паропровода към дренажната мрежа.

Фиг. 4 "Схема за монтаж на тръбопроводи на парна котелна централа с KV котли"

Чисто отоплителните котелни са предназначени за подаване на топла вода само за отопление на затворена топлоснабдителна мрежа с параметри на водата 95 - 70 °С. Оборудвани са с водогрейни котли.

Котелните помещения, предназначени за отопление и топла вода на жилищни и обществени сгради, са оборудвани или само с водогрейни котли, или с водогрейни и парни котли. Когато котелното помещение е оборудвано само с водогрейни котли, една група котли работи само за отопление по отоплителен график. Другият осигурява натоварване на захранването с топла вода; топлата вода от тази група котли постъпва в бойлерите монтирани в котелното помещение. Циркулацията на водата в двете вериги (отоплителни мрежи и мрежи за подгряване на вода) се извършва от мрежаобщи за двете групи помпи. За да се осигури нагряване на водата в мрежата за топла вода до 5 ° C, температурата на охлаждащата течност в котлите обикновено се поддържа на 95 ° C. Такива котелни се наричат котелни с един охладител. Те предвиждат възможност при необходимост за превключване на котлите от отоплителната група за работа в групата за топла вода.

Най-често срещаната схема на отоплителна котелна централа за покриване на отоплителния товар и захранването с топла вода е котелна централа с котли за гореща вода и пара. Тук парните котли се използват за централизирано захранване с топла вода. Горещата вода се загрява в пароводни нагреватели.

Отоплителни производствени и производствени котелни

Отоплителните и производствените котелни са оборудвани с водогрейни и парни котли. Котлите за гореща вода се използват за доставка на топлина към отоплителни системи, парни котли - за задоволяване на нуждите от технологична пара с ниско налягане (ресторанти, столове, бани и др.).

Индустриалните котли са по-рядко срещани. Те обикновено са оборудвани само с парни котли, които произвеждат пара за технологични нужди, например за сушилни и др.

Отоплителните котли са изработени предимно от стомана. Известно е, че температурният режим в системите за централно отопление се регулира чрез промяна на температурата на нагрятата вода при постоянен дебит. Котелът в най-студения сезон трябва да загрява гореща вода до температура 95 °C. Температурата на връщащата се вода от отоплителната система към котела през посочения период трябва да бъде 70 °C. Когато външната температура се повиши, температурата на водата се понижава в съответствие с отоплителния график.

Например при външна температура 5°Cтемпературата на горещата вода, постъпваща от котела в системата, трябва да бъде около 43 °C, а температурата на връщащата вода трябва да бъде 35-37 °C.

Стените на котела имат приблизително еднаква температура. Когато димните газове се охладят под температурата на кондензация (под точката на оросяване), съдържащата се в тях водна пара ще изпадне под формата на капки влага по стените на газопроводите. Влагата по стените на котела под активното въздействие на кислорода и въглеродния диоксид причинява тяхната корозия. За да се избегне това, се препоръчва температурата на връщащата вода, постъпваща в котела, да се поддържа около 5 °C над температурата на точката на оросяване. Например, при изгаряне на въглища в връщащата линия на отоплителната система е достатъчно да премине вода с температура 38 + 5 = 43 ° C.

Колкото по-ниска е точката на оросяване на продуктите от горенето, толкова по-студена вода от връщащата линия на отоплителната система може да се подаде към котела, без да се страхува от кондензация на влага по стените му. При изгаряне на всички видове гориво, с изключение на антрацита, който има най-ниска точка на оросяване, влагата ще се отделя от продуктите на горенето по стените на котела. Особено обилно отделяне на влага се получава при изгарянето на влажно и богато на водород гориво, като газ.

Наличието на сяра в продуктите на горенето повишава точката на оросяване със 70-100 °C спрямо горните данни, което на практика прави невъзможно работата на отоплителните котли без замъгляване на нагревателната повърхност. При изгаряне на гориво, съдържащо сяра, в продуктите на горенето се появяват SO2 и SO3, които, когато се комбинират с водни пари, образуват сярна или сярна киселина, която причинява интензивна корозия на метала.

За да се предотврати корозията на стоманените котли, е необходимо да се предвиди или обратно нагряване на водата в специални топлообменници, или смесване на гореща вода с обратна вода, за да се увеличи нагряването й до температура надточка на оросяване с около 5°C. Ето защо, когато работят стоманени котли, температурата на връщащата и топлата вода се следи внимателно, така че нагревателната повърхност на котела да има температура над точката на оросяване на димните газове. Въпреки че тези мерки значително увеличават цената на единица генерирана топлина, но без тях стоманените котли се провалят поради корозия на метала след 1-2 отоплителни сезона.