Котельные установки. Котельные Экзамен. 1. Устройство паровых котлов. Паровой котёл
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
27 Газовоздушный тракт Воздушный тракт--комплекс оборудования для забора и повышения давления атмосферного (холодного) воздуха, его подогрева, транспортировки и подачи в топочную камеру. Воздушный тракт включает короба холодного и горячего воздуха, воздухоподогреватель (воздушная сторона) и горелочные устройства; аэродинамическое сопротивление воздушного тракта преодолевается дутьевым вентилятором. Газовый тракт -- комплекс элементов оборудования котельной установки, по которому осуществляется движение продуктов сгорания из топки до выхода в атмосферу; он включает горизонтальный газоход и конвективную шахту парового котла с расположенными в них поверхностями нагрева, газовый короб, золоуловитель и заканчивается дымовой трубой. Аэродинамическое сопротивление газового тракта преодолевается дымососом. Воздушный и газовый тракты соединяются между собой последовательно. Так образуется газовоздушный тракт парового котла.  Схема газовоздушного тракта с уравновешенной тягой Рис. 3. Схема газовоздушного тракта с уравновешенной тягой: 1 -- воздухозаборник 2 -- короб горячего воздуха; 3 -- присосы холодного воздуха; 4 -- контроль разрежения на выходе из топки; Б -- барабан-сепаратор; ПП -- пароперегреватель; ЭК -- экономайзер; ВП -- воздухоподогреватель; ДВ -- дутьевой вентилятор; ДС -- дымосос; ДТ -- дымовая труба; ПС -- система пылеприготовления; Г -- горелка; Т -- топочная камера. 28 Циклонные (вихревые) топки. Недостаток сжигания топлива в факеле заключается в том, что его частицы находятся в топочном объеме ограниченное время (2—3 с), определяемое скоростью движения факела и продуктов сгорания в топке.  Рис.5. Схема горизонтального циклонного предтопка Циклонные вихревые топки лишены этого недостатка. К топке котла пристраивается цилиндрический предтопок — циклон (рис.5), в котором пылевоздушная смесь энергично закручивается по спирали вторичным воздухом 2. Внутренняя поверхность циклона защищена ошипованными экранными трубами, покрытыми огнеупорной набивной массой. Мелкие частицы топлива сгорают на лету в объеме предтопка. Крупные частицы топлива центробежной силой отбрасываются на стены и полностью сгорают на пленке из жидкого шлака независимо от длительности пребывания продуктов сгорания в циклоне и скорости их перетекания в камеру дожигания (топку) через амбразуру 3 циклона. В предтопке улавливается от 60 до 85% золы, которая в виде жидкого шлака удаляется через летку 4. Несмотря на ряд преимуществ, циклонные топки менее надежны в эксплуатации и более трудоемки при ремонте. Они не получили широкого распространения. 29 Устройство для удаления шлака Для удаления шлака из топок мощных котлоагрегатов применяют механизирован¬ные устройства непрерывного действия. Устройство со скребковым транспортером, передвигающим шлак по дну ванны, заполненной водой, показано на рис. 12, а. Уровень воды в ванне поддерживается переливной трубой. Скребковый транспор¬тер сбрасывает шлак в шлакодробилку, а затем в канал гидрозолоудаления. Для топок с гранулированным шлакоудалением надобность в шлакодробилке для некоторых топлив (особенно для бурых углей) отпадает, так как припопадании в воду шлак растрескивается.  Другая конструкция механизированного шлакоудаляющего устройства со шнеком, расположенным под углом 17° к горизонту, представлена на рис. 12, б. Шнек, вращаясь, подает шлак в дробилку. На верхнем конце шнека расположен шарнир, позволяющий валу шнека приподниматься при попадании кусков шлака под виток и избежать повреждения шнека. Описанные устройства применяют для топок как с твердым, так и с жидким шлако-удалением. 30 Топливный тракт  31 Подготовка топлива к сжиганию определяется его видом. В промышленных котлах небольшой паропроизводительности применяют сжигание твердого топлива в объеме слоя — слоевое сжигание. В этом случае подготовка топлива не вызывает особых затруднений и сводится лишь к созданию слоя кускового топлива на колосниковых решетках, загрузка на которые осуществляется либо вручную, либо с помощью простейших механических приспособлений. В современных энергетических паровых котлах твердое топливо (бурые и каменные угли, антрацит, сланцы, торф) сжигается в виде пыли, которая подается в топочную камеру воздухом и во взвешенном состоянии сгорает в ее объеме. Такой способ сжигания называется камерным или факельным. Схема подготовки твердого органического топлива для камерного сжигания представлена на рис. 1. Твердое топливо, поступающее на электростанцию, обычно транспортируется в железнодорожных вагонах, которые разгружаются с помощью вагоноопрокидывателей 1 в приемный бункер 2. Из приемного бункера топливо поступает на ленточные транспортеры (конвейеры) 3, с помощью которых одна часть его направляется на угольный склад 9, а другая — на сжигание. Перед сжиганием топливо электромагнитным сепаратором 4 очищается от металлического лома, а затем сортируется на вибрационном грохоте (вибрационной решетке) 5. Мелкие (до 20 мм и менее) куски просыпаются через отверстия грохота и поступают в бункер 7 сырого угля, а крупные, задержанные вибрационным грохотом, поступают для дробления на молотковую дробилку 6 и также транспортируются в бункер сырого угля. Для получения окончательного продукта — угольной пыли (размер частиц 0,3—0,5 мм) из бункера 7 топливо направляется в углеразмольные мельницы 8, где одновременно подсушивается до необходимой влажности, чтобы пыль обладала хорошей текучестью. Полученная пыль транспортируется по пылепроводам потоком воздуха и вдувается в топочную камеру через горелочные устройства (горелки).  Подготовка газового топлива к сжиганию в котлах сводится к очистке газа в механических фильтрах от твердых примесей и влаги. Так как давление газа в магистральных газопроводах, по которым он поступает на электростанцию, достаточно высокое - 0,5 - 0,6 МПа (5-6 кгс/см2), перед подачей к горелкам его снижают до рабочего - 0,08-0,13 МПа (0,8-1,3 кгс/см2). Для снижения и поддержания давления газа на заданном уровне служат регуляторы давления. Жидкое топливо, в основном мазут, поступает на электростанцию в цистернах, сливается в станционные баки, откуда насосами подается к форсункам котла, проходя через механические фильтры и подогреватели. Так как в подогревателях температура мазута повышается до 140—160°С, вязкость его снижается, что облегчает распыливание в форсунках. Для лучшего распыливания, а следовательно, и сжигания давление мазута перед форсунками повышается насосами до 3,5—4,5 МПа (35—45 кгс/см2). 32 Котельные агрегаты с естественной циркуляцией 33 Пароводяной тракт 34 Топливный тракт ТЭС при сжигании твёрдого топлива. 35 Башенные котлы Башенная компоновка котлов поверхностей нагрева применяется редко и главным образом при осуществлении движения газов за счет естественной тяги или наддува, а также при использовании теплоты отходящих газов и промежуточных продуктов сгорания, образующихся во встроенных в линию агрегатов энерготехнологических установок. Скорость дымовых газов в пучках труб в этих случаях ограничивается для получения малого газового сопротивления и приемлемой высоты дымовой трубы при естественной тяге. При искусственной тяге и подобной компоновке дымососы и вентиляторы приходится располагать на большой высоте, а каркас значительно усиливать. Кроме того, увеличение высоты котлоагрегата при установке внутри здания влечет за собой увеличение высоты здания, а при установке агрегата вне здания затрудняет его монтаж, обслуживание и ремонтные работы. Существуют и еще некоторые факторы, ограничивающие применение башенных компоновок котельных агрегатов. Некоторое распространение в котельных агрегатах получили так называемые Т-образные компоновки, в которых из топочной камеры продукты сгорания выходят двумя потоками в два соединительных газохода и две конвективные шахты. Такие компоновки котельных агрегатов, как показали выполненные конструкции, приводят к увеличению расхода металла, усложнению монтажа и эксплуатации. 36 Классификация мельниц, используемых на ТЭС Мельницы подразделяют на механические (с мелющими телами) и аэродинамические – ( без мелющих тел). В качестве мелющих тел применяют металлические стержни и шары, рудную «галю» и крупные куски самой руды (самоизмельчение). По конструкции различают мельницы: барабанные, роликовые, чашевые (или бегунные) и дисковые. Барабанные мельницы, в свою очередь, классифицируются на мельницы с вращающимся барабаном, вибрационные и центробежные. На обогатительных фабриках применяют вращающиеся барабанные мельницы. Измельчение полезных ископаемых, как правило, производится с водой (мокрое измельчение). Оно более производительно, происходит без пылеобразования и позволяет осуществлять самотечное транспортирование измельченных продуктов. 37 Топливный тракт ТЭС при сжигании жидкого топлива В качестве жидкого топлива в котельных применяют мазут. Топливное хозяйство, называемое мазутным, состоит из приемных устройств для слива мазута, мазутохранилищ, мазутной станции, соединительных трубопроводов между насосной станцией и зданием котельной и мазутопроводов в пределах котельной. Мазут доставляют в цистернах или непосредственно по специальным мазутопроводам. В цистернах мазут подогревают паром до определенной температуры и сливают в приемные устройства, из которых он поступает в резервуары мазутохранилища 3, а затем по мере надобности подается насосом в котельную по мазутопроводу. Резервуары для мазута выполняют железными или железобетонными, наземными, полуподземными или подземными, цилиндрической или прямоугольной формы. Подземные резервуары имеют преимущества: пожаробезопасны, в них меньше тепловые потери от охлаждения, слив поступающего топлива происходит самотеком. Подачу топлива в котлы 10 осуществляют мазутными насосами 6, которые размещают недалеко от резервуаров, а в котельной - от котлов. Во избежание засорения насосов посторонними примесями, содержащимися в мазуте установлены фильтры тонкой очистки 5 и 8. Насосы применяют центробежные, поршневые с электрическим или паровым приводом, и обычно устанавливают на уровне дна резервуара мазутохранилища для того, что бы они всегда были залиты. Мазутопроводы, соединяющие мазутохранилища с котельной выполняют одинарными. В котельных мазут проходит вторично через фильтры 5 и 8 тонкой очистки для предотвращения засорения форсунок. При подаче к форсункам котельной мазут подогревают до температуры, обеспечивающей такую вязкость, которая требуется для хорошего распыливания.  Рисунок 3.41 – Схема мазутного хозяйства с наземным мазутохранилищем: 1 – железнодорожная цистерна, 2 – приемные емкости, 3 – мазутохранилище, 4 – паровой коллектор, 5 и 8 – фильтры тонкой очистки, 6 – насосы, 7 – фильтры грубой очистки, 9 – подогреватели, 10 – котлы. 38 Тепловой баланс котла  39 Барабанные котлы. Кратность циркуляции Кратность циркуляции — отношение количества воды, проходящей через контур, к паропроизводительности этого же контура за одинаковый промежуток времени (обычно принимают за 1 ч). Кратность циркуляции при нормальных нагрузках у судовых водотрубных котлов составляет примерно 20—60. Из приведенных значений кратности циркуляции следует, что количество воды, проходящей по подъемным и опускным трубам котла за единицу времени, значительно превышает его паропроизводительность. Физический смысл кратности циркуляции заключается в том, что она показывает, сколько раз должна пройти определенная масса воды по.контуру, чтобы полностью превратиться в пар. 40 Топливный тракт ТЭС при сжигании газообразного топлива. 41Тепловой расчет котлоагрегата. Общие сведения При проведении теплового расчёта котельного агрегата различают поверочный и конструктивный тепловые расчёты, которые отличаются между собой целями расчета и искомыми величинами. Поверочный расчёт котла проводится для оценки показателей экономичности и надёжности его работы на конкретном виде топлива, выбора вспомогательного оборудования и получения исходных данных для проведения аэродинамического и гидравлического расчётов, оценки температур металла и прочности труб, интенсивности золового износа, коррозии и т.д. . При проведении поверочного расчёта должны быть известны: тип котельного агрегата, компоновка и размеры его поверхностей нагрева, тип сжигаемого топлива и способ его приготовления к сжиганию, нагрузка и параметры пара, температуры питательной воды и пара перед промежуточными перегревателями. Избыток воздуха в топке и ожидаемые величины присосов по всем газоходам котла принимаются по таблице П1. При проведении поверочного расчета полагаются заданными: - сведения о конструкции и размерах топочного устройства, поверхностей нагрева и газоходов; - тип сжигаемого топлива; - паровая производительность котла, параметры перегретого пара и температура питательной воды; - расходы насыщенного пара и пара на входе в промежуточный пароперегреватель, если таковые имеются на котле; - величина непрерывной продувки; - данные по расчёту пылесистемы. При конструкторском (конструктивном) расчёте известны все параметры теплоносителя и газов на входе и выходе из каждой поверхности нагрева, а также конструктивная схема котла . При конструктивном расчёте определяются размеры топки и поверхностей нагрева отдельных элементов котла, необходимые для обеспечения принятой номинальной производительности. Показатели экономичности и параметры пара принимаются для заданных температуре питательной воды и характеристиках топлива. При поверочно-конструктивном расчёте часть поверхностей нагрева рассчитывается поверочным расчётом, в результате которого определяются их тепловосприятия (например, первая по ходу газов ступень пароперегревателя). Такой расчёт обычно производится при переводе котла на сжигание того вида топлива, который не предусматривался для сжигания данным типом котла при его проектировании. Например, котел был спроектирован для сжигания твёрдого топлива, а его в процессе эксплуатации перевели на сжигание газообразного топлива. Последняя ступень пароперегревателя по ходу пара, вторая ступень водяного экономайзера и вторая ступень воздухоподогревателя рассчитываются конструктивным расчётом. В результате этого расчёта определяются необходимые площади их поверхностей нагрева. 42Устройство парового котла Конструктивно паровой котел – это емкость, в которой происходит процесс преобразования воды в пар. Емкость обычно выполняется из трубы, диаметр которой может варьироваться в достаточно широких пределах. Помимо заполненной трубы, схема парового котла включает в себя топочную камеру, предназначенную для сжигания топлива. Топка может иметь определенные особенности, которые напрямую зависят от используемого вида топлива. Например, твердотопливные топочные камеры в нижней части оборудуются колосниковой решеткой, сквозь которую в камеру поступает кислород. В верхней части конструкции устанавливается традиционный дымоход, создающий тягу и обеспечивающий нормальное горение. В случае использования жидких энергоносителей или газа топочная камера снабжается горелкой.  В любом случае, выделяемый при сгорании топлива газ подступает к заполненной водой емкости, отдает ей свое тепло и выводится в атмосферу дымоходом. Вода в определенный момент начинает кипеть и превращаться в пар, который направляется в верхнюю часть емкости, а потом – в трубы. |