Призначення та влаштування котельних установок
Котельня - це комплекс пристроїв для отримання водяної пари під тиском (або гарячої води). Котельна установка складається з котельного агрегату, в якому проводиться водяна пара із заданими тиском і температурою, та ряду допоміжних пристроїв, призначених для приготування та подачі палива, поживної води та повітря, а також видалення виробничих відходів (димових газів та зольних залишків палива). Водяна пара використовується в енергетиці для приводу парових турбін, а також як середовище, що гріє, в технологічних процесах (нагрівання, сушіння, випарювання і т.д.) і в побуті (опалення, гаряче водопостачання). Поряд із паровими котлоагрегатами у невеликих комунальних котельнях застосовуються також водогрійні котли, в яких підігріваються вода, що використовується для потреб теплопостачання.
Залежно від продуктивності розрізняють котельні установки малої (до 20 т/год), середньої (20-70 т/год) і великої (понад 100 т пари на годину) продуктивності. За величиною тиску пари котельні установки бувають низького (до 3 МПа), середнього (3-7,5 МПа), високого (10-15 МПа), надвисокого (15-22,5 МПа) та надкритичного (понад 22,5 МПа) тиску.
Розрізняють котлоагрегати природною та примусовою циркуляцією (прямотковою). В останніх рух води відбувається під дією насоса. Потужні енергетичні котлоагрегати з природною циркуляцією, що випускаються в даний час, мають параметри пари р=14 МПа та t=570°С, а котлоагрегати зі штучною циркуляцією - р=25 МПа та t=565°С.
У котельному агрегаті відбувається безперервна циркуляція води та пароводяної суміші. Суміш води і пари, що утворюється в екранних трубах, має меншу щільність, ніж вода в опускних трубах, що надходить збарабан котла. Внаслідок цього пароводяна суміш піднімається по екранних трубах в барабан котла, від, куди вода переміщається вниз по опускних трубах, що не обігріваються (природна циркуляція). Порушення нормальної циркуляції води в котлоагрегаті (наприклад, при низькому рівні води в барабані котла) може призвести до перегріву труб та виходу з ладу. Опускні та екранні труби з'єднуються між собою за допомогою колектора. Кип'ятільні труби, розташовані на стінах топки, утворюють поверхні нагріву, які називаються екранами.
У барабані насичена пара відокремлюється від води і надходить у пароперегрівач, де він нагрівається до заданої температури. Пароперегрівач є теплообмінником, трубки якого вигнуті у вигляді змійовиків. Димові гази рухаються зовні трубок, а водяна пара - усередині. У котлоагрегатах великої продуктивності встановлюють додаткові перегрівачі для вторинного перегріву пари.
Гази виносять з топки значну кількість золи (при факельному спалюванні до 80-90%), тому після повітропідігрівача димові гази направляються для очищення в золоуловлювач, що попереджає забруднення навколишньої місцевості. Потім димососом димові гази через димову трубу викидаються в атмосферу. Димосос є вентиляторною установкою відцентрового типу з електричним приводом. Для подачі повітря в топку котельного агрегату встановлюється також дутьовий вентилятор.
Потужні котельні установки, що працюють на твердому паливі, мають складну систему подачі та приготування палива, що включає млини та дробарки, механізми для подачі палива в камеру топки, ємності для зберігання вугільного пилу, стрічкові транспортери і т.д. Система приготування палива може бути централізованою чи індивідуальною. УУ більшості випадків застосовується індивідуальна система пилоприготування, в якій кожен котлоагрегат має власну систему для приготування палива.
Виняткове важливе значення при експлуатації котелень мають внутрішньокотлові процеси: утворення накипу, сепарація крапельок вологи від пари, що надходить у пароперегрівач. Шар накипу на внутрішніх стінках екранних і кип'ятільних труб є значним термічним опором, який ізолює трубу від пароводяної суміші, що рухається по ній, що призводить до небезпечного перегріву труб. Для попередження утворення накипу котельний агрегат живиться конденсатом пари. Втрати конденсату зазвичай заповнюються хімічно очищеною водою, з якої видалені накипеутворюючі солі (солі жорсткості).
Усередині барабана котла встановлюються різні пристрої для механічної сепарації крапельок вологи. При поганій сепарації в пароперегрівач разом із вологою потраплятимуть солі, які осідають на трубах пароперегрівача. Для того щоб попередити підвищення концентрації солей у котловій воді, застосовують безперервне продування котлоагрегату. При цьому з барабана котла видаляється частина води і замість неї додатково подається така кількість поживної води, що містить значно меншої солі. За рахунок цього вмісту солей у котловій воді підтримується на певному рівні. Поряд з безперервною продуванням застосовує також періодичну, при якій з нижніх колекторів видаляють частину води, а разом з нею і солі, що випали у вигляді твердого осаду (шламу).
Сучасні котельні агрегати, що застосовуються в енергетиці, є дуже складними установками, що мають великі розміри (висота досягає 35-50 метрів). Управління роботою таких котлоагрегатів автоматизоване. При цьомуавтоматично підтримуються в заданих межах параметри пари, продуктивність, витрата палива та повітря, рівень води в барабані котлоагрегату тощо.
Котел-утилізатор
Список використаної літератури
1. Велика радянська енциклопедія
2. Бондарєв В.А., Процький А.Є., Гринкевич Р.М. Теплотехніка. Изд.2-е, испр. та дод. Мінськ, "Вища школа", 1976
3. Загальна теплотехніка, Мінськ "Вища школа", 1965
4. Теплотехніка. За заг. ред. І.М. Сушкіна М., 1973
5. Теплотехнічний довідник, м. - Л., "Держенерговидав"