Siltuma padeve
Centralizētās siltumapgādes sistēmas raksturo trīs galveno saišu kombinācija: atsevišķu ēku un būvju siltuma avoti, siltumtīkli un lokālā siltuma patēriņa (siltuma izmantošanas) sistēmas.
Lietojot fosilo kurināmo siltumenerģijas avots var būt katlu iekārta vai termoelektrostacija, kodolsiltuma padeves stacijās Kodoldegvielu izmanto siltumenerģijas ražošanai, dažos gadījumos to izmanto kā palīgdegvielu. atjaunojamie siltuma avoti– ģeotermālā enerģija, saules starojuma enerģija u.c.
Degvielas veidi
Saskaņā ar D.I. Mendeļejeva definīciju "degviela ir degoša viela, kas tiek apzināti sadedzināta, lai iegūtu siltumu".
Plaši pazīstams galvenie degvielas veidi-malka, kūdra, ogles, slāneklis, naftas atlikumi, gāze. Tie visi ir organiski savienojumi, kas augstā temperatūrā spēj reaģēt ar skābekli gaisā, kas izdala siltumu.
Degviela tiek ražota lielos daudzumos, tās rezerves dabā ir ļoti nozīmīgas. Reakcijai nepieciešamais skābeklis tiek ņemts no apkārtējā gaisa. Reakcijas rezultātā tiek iegūtas ļoti uzkarsētas sadegšanas gāzes, kuru siltums tiek izmantots katlu iekārtā. Atdzesētās gāzes caur skursteni tiek izvadītas atmosfērā.
Degšanai var izmantot gan dabisko, gan mākslīgo degvielu, kas iegūts pēc dabiskās degvielas pārstrādes, lai no tās izolētu vērtīgus produktus, kas ietver sveķus, benzīnu, benzolus, minerālās smēreļļas, krāsas, farmaceitiskos produktus, lauksaimniecības vajadzībām izmantojamo amonija sulfātu u.c.
Cietais kurināmais:
a) dabīgs - malka, ogles, antracīts, kūdra;
b) mākslīgās - kokogles, kokss un pulverveida ogles, ko iegūst no šķembām.
Šķidrā degviela:
a) dabīgā - eļļa;
b) mākslīgais - benzīns, petroleja, mazuts, darva.
Gāzveida degviela:
a) dabas - dabasgāze;
b) mākslīgā - ģeneratora gāze, kas iegūta no dažāda veida cietā kurināmā (kūdras, malkas, ogļu uc), koksa, domnas, apgaismojuma un citu gāzu gazifikācijas.
Katlu instalācijas veidi
Stacionāra katlu telpa vairs nav vienīgā iespēja autonomai apkurei. Aprīkojumam ir nepieciešama telpa - bet tā atrašanās vieta var būt jebkura.
Bloķēt katlu telpas piemēram, to var novietot gan pagrabā, gan uz jumta (ja ir izpildīti vairāki nosacījumi). Turklāt pašas katlu mājas ir kļuvušas daudz uzticamākas. Tas galvenokārt ir saistīts ar faktu, ka rūpnīcas sāka piedāvāt pabeigtas instalācijas: viss nepieciešamais aprīkojums jau ir uzstādīts blokos vai modulī, un jūs varat sākt uzstādīšanu. Attiecīgi ir divu veidu katlu iekārtas: bloku un moduļu katlu telpas. Abu veidu konstrukcijas ir ērtas transportēšanas ziņā (parasti tās tiek transportētas pa dzelzceļu vai autotransportu).
Katlu telpas pamataprīkojums Kabīne: boileris, ūdens sūknis, šķidruma tvertne, caurules, degļu iekārta. Daži iegādājas arī papildu aprīkojumu, kas palīdz ietaupīt: negaistošos katlus, katlus ar elektriskās aizdedzes funkciju, divkāršu un kombinēto čuguna katlu.
Salīdzinoši nesen tirgū parādījās termoiekārtas TKU – pārvietojamie katlu bloki. Nepieciešamība pēc tām radās, parādoties jaunām nozarēm, kas atrodas ēkās, kas nav pieslēgtas centrālapkures sistēmai. Jaunā produkta priekšrocība ir tā, ka to ir diezgan viegli transportēt (moduļu konstrukcijai ir riteņi), tas ir viegli vadāms un neprasa pastāvīgu operatora klātbūtni. Turklāt, kā likums, TCU ir pilnībā automatizēti, tāpēc to pārvaldība ir diezgan vienkārša. Tajā pašā laikā tas spēj saražot pietiekamu daudzumu siltuma un neprasa savienojumu ar sakariem.
Katlu māju klasifikācija.
Atkarībā no instalācijas atrašanās vietas izšķir šādus:
· Jumts;
· Iebūvēts ēkā;
· Bloks-modulārs;
· Rāmis.
Katrā apkures sistēmā tās galvenais elements ir apkures katls. Tas veic galveno funkciju - apkuri. Atkarībā no tā, kā darbojas visa sistēma un jo īpaši katls, ir šādi katlu veidi :
§ Tvaika katli
§ Karsts ūdens;
§ Jaukts;
§ Katli, kuros izmanto diatermisko eļļu.
Jebkura apkures sistēma darbojas, kā minēts iepriekš, no vienas vai otras veids izejvielas degviela vai dabas resurss. IN Atkarībā no tā katlus iedala:
· Cietais kurināmais. Šim nolūkam tiek izmantota malka, ogles un citi cietā kurināmā veidi.
· Šķidrās degvielas – nafta, benzīns, mazuts un citi.
· Gāze.
· Jaukts vai kombinēts. Tiek pieņemts, ka tiks izmantoti dažādi degvielas veidi un veidi.
Ievads
Vispārīga informācija un koncepcija par katlu sistēmām
1 Katlu iekārtu klasifikācija
Apkures katlu veidi ēku apkurei
1 Gāzes katli
2 Elektriskie boileri
3 Cietā kurināmā katli
Ēku apkures katlu veidi
1 Gāzes cauruļu katli
2 ūdens cauruļu katli
Secinājums
Bibliogrāfija
Ievads
Dzīvojot mērenajos platuma grādos, kur gada lielākā daļa ir auksta, ir jānodrošina siltumapgāde ēkām: dzīvojamām ēkām, birojiem un citām telpām. Siltumapgāde nodrošina komfortablu dzīvošanu, ja tas ir dzīvoklis vai māja, produktīvu darbu, ja tas ir birojs vai noliktava.
Vispirms noskaidrosim, ko nozīmē termins “siltumapgāde”. Siltumapgāde ir karstā ūdens vai tvaika padeve ēkas apkures sistēmām. Parastie siltumapgādes avoti ir termoelektrostacijas un katlu mājas. Ir divu veidu siltumapgāde ēkām: centralizētā un vietējā. Ar centralizētu piegādi tiek piegādātas atsevišķas teritorijas (rūpnieciskās vai dzīvojamās). Centralizētā siltumtīkla efektīvai darbībai tas tiek būvēts, sadalot līmeņos, katra elementa darbs ir viena uzdevuma veikšana. Ar katru līmeni elementa uzdevums samazinās. Vietējā siltumapgāde - siltuma piegāde vienai vai vairākām mājām. Centralizētajiem siltumtīkliem ir vairākas priekšrocības: degvielas patēriņa un izmaksu samazināšana, zemas kvalitātes degvielas izmantošana, dzīvojamo rajonu sanitārā stāvokļa uzlabošana. Centralizētā siltumapgādes sistēma ietver siltumenerģijas avotu (koģenerācijas sistēmu), siltumtīklu un siltumenerģijas patēriņa blokus. Koģenerācijas stacijas apvieno siltumu un enerģiju. Vietējās siltumapgādes avoti ir plītis, boileri, ūdens sildītāji.
Mans mērķis ir iepazīties ar vispārīgo informāciju un katlu sistēmu koncepciju, kādi katli tiek izmantoti ēku siltumapgādei.
1. Vispārīga informācija un koncepcijas par katlu sistēmām
Katlu iekārta ir ierīču komplekss, kas atrodas īpašās telpās un ko izmanto, lai degvielas ķīmisko enerģiju pārvērstu tvaika vai karstā ūdens siltumenerģijā. Katla iekārtas galvenie elementi ir katls, sadedzināšanas iekārta (krāsns), padeves un vilkmes ierīces.
Katls ir siltuma apmaiņas ierīce, kurā siltums no karstajiem kurināmā sadegšanas produktiem tiek pārnests uz ūdeni. Rezultātā ūdens tvaika katlos pārvēršas tvaikā, bet karstā ūdens katlos uzsilda līdz vajadzīgajai temperatūrai.
Degšanas ierīci izmanto, lai sadedzinātu degvielu un pārvērstu tās ķīmisko enerģiju uzkarsētu gāzu siltumā.
Padeves ierīces (sūkņi, inžektori) ir paredzētas ūdens padevei katlā.
Vilces iekārta sastāv no pūtēju ventilatoriem, gāzes-gaisa vadu sistēmas, dūmu nosūcējiem un skursteņa, kas nodrošina vajadzīgā gaisa daudzuma padevi kurtuvei un sadegšanas produktu kustību pa katla dūmvadiem, kā arī to izvadīšanu. atmosfērā. Sadegšanas produkti, pārvietojoties pa dūmvadiem un saskaroties ar apkures virsmu, pārnes siltumu ūdenim.
Lai nodrošinātu ekonomiskāku darbību, mūsdienu katlu sistēmās ir palīgelementi: ūdens ekonomaizers un gaisa sildītājs, kas kalpo attiecīgi ūdens un gaisa sildīšanai; ierīces degvielas padevei un pelnu noņemšanai, dūmgāzu un barības ūdens attīrīšanai; siltuma kontroles ierīces un automatizācijas iekārtas, kas nodrošina normālu un nepārtrauktu visu katlu telpas daļu darbību.
Atkarībā no siltumenerģijas izmantošanas mērķa katlumājas iedala enerģētikā, apkurē un rūpnieciskajā un apkurē.
Enerģētikas katlu mājas piegādā tvaiku tvaika spēkstacijām, kas ražo elektroenerģiju, un parasti tās ir spēkstaciju kompleksa sastāvdaļa. Apkures un rūpnieciskās katlu mājas tiek būvētas rūpniecības uzņēmumos un nodrošina siltumenerģiju apkures un ventilācijas sistēmām, karstā ūdens apgādei ēkām un ražošanas procesiem. Apkures katlu mājas ir paredzētas tiem pašiem mērķiem, bet apkalpo dzīvojamās un sabiedriskās ēkas. Tie ir sadalīti brīvi stāvošajos, bloķējošajos, t.i. blakus citām ēkām un iebūvēti ēkās. Pēdējā laikā arvien biežāk tiek būvētas atsevišķas palielinātas katlu mājas ar cerībām apkalpot ēku grupu, dzīvojamo rajonu vai mikrorajonu. Dzīvojamās un sabiedriskās ēkās iebūvētu katlu telpu ierīkošana šobrīd ir atļauta tikai ar atbilstošu pamatojumu un saskaņošanu ar sanitārās inspekcijas iestādēm. Mazjaudas katlu mājas (individuālās un mazās grupas) parasti sastāv no katliem, cirkulācijas un padeves sūkņiem un vilkmes ierīcēm. Atkarībā no šīs iekārtas galvenokārt tiek noteikti katlu telpas izmēri. Vidējas un lielas jaudas katlu mājas - 3,5 MW un vairāk - atšķiras ar iekārtu sarežģītību un apkalpojošo un saimniecības telpu sastāvu. Šo katlumāju telpu plānojuma risinājumiem jāatbilst Rūpniecības uzņēmumu projektēšanas sanitāro standartu prasībām.
1.1. Katlu iekārtu klasifikācija
Katlu iekārtas atkarībā no patērētāju rakstura iedala enerģētikā, ražošanā un apkurē un apkurē. Pamatojoties uz saražotā dzesēšanas šķidruma veidu, tos iedala tvaikā (tvaika ģenerēšanai) un karstajā ūdenī (karsta ūdens ražošanai).
Elektroenerģijas katlu iekārtas ražo tvaiku tvaika turbīnām termoelektrostacijās. Šādas katlu mājas parasti ir aprīkotas ar lielas un vidējas jaudas katlu blokiem, kas ražo tvaiku ar paaugstinātiem parametriem.
Rūpnieciskās apkures katlu sistēmas (parasti tvaiks) ražo tvaiku ne tikai rūpnieciskām vajadzībām, bet arī apkurei, ventilācijai un karstā ūdens apgādei.
Apkures katlu sistēmas (galvenokārt karstais ūdens, bet var būt arī tvaika) ir paredzētas ražošanas un dzīvojamo telpu apkures sistēmu apkalpošanai.
Atkarībā no siltumapgādes mēroga apkures katlu mājas tiek iedalītas vietējās (individuālās), grupas un rajona.
Vietējās katlu mājas parasti ir aprīkotas ar karstā ūdens katliem, kas uzsilda ūdeni līdz temperatūrai, kas nepārsniedz 115°C, vai tvaika katliem ar darba spiedienu līdz 70 kPa. Šādas katlu mājas ir paredzētas vienas vai vairāku ēku siltumapgādei.
Grupas katlu sistēmas nodrošina siltumu ēku grupām, dzīvojamiem rajoniem vai maziem mikrorajoniem. Šādas katlu mājas ir aprīkotas gan ar tvaika, gan karstā ūdens katliem, kuriem, kā likums, ir lielāka apkures jauda nekā vietējo katlu māju katliem. Šīs katlu telpas parasti atrodas speciāli izbūvētās atsevišķās ēkās.
Centrālās siltumapgādes katlu mājas tiek izmantotas, lai apgādātu ar siltumu lielām dzīvojamajām teritorijām: tās ir aprīkotas ar salīdzinoši jaudīgiem karstā ūdens vai tvaika katliem.
2. Apkures katlu veidi
.1 Gāzes katli
Ja objektā tiek piegādāta galvenā gāze, tad vairumā gadījumu mājas apkure ar gāzes katlu ir optimāla, jo lētāku degvielu neatradīsiet. Ir daudz gāzes katlu ražotāju un modeļu. Lai šo daudzveidību būtu vieglāk izprast, visus gāzes katlus sadalīsim divās grupās: grīdas katli un sienas katli. Sienas un grīdas katliem ir atšķirīgs dizains un sastāvdaļas.
Grīdas katls ir tradicionāla, konservatīva lieta, kas daudzu gadu desmitu laikā nav piedzīvojusi lielas izmaiņas. Grīdas katlu siltummainis parasti ir izgatavots no čuguna vai tērauda. Ir dažādi viedokļi par to, kurš materiāls ir labāks. No vienas puses, čuguns ir mazāk uzņēmīgs pret koroziju, čuguna siltummainis parasti ir biezāks, kas var pozitīvi ietekmēt tā kalpošanas laiku. Tajā pašā laikā čuguna siltummainim ir arī trūkumi. Tas ir trauslāks, un tāpēc transportēšanas un iekraušanas un izkraušanas laikā pastāv mikroplaisu veidošanās risks. Turklāt čuguna katlu darbības laikā, izmantojot cietu ūdeni, čuguna siltummaiņu konstrukcijas īpatnību un paša čuguna īpašību dēļ tie laika gaitā tiek iznīcināti vietējās pārkaršanas rezultātā. Ja mēs runājam par tērauda katliem, tie ir vieglāki un nav ļoti jutīgi pret triecieniem transportēšanas laikā. Tajā pašā laikā, ja to izmanto nepareizi, tērauda siltummainis var sarūsēt. Bet nav ļoti grūti radīt normālus darba apstākļus tērauda katlam. Ir svarīgi, lai temperatūra katlā nenokristu zem rasas punkta temperatūras. Labs projektētājs vienmēr spēs izveidot sistēmu, kas maksimāli palielinās katla kalpošanas laiku. Savukārt visus grīdas gāzes katlus var iedalīt divās galvenajās grupās: ar atmosfēriskajiem un ar piespiedu gaisa (dažkārt sauktiem par maināmiem, ventilatora, montējamiem) degļiem. Pirmie ir vienkāršāki, lētāki un tajā pašā laikā darbojas klusāk. Katliem ar piespiedu gaisa degļiem ir lielāka efektivitāte un tie ir ievērojami dārgāki (ņemot vērā degļa pašizmaksu). Katliem darbam ar piespiedu gaisa degļiem ir iespēja uzstādīt degļus, kas darbojas ar gāzi vai šķidro kurināmo. Grīdas gāzes katlu ar atmosfēras degli jauda vairumā gadījumu svārstās no 10 līdz 80 kW (bet ir uzņēmumi, kas ražo jaudīgākus šāda veida katlus), savukārt modeļi ar maināmiem piepūšamiem
degļi var sasniegt vairāku tūkstošu kW jaudu. Mūsu apstākļos ļoti svarīgs ir vēl viens gāzes katla parametrs - tā automatizācijas atkarība no elektroenerģijas. Galu galā mūsu valstī bieži rodas problēmas ar elektrību - kaut kur tā tiek piegādāta ar pārtraukumiem, un dažviet tā pilnīgi nav. Lielākā daļa mūsdienu gāzes katlu ar atmosfēras degļiem darbojas neatkarīgi no jaudas pieejamības. Runājot par importa katliem, ir skaidrs, ka Rietumvalstīs šādu problēmu nav, un bieži rodas jautājums: vai ir kādi labi importa gāzes katli, kas darbojas autonomi no elektrības? Jā, tie pastāv. Šo autonomiju var sasniegt divos veidos. Pirmais ir pēc iespējas vienkāršot katla vadības sistēmu un gandrīz pilnīgas automatizācijas trūkuma dēļ panākt neatkarību no elektrības (tas attiecas arī uz sadzīves katliem). Šajā gadījumā apkures katls var uzturēt tikai norādīto dzesēšanas šķidruma temperatūru, un tas netiks vadīts pēc gaisa temperatūras jūsu telpā. Otra, progresīvāka metode ir siltuma ģeneratora izmantošana, kas no siltuma ģenerē katla automātikas darbībai nepieciešamo elektroenerģiju. Šos apkures katlus var izmantot ar attāliem telpas termostatiem, kas kontrolēs apkures katlu un uzturēs jūsu iestatīto telpas temperatūru.
Gāzes katli var būt vienpakāpes (darbojas tikai vienā jaudas līmenī) un divpakāpju (2 jaudas līmeņi), kā arī ar jaudas modulāciju (vienmērīgu vadību), jo pilna katla jauda ir nepieciešama aptuveni 15- 20% no apkures sezonas, un 80-85% Tā kā tas ir lieki, skaidrs, ka ekonomiskāk ir izmantot katlu ar diviem jaudas līmeņiem vai jaudas modulāciju. Divpakāpju katla galvenās priekšrocības ir: katla kalpošanas ilguma palielināšana, samazinot degļa ieslēgšanas/izslēgšanas biežumu, darbs 1. posmā ar samazinātu jaudu un degļu ieslēgšanas/izslēgšanas reižu skaita samazināšana ļauj ietaupīt gāzi. , un līdz ar to arī nauda.
Sienas apkures katli parādījās salīdzinoši nesen, taču pat šajā salīdzinoši īsajā laika posmā tie ir ieguvuši daudz atbalstītāju visā pasaulē. Viena no precīzākajām un visaptverošākajām šo ierīču definīcijām ir “mini katlu telpa”. Šis termins neparādījās nejauši, jo mazā korpusā ir ne tikai deglis, siltummainis un vadības ierīce, bet arī vairumā modeļu viens vai divi cirkulācijas sūkņi, izplešanās tvertne, sistēma, kas nodrošina droša katla darbība, manometrs, termometrs un daudzi citi elementi, bez kuriem nevar darboties parasta katlu māja. Neskatoties uz to, ka sienas apkures katli īsteno vismodernākos tehniskos uzlabojumus apkures jomā, “sienas katlu” izmaksas bieži ir 1,5-2 reizes zemākas nekā to grīdas katliem. Vēl viena būtiska priekšrocība ir uzstādīšanas vienkāršība. Pircēji bieži uzskata, ka uzstādīšanas vienkāršība ir ieguvums, kam vajadzētu attiekties tikai uz uzstādītājiem. Tas nav pilnīgi taisnība, jo summa, kas reālam patērētājam būs jāmaksā par sienas katla uzstādīšanu vai katlu telpas uzstādīšanu, kur katls, katls, sūkņi, izplešanās tvertne un daudz kas cits ir uzstādīts atsevišķi, ļoti atšķiras. ievērojami. Kompaktums un iespēja ievietot sienas katlu gandrīz jebkurā interjerā ir vēl viena šīs klases katlu priekšrocība.
Neskatoties uz to, ka sienas apkures katli īsteno vismodernākos tehniskos uzlabojumus apkures jomā, “sienas katlu” izmaksas bieži ir 1,5-2 reizes zemākas nekā to grīdas katliem. Vēl viena būtiska priekšrocība ir uzstādīšanas vienkāršība. Pircēji bieži uzskata, ka uzstādīšanas vienkāršība ir ieguvums, kam vajadzētu attiekties tikai uz uzstādītājiem. Tas nav pilnīgi taisnība, jo summa, kas reālam patērētājam būs jāmaksā par sienas katla uzstādīšanu vai katlu telpas uzstādīšanu, kur katls, katls, sūkņi, izplešanās tvertne un daudz kas cits ir uzstādīts atsevišķi, ļoti atšķiras. ievērojami. Kompaktums un iespēja ievietot sienas katlu gandrīz jebkurā interjerā ir vēl viena šīs klases katlu priekšrocība.
Pēc izplūdes gāzu noņemšanas metodes visus gāzes katlus var iedalīt modeļos ar dabisko vilkmi (izplūdes gāzu noņemšana notiek skurstenī radītās vilkmes dēļ) un ar piespiedu vilkmi (izmantojot katlā iebūvētu ventilatoru). Lielākā daļa uzņēmumu, kas ražo sienas gāzes katlus, ražo modeļus gan ar dabisko vilkmi, gan ar piespiedu vilkmi. Katli ar dabisko vilkmi ir labi zināmi daudziem un skurstenis virs jumta nevienu nepārsteidz. Katli ar piespiedu vilkmi parādījās pavisam nesen, un tiem ir daudz priekšrocību uzstādīšanas un ekspluatācijas laikā. Kā minēts iepriekš, izplūdes gāzes no šiem katliem tiek noņemtas, izmantojot iebūvētu ventilatoru. Šādi modeļi ir ideāli piemēroti telpām bez tradicionālā skursteņa, jo sadegšanas produkti šajā gadījumā tiek izvadīti caur īpašu koaksiālo skursteni, kuram pietiek ar sienā izveidot tikai caurumu. Koaksiālo skursteni bieži sauc arī par "cauruli caurulē". Caur šāda skursteņa iekšējo cauruli sadegšanas produkti tiek izvadīti uz ielas, izmantojot ventilatoru, un gaiss ieplūst caur ārējo cauruli. Turklāt šie katli nededzina skābekli no telpas, neprasa papildu aukstā gaisa plūsmu ēkā no ielas, lai atbalstītu sadegšanas procesu, un samazina investīcijas uzstādīšanas laikā, jo nav jātaisa dārgs tradicionālais skurstenis, kura vietā veiksmīgi var izmantot īsu un lētu koaksiālo skursteni. Piespiedu vilkmes katli tiek izmantoti arī gadījumos, kad ir tradicionālais skurstenis, bet sadegšanas gaisa ņemšana no telpas ir nevēlama.
Pēc aizdedzes veida sienas gāzes katli var būt ar elektrisko vai pjezo aizdedzi. Katli ar elektrisko aizdedzi ir ekonomiskāki, jo nav aizdedzes ar pastāvīgi degošu liesmu. Tā kā nav pastāvīgi degoša dakts, apkures katlu ar elektrisko aizdedzi izmantošana var ievērojami samazināt gāzes patēriņu, kas ir vissvarīgākais, izmantojot sašķidrinātu gāzi. Sašķidrinātās gāzes ietaupījums var sasniegt 100 kg gadā. Katliem ar elektrisko aizdedzi ir vēl viena priekšrocība - īslaicīga elektrības padeves pārtraukuma gadījumā katls automātiski ieslēgsies, kad tiks atjaunota barošana, savukārt modelis ar pjezo aizdedzi būs jāieslēdz manuāli.
Pēc degļa veida sienas katlus var iedalīt divos veidos: ar parasto degli un ar modulējošo degli. Modulējošais deglis nodrošina visekonomiskāko darbības režīmu, jo katls automātiski pielāgo jaudu atkarībā no siltuma pieprasījuma. Turklāt modulējošais deglis nodrošina maksimālu komfortu karstā ūdens režīmā, ļaujot uzturēt karstā ūdens temperatūru nemainīgā, noteiktā līmenī.
Lielākā daļa sienas katlu ir aprīkoti ar ierīcēm, kas nodrošina to drošu darbību. Tātad liesmas klātbūtnes sensors izslēdz gāzes padevi, kad liesma nodziest, bloķējošs termostats izslēdz katlu, kad katla ūdens temperatūra negaidīti paaugstinās, speciāla ierīce izslēdz katlu, kad pazūd strāva, cita ierīce bloķē katlu. kad gāze ir izslēgta. Ir arī ierīce katla izslēgšanai, kad dzesēšanas šķidruma tilpums nokrītas zem normas, un vilkmes kontroles sensors.
2.2 Elektriskie apkures katli
Ir vairāki galvenie iemesli, kas ierobežo elektrisko katlu izplatību: ne visās zonās ir iespēja atvēlēt mājas apkurei nepieciešamo elektrisko jaudu (piemēram, mājai ar platību 200 kv.m nepieciešami aptuveni 20 kW), ļoti augstās elektrības izmaksas un strāvas padeves pārtraukumi. Elektriskajiem katliem patiešām ir daudz priekšrocību. Starp tiem: salīdzinoši zema cena, vienkārša uzstādīšana, viegli un kompakti, tos var piekārt pie sienas, kā rezultātā - vietas taupīšana, drošība (nav atklātas liesmas), ērta darbība, elektriskajam apkures katlam nav nepieciešama atsevišķa telpa (katlu telpa), elektriskajam apkures katlam nav nepieciešama skursteņa uzstādīšana, elektriskajam apkures katlam nav nepieciešama īpaša kopšana, tas ir kluss, elektriskais apkures katls ir videi draudzīgs, nav kaitīgu izmešu vai svešas smakas. Turklāt gadījumos, kad ir iespējami strāvas padeves pārtraukumi, elektrisko apkures katlu bieži izmanto kopā ar rezerves cietā kurināmā katlu. Tāda pati iespēja tiek izmantota arī enerģijas taupīšanai (vispirms māju apsilda, izmantojot lētu cieto kurināmo, un pēc tam automātiski tiek uzturēta temperatūra, izmantojot elektrisko katlu).
Ir vērts atzīmēt, ka, uzstādot lielajās pilsētās ar stingriem vides standartiem un koordinācijas problēmām, elektriskie apkures katli bieži pārspēj visus pārējos katlu veidus (arī gāzes katlus). Īsi par elektrisko katlu konstrukciju un konfigurāciju. Elektriskais katls ir diezgan vienkārša ierīce. Tās galvenie elementi ir siltummainis, kas sastāv no tvertnes ar tajā iemontētiem elektriskajiem sildītājiem (sildelementiem) un vadības un regulēšanas bloka. Dažu uzņēmumu elektriskie katli tiek piegādāti jau aprīkoti ar cirkulācijas sūkni, programmētāju, izplešanās tvertni, drošības vārstu un filtru. Ir svarīgi atzīmēt, ka mazjaudas elektriskie katli ir pieejami divās dažādās versijās - vienfāzes (220 V) un trīsfāžu (380 V).
Katli, kuru jauda pārsniedz 12 kW, parasti tiek ražoti tikai trīsfāzu. Lielākā daļa elektrisko katlu, kuru jauda pārsniedz 6 kW, tiek ražoti daudzpakāpju versijās, kas ļauj racionāli izmantot elektroenerģiju un pārejas periodos - pavasarī un rudenī - katlu neieslēgt ar pilnu jaudu. Izmantojot elektriskos apkures katlus, vissvarīgākā ir racionāla enerģijas izmantošana.
2.3 Cietā kurināmā katli
Degviela cietā kurināmā katliem var būt malka (malka), brūnogles vai akmeņogles, kokss, kūdras briketes. Ir gan "visēdāji" modeļi, kas var darboties ar visiem iepriekšminētajiem degvielas veidiem, gan tādi, kas darbojas ar dažiem no tiem, bet kuriem ir lielāka efektivitāte. Viena no lielākajām cietā kurināmā katlu priekšrocībām ir tā, ka ar to palīdzību var izveidot pilnīgi autonomu apkures sistēmu. Tāpēc šādus katlus biežāk izmanto vietās, kur ir problēmas ar galvenās gāzes un elektrības piegādi. Par labu cietā kurināmā katliem ir vēl divi argumenti - pieejamība un zemās degvielas izmaksas. Acīmredzams ir arī vairuma šīs klases katlu pārstāvju trūkums - tie nevar darboties pilnībā automātiskajā režīmā un prasa regulāru degvielas iekraušanu.
Ir vērts atzīmēt, ka ir cietā kurināmā katli, kas apvieno daudzus gadus pastāvošo modeļu galveno priekšrocību - neatkarību no elektrības un spēj automātiski uzturēt noteiktu dzesēšanas šķidruma (ūdens vai antifrīza) temperatūru. Automātiskā temperatūras uzturēšana tiek veikta šādi. Katls ir aprīkots ar sensoru, kas uzrauga dzesēšanas šķidruma temperatūru. Šis sensors ir mehāniski savienots ar slāpētāju. Ja dzesēšanas šķidruma temperatūra kļūst augstāka par iestatīto, aizbīdnis automātiski aizveras un sadegšanas process palēninās. Kad temperatūra pazeminās, aizbīdnis nedaudz atveras. Tādējādi šai ierīcei nav nepieciešams savienojums ar elektrisko tīklu. Kā minēts iepriekš, lielākā daļa tradicionālo cietā kurināmā katlu var darboties ar brūnoglēm un akmeņoglēm, malku, koksu un briketēm.
Aizsardzību pret pārkaršanu nodrošina dzesēšanas ūdens kontūra klātbūtne. Šo sistēmu var vadīt manuāli, t.i. kad dzesēšanas šķidruma temperatūra paaugstinās, ir jāatver vārsts uz dzesēšanas šķidruma izplūdes caurules (vārsts uz ieplūdes caurules ir pastāvīgi atvērts). Turklāt šo sistēmu var vadīt arī automātiski. Lai to izdarītu, uz izplūdes caurules ir uzstādīts temperatūras samazināšanas vārsts, kas automātiski atvērsies, kad dzesēšanas šķidrums sasniegs maksimālo temperatūru. Turklāt, kādu degvielu izmantot mājas apkurei, ir ļoti svarīgi pareizi izvēlēties nepieciešamo katla jaudu. Parasti jaudu izsaka kW. Lai apsildītu 10 kvadrātmetrus, nepieciešams aptuveni 1 kW jaudas. m labi izolētas telpas ar griestu augstumu līdz 3 m Jāpatur prātā, ka šī formula ir ļoti aptuvena.
Galīgo jaudas aprēķinu vajadzētu uzticēt tikai profesionāļiem, kuri papildus platībai (tilpumam) ņems vērā daudzus citus faktorus, tostarp sienu materiālu un biezumu, logu veidu, izmēru, logu skaitu un izvietojumu utt.
Katliem ar malkas pirolīzes sadedzināšanu ir lielāka efektivitāte (līdz 85%) un tie nodrošina automātisku jaudas regulēšanu.
Pirolīzes katlu trūkumi ietver, pirmkārt, augstāku cenu salīdzinājumā ar tradicionālajiem cietā kurināmā katliem. Starp citu, ir katli, kas strādā ne tikai uz malkas, bet arī katli uz salmiem. Izvēloties un uzstādot cietā kurināmā katlu, ļoti svarīgi ir ievērot visas skurstenim (tā augstumam un iekšējam šķērsgriezumam) izvirzītās prasības.
3. Ēku apkures katlu veidi
gāzes katla apkures padeve
Ir divi galvenie tvaika katlu veidi: gāzes caurule un ūdens caurule. Visus katlus (ugunscaurules, dūmu sadedzināšanas un dūmu uguns caurules), kuros augstas temperatūras gāzes iziet uguns un dūmu caurulēs, izdalot siltumu ūdenim, kas ieskauj caurules, sauc par gāzes caurulēm. Ūdens cauruļu katlos pa caurulēm plūst uzsildīts ūdens, un dūmgāzes mazgā cauruļu ārpusi. Gāzes cauruļu katli balstās uz kurtuves sānu sienām, savukārt ūdens cauruļu katli parasti tiek piestiprināti pie katla vai ēkas rāmja.
3.1 Gāzes cauruļu katli
Mūsdienu siltumenerģētikā gāzes cauruļu katlu izmantošana ir ierobežota līdz aptuveni 360 kW siltuma jaudai un aptuveni 1 MPa darba spiedienam.
Fakts ir tāds, ka, projektējot augstspiediena tvertni, piemēram, katlu, sienas biezumu nosaka norādītās diametra, darba spiediena un temperatūras vērtības.
Ja norādītie robežparametri tiek pārsniegti, nepieciešamais sienas biezums izrādās nepieņemami liels. Turklāt ir jāņem vērā drošības prasības, jo liela tvaika katla eksplozija, ko pavada tūlītēja liela tvaika daudzuma izplūde, var izraisīt katastrofu.
Ņemot vērā pašreizējo tehnoloģiju līmeni un esošās drošības prasības, gāzes cauruļu katlus var uzskatīt par novecojušiem, lai gan joprojām darbojas daudzi tūkstoši šādu katlu ar siltuma jaudu līdz 700 kW, kas apkalpo rūpniecības uzņēmumus un dzīvojamās ēkas.
3.2. Ūdens cauruļu katli
Ūdens cauruļu katls tika izstrādāts, reaģējot uz arvien pieaugošajām prasībām pēc palielināta tvaika jaudas un tvaika spiediena. Fakts ir tāds, ka, ja tvaiks un augstspiediena ūdens atrodas ne pārāk liela diametra caurulē, sienas biezuma prasības izrādās mērenas un viegli izpildāmas. Ūdens cauruļu tvaika katli pēc konstrukcijas ir daudz sarežģītāki nekā gāzes cauruļu katli. Tomēr tie ātri uzsilst, ir praktiski sprādziendroši, ir viegli pielāgojami, lai pielāgotos slodzes izmaiņām, ir viegli transportējami, to dizains ir viegli pārkonfigurējams un var izturēt ievērojamu pārslodzi. Ūdens cauruļu katla trūkums ir tāds, ka tā konstrukcijā ir daudz mezglu un komponentu, kuru savienojumi nedrīkst pieļaut noplūdes pie augsta spiediena un temperatūras. Turklāt šāda katla blokiem, kas darbojas zem spiediena, remonta laikā ir grūti piekļūt.
Ūdens cauruļu katls sastāv no cauruļu saišķiem, kas to galos savienoti ar vidēja diametra cilindru (vai mucām), un visa sistēma ir uzstādīta virs sadegšanas kameras un ir ievietota ārējā apvalkā. Vadošās deflektori piespiež dūmgāzes vairākas reizes iziet cauri cauruļu saišķiem, tādējādi nodrošinot pilnīgāku siltuma pārnesi. Mucas (dažādas konstrukcijas) kalpo kā ūdens un tvaika rezervuāri; to diametrs ir izvēlēts minimāls, lai izvairītos no grūtībām, kas raksturīgas gāzes cauruļu katliem. Ūdens cauruļu katli ir šāda veida: horizontāli ar garenvirziena vai šķērsvirziena cilindru, vertikāli ar vienu vai vairākām tvaika mucām, starojuma, vertikālie ar vertikālu vai šķērsvirziena cilindru un šo iespēju kombinācijas, dažos gadījumos ar piespiedu cirkulāciju.
Secinājums
Tātad, nobeigumā mēs varam teikt, ka apkures katli ir svarīgs ēkas siltumapgādes elements. Izvēloties likmes, ir jāņem vērā tehniskie, tehnoekonomiskie, mehāniskie un citi rādītāji par labāko ēkas siltumapgādes veidu. Katlu iekārtas atkarībā no patērētāju rakstura iedala enerģētikā, ražošanā un apkurē un apkurē. Pamatojoties uz saražotā dzesēšanas šķidruma veidu, tos iedala tvaikā un karstā ūdenī.
Manā darbā tiek apskatīti gāzes, elektriskie, cietā kurināmā katli, kā arī katlu veidi, piemēram, gāzes cauruļu un ūdens cauruļu katli.
No iepriekš minētā ir vērts izcelt dažādu veidu apkures katlu priekšrocības un trūkumus.
Gāzes katlu priekšrocības ir: rentabilitāte salīdzinājumā ar citiem degvielas veidiem, darbības vienkāršība (katla darbība ir pilnībā automatizēta), liela jauda (var apsildīt lielu platību), iespēja uzstādīt aprīkojumu virtuvē ( ja katla jauda ir līdz 30 kW), kompakts izmērs, videi draudzīgums (atmosfērā izdalīsies maz kaitīgu vielu).
Gāzes katlu trūkumi: pirms uzstādīšanas ir jāsaņem Gazgortekhnadzor atļauja, gāzes noplūdes briesmas, noteiktas prasības telpai, kurā katls ir uzstādīts, automatizācijas klātbūtne, kas bloķē piekļuvi gāzei noplūdes vai trūkuma gadījumā. no ventilācijas.
Elektrisko apkures katlu priekšrocības: zema cena, uzstādīšanas vienkāršība, kompaktums un mazs svars - elektriskos apkures katlus var piekārt pie sienas un ietaupīt izmantojamo platību, drošība (nav atklātas liesmas), ērta darbība, elektriskajiem apkures katliem nav nepieciešama atsevišķa telpa ( katlu telpa), nav nepieciešama skursteņa uzstādīšana, nav nepieciešama īpaša kopšana, ir klusi, videi draudzīgi - nav kaitīgu izmešu vai svešas smakas.
Galvenie elektrisko katlu izplatību ierobežojošie iemesli nav visās jomās, iespējams atvēlēt vairākus desmitus kilovatu elektroenerģijas, diezgan augstās elektrības izmaksas un elektrības padeves pārtraukumi.
Pirmkārt, izcelsim cietā kurināmā katlu trūkumus: pirmkārt, cietā kurināmā apkures katli izmanto cieto kurināmo, kam ir salīdzinoši zema siltuma pārnese. Patiešām, lai pareizi apsildītu lielu māju, jums būs jātērē daudz degvielas un laika. Turklāt degviela izdegs diezgan ātri – divu līdz četru stundu laikā. Pēc tam, ja māja nav pietiekami apsildīta, uguns būs jāiekur vēlreiz. Turklāt, lai to izdarītu, vispirms būs jāiztīra kurtuve no izveidotajām oglēm un pelniem. Tikai pēc tam būs iespējams pieliet degvielu un atjaunot uguni. Tas viss tiek darīts ar rokām.
No otras puses, cietā kurināmā katliem ir arī dažas priekšrocības. Piemēram, nav izvēlīgs degvielai. Tie patiešām var efektīvi strādāt ar visu veidu cieto kurināmo - malku, kūdru, oglēm un vispār visu, kas var degt. Protams, šādu degvielu var iegūt ātri un ne pārāk dārgi lielākajā daļā mūsu valsts reģionu, kas ir nopietns arguments par labu cietā kurināmā katliem. Turklāt šie apkures katli ir pilnīgi droši, tāpēc tos var uzstādīt vai nu mājas pagrabā, vai vienkārši blakus. Tajā pašā laikā jūs varat būt pārliecināti, ka briesmīgs sprādziens nenotiks degvielas noplūdes dēļ. Protams, jums nav jāierīko īpaša vieta degvielas uzglabāšanai - ierok zemē gāzes vai dīzeļdegvielas uzglabāšanas tvertnes.
Pašlaik ir divi galvenie tvaika katlu veidi, proti, gāzes caurule un ūdens caurule. Gāzes cauruļu katli ietver tos katlus, kuros augstas temperatūras gāzes plūst liesmas un dūmu caurulēs, tādējādi izdalot siltumu ūdenim, kas ieskauj caurules. Ūdens cauruļu katli atšķiras ar to, ka pa caurulēm plūst uzsildīts ūdens, un cauruļu ārpuse tiek mazgāta ar gāzēm.
Bibliogrāfija
1.Boyko E.A., Shpikov A.A., Katlu iekārtas un tvaika ģeneratori (enerģijas katlu agregātu strukturālās īpašības) - Krasnojarska, 2003.
.Brjuhanovs O.N. Gazificētās katlu iekārtas. Mācību grāmata. INFRA-M. - 2007. gads.
.GOST 23172-78. Kotlystacionārs. Termini un definīcijas. - katlu definīcija "tvaika ražošanai vai ūdens sildīšanai zem spiediena".
.Dvoinishnikov V.A. et al. Katlu un katlu instalāciju projektēšana un aprēķins: mācību grāmata tehniskajām skolām, kas specializējas “Katlu inženierijā” / V.A. Dvoinišņikovs, L.V. Deevs, M.A. Izjumovs. - M.: Mašīnbūve, 1988. gads.
.Levins I.M., Botkačiks I.A., Dūmu nosūcēji un jaudīgu spēkstaciju ventilatori, M. - L., 1962.g.
.Maksimovs V.M., Katlu agregāti ar lielu tvaika jaudu, M., 1961.g.
.Tihomirovs K.V. Sergeenko E. S. "Siltumtehnika, siltumapgāde un gāzes apgāde un ventilācija." Mācību grāmata universitātēm. 4. izdevums, pārskatīts. un papildu - M.: Stroyizdat, 1991. gads
.Enciklopēdija "KrugosvetUniversal" populārzinātniskā tiešsaistes enciklopēdija.
Apmācība
Nepieciešama palīdzība tēmas izpētē?
Mūsu speciālisti konsultēs vai sniegs apmācību pakalpojumus par jums interesējošām tēmām.
Iesniedziet savu pieteikumu norādot tēmu tieši tagad, lai uzzinātu par iespēju saņemt konsultāciju.
Ūdens tvaiku izmanto tvaika dzinējos, termoelektrostaciju tvaika elektrostacijās, uzņēmumu tehnoloģiskajās iekārtās, industriālo, sabiedrisko un dzīvojamo ēku apkures, ventilācijas un karstā ūdens apgādes sistēmās. Karstais ūdens – galvenokārt ēku apkures un ventilācijas sistēmās, kā arī ražošanas un iedzīvotāju santehnikas vajadzību apmierināšanai. Dažkārt - siltuma piegādei pārstrādes patērētājiem. Daudzos gadījumos katlos ražotais tvaiks vai karstais ūdens tiek izmantots kā dzesēšanas šķidrums, lai piegādātu siltumu siltuma punktiem, ko sauc par centrālajiem apkures punktiem (CHP), kuros ir uzstādīti siltummaiņi (rekuperatīvie vai jaukšanas), lai sildītu ūdeni, kas cirkulē starp centrālo. siltumpunkts un ar tiem pieslēgtie patērētāji (divkontūru ķēdes). Patērētājus ir iespējams pieslēgt arī centrālajām apkures stacijām, izmantojot papildu siltumpunktus (katlu telpas), lai piegādātu siltumu atsevišķiem vai patērētāju grupām (trīs ķēžu shēmas). Sīkāku informāciju skatiet [9].
Tvaiks un karstais ūdens katlu mājās, izņemot katlu mājas ar kodolreaktoriem, tiek iegūts, izmantojot sadedzinātās organiskās degvielas siltumu speciālās vienībās, ko attiecīgi sauc par tvaika, ūdens sildīšanas un tvaika ūdens sildīšanas katliem.
Katlu mājas atkarībā no to mērķa iedala enerģētikas, rūpnieciskās, rūpnieciskās apkures, komunālās saimniecības (KBS) vai mājokļu un komunālās saimniecības katlumājās. Pēdējās sedz mājokļu un komunālo pakalpojumu siltuma vajadzības galvenokārt apkurei un karstā ūdens apgādei. Enerģijas katlu mājas ir paredzētas tvaika padevei termoelektrostaciju (TPP) turboelektriskajiem ģeneratoriem un tvaika dzinējiem. Enerģijas katlu māja ir termoelektrostacijas neatņemama sastāvdaļa. Rūpnieciskās katlu mājas nodrošina tvaiku un karsto ūdeni, lai apstrādātu patērētājus un apkures, ventilācijas, gaisa kondicionēšanas un karstā ūdens apgādes sistēmas.
Rūpniecībā lielie tehnoloģiskie tvaika patērētāji ir iztvaicēšanas, destilācijas, rektifikācijas, žāvēšanas iekārtas, ķīmiskie reaktori, iekārtas dabasgāzes sorbcijas-desorbcijas attīrīšanai no sērūdeņraža un oglekļa dioksīda, veļas mašīnas, preses, galvanisko līniju apsildāmās vannas, iekārtas laminēšana (pārklāšana ar polimēru plēvēm) papīrs u.c.
Tabulā 1.1. tabulā parādīti daži dažādu nozaru uzņēmumu siltumenerģijas patēriņa raksturojumi [2].
Rūpnieciskās apkures katlu mājas ir paredzētas tvaika vai karstā ūdens ražošanai, ko izmanto gan ražošanā, gan rūpniecisko, administratīvo un citu ēku apkurei uzņēmuma teritorijā, kā arī apkurei un karstā ūdens piegādei blakus esošajiem dzīvojamiem rajoniem.
Tvaika katli visbiežāk tiek uzstādīti rūpnieciskās un rūpnieciskās apkures katlu mājās. Apkures katlu mājas ražo galvenokārt karsto ūdeni, kas paredzēts ēku apkurei un iedzīvotāju sadzīves vajadzību apmierināšanai. Tāpēc apkures katlu mājās tiek izmantoti gan tvaika, gan karstā ūdens katli. Mūsdienīgās mājokļu un komunālo pakalpojumu siltumapgādes stacijās galvenokārt ir ūdens sildīšanas katli. Un tur pieejamie tvaika katli ir paredzēti pašas stacijas vajadzību segšanai, galvenokārt mazuta rūpniecībai ar tvaiku (gāzes katlu mājās mazutu izmanto kā rezerves vai avārijas degvielu). Daudzsološs virziens ir kombinēto tvaika-ūdens apkures katlu izmantošana apkures katlos. Pēdējo desmit gadu laikā plaši izplatījušās arī autonomās jumta un bloku moduļu katlu mājas, tvaika un ūdens sildīšanas mājas. Bloku moduļu katlu telpas tiek uzstādītas rūpnīcā un piegādātas uzstādīšanas vietā saliktā veidā. Lai tos nodotu ekspluatācijā, pietiek ar to uzstādīšanu pēc piegādes, pieslēgšanu patērētājiem un degvielas padeves avotam, kā arī noteiktajā kārtībā veikt nodošanas ekspluatācijā darbus.
Tvaika un karstā ūdens katlu iekārtas galvenās termiskās diagrammas ir parādītas attēlā. 1.1 un 1.2.
Atkarībā no mājokļa un komunālo pakalpojumu siltumapgādes avotam pieslēgto patērētāju skaita izšķir rajonu, grupu un individuālās katlu mājas [1]. Rajona un grupu katlu mājas parasti atrodas atsevišķās ēkās. Individuāli - bieži pagrabos vai uz apsildāmu ēku jumtiem. Autonomās automatizētās jumta katlu mājas, kas darbojas ar dabasgāzi, ir kļuvušas plaši izplatītas tikai pēdējos gados.
Rīsi. 1.1. Tvaika katlu mājas shematiskā termiskā diagramma
1 – katlu agregāti; 2 – dzīvā tvaika savācējs; 3 – samazināšanas vienība; 4 – tvaika savācējs R= 0,6 MPa; 5 – tvaika savācējs R= 0,3…0,12 MPa; 6 – nepārtrauktas pūšanas separators; 7 – tvaika-ūdens sildītāji; 8 – kondensāta dzesētāji pēc tvaika-ūdens sildītājiem; 9 – termiskais deaerators; 10 – tvaika dzesētājs; 11 – ūdens-ūdens sildītājs; 12 – tvaika-ūdens sildītājs; 13 – ķīmiskā ūdens attīrīšanas iekārta; 14 – elektriski darbināmi padeves sūkņi; 15 – tvaika padeves sūkņi; 16 – tīkla sūkņi; 17 – kosmētikas sūknis;
cauruļvadu simboli: T1 – apkurei un ventilācijai piegādātais karstais ūdens (HV); T2 – atgaitas ūdens no apkures sistēmas; T21 – reverss, pēc sildīšanas kondensāta dzesētājā (OK); T3 – karstā ūdens apgāde, piegāde; T4 – atgaitas ūdens no karstā ūdens apgādes sistēmas; T5 – karstais ūdens tehnoloģiskajām vajadzībām; T6 - ūdens atgriešana pēc tehnoloģiskajām vajadzībām; T61 – atdot ūdeni pēc OK; T71 – tvaiks no katla; T73 – savienot pārī pēc reducēšanas ierīces ( R= 0,3...0,12 MPa); T72 – pāris pēc samazināšanas ( R= 0,6 MPa); T74 – tvaiks no nepārtrauktās pūšanas separatora; T79 – tvaiki no deaeratora; T81 – kondensāts plkst R= 0,6 MPa; T82 – kondensāts plkst R= 0,2 MPa; T84 – kondensāts no ražošanas; T91 – barības ūdens; T92 – nepārtraukta pūšana; T93 – iztīrīt ūdeni pēc iztvaikošanas; B1 – neapstrādāts ūdens no ūdensvada; B20 – ūdens pēc ķīmiskās ūdens apstrādes
Rīsi. 1.2. Karstā ūdens katlu mājas shematiskā termiskā diagramma
1 – karstā ūdens boileris; 2 – tīkla sūknis; 3 – recirkulācijas sūknis; 4 – recirkulācijas regulators; 5 – pieplūdes ūdens temperatūras regulators; 6 – vakuuma deaerators; 7 – deaeratora tvaika dzesētājs; 8 – ūdens-ūdens siltummainis; 9 – ķīmiski attīrīta ūdens sūknis; 10 – gāzes-ūdens ežektors; 11 – darba ūdens padeves tvertne; 12 – neapstrādāta ūdens sūknis; 13 – siltummainis-jēlūdens sildītājs; 14 – pārsūknēšanas sūknis; 15 – dekoratīvā ūdens uzglabāšanas tvertne; 16 – kosmētikas sūknis; 17 – ūdens temperatūras regulators deaeratora priekšā; a, b – karstā ūdens piegāde un atgriešana no ražošanas; c – neapstrādāts ūdens no krāna; d – tīkla ūdens atgriešana
degļi
ūdens attīrīšanas iekārtas
katlu caurules, slēgvārsti
siltuma ģeneratori
ūdens līmeņa indikatori
sensori un kontrolieri
un daudz vairāk
Gāzes katlu mājas
Gāzes katlu telpas mūsdienās ir visizplatītākais katlu iekārtu veids. Acīmredzamas priekšrocības ir to zemās būvniecības un ekspluatācijas izmaksas salīdzinājumā ar cita veida katlu iekārtām. Valsts plašais gāzesvadu tīkls, kas nepārtraukti attīstās, ļauj piegādāt gāzi gandrīz jebkurā punktā. Tas samazina izmaksas par darba degvielas piegādi ar parasto transportu. Turklāt gāzei ir lielāka siltumietilpība un siltuma pārnese salīdzinājumā ar citiem kurināmā veidiem, tā pēc sadegšanas atstāj mazāk kaitīgo vielu.Rūpniecības uzņēmumos gāzes katlu mājas ir galvenais siltumapgādes avots tehnoloģiskajiem procesiem un strādājošā personāla nodrošināšanai ar siltumu. Tajā pašā laikā gāzes katlu mājas arvien biežāk sākušas parādīties arī privātajās dzīvojamās ēkās. Cilvēki novērtēja šādu instalāciju priekšrocības.
Gāzes katlu mājas ir neaizvietojams enerģijas avots, lētāks par elektrību.
Moduļu katlu telpas
Moduļu katlu telpas ir gatavas inženiertehniskās sistēmas, kuras var viegli transportēt un uzstādīt jebkurā vietā. Izmantojot moduļu katlu telpas, jūs varat ievērojami ietaupīt uz projektēšanu un uzstādīšanu, jo šīs sistēmas parasti tiek uzstādītas jau gatavas konteinerā un aprīkotas ar visu nepieciešamo iekārtu darbībai un procesa automatizācijai.Moduļu katlu telpās ir šāds aprīkojums:
karstā ūdens boileri
tehnoloģiskās iekārtas
automatizācijas sistēmas
ūdens attīrīšanas sistēmas
un daudz vairāk
Katls ir siltuma apmaiņas ierīce, kurā siltums no karstajiem kurināmā sadegšanas produktiem tiek pārnests uz ūdeni. Rezultātā ūdens tvaika katlos pārvēršas tvaikā, bet karstā ūdens katlos uzsilda līdz vajadzīgajai temperatūrai.
Degšanas ierīci izmanto, lai sadedzinātu degvielu un pārvērstu tās ķīmisko enerģiju uzkarsētu gāzu siltumā.
Padeves ierīces (sūkņi, inžektori) ir paredzētas ūdens padevei katlā.
Vilces iekārta sastāv no pūtēju ventilatoriem, gāzes-gaisa vadu sistēmas, dūmu nosūcējiem un skursteņa, kas nodrošina vajadzīgā gaisa daudzuma padevi kurtuvei un sadegšanas produktu kustību pa katla dūmvadiem, kā arī to izvadīšanu. atmosfērā. Sadegšanas produkti, pārvietojoties pa dūmvadiem un saskaroties ar apkures virsmu, pārnes siltumu ūdenim.
Lai nodrošinātu ekonomiskāku darbību, mūsdienu katlu sistēmās ir palīgelementi: ūdens ekonomaizers un gaisa sildītājs, kas kalpo attiecīgi ūdens un gaisa sildīšanai; ierīces degvielas padevei un pelnu noņemšanai, dūmgāzu un barības ūdens attīrīšanai; siltuma kontroles ierīces un automatizācijas iekārtas, kas nodrošina normālu un nepārtrauktu visu katlu telpas daļu darbību.
Klasifikācija.
Bloku moduļu katlu mājas ar jaudu no 200 kW līdz 10 000 kW (modeļu diapazons)
Ir individuāli projektētas dažāda veida katlu telpas:
Jumta katlu telpas
Brīvi stāvošas katlu telpas
Bloku un moduļu katlu telpas
Iebūvētas katlu telpas
Piebūvētas katlu telpas
Pārvietojamas un pārvietojamas katlu telpas
Visus darbības parametrus kontrolē automatizētas vadības sistēmas bez cilvēka klātbūtnes.
Savienojums katlu telpas pamata versijā:
Ūdens apkures katli
Siltumapgādes uzticamību garantē klātbūtne sastāvā katlu telpas vismaz divi katlu bloki, kas pārstāvēti ar tērauda ugunsdzēsības cauruļu katliem no uzticamiem un veiksmīgi pārbaudītiem Vācijas uzņēmumiem Krievijas tirgū Buderus, Viessmann.
Weishaupt degļi
Katlu mājās tos izmanto degļi no vācu firmas Weishaupt. Izmanto dabasgāzes sadedzināšanai LN degļi, nodrošinot zemu kaitīgo piemaisījumu saturu sadegšanas produktos.
Sadzīves gāzes apgāde
Gāzes apgādes sistēmas aprīkojums katlu telpas regulē gāzes plūsmu un kontrolē minimālā un maksimālā gāzes spiediena līmeni. Ārkārtas situācijās gāzes ieplūde iekšā katlu telpa automātiski apstājas.
Tīkla ūdens temperatūras regulēšana
Tiek izmantoti mikroprocesoru programmējamie kontrolleri, kas automātiski kontrolē tīkla ūdens temperatūras regulēšanas sistēmu atkarībā no ārējās temperatūras un Patērētāja vajadzībām.
Sūkņu aprīkojums
Katlu ķēdes sūkņi nodrošina neatkarīgu darbību katli. Divi cirkulācijas sūkņi tīkla ķēdē garantē 100% dublēšanu.
Ūdens apstrāde un spiediena uzturēšana apkures sistēmā
Ūdens attīrīšanas iekārta samazina katla ūdens cietību un novērš katlakmens veidošanos uz iekārtu siltummaiņas virsmām. Spiediena uzturēšanas ierīce automātiski uzpilda katlu un tīkla ķēdes ar ūdeni, nodrošinot nepieciešamo spiediena līmeni apkures sistēmā.
Hidrauliskais separators
Aprīkojums katla un tīkla ķēžu hidrauliskajai atsaistei nodrošina katlu mājas stabilu darbību sistēmās ar lielu ūdens daudzumu intensīvas plūsmas ātruma, temperatūras un spiediena izmaiņu dinamikā.
Signalizēšana
Katlu telpās ir uzstādītas ugunsgrēka signalizācijas sistēmas un gāzes signalizācijas sistēmas metānam un oglekļa monoksīdam.
Mērierīces
Tiek izmantoti Mērinstrumentu valsts reģistrā reģistrētie instrumenti un mērinstrumenti, kas ļauj:
– piegādātās siltumenerģijas uzskaite
– aukstā ūdens patēriņa uzskaite
– gāzes patēriņa uzskaite
– patērētās elektroenerģijas uzskaite
– katlu telpas iekārtu darbības parametru kontrole.
Visaptveroša automatizācija
Integrētā automatizācijas sistēma nodrošina katlu telpu stabilu darbību bez pastāvīgas apkopes personāla klātbūtnes. Katlu telpas galvenā aprīkojuma darbības tālvadība tiek veikta, izmantojot tālvadības signalizācijas pulti (iekļauts piegādes komplektācijā).
Modema komunikācija attālinātai nosūtīšanai
Katlu telpas uzstādīšanas brīdī vai jebkurā turpmākās darbības periodā tos var pieslēgt modernām attālās dispečeru sistēmām. Kompleksajā automatizācijas sistēmā ir iebūvēts modema bloks datu pārsūtīšanai par katlu telpas iekārtu darbību pa telefona sakaru kanāliem vai internetu.
Dūmu caurules
Dūmvadu ārējās un iekšējās sienas ir izgatavotas no nerūsējošā tērauda un izolētas ar stingru minerālvates izolāciju. Izmantotajiem skursteņiem ir ugunsdrošības standartu atbilstības sertifikāts. Katram apkures katlam ir uzstādīta atsevišķa caurule. Skursteņi ar augstumu 6 metri ir iekļauti piegādes sfērā katlu mājām no 200 kW līdz 10 MW. Pēc vēlēšanās Pircējs var atteikties no skursteņa, kā arī ir iespēja uzstādīt dažāda augstuma skursteņus.
Katlu telpas, atkarībā no izmēriem un daudzumiem katli, sastāv no viena vai vairākiem blokiem. Atkarībā no klimatiskajiem apstākļiem moduļu metāla karkass ir izolēts ar stingriem trīsslāņu sendvičpaneļiem ar minerālvates izolāciju ar biezumu no 80 līdz 150 mm. Moduļu norobežojošo konstrukciju raksturlielumi atbilst normatīvajām ugunsizturības un ugunsdrošības prasībām.
Mazjaudas katlu mājas (individuālās un mazās grupas) parasti sastāv no katliem, cirkulācijas un padeves sūkņiem un vilkmes ierīcēm. Atkarībā no šīs iekārtas galvenokārt tiek noteikti katlu telpas izmēri.
Vidējas un lielas jaudas katlu mājas - 3,5 MW un vairāk - atšķiras ar iekārtu sarežģītību un apkalpojošo un saimniecības telpu sastāvu. Šo katlu māju telpas plānošanas risinājumiem jāatbilst Rūpniecisko uzņēmumu projektēšanas sanitāro standartu (SI 245-71), SNiP P-M.2-72 un 11-35-76 prasībām.
Katlu iekārtu klasifikācija
Katlu iekārtas atkarībā no patērētāju rakstura iedala enerģētikā, ražošanā un apkurē un apkurē. Pamatojoties uz saražotā dzesēšanas šķidruma veidu, tos iedala tvaikā (tvaika ģenerēšanai) un karstajā ūdenī (karsta ūdens ražošanai).
Elektroenerģijas katlu iekārtas ražo tvaiku tvaika turbīnām termoelektrostacijās. Šādas katlu mājas parasti ir aprīkotas ar lielas un vidējas jaudas katlu blokiem, kas ražo tvaiku ar paaugstinātiem parametriem.
Rūpnieciskās apkures katlu sistēmas (parasti tvaiks) ražo tvaiku ne tikai rūpnieciskām vajadzībām, bet arī apkurei, ventilācijai un karstā ūdens apgādei.
Apkures katlu sistēmas (galvenokārt karstais ūdens, bet var būt arī tvaika) ir paredzētas ražošanas un dzīvojamo telpu apkures sistēmu apkalpošanai.
Atkarībā no siltumapgādes mēroga apkures katlu mājas tiek iedalītas vietējās (individuālās), grupas un rajona.
Vietējās katlu mājas parasti ir aprīkotas ar karstā ūdens katliem, kas uzsilda ūdeni līdz temperatūrai, kas nepārsniedz 115°C, vai tvaika katliem ar darba spiedienu līdz 70 kPa. Šādas katlu mājas ir paredzētas vienas vai vairāku ēku siltumapgādei.
Grupas katlu sistēmas nodrošina siltumu ēku grupām, dzīvojamiem rajoniem vai maziem mikrorajoniem. Šādas katlu mājas ir aprīkotas gan ar tvaika, gan karstā ūdens katliem, kuriem, kā likums, ir lielāka apkures jauda nekā vietējo katlu māju katliem. Šīs katlu telpas parasti atrodas speciāli izbūvētās atsevišķās ēkās.
Centrālās siltumapgādes katlu mājas tiek izmantotas, lai apgādātu ar siltumu lielām dzīvojamajām teritorijām: tās ir aprīkotas ar salīdzinoši jaudīgiem karstā ūdens vai tvaika katliem.
katlu iekārta ar tvaika katliem. Instalācija sastāv no tvaika katla, kuram ir divas bungas - augšējā un apakšējā. Bungas ir savienotas viena ar otru ar trim cauruļu saišķiem, kas veido katla sildvirsmu. Kad katls darbojas, apakšējā muca ir piepildīta ar ūdeni, augšējā muca ir piepildīta ar ūdeni apakšējā daļā un piesātinātie ūdens tvaiki augšējā daļā. Katla apakšā ir kurtuve ar mehānisko režģi cietā kurināmā sadedzināšanai. Dedzinot šķidru vai gāzveida degvielu, restes vietā tiek uzstādītas sprauslas vai degļi, caur kuriem degviela kopā ar gaisu tiek piegādāta kurtuvei. Katlu ierobežo ķieģeļu sienas - odere.
Katlu uzstādīšana atrodas īpaši izraudzītās vietās, kur nepieejamām personām nav piekļuves. Un siltumtrases un siltumvadi savieno katlumājas un patērētājus.
Katlu māju klasifikācija.
Mūsdienu katlu sistēmām ir dažādas klasifikācijas. Katrs no tiem ir balstīts uz noteiktu principu vai noteiktām vērtībām. Mūsdienās ir vairākas galvenās atšķirības:
Atrašanās vieta.
Atkarībā no instalācijas atrašanās vietas izšķir šādus:
Jumts;
Iebūvēts ēkā;
Bloks-modulārs;
Rāmis.
Tvaika katli
Karsts ūdens;
Jaukti;
Katli, kas izmanto diatermisko eļļu.
Cietais kurināmais. Šim nolūkam tiek izmantota malka, ogles un citi cietā kurināmā veidi.
Šķidrās degvielas - nafta, benzīns, mazuts un citi.
Gāze.
Jaukts vai kombinēts. Tiek pieņemts, ka tiks izmantoti dažādi degvielas veidi un veidi.
Katli kā tehniskās ierīces tvaika vai karstā ūdens ražošanai izceļas ar daudzveidīgām konstrukcijas formām, darbības principiem, izmantotā kurināmā veidiem un ražošanas rādītājiem. Tajā pašā laikā saskaņā ar ūdens un tvaika-ūdens maisījuma kustības organizēšanas metodi visus katlus var iedalīt šādās divās grupās:
Katli ar dabisko cirkulāciju;
Katli ar dzesēšanas šķidruma (ūdens, tvaika-ūdens maisījuma) piespiedu kustību.
Mūsdienu apkures un siltumrūpniecības katlu mājās tvaika ražošanai galvenokārt tiek izmantoti katli ar dabisko cirkulāciju, bet karstā ūdens ražošanai tiek izmantoti katli ar dzesēšanas šķidruma piespiedu kustību, kas darbojas pēc tiešās plūsmas principa.
Mūsdienu tvaika katli ar dabisko cirkulāciju ir izgatavoti no vertikālām caurulēm, kas atrodas starp diviem kolektoriem (bungām). Vienu cauruļu daļu, ko sauc par apsildāmām "stāvvada caurulēm", silda deglis un sadegšanas produkti, bet otra, parasti neapsildāma cauruļu daļa, atrodas ārpus katla bloka un tiek saukta par "nolaišanās caurulēm". Apsildāmās pacelšanas caurulēs ūdens tiek uzkarsēts līdz vārīšanās temperatūrai, daļēji iztvaiko un tvaika-ūdens maisījuma veidā nonāk katla tvertnē, kur tiek atdalīts tvaikā un ūdenī. Nolaižot neapsildāmās caurules, ūdens no augšējās tvertnes nonāk apakšējā kolektorā (bungā).
Dzesēšanas šķidruma kustība katlos ar dabisko cirkulāciju tiek veikta, pateicoties piedziņas spiedienam, ko rada ūdens staba svara atšķirības nolaižamajās caurulēs un tvaika-ūdens maisījuma kolonnas pacelšanās caurulēs.
Tvaika katlos ar vairākkārtēju piespiedu cirkulāciju sildvirsmas ir izgatavotas spoļu veidā, kas veido cirkulācijas ķēdes. Ūdens un tvaika-ūdens maisījuma kustība šādās ķēdēs tiek veikta, izmantojot cirkulācijas sūkni.
Tiešās plūsmas tvaika katlos cirkulācijas koeficients ir vienots, t.i. Padeves ūdens, sildot, secīgi pārvēršas tvaika-ūdens maisījumā, piesātinātā un pārkarsētā tvaikā. Karstā ūdens katlos ūdens, kas pārvietojas pa cirkulācijas kontūru, tiek uzsildīts vienā apgriezienā no sākotnējās līdz gala temperatūrai.
Atkarībā no dzesēšanas šķidruma veida katli tiek sadalīti karstā ūdens un tvaika katlos. Karstā ūdens katla galvenie rādītāji ir siltuma jauda, t.i. apkures jauda un ūdens temperatūra; Galvenie tvaika katla rādītāji ir tvaika jauda, spiediens un temperatūra.
Karstā ūdens katli, kuru mērķis ir iegūt noteiktu parametru karsto ūdeni, tiek izmantoti apkures un ventilācijas sistēmu, mājsaimniecības un tehnoloģisko patērētāju siltumapgādei. Karstā ūdens katli, kas parasti darbojas pēc tiešās plūsmas principa ar pastāvīgu ūdens plūsmu, tiek uzstādīti ne tikai termoelektrostacijās, bet arī centralizētās siltumapgādes, kā arī siltumapgādes un rūpnieciskajās katlumājās kā galvenais siltumapgādes avots.
Tvaika katls ir iekārta, kas paredzēta piesātināta vai pārkarsēta tvaika ražošanai, kā arī ūdens sildīšanai (apkures katls).
Pamatojoties uz siltummaiņu (dūmgāzu, ūdens un tvaika) relatīvo kustību, tvaika katlus (tvaika ģeneratorus) var iedalīt divās grupās: ūdens cauruļu katli un ugunsdzēsības cauruļu katli. Ūdens cauruļu tvaika ģeneratoros ūdens un tvaika-ūdens maisījums pārvietojas cauruļu iekšpusē, un dūmgāzes mazgā cauruļu ārpusi. Krievijā 20. gadsimtā galvenokārt izmantoja Shukhov ūdens cauruļu katlus. Gluži pretēji, ugunsdzēsības caurulēs dūmgāzes pārvietojas cauruļu iekšpusē, un ūdens izskalo caurules ārpusē.
Pamatojoties uz ūdens un tvaika-ūdens maisījuma kustības principu, tvaika ģeneratorus iedala vienībās ar dabisko cirkulāciju un ar piespiedu cirkulāciju. Pēdējie ir sadalīti tiešās plūsmas un vairāku piespiedu cirkulācijā.
Parasti kā padeves sūknis tiek izmantots sērijas P21/23-130D vai P30/43-130D trīs virzuļu augstspiediena sūknis.
Katli virs kritiskā spiediena (SCP) - tvaika spiediens virs 22,4 MPa.
Tvaika un karstā ūdens katlu galvenie elementi
Krāsnis gāzveida, šķidrā un cietā kurināmā sadedzināšanai. Dedzinot gāzi un mazutu, kā arī cieto pulverveida ogļu kurināmo, parasti izmanto kameras krāsnis. Kurtuve ierobežo priekšējās, aizmugurējās, sānu sienas, kā arī apakšdaļa un arka. Gar kurtuves sienām ir iztvaikošanas sildvirsmas (viršanas caurules) ar diametru 50...80 mm, kas saņem izstaroto siltumu no degļa un sadegšanas produktiem. Dedzinot gāzveida vai šķidro kurināmo, zem kameras krāsns parasti nav sieta, un ogļu putekļu gadījumā sadegšanas kameras apakšējā daļā tiek izveidota “aukstā” piltuve, lai noņemtu pelnus, kas krīt no degošā lāpas.
Cauruļu augšējie gali ir velmēti cilindrā, bet apakšējie gali ir savienoti ar kolektoriem, velmējot vai metinot. Vairākiem katliem aizmugures sieta vārīšanas caurules pirms pievienošanas cilindram tiek novietotas kurtuves augšējā daļā vairākās rindās, sakārtojot un veidojot spārnu.
Apkures un gāzes kanālu apkalpošanai katla blokā tiek izmantots šāds aprīkojums: lūkas, slēdzamas durvis, lūkas, sprādzienvārsti, aizbīdņi, rotācijas amortizatori, pūtēji, skrotis.
Aizveramās durvis un atveres oderē ir paredzētas pārbaudei un remontdarbiem, kad katls ir izslēgts. Peepers tiek izmantots, lai uzraudzītu kurināmā sadegšanas procesu kurtuvē un konvektīvo dūmvadu stāvokli. Eksplozijas drošības vārsti tiek izmantoti, lai aizsargātu oderējumu no iznīcināšanas krāsns un katla dūmvados, un tie ir uzstādīti kurtuves augšējās daļās, iekārtas pēdējā dūmvadā, ekonomaizerā un velvē.
Čuguna dūmu aizbīdņus vai rotācijas slāpētājus izmanto, lai regulētu vilkmi un izslēgtu cūku.
Strādājot ar gāzveida kurināmo, lai darba pārtraukumā nepieļautu uzliesmojošu gāzu uzkrāšanos katla iekārtas krāsnīs, skursteņos un cūkās, tajos vienmēr jāuztur neliela vilkme; Lai to izdarītu, katram atsevišķam katla spārnam ir jābūt saviem vārtiem ar caurumu augšējā daļā, kura diametrs ir vismaz 50 mm saliekamajam spārnam.
Pūtēji un skrošu pūtēji ir paredzēti apkures virsmu attīrīšanai no pelniem un kvēpiem.
Tvaika katla mucas. Jāatzīmē tvaika katlu mucu daudzfunkcionālais mērķis, jo īpaši tajos tiek veikti šādi procesi:
Tvaika-ūdens maisījuma, kas nāk no apsildāmām pacelšanas caurulēm, atdalīšana tvaikā un ūdenī un tvaika savākšana;
Barības ūdens saņemšana no ūdens ekonomaizera vai tieši no padeves līnijas;
Ūdens apstrāde katlā (ūdens termiskā un ķīmiskā mīkstināšana);
Nepārtraukta pūšana;
Žāvēšanas tvaiks no katla ūdens pilieniem;
Mazgāšanas tvaiks no tajā izšķīdinātajiem sāļiem;
Aizsardzība pret pārmērīgu tvaika spiedienu.
Katlu mucas ir izgatavotas no katla tērauda ar apzīmogotām dibeniem un lūkām. Mucas tilpuma iekšējo daļu, kas ir piepildīta ar ūdeni līdz noteiktam līmenim, sauc par ūdens tilpumu, bet daļu, kas piepildīta ar tvaiku katla darbības laikā, sauc par tvaika tilpumu. Verdošā ūdens virsmu tvertnē, kas atdala ūdens tilpumu no tvaika tilpuma, sauc par iztvaikošanas spoguli. Tvaika katlā ar karstām gāzēm tiek mazgāta tikai tā tvertnes daļa, kuru iekšpusē atdzesē ūdens. Līniju, kas atdala ar gāzēm apsildāmo virsmu no neapsildāmās virsmas, sauc par uguns līniju.
Tvaika un ūdens maisījums plūst pa augošām viršanas caurulēm, kas velmētas bungas apakšā. No cilindra ūdens pa apakšējām caurulēm tiek piegādāts uz apakšējiem kolektoriem.
Uz iztvaikošanas virsmas virsmas parādās emisijas, izciļņi un pat strūklakas, un tvaikā var iekļūt ievērojams skaits katla ūdens pilienu, kas samazina tvaika kvalitāti, palielinoties sāls saturam. Katla ūdens pilieni iztvaiko, un tajos esošie sāļi nogulsnējas uz pārkarsētāja iekšējās virsmas, pasliktinot siltuma pārnesi, kā rezultātā paaugstinās tā sienu temperatūra, kas var izraisīt to izdegšanu. Sāļi var arī nogulsnēties tvaika cauruļu veidgabalos un izraisīt hermētiskuma zudumu.
Lai nodrošinātu vienmērīgu tvaika plūsmu bungas tvaika telpā un samazinātu tās mitrumu, tiek izmantotas dažādas atdalīšanas ierīces.
Lai samazinātu katlakmens nosēdumu iespējamību uz iztvaikošanas sildvirsmām, tiek izmantota ūdens apstrāde katlā: fosfatēšana, sārmināšana un kompleksonu izmantošana.
Fosfatēšana ir paredzēta, lai katlu ūdenī radītu apstākļus, kuros katlakmens veidotāji izdalās nepiedegošu dūņu veidā. Lai to panāktu, ir nepieciešams uzturēt noteiktu katla ūdens sārmainību.
Atšķirībā no fosfatēšanas, ūdens apstrāde ar kompleksoniem var nodrošināt katla ūdens apstākļus bez kaļķakmens un nosēdumiem. Kā kompleksonu ieteicams lietot Trilon B nātrija sāli.
Pieļaujamā sāls satura uzturēšana katla ūdenī tiek veikta, izpūtot katlu, t.i. noņemot no tā kādu daļu no katla ūdens, kurā vienmēr ir lielāka sāļu koncentrācija nekā barības ūdenī.
Lai veiktu pakāpenisku ūdens iztvaicēšanu, katla cilindrs ir sadalīts ar starpsienu vairākos nodalījumos, kuriem ir neatkarīgas cirkulācijas ķēdes. Viens no nodalījumiem, ko sauc par “tīro” nodalījumu, saņem barības ūdeni. Izejot cauri cirkulācijas kontūrai, ūdens iztvaiko, un sāls saturs katla ūdenī tīrā nodalījumā paaugstinās līdz noteiktam līmenim. Lai saglabātu sāls saturu šajā nodalījumā, daļa katla ūdens no tīrā nodalījuma gravitācijas ceļā tiek novirzīta caur īpašu caurumu - difuzoru starpsienas apakšējā daļā citā nodalījumā, ko sauc par "sāli", jo sāls saturs tas ir ievērojami augstāks nekā tīrajā nodalījumā.
Nepārtraukta ūdens pūšana tiek veikta no vietas ar vislielāko sāļu koncentrāciju, t.i. no sāls nodalījuma. Tvaiks, kas rodas abās iztvaikošanas stadijās, tiek sajaukts tvaika telpā un iziet no cilindra caur virkni cauruļu, kas atrodas tā augšējā daļā.
Palielinoties spiedienam, tvaiks spēj izšķīdināt dažus katla ūdenī esošos piemaisījumus (silīcijaskābi, metālu oksīdus).
Lai samazinātu sāls saturu tvaikā, daži katli izmanto tvaika skalošanu ar padeves ūdeni.
Katlu pārsildītāji. Pārkarsēta tvaika ražošanu no sausa piesātināta tvaika veic pārkarsētājā. Pārsildītājs ir viens no svarīgākajiem katla bloka elementiem, jo no visām apkures virsmām tas darbojas vissmagākajos temperatūras apstākļos (pārkaršanas temperatūra līdz 425 °C). Pārkarsētāja spoles un kolektori ir izgatavoti no oglekļa tērauda.
Pamatojoties uz siltuma absorbcijas metodi, pārkarsētājus iedala konvektīvās, radiācijas-konvektīvās un radiācijas. Zema un vidēja spiediena katlu blokos tiek izmantoti konvektīvie tvaika pārkarsētāji ar vertikālu vai horizontālu cauruļu izvietojumu. Lai ražotu tvaiku ar pārkaršanas temperatūru virs 500 °C, izmanto kombinētos tvaika pārkarsētājus, t.i. tajos viena virsmas daļa (radiatīvā) uztver siltumu starojuma dēļ, bet otra daļa - ar konvekciju. Pārsildītāja sildvirsmas starojuma daļa atrodas sietu veidā tieši sadegšanas kameras augšējā daļā.
Atkarībā no gāzu un tvaika kustības virzieniem ir trīs galvenās shēmas pārkarsētāja pieslēgšanai gāzes plūsmai: tiešā plūsma, kurā gāzes un tvaiks pārvietojas vienā virzienā; pretstrāva, kur gāzes un tvaiki pārvietojas pretējos virzienos; jaukts, kurā vienā pārkarsētāja spoļu daļā gāzes un tvaiki virzās taisni cauri, bet otrā - pretējos virzienos.
Darbības drošuma ziņā optimāla ir jaukta pārkarsētāja pārslēgšanas shēma, kurā pārkarsētāja pirmā daļa gar tvaika plūsmu ir pretstrāva, un tvaika pārkarsēšanas pabeigšana notiek tās otrajā daļā ar tiešu dzesēšanas šķidrumu plūsmu. Šajā gadījumā dažās spolēm, kas atrodas pārkarsētāja augstākās termiskās slodzes zonā, gāzes kanāla sākumā būs mērena tvaika temperatūra, un tvaika pārkarsēšanas pabeigšana notiek pie zemākas termiskās slodzes. slodze.
Tvaika temperatūra katlos ar spiedienu līdz 2,4 MPa netiek regulēta. Pie spiediena 3,9 MPa un vairāk temperatūru regulē ar šādām metodēm: kondensāta ievadīšana tvaikā; izmantojot virsmas atkausētājus; izmantojot gāzes regulēšanu, mainot sadegšanas produktu plūsmu caur pārsildītāju vai pārvietojot degļa stāvokli krāsnī, izmantojot rotācijas degļus.
Pārkarsētājam jābūt manometram, drošības vārstam, slēgvārstam, lai atvienotu pārkarsētāju no tvaika maģistrāles, un ierīcei pārkarsēta tvaika temperatūras mērīšanai.
Ūdens ekonomaizeri. Ekonomaizerā padeves ūdens tiek uzsildīts ar dūmgāzēm, pirms tas tiek padots katlā, izmantojot kurināmā sadegšanas produktu siltumu. Kopā ar priekšsildīšanu ir iespējama daļēja padeves ūdens iztvaikošana, kas nonāk katla tvertnē. Atkarībā no temperatūras, līdz kurai ūdens tiek uzkarsēts, ekonomaizerus iedala divos veidos - nevārīšanās un vārīšanās. Ekonomaizeros, kas nevārās, atbilstoši to darbības uzticamības nosacījumiem ūdeni uzsilda līdz temperatūrai, kas ir par 20 ° C zemāka par piesātināta tvaika temperatūru tvaika katlā vai ūdens viršanas temperatūru pie esošā darba spiediena karstā katlā. -ūdens boileris. Verdošajos ekonomaizeros tiek uzkarsēts ne tikai ūdens, bet arī tā daļēja (līdz 15% %) iztvaikošana.
Atkarībā no metāla, no kura izgatavoti ekonomaizeri, tos iedala čugunā un tēraudā. Čuguna ekonomaizeri tiek izmantoti pie spiediena katla cilindrā, kas nepārsniedz 2,4 MPa, savukārt tērauda ekonomaizerus var izmantot pie jebkura spiediena. Čuguna ekonomaizeros ūdens vārīšanās ir nepieņemama, jo tas izraisa ūdens āmuru un ekonomaizera iznīcināšanu. Apkures virsmas tīrīšanai ūdens ekonomaizeros ir pūšanas ierīces.
Gaisa sildītāji. Mūsdienu katlu blokos gaisa sildītājam ir ļoti nozīmīga loma, uzņemot siltumu no izplūdes gāzēm un nododot to gaisā, tas samazina pamanāmāko siltuma zudumu ar izplūdes gāzēm. Lietojot uzkarsētu gaisu, paaugstinās kurināmā sadegšanas temperatūra, pastiprinās sadegšanas process, paaugstinās katla agregāta efektivitāte. Tajā pašā laikā, uzstādot gaisa sildītāju, palielinās gaisa un dūmu ceļu aerodinamiskā pretestība, kas tiek pārvarēta, radot mākslīgo vilkmi, t.i. uzstādot dūmu nosūcēju un ventilatoru.
Gaisa sildīšanas temperatūra tiek izvēlēta atkarībā no degšanas metodes un degvielas veida. Dabasgāzei un mazutam, ko sadedzina kameras krāsnīs, karstā gaisa temperatūra ir 200...250 °C, bet cietā kurināmā pulverogļu sadedzināšanai - 300...420 °C.
Ja katla blokā ir ekonomaizers un gaisa sildītājs, ekonomaizers tiek uzstādīts vispirms pa gāzes plūsmu, bet gaisa sildītājs tiek uzstādīts pēc tam, kas ļauj dziļāk atdzesēt sadegšanas produktus, jo aukstā gaisa temperatūra ir zemāka par padeves ūdens temperatūru ekonomaizera ieplūdē.
Pēc darbības principa gaisa sildītājus iedala rekuperatīvajos un reģeneratīvajos. Rekuperatīvajā gaisa sildītājā siltuma pārnešana no sadegšanas produktiem uz gaisu notiek nepārtraukti caur sadalošo sienu, kuras vienā pusē pārvietojas sadegšanas produkti, bet otrā - sakarsētais gaiss.
Reģeneratīvajos gaisa sildītājos siltums no sadegšanas produktiem tiek pārnests uz sakarsētu gaisu, pārmaiņus sildot un atdzesējot vienu un to pašu sildvirsmu.
Gāzes virzuļu uzstādīšana. Gāzes virzuļu bloks (GPU) ir paredzēts trīsfāzu (380/220 V, 50 Hz) maiņstrāvas patērētāju elektroenerģijas padevei. Gāzes elektrostacijas tiek izmantotas kā pastāvīgas un garantētas elektroapgādes avots slimnīcām, bankām, tirdzniecības centriem, lidostām, ražošanas un naftas un gāzes ieguves uzņēmumiem. Gāzes dzinēja dzinēja kalpošanas laiks ir lielāks nekā benzīna ģeneratoriem un dīzeļdegvielas spēkstacijām, kas noved pie īsāka atmaksāšanās perioda. Gāzes elektrisko ģeneratoru izmantošana ļauj īpašniekam būt neatkarīgam no plānotiem un avārijas elektroenerģijas padeves pārtraukumiem un bieži vien pilnībā atteikties no elektroenerģijas piegādātāju pakalpojumiem.
Gāzes virzuļdzinēju (turpmāk GPA) darbība balstās uz iekšdedzes dzinēja darbības principu. Iekšdedzes dzinējs ir dzinēja veids, siltumdzinējs, kurā darba zonā degošās degvielas (parasti šķidrās vai gāzveida ogļūdeņraža degvielas) ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta mehāniskā darbā.
Šobrīd rūpniecībā tiek ražoti divu veidu virzuļdzinēji, kas darbojas ar gāzi: gāzes dzinēji - ar elektrisko (dzirksteļaizdedzi) un gāzes dīzeļdzinēji - ar gāzes-gaisa maisījuma aizdedzi, iesmidzinot pilotu (šķidro) degvielu. Gāzes dzinēji ir kļuvuši plaši izmantoti enerģētikas sektorā, pateicoties plaši izplatītajai tendencei izmantot gāzi kā lētāku degvielu (gan dabisko, gan alternatīvo) un salīdzinoši videi draudzīgāku izplūdes gāzu emisiju ziņā.
No GPU ar siltummaiņiem principā viss ir vienāds, bet papildus tiek izmantota siltuma atgūšanas sistēma.
Iekārta darbojas ar vairākiem degvielas veidiem, tai ir salīdzinoši zems sākotnējais ieguldījums uz 1 kW un plašs jaudas diapazons.
Degviela gāzes virzuļa blokiem. Viens no svarīgākajiem punktiem, izvēloties gāzes turbīnas veidu, ir izpētīt degvielas sastāvu. Gāzes dzinēju ražotājiem ir savas prasības attiecībā uz degvielas kvalitāti un sastāvu katram modelim.
Šobrīd daudzi ražotāji pielāgo savus dzinējus atbilstošai degvielai, kas vairumā gadījumu neaizņem daudz laika un neprasa lielas finansiālas izmaksas.
Papildus dabasgāzei kā degvielu var izmantot gāzes virzuļu blokus: propānu, butānu, saistīto naftas gāzi, ķīmiskās rūpniecības gāzes, koksa krāsns gāzi, malkas gāzi, pirolīzes gāzi, poligona gāzi, notekūdeņu gāzi utt.
Šo specifisko gāzu izmantošana par degvielu sniedz nozīmīgu ieguldījumu vides saglabāšanā, kā arī ļauj izmantot reģeneratīvos enerģijas avotus.
Gāzes kontroles punkts. Gāzes kontroles punkts ir iekārtu sistēma automātiskai gāzes spiediena samazināšanai un pastāvīgai uzturēšanai gāzes sadales cauruļvados. Gāzes kontroles punktā ietilpst spiediena regulators gāzes spiediena uzturēšanai, filtrs mehānisko piemaisījumu uztveršanai, drošības vārsti, kas neļauj gāzei iekļūt gāzes sadales cauruļvados avārijas gāzes spiediena gadījumā, kas pārsniedz pieļaujamos parametrus, un instrumenti daudzuma reģistrēšanai. gāzes caurlaidības, temperatūras, spiediena un telemetriskos mērījumus šos parametrus.
Gāzes kontroles punkti tiek izbūvēti uz pilsētas gāzes sadales vadiem, kā arī rūpniecības un pašvaldību uzņēmumu teritorijā ar plašu gāzesvadu tīklu. Punktus, kas uzstādīti tieši pie patērētājiem un kas paredzēti gāzes piegādei katliem, krāsnīm un citām vienībām, parasti sauc par gāzes kontroles ierīcēm. Atkarībā no gāzes spiediena pie ieplūdes gāzes kontroles punkti ir: vidēji (no 0,05 līdz 3 kgf/cm 2 ) un augsts (līdz 12 kgf/cm 2 ) spiediens (1 kgf/cm 2 =0,1 Mn/m 2).
Drošības ierīces un instrumenti. Karstā ūdens boileriem kā aizsargierīce pret spiediena palielināšanos tajos var kalpot apvadlīnijas ar pretvārstiem (zīm.), kas novada ūdeni virzienā no katla uz apkures sistēmas cauruļvadu. Ar tik vienkāršu ierīci, ja pie katla uzstādītie vārsti kaut kādu iemeslu dēļ ir aizvērti, tad savienojums ar atmosfēru caur izplešanās trauku netiks traucēts.
Ja cauruļvadam starp katliem un izplešanās tvertni papildus norādītajiem vārstiem ir vēl kādi slēgvārsti, tad jāuzstāda sviras drošības vārsti.
Tvaika katli līdz 70 kPa ir aprīkoti ar drošības ierīci hidrauliskā slēģa veidā
Drošai un pareizai darbībai tvaika katli papildus drošības ierīcēm ir aprīkoti ar ūdens indikācijas ierīcēm, aizbāžņa vārstiem un manometriem.
Lai mērītu padeves ūdens plūsmu, kas tiek piegādāta tvaika katlam vai ūdens, kas cirkulē ūdens sildīšanas sistēmā, tiek uzstādīts ūdens skaitītājs vai diafragmas. Lai izmērītu ūdens temperatūru, kas nonāk ūdens sildīšanas sistēmā un atgriežas katlā, īpašos gadījumos tiek nodrošināti termometri.
Katlu iekārtas atkarībā no patērētāja veida iedala enerģētikā, ražošanā un apkurē un apkurē. Pamatojoties uz saražotā dzesēšanas šķidruma veidu, tos iedala tvaikā (tvaika ģenerēšanai) un karstajā ūdenī (karsta ūdens ražošanai).
Enerģijas katlu iekārtas radīt tvaiku tvaika turbīnām termoelektrostacijās. Šādas katlu mājas parasti ir aprīkotas ar lielas un vidējas jaudas katlu blokiem, kas ražo tvaiku ar paaugstinātiem parametriem.
Rūpnieciskās apkures katlu iekārtas(parasti tvaiks) ražo tvaiku ne tikai rūpnieciskām vajadzībām, bet arī apkurei, ventilācijai un karstā ūdens apgādei.
Apkures katlu sistēmas(galvenokārt karstais ūdens, bet var būt arī tvaiks) ir paredzēti apkures sistēmu apkalpošanai, karstā ūdens apgādei un ražošanas un dzīvojamo telpu ventilācijai.
Atkarībā no siltumapgādes mēroga apkures katlu mājas tiek iedalītas vietējās (individuālās), grupas un rajona.
Vietējās apkures katlu mājas parasti aprīkoti ar karstā ūdens katliem ar ūdens sildīšanu līdz temperatūrai ne vairāk kā vai tvaika katliem ar darba spiedienu līdz. Šādas katlu mājas ir paredzētas vienas vai vairāku ēku siltumapgādei.
Grupas apkures katlu mājas nodrošināt siltumu ēku grupām, dzīvojamiem rajoniem vai maziem mikrorajoniem. Šādas katlu mājas ir aprīkotas gan ar tvaika, gan karstā ūdens katliem, kuriem, kā likums, ir lielāka apkures jauda nekā vietējo katlu māju katliem. Šīs katlu telpas parasti atrodas īpašās ēkās.
Centralizētās siltumapgādes katlu mājas paredzēts lielu dzīvojamo rajonu siltumapgādei; tie ir aprīkoti ar salīdzinoši jaudīgiem karstā ūdens un tvaika katliem.
Rīsi. 1.1
Attēlā 1.1. parādīta centralizētās siltumapgādes katlumājas shēma ar karstā ūdens katliem 1 tipa PTVM-50 ar apkures jaudu 58 MW. Katli var darboties ar šķidru un gāzveida degvielu, tāpēc tie ir aprīkoti ar degļiem un sprauslām 3 . Degšanai nepieciešamo gaisu krāsnī piegādā pūtēju ventilatori 4 ko darbina elektromotori. Katrā katlā ir 12 degļi un tikpat ventilatoru.
Ūdens tiek piegādāts katlam ar sūkņiem 5 ko darbina elektromotori. Izejot cauri apkures virsmai, ūdens tiek uzkarsēts un piegādāts patērētājiem, kur tas atdod daļu siltuma un zemākā temperatūrā atgriežas katlā. Dūmgāzes no katla caur cauruli tiek izvadītas atmosfērā 2.
Šai katlu telpai ir daļēji atvērta tipa plānojums: katlu apakšējā daļa (līdz aptuveni 6 m augstumam) atrodas ēkā, bet to augšējā daļa atrodas brīvā dabā. Katlu telpas iekšpusē ir ventilatori, sūkņi un vadības panelis. Katlu telpas griestos ir uzstādīts deaerators 6 lai noņemtu skābekli no ūdens.
Katlu sistēmās ar tvaika katliem(1.2. att.) tvaika katlam 4 ir divas mucas - augšējā un apakšējā. Bungas ir savienotas viena ar otru ar trim cauruļu saišķiem, kas veido katla sildvirsmu. Kad katls darbojas, apakšējā muca ir piepildīta ar ūdeni, augšējā muca ir piepildīta ar ūdeni apakšējā daļā un piesātinātie ūdens tvaiki augšējā daļā. Katla apakšā ir kurtuve 2 ar mehānisko restīti cietā kurināmā sadedzināšanai. Dedzinot šķidro un gāzveida kurināmo, restes vietā tiek uzstādītas sprauslas vai degļi, caur kuriem degviela kopā ar gaisu tiek piegādāta kurtuvei. Katlu ierobežo ķieģeļu sienas - odere.
Darba process katlu telpā notiek šādi. Degviela no degvielas krātuves pa konveijeru tiek piegādāta uz bunkuru, no kurienes tā nonāk kurtuves režģī, kur sadeg. Degvielas sadegšanas rezultātā veidojas dūmgāzes - deg sadegšanas produkti.
Dūmgāzes no kurtuves nonāk katla dūmvados, ko veido oderējums un speciālas starpsienas, kas uzstādītas cauruļu saišķos. Pārvietojoties, gāzes izskalo pārkarsētāja katla 3 cauruļu saišķus, iziet cauri ekonomaizeram 5 un gaisa sildītājam, kur tās tiek atdzesētas, pateicoties siltuma padevei katlā nonākušajam ūdenim un krāsnī pievadītajam gaisam.
Atdzesētās dūmgāzes caur skursteni 7 tiek izvadītas atmosfērā, izmantojot dūmu nosūcēju 8. Dūmgāzes no katla var izvadīt bez dūmu nosūcēja dabiskās vilkmes ietekmē ar iebūvētu skursteni.
Ūdens no ūdens padeves avota uz padeves cauruļvadu tiek iesūknēts 1 ūdens ekonomaizerā, no kurienes pēc sildīšanas tas nonāk katla augšējā cilindrā. Katla trumuļa piepildīšanu ar ūdeni kontrolē uz cilindra uzstādīts ūdens indikators stikls.
Rīsi. 1.2
No katla augšējās trumuļas ūdens pa caurulēm nolaižas apakšējā tvertnē, no kurienes tas pa kreiso cauruļu kūli atkal paceļas augšējā tvertnē. Šajā gadījumā ūdens iztvaiko, un iegūtais tvaiks tiek savākts augšējā cilindra augšējā daļā. Tad tvaiks nonāk pārkarsētājā 3, kur to pilnībā izžāvē dūmgāzu siltums, kā rezultātā tā temperatūra paaugstinās.
No pārkarsētāja tvaiks nonāk galvenajā tvaika līnijā un no turienes pie patērētāja, un pēc lietošanas tas tiek kondensēts un tiek atgriezts katlu telpā karstā ūdens (kondensāta) veidā. Kondensāta zudumi no patērētāja tiek papildināti ar ūdeni no ūdensvada vai citiem ūdens apgādes avotiem. Pirms ieiešanas katlā ūdens tiek pakļauts atbilstošai apstrādei.
Degvielas sadegšanai nepieciešamais gaiss parasti tiek ņemts no katlu telpas augšdaļas un ar ventilatoru 9 tiek piegādāts gaisa sildītājā, kur tas tiek uzkarsēts un pēc tam nosūtīts uz kurtuvi. Mazas jaudas katlumājās parasti nav gaisa sildītāju, un auksts gaiss kurtuvē tiek padots vai nu ar ventilatora palīdzību, vai arī pateicoties kamīnā skursteņa radītajam vakuumam.
Katlu iekārtai ar tvaika katliem ir slēgta tipa plānojums, kad viss katlu telpas galvenais aprīkojums atrodas ēkā.
Katlu instalācijas ir aprīkotas ar ūdens attīrīšanas ierīcēm (nav parādīts diagrammā), vadības un mērīšanas instrumentiem un atbilstošām automatizācijas iekārtām, kas nodrošina to nepārtrauktu un drošu darbību.
Karstā ūdens katlu mājas iekārtas ir paredzētas karstā ūdens ražošanai, ko izmanto apkurei, karstā ūdens apgādei un citiem mērķiem.
Rīsi. 1.1 Katlu telpa ar čuguna karstā ūdens katliem 1-piltuves pelnu un izdedžu savākšanai; 2-skrāpis; 3-skrāpju piedziņas vinča; ciklona tipa 4-pelnu savācēji; 5-dūmu nosūcējs; 6-ķieģeļu skurstenis; 7-katls; 8 sitienu ventilators; 9-ķīmiskās ūdens attīrīšanas (filtra) uzstādīšana; 10 skrāpju kanāls izdedžu un pelnu noņemšanai
Karstā ūdens katlu mājā ir viens dzesēšanas šķidrums - ūdens, atšķirībā no tvaika katlu mājas, kurā ir divi dzesēšanas šķidrumi - ūdens un tvaiks. Šajā sakarā tvaika katlu telpā jābūt atsevišķiem cauruļvadiem tvaika un ūdens padevei, kā arī tvertnei kondensāta savākšanai.
Karstā ūdens un tvaika katlu mājas atšķiras atkarībā no izmantotā kurināmā veida, apkures katlu, krāšņu u.c. Gan tvaika, gan ūdens sildīšanas katlu iekārtā parasti ietilpst vairāki katlu bloki, bet ne mazāk kā divi un ne vairāk kā četri vai pieci. Tos visus savieno kopīgas komunikācijas - cauruļvadi, gāzes vadi utt.
Rūpnīcas, kas darbojas ar kodoldegvielu, kuras izejviela ir urāna rūda, kļūst arvien izplatītākas.
