Zásobovanie teplom
Systémy diaľkového vykurovania sa vyznačujú kombináciou troch hlavných článkov: zdroje tepla, vykurovacie siete a systémy lokálnej spotreby tepla (využitia tepla) jednotlivých budov a stavieb.
Pri použití fosílneho paliva zdrojom tepelnej energie môže byť kotolňa alebo tepelná elektráreň, na jadrových zásobovacích staniciach tepla Jadrové palivo sa používa na výrobu tepelnej energie, v niektorých prípadoch sa používa ako pomocné palivo. obnoviteľné zdroje tepla– geotermálna energia, energia slnečného žiarenia atď.
Druhy paliva
Podľa definície D.I. Mendelejeva „palivo je horľavá látka, ktorá sa zámerne spaľuje, aby produkovala teplo“.
Dobre známy hlavné druhy paliva-palivové drevo, rašelina, uhlie, bridlica, ropné zvyšky, plyn. Všetky sú to organické zlúčeniny schopné reagovať s kyslíkom vo vzduchu pri vysokých teplotách, čím sa uvoľňuje teplo.
Palivo sa vyrába vo veľkých množstvách, jeho zásoby v prírode sú veľmi významné. Kyslík potrebný na reakciu sa odoberá z okolitého vzduchu. V dôsledku reakcie sa získajú vysoko zahriate spaliny, ktorých teplo sa využíva v kotolni. Ochladené plyny sú vypúšťané do atmosféry cez komín.
Na spaľovanie môže používať prírodné aj umelé palivá, získané po spracovaní prírodného paliva s cieľom izolovať z neho cenné produkty, medzi ktoré patria živice, benzín, benzény, minerálne mazacie oleje, farby, farmaceutické výrobky, síran amónny používaný pre poľnohospodárske potreby atď.
Tuhé palivo:
a) prírodné - palivové drevo, uhlie, antracit, rašelina;
b) umelé - drevené uhlie, koks a práškové uhlie, ktoré sa získava z drveného uhlia.
Kvapalné palivo:
a) prírodný - olej;
b) umelé - benzín, petrolej, vykurovací olej, decht.
Plynné palivo:
a) zemný - zemný plyn;
b) umelý - generátorový plyn získaný splyňovaním rôznych druhov pevných palív (rašelina, palivové drevo, uhlie a pod.), koksu, vysokopecných, osvetľovacích a iných plynov.
Typy inštalácií kotlov
Stacionárna kotolňa už nie je jedinou možnosťou autonómneho vykurovania. Zariadenie vyžaduje miestnosť - ale jej umiestnenie môže byť ľubovoľné.
Blokové kotolne napríklad môže byť umiestnený v suteréne aj na streche (ak je splnených niekoľko podmienok). Samotné kotolne sa navyše stali oveľa spoľahlivejšími. Dôvodom je predovšetkým skutočnosť, že výrobné závody začali ponúkať inštalácie na kľúč: všetko potrebné vybavenie je už nainštalované v blokoch alebo v module a môžete začať s inštaláciou. V súlade s tým existujú dva typy kotolní: blokové a modulárne kotolne. Oba typy konštrukcií sú výhodné z hľadiska dopravy (spravidla sa prepravujú železničnou alebo cestnou dopravou).
Základné vybavenie kotolne: bojler, vodné čerpadlo, nádoba na kvapalinu, potrubie, horák. Niektorí si tiež kupujú ďalšie vybavenie, ktoré pomáha šetriť peniaze: energeticky nezávislé kotly, kotly s funkciou elektrického zapaľovania, dvojťahové a kombinované liatinové kotly.
Relatívne nedávno sa na trhu objavili tepelné zariadenia TKU – prenosné kotlové jednotky. Ich potreba vznikla so vznikom nových priemyselných odvetví, ktoré sa nachádzajú v budovách, ktoré nie sú napojené na systém ústredného kúrenia. Výhodou nového produktu je celkom jednoduchá preprava (modulárna konštrukcia má kolieska), jednoduchá manipulácia a nevyžaduje stálu prítomnosť obsluhy. Okrem toho sú TCU spravidla plne automatizované, takže ich správa je pomerne jednoduchá. Zároveň je schopný generovať dostatočné množstvo tepla a nevyžaduje pripojenie ku komunikácii.
Klasifikácia kotolní.
V závislosti od toho, kde sa inštalácia nachádza, sa rozlišujú:
· Strecha;
· Zabudované do budovy;
· Blokovo modulárne;
· Rám.
V každom vykurovacom systéme je jeho hlavným prvkom kotol. Vykonáva hlavnú funkciu - vykurovanie. V závislosti od toho, na akom základe funguje celý systém a najmä kotol, existujú nasledujúce typy kotlov :
§ Parné kotly
§ Horúca voda;
§ zmiešané;
§ Kotly používajúce diatermický olej.
Akýkoľvek vykurovací systém funguje, ako už bolo uvedené, z jedného alebo druhého typu suroviny palivo alebo prírodný zdroj. IN V závislosti od toho sa kotly delia na:
· Tuhé palivo. Na tento účel sa používa palivové drevo, uhlie a iné druhy tuhého paliva.
· Kvapalné palivá – olej, benzín, vykurovací olej a iné.
· Plyn.
· Zmiešané alebo kombinované. Predpokladá sa použitie rôznych druhov a druhov paliva.
Úvod
Všeobecné informácie a koncepcia kotlových systémov
1 Klasifikácia inštalácií kotlov
Typy vykurovacích kotlov na vykurovanie budov
1 Plynové kotly
2 elektrické kotly
3 Kotly na tuhé palivá
Typy kotlov na vykurovanie budov
1 Plynové rúrkové kotly
2 vodnorúrkové kotly
Záver
Bibliografia
Úvod
Pri bývaní v miernych zemepisných šírkach, kde je väčšinu roka zima, je potrebné zabezpečiť dodávku tepla do budov: obytných budov, kancelárií a iných priestorov. Zásobovanie teplom zabezpečuje komfortné bývanie, ak ide o byt alebo dom, produktívnu prácu, ak ide o kanceláriu alebo sklad.
Najprv si povedzme, čo sa myslí pod pojmom „dodávka tepla“. Zásobovanie teplom je dodávka teplej vody alebo pary do vykurovacích systémov budovy. Obvyklými zdrojmi zásobovania teplom sú tepelné elektrárne a kotolne. Existujú dva typy dodávok tepla do budov: centralizované a lokálne. Pri centralizovanom zásobovaní sú zásobované jednotlivé oblasti (priemyselné alebo obytné). Pre efektívnu prevádzku centralizovanej vykurovacej siete je postavená jej rozdelením na úrovne, prácou každého prvku je vykonať jednu úlohu. S každou úrovňou sa úloha prvku znižuje. Lokálne zásobovanie teplom - zásobovanie teplom jeden alebo viac domov. Centralizované vykurovacie siete majú množstvo výhod: zníženie spotreby paliva a zníženie nákladov, používanie nízkokvalitného paliva, zlepšenie hygienického stavu obytných oblastí. Systém centralizovaného zásobovania teplom zahŕňa zdroj tepelnej energie (KVET), vykurovaciu sieť a teplospotrebiče. Kombináciou kogeneračných jednotiek vyrábame teplo a energiu. Zdrojmi lokálneho zásobovania teplom sú kachle, kotly, ohrievače vody.
Mojím cieľom je oboznámiť sa so všeobecnými informáciami a koncepciou kotlových systémov, ktoré kotly slúžia na dodávku tepla do budov.
1. Všeobecné informácie a pojmy o kotlových systémoch
Kotolňa je komplex zariadení umiestnených v špeciálnych miestnostiach a používaných na premenu chemickej energie paliva na tepelnú energiu pary alebo horúcej vody. Hlavnými prvkami inštalácie kotla sú kotol, spaľovacie zariadenie (pec), podávacie a ťahacie zariadenia.
Kotol je zariadenie na výmenu tepla, v ktorom sa teplo z horúcich produktov spaľovania paliva prenáša do vody. V dôsledku toho sa voda v parných kotloch premieňa na paru a v teplovodných kotloch sa ohrieva na požadovanú teplotu.
Spaľovacie zariadenie slúži na spaľovanie paliva a premenu jeho chemickej energie na teplo zohriatych plynov.
Napájacie zariadenia (čerpadlá, vstrekovače) sú určené na dodávanie vody do kotla.
Odťahové zariadenie pozostáva z dúchacích ventilátorov, plynovo-vzduchového systému, odsávačov dymu a komína, ktoré zabezpečujú prívod potrebného množstva vzduchu do ohniska a pohyb spalín cez dymové rúry, ako aj ich odvod. do atmosféry. Splodiny horenia, ktoré sa pohybujú cez dymové rúry a prichádzajú do kontaktu s vykurovacou plochou, odovzdávajú teplo vode.
Pre zabezpečenie ekonomickejšej prevádzky majú moderné kotlové systémy pomocné prvky: ekonomizér vody a ohrievač vzduchu, ktoré slúžia na ohrev vody, respektíve vzduchu; zariadenia na prívod paliva a odstraňovanie popola, na čistenie spalín a napájacej vody; termoregulačné zariadenia a automatizačné zariadenia, ktoré zabezpečujú normálnu a neprerušovanú prevádzku všetkých častí kotolne.
Podľa účelu, na ktorý sa tepelná energia využíva, sa kotolne delia na energetické, vykurovacie a priemyselné a vykurovacie.
Energetické kotolne dodávajú paru parným elektrárňam, ktoré vyrábajú elektrinu a sú zvyčajne súčasťou komplexu elektrárne. Vykurovacie a priemyselné kotolne sa stavajú v priemyselných podnikoch a poskytujú tepelnú energiu vykurovacím a ventilačným systémom, zásobovaniu budov teplou vodou a výrobným procesom. Vykurovacie kotolne sú určené na rovnaké účely, ale slúžia obytným a verejným budovám. Delia sa na voľne stojace, zámkové, t.j. susediace s inými budovami a zabudované do budov. V poslednej dobe sa čoraz častejšie stavajú samostatné zväčšené kotolne s očakávaním obsluhy skupiny budov, obytnej zóny alebo mikrodistriktu. Inštalácia kotolní zabudovaných do obytných a verejných budov je v súčasnosti povolená len s náležitým odôvodnením a dohodou s orgánmi hygienickej kontroly. Nízkoenergetické kotolne (individuálne a malé skupinové) sa zvyčajne skladajú z kotlov, obehových a napájacích čerpadiel a ťahacích zariadení. V závislosti od tohto zariadenia sa určujú predovšetkým rozmery kotolne. Kotolne stredného a vysokého výkonu - 3,5 MW a vyššie - sa líšia zložitosťou zariadenia a zložením servisných a úžitkových priestorov. Priestorovo-plánovacie riešenia týchto kotolní musia spĺňať požiadavky Sanitárnych noriem pre projektovanie priemyselných podnikov.
1.1 Klasifikácia inštalácií kotlov
Kotolne sa v závislosti od charakteru spotrebiteľov delia na energetické, výrobné a vykurovacie a vykurovacie. Podľa typu vyrábaného chladiva sa delia na paru (na výrobu pary) a horúcu vodu (na výrobu horúcej vody).
Elektrárne kotolne vyrábajú paru pre parné turbíny v tepelných elektrárňach. Takéto kotolne sú zvyčajne vybavené vysoko a stredne výkonnými kotlami, ktoré vyrábajú paru so zvýšenými parametrami.
Priemyselné vykurovacie kotlové systémy (zvyčajne parné) vyrábajú paru nielen pre priemyselné potreby, ale aj pre vykurovanie, vetranie a zásobovanie teplou vodou.
Vykurovacie kotlové systémy (hlavne teplovodné, ale môžu byť aj parné) sú určené na obsluhu vykurovacích systémov priemyselných a bytových priestorov.
V závislosti od rozsahu dodávky tepla sú vykurovacie kotolne rozdelené na lokálne (individuálne), skupinové a okresné.
Miestne kotolne sú spravidla vybavené teplovodnými kotlami, ktoré ohrievajú vodu na teplotu najviac 115°C alebo parnými kotlami s pracovným tlakom do 70 kPa. Takéto kotolne sú určené na zásobovanie teplom jednej alebo viacerých budov.
Systémy skupinových kotlov poskytujú teplo skupinám budov, obytným oblastiam alebo malým štvrtiam. Takéto kotolne sú vybavené parnými aj teplovodnými kotlami, ktoré majú spravidla vyšší vykurovací výkon ako kotly pre lokálne kotolne. Tieto kotolne sú zvyčajne umiestnené v špeciálne vybudovaných samostatných budovách.
Kotolne diaľkového vykurovania slúžia na zásobovanie teplom veľkých obytných oblastí: sú vybavené pomerne výkonnými teplovodnými alebo parnými kotlami.
2. Typy vykurovacích kotlov
.1 Plynové kotly
Ak je na miesto privádzaný hlavný plyn, potom je vo veľkej väčšine prípadov optimálne vykurovanie domu pomocou plynového kotla, pretože nenájdete lacnejšie palivo. Existuje veľa výrobcov a modelov plynových kotlov. Aby sme túto rozmanitosť lepšie pochopili, rozdelíme všetky plynové kotly do dvoch skupín: kotly stojace a nástenné. Nástenné a stojace kotly majú rôzne konštrukcie a komponenty.
Podlahový kotol je tradičná, konzervatívna vec, ktorá za dlhé desaťročia neprešla veľkými zmenami. Výmenník tepla podlahových kotlov je zvyčajne vyrobený z liatiny alebo ocele. Existujú rôzne názory na to, ktorý materiál je lepší. Na jednej strane je liatina menej náchylná na koróziu, liatinový výmenník tepla sa zvyčajne vyrába hrubší, čo môže mať pozitívny vplyv na jeho životnosť. Súčasne má liatinový výmenník tepla aj nevýhody. Je krehkejší, a preto existuje riziko vzniku mikrotrhlín počas prepravy a nakladania a vykladania. Navyše pri prevádzke liatinových kotlov pri použití tvrdej vody dochádza v dôsledku konštrukčných vlastností liatinových výmenníkov tepla a vlastností samotnej liatiny k ich zničeniu v dôsledku lokálneho prehriatia. Ak hovoríme o oceľových kotloch, sú ľahšie a nie sú veľmi náchylné na otrasy počas prepravy. Zároveň pri nesprávnom použití môže oceľový výmenník tepla korodovať. Nie je však veľmi ťažké vytvoriť normálne prevádzkové podmienky pre oceľový kotol. Je dôležité, aby teplota v kotle neklesla pod teplotu rosného bodu. Dobrý projektant vždy dokáže vytvoriť systém, ktorý maximalizuje životnosť kotla. Všetky podlahové plynové kotly možno zase rozdeliť do dvoch hlavných skupín: s atmosférickými a s horákmi s núteným obehom vzduchu (niekedy nazývané vymeniteľné, ventilátorové, namontované). Tie prvé sú jednoduchšie, lacnejšie a zároveň fungujú tichšie. Kotly s horákmi s núteným obehom vzduchu majú vyššiu účinnosť a sú výrazne drahšie (vzhľadom na cenu horáka). Kotly na prácu s horákmi s núteným obehom vzduchu majú schopnosť inštalovať horáky na plyn alebo kvapalné palivo. Výkon stojacích plynových kotlov s atmosférickým horákom sa vo väčšine prípadov pohybuje od 10 do 80 kW (sú však firmy vyrábajúce výkonnejšie kotly tohto typu), pričom modely s vymeniteľnými nafukovacími
horáky môžu dosahovať výkon niekoľko tisíc kW. V našich podmienkach je veľmi dôležitý ďalší parameter plynového kotla - závislosť jeho automatizácie od elektrickej energie. Koniec koncov, v našej krajine sa často vyskytujú problémy s elektrickou energiou - niekde je dodávaná prerušovane a niekde úplne chýba. Väčšina moderných plynových kotlov s atmosférickými horákmi pracuje bez ohľadu na dostupnosť energie. Pokiaľ ide o dovážané kotly, je zrejmé, že v západných krajinách takéto problémy neexistujú a často sa vynára otázka: existujú nejaké dobré dovážané plynové kotly, ktoré fungujú autonómne od elektriny? Áno existujú. Túto autonómiu je možné dosiahnuť dvoma spôsobmi. Prvým je maximálne zjednodušiť systém ovládania kotla a vďaka takmer úplnej absencii automatizácie dosiahnuť nezávislosť od elektriny (platí aj pre domáce kotly). V tomto prípade môže kotol udržiavať iba špecifikovanú teplotu chladiacej kvapaliny a nebude sa riadiť teplotou vzduchu vo vašej miestnosti. Druhý spôsob, progresívnejší, je použitie generátora tepla, ktorý z tepla vyrába elektrinu potrebnú na prevádzku automatiky kotla. Tieto kotly je možné použiť so vzdialenými izbovými termostatmi, ktoré budú kotol ovládať a udržiavať vami nastavenú izbovú teplotu.
Plynové kotly môžu byť jednostupňové (fungujú len na jeden výkonový stupeň) a dvojstupňové (2 výkonové stupne), ako aj s moduláciou (plynulé ovládanie) výkonu, keďže plný výkon kotla je potrebný na cca 15- 20% vykurovacej sezóny a 80-85% Keďže je to zbytočné, je jasné, že hospodárnejšie je použiť kotol s dvoma stupňami výkonu alebo moduláciou výkonu. Hlavné výhody dvojstupňového kotla sú: zvýšenie životnosti kotla znížením frekvencie zapínania/vypínania horáka, práca na 1. stupni so zníženým výkonom a zníženie počtu zapínaní/vypínaní horáka umožňuje úsporu plynu a následne aj peniaze.
Nástenné kotly sa objavili pomerne nedávno, no aj za toto relatívne krátke obdobie si získali množstvo priaznivcov po celom svete. Jednou z najpresnejších a najkomplexnejších definícií týchto zariadení je „mini kotolňa“. Tento termín sa neobjavil náhodou, pretože v malom prípade je nielen horák, výmenník tepla a ovládacie zariadenie, ale vo väčšine modelov aj jedno alebo dve obehové čerpadlá, expanzná nádrž, systém, ktorý zabezpečuje bezpečná prevádzka kotla, tlakomer, teplomer a mnoho ďalších prvkov, bez ktorých sa bežná kotolňa nezaobíde. Napriek tomu, že nástenné kotly implementujú najpokročilejší technický vývoj v oblasti vykurovania, náklady na „nástenné kotly“ sú často 1,5-2 krát nižšie ako náklady na ich podlahové náprotivky. Ďalšou významnou výhodou je jednoduchá inštalácia. Kupujúci sa často domnievajú, že jednoduchosť inštalácie je výhodou, ktorá by sa mala týkať iba inštalatérov. Nie je to celkom pravda, pretože suma, ktorú bude musieť skutočný spotrebiteľ zaplatiť za inštaláciu nástenného kotla alebo za inštaláciu kotolne, kde sa kotol, kotol, čerpadlá, expanzná nádrž a mnohé ďalšie inštalujú samostatne, sa veľmi líšia. výrazne. Kompaktnosť a možnosť osadiť nástenný kotol takmer do každého interiéru je ďalšou výhodou tejto triedy kotlov.
Napriek tomu, že nástenné kotly implementujú najpokročilejší technický vývoj v oblasti vykurovania, náklady na „nástenné kotly“ sú často 1,5-2 krát nižšie ako náklady na ich podlahové náprotivky. Ďalšou významnou výhodou je jednoduchá inštalácia. Kupujúci sa často domnievajú, že jednoduchosť inštalácie je výhodou, ktorá by sa mala týkať iba inštalatérov. Nie je to celkom pravda, pretože suma, ktorú bude musieť skutočný spotrebiteľ zaplatiť za inštaláciu nástenného kotla alebo za inštaláciu kotolne, kde sa kotol, kotol, čerpadlá, expanzná nádrž a mnohé ďalšie inštalujú samostatne, sa veľmi líšia. výrazne. Kompaktnosť a možnosť osadiť nástenný kotol takmer do každého interiéru je ďalšou výhodou tejto triedy kotlov.
Podľa spôsobu odvádzania spalín možno všetky plynové kotly rozdeliť na modely s prirodzeným ťahom (odvod spalín vzniká ťahom vytvoreným v komíne) a s núteným ťahom (pomocou ventilátora zabudovaného v kotli). Väčšina spoločností vyrábajúcich nástenné plynové kotly vyrába modely s prirodzeným ťahom aj núteným ťahom. Kotle s prirodzeným ťahom sú mnohým dobre známe a komín nad strechou nikoho neprekvapí. Kotly s núteným ťahom sa objavili pomerne nedávno a majú veľa výhod počas inštalácie a prevádzky. Ako je uvedené vyššie, výfukové plyny sa z týchto kotlov odvádzajú pomocou zabudovaného ventilátora. Takéto modely sú ideálne pre miestnosti bez tradičného komína, pretože produkty spaľovania sú v tomto prípade vypúšťané cez špeciálny koaxiálny komín, pre ktorý stačí urobiť iba otvor v stene. Koaxiálny komín sa tiež často nazýva „potrubie v potrubí“. Prostredníctvom vnútorného potrubia takéhoto komína sa produkty spaľovania odvádzajú na ulicu pomocou ventilátora a vzduch vstupuje cez vonkajšie potrubie. Okrem toho tieto kotly nespaľujú kyslík z miestnosti, nevyžadujú dodatočné prúdenie studeného vzduchu do budovy z ulice na podporu spaľovacieho procesu a znižujú investície pri inštalácii, pretože nie je potrebné vyrábať drahý tradičný komín, namiesto ktorého možno úspešne použiť krátky a lacný koaxiálny komín. Kotly s núteným ťahom sa používajú aj v prípadoch, keď je klasický komín, ale odber spaľovacieho vzduchu z miestnosti je nežiaduci.
Podľa typu zapaľovania môžu byť nástenné plynové kotly s elektrickým alebo piezoelektrickým zapaľovaním. Kotly s elektrickým zapaľovaním sú hospodárnejšie, pretože neexistuje zapaľovač s neustále horiacim plameňom. Vďaka absencii neustále horiaceho knôtu môže použitie kotlov s elektrickým zapaľovaním výrazne znížiť spotrebu plynu, čo je najdôležitejšie pri použití skvapalneného plynu. Úspora skvapalneného plynu môže dosiahnuť 100 kg ročne. Ďalšou výhodou kotlov s elektrickým zapaľovaním je - v prípade dočasného výpadku prúdu sa kotol automaticky zapne po obnovení napájania, zatiaľ čo model s piezo zapaľovaním bude potrebné zapnúť manuálne.
Podľa typu horáka možno nástenné kotly rozdeliť na dva typy: s bežným horákom a s modulačným horákom. Modulačný horák poskytuje najhospodárnejší prevádzkový režim, pretože kotol automaticky upravuje svoj výkon v závislosti od potreby tepla. Modulačný horák navyše poskytuje maximálny komfort v režime TÚV, čo umožňuje udržiavať teplotu teplej vody na konštantnej, špecifikovanej úrovni.
Väčšina nástenných kotlov je vybavená zariadeniami, ktoré zabezpečujú ich bezpečnú prevádzku. Takže snímač prítomnosti plameňa vypne prívod plynu, keď plameň zhasne, blokovací termostat vypne kotol, keď sa neočakávane zvýši teplota kotlovej vody, špeciálne zariadenie vypne kotol pri výpadku prúdu, ďalšie zariadenie zablokuje kotol keď je plyn vypnutý. Nechýba ani zariadenie na vypnutie kotla pri poklese objemu chladiacej kvapaliny pod normálne hodnoty a snímač ťahu.
2.2 Elektrické kotly
Existuje niekoľko hlavných dôvodov, ktoré obmedzujú rozšírenie elektrických kotlov: nie všetky oblasti majú možnosť alokovať elektrickú energiu potrebnú na vykurovanie domu (napríklad dom s rozlohou 200 m2 vyžaduje približne 20 kW), veľmi vysoké náklady na elektrinu a výpadky elektriny. Elektrické kotly majú skutočne veľa výhod. Medzi nimi: relatívne nízka cena, jednoduchá inštalácia, ľahké a kompaktné, dajú sa zavesiť na stenu, v dôsledku čoho - úspora miesta, bezpečnosť (žiadny otvorený plameň), jednoduchá obsluha, elektrický kotol nevyžaduje samostatnú miestnosť (kotolňa), elektrokotol si nevyžaduje inštaláciu komína, elektrokotol nevyžaduje špeciálnu starostlivosť, je tichý, elektrokotol je ekologický, nevznikajú žiadne škodlivé emisie ani cudzie pachy. Navyše v prípadoch, keď sú možné výpadky elektriny, sa často používa elektrokotol v spojení so záložným kotlom na tuhé palivo. Rovnaká možnosť sa používa aj na úsporu energie (najprv sa dom vykuruje lacným tuhým palivom a potom sa teplota automaticky udržiava pomocou elektrického kotla).
Stojí za zmienku, že elektrické kotly pri inštalácii vo veľkých mestách s prísnymi environmentálnymi normami a problémami s koordináciou často prekonávajú všetky ostatné typy kotlov (vrátane plynových). Stručne o konštrukcii a konfigurácii elektrických kotlov. Elektrický kotol je pomerne jednoduché zariadenie. Jeho hlavnými prvkami sú výmenník tepla, ktorý pozostáva zo zásobníka, v ktorom sú namontované elektrické ohrievače (vykurovacie telesá) a riadiaca a regulačná jednotka. Elektrokotly od niektorých firiem sú dodávané už vybavené obehovým čerpadlom, programátorom, expanznou nádobou, poistným ventilom a filtrom. Je dôležité poznamenať, že elektrické kotly s nízkym výkonom sa dodávajú v dvoch rôznych verziách - jednofázové (220 V) a trojfázové (380 V).
Kotly s výkonom nad 12 kW sa zvyčajne vyrábajú len trojfázové. Prevažná väčšina elektrokotlov s výkonom nad 6 kW sa vyrába vo viacstupňových verziách, čo umožňuje racionálne využívať elektrickú energiu a nezapínať kotol na plný výkon v prechodných obdobiach – na jar a na jeseň. Pri používaní elektrických kotlov je najdôležitejšie racionálne využívanie energie.
2.3 Kotly na tuhé palivá
Palivom pre kotly na tuhé palivá môže byť palivové drevo (drevo), hnedé alebo čierne uhlie, koks, rašelinové brikety. Existujú „všežravé“ modely, ktoré môžu pracovať so všetkými vyššie uvedenými typmi paliva, ako aj modely, ktoré fungujú na niektorých z nich, ale majú vyššiu účinnosť. Jednou z hlavných výhod väčšiny kotlov na tuhé palivá je, že s ich pomocou môžete vytvoriť úplne autonómny vykurovací systém. Preto sa takéto kotly častejšie používajú v oblastiach, kde sú problémy s dodávkou hlavného plynu a elektriny. V prospech kotlov na tuhé palivá sú ešte dva argumenty – dostupnosť a nízke náklady na palivo. Nevýhoda väčšiny predstaviteľov kotlov tejto triedy je tiež zrejmá - nemôžu pracovať v plne automatickom režime a vyžadujú pravidelné nakladanie paliva.
Stojí za zmienku, že existujú kotly na tuhé palivá, ktoré kombinujú hlavnú výhodu modelov, ktoré existujú už mnoho rokov - nezávislosť od elektriny a sú schopné automaticky udržiavať danú teplotu chladiacej kvapaliny (vody alebo nemrznúcej zmesi). Automatické udržiavanie teploty sa vykonáva nasledovne. Kotol je vybavený snímačom, ktorý monitoruje teplotu chladiacej kvapaliny. Tento snímač je mechanicky spojený s klapkou. Ak je teplota chladiacej kvapaliny vyššia ako nastavená, klapka sa automaticky uzavrie a proces spaľovania sa spomalí. Keď teplota klesne, klapka sa mierne otvorí. Toto zariadenie teda nevyžaduje pripojenie k elektrickej sieti. Ako už bolo spomenuté vyššie, väčšina tradičných kotlov na tuhé palivá môže fungovať na hnedé a čierne uhlie, drevo, koks a brikety.
Ochrana proti prehriatiu je zabezpečená prítomnosťou okruhu chladiacej vody. Tento systém je možné ovládať manuálne, t.j. pri zvýšení teploty chladiacej kvapaliny je potrebné otvoriť ventil na výstupnom potrubí chladiacej kvapaliny (ventil na vstupnom potrubí je neustále otvorený). Tento systém je navyše možné ovládať aj automaticky. Na tento účel je na výstupnom potrubí nainštalovaný redukčný ventil teploty, ktorý sa automaticky otvorí, keď chladiaca kvapalina dosiahne maximálnu teplotu. Okrem toho, aké palivo použiť na vykurovanie vášho domova, je veľmi dôležité správne vybrať požadovaný výkon kotla. Výkon sa zvyčajne vyjadruje v kW. Na vykurovanie 10 metrov štvorcových je potrebný výkon približne 1 kW. m dobre izolovanej miestnosti s výškou stropu do 3 m. Treba mať na pamäti, že tento vzorec je veľmi približný.
Konečný výpočet výkonu by ste mali zveriť iba profesionálom, ktorí okrem plochy (objemu) budú brať do úvahy mnoho ďalších faktorov, medzi ktoré patrí materiál a hrúbka stien, typ, veľkosť, počet a umiestnenie okien atď.
Kotly s pyrolýznym spaľovaním dreva majú väčšiu účinnosť (až 85%) a umožňujú automatickú reguláciu výkonu.
Medzi nevýhody pyrolýznych kotlov patrí predovšetkým vyššia cena v porovnaní s klasickými kotlami na tuhé palivá. Mimochodom, existujú kotly, ktoré pracujú nielen na dreve, ale aj kotly na slamu. Pri výbere a inštalácii kotla na tuhé palivá je veľmi dôležité dodržať všetky požiadavky na komín (jeho výšku a vnútorný prierez).
3. Typy kotlov na vykurovanie budov
dodávka vykurovania plynovým kotlom
Existujú dva hlavné typy parných kotlov: plynové a vodné. Všetky kotly (žiaruvzdorné, dymové a dymové), v ktorých plyny vysokej teploty prechádzajú vnútri požiarnych a dymových rúr a odovzdávajú teplo vode obklopujúcej rúry, sa nazývajú plynové kotly. Vo vodotrubných kotloch prúdi ohriata voda potrubím a spaliny obmývajú vonkajšok potrubí. Plynové kotly spočívajú na bočných stenách ohniska, zatiaľ čo kotly na vodu sú zvyčajne pripevnené k rámu kotla alebo budovy.
3.1 Plynové kotly
V modernej tepelnej energetike je použitie plynových kotlov obmedzené na tepelný výkon cca 360 kW a prevádzkový tlak cca 1 MPa.
Faktom je, že pri navrhovaní vysokotlakovej nádoby, ako je kotol, je hrúbka steny určená danými hodnotami priemeru, prevádzkového tlaku a teploty.
Ak sa prekročia stanovené limitné parametre, požadovaná hrúbka steny sa ukáže ako neprijateľne veľká. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy bezpečnostné požiadavky, pretože výbuch veľkého parného kotla sprevádzaný okamžitým uvoľnením veľkého množstva pary môže viesť ku katastrofe.
Pri súčasnej úrovni technológie a existujúcich bezpečnostných požiadavkách možno plynové kotly považovať za zastarané, hoci takýchto kotlov s tepelným výkonom do 700 kW je stále v prevádzke a slúžia priemyselným podnikom a obytným budovám.
3.2 Vodotrubné kotly
Vodorúrový kotol bol vyvinutý ako odpoveď na neustále sa zvyšujúce požiadavky na zvýšený výkon pary a tlak pary. Faktom je, že keď je para a vysokotlaková voda v potrubí s nie príliš veľkým priemerom, požiadavky na hrúbku steny sa ukážu ako mierne a ľahko splnené. Parné kotly s vodnou rúrou sú konštrukčne oveľa zložitejšie ako kotly s plynovou rúrou. Rýchlo sa však zahrievajú, sú prakticky odolné voči výbuchu, ľahko sa prispôsobujú zmenám zaťaženia, ľahko sa prepravujú, dajú sa ľahko rekonfigurovať v dizajne a znesú značné preťaženie. Nevýhodou vodotrubného kotla je, že jeho konštrukcia obsahuje veľa jednotiek a komponentov, ktorých spoje by nemali umožňovať netesnosti pri vysokých tlakoch a teplotách. Okrem toho sú jednotky takéhoto kotla pracujúce pod tlakom pri opravách ťažko prístupné.
Vodorúrový kotol pozostáva zo zväzkov rúrok spojených na svojich koncoch s bubnom (alebo bubnami) stredného priemeru, pričom celý systém je namontovaný nad spaľovacou komorou a uzavretý vo vonkajšom plášti. Vodiace prepážky nútia spaliny niekoľkokrát prechádzať cez zväzky rúrok, čo vedie k úplnejšiemu prenosu tepla. Bubny (rôznych prevedení) slúžia ako zásobníky vody a pary; ich priemer je zvolený minimálny, aby sa predišlo ťažkostiam charakteristickým pre plynové kotly. Vodotrubné kotly sa dodávajú v týchto typoch: horizontálne s pozdĺžnym alebo priečnym bubnom, vertikálne s jedným alebo viacerými parnými bubnami, sálavé, vertikálne s vertikálnym alebo priečnym bubnom a kombinácie týchto možností, v niektorých prípadoch s núteným obehom.
Záver
Takže na záver môžeme povedať, že kotly sú dôležitým prvkom pri zásobovaní budovy teplom. Pri výbere podielov je potrebné brať do úvahy technické, technicko-ekonomické, mechanické a iné ukazovatele pre najlepší typ dodávky tepla do objektu. Kotolne sa v závislosti od charakteru spotrebiteľov delia na energetické, výrobné a vykurovacie a vykurovacie. Na základe typu vyrobeného chladiva sa delia na paru a horúcu vodu.
Moja práca skúma typy kotlov plynové, elektrické, kotly na tuhé palivá, ako aj typy kotlov, ako sú plynové a vodorúrové kotly.
Z vyššie uvedeného stojí za to zdôrazniť výhody a nevýhody rôznych typov kotlov.
Výhody plynových kotlov sú: nákladová efektívnosť v porovnaní s inými druhmi paliva, jednoduchosť obsluhy (prevádzka kotla je plne automatizovaná), vysoký výkon (môžete vykurovať veľkú plochu), možnosť inštalácie zariadenia v kuchyni ( ak je výkon kotla do 30 kW), kompaktná veľkosť, šetrnosť k životnému prostrediu (do ovzdušia sa dostane málo škodlivých látok).
Nevýhody plynových kotlov: pred inštaláciou musíte získať povolenie od spoločnosti Gazgortekhnadzor, nebezpečenstvo úniku plynu, určité požiadavky na miestnosť, kde je kotol nainštalovaný, prítomnosť automatizácie, ktorá blokuje prístup plynu v prípade úniku alebo nedostatku vetrania.
Výhody elektrokotlov: nízka cena, jednoduchá inštalácia, kompaktnosť a nízka hmotnosť - elektrokotly možno zavesiť na stenu a šetriť tak využiteľný priestor, bezpečnosť (žiadny otvorený plameň), jednoduchá obsluha, elektrokotly nevyžadujú samostatnú miestnosť ( kotolňa), nevyžadujú inštaláciu komína, nevyžadujú špeciálnu starostlivosť, sú tiché, ekologické - nevznikajú žiadne škodlivé emisie ani cudzie pachy.
Hlavné dôvody obmedzujúce rozšírenie elektrických kotlov nie sú vo všetkých oblastiach, je možné alokovať niekoľko desiatok kilowattov elektriny, pomerne vysoké náklady na elektrinu a výpadky elektriny.
Po prvé, vyzdvihnime nevýhody kotlov na tuhé palivá: v prvom rade vykurovacie kotly na tuhé palivá využívajú tuhé palivo, ktoré má relatívne nízky prenos tepla. V skutočnosti, aby ste správne vykurovali veľký dom, budete musieť minúť veľa paliva a času. Okrem toho palivo vyhorí pomerne rýchlo - za dve až štyri hodiny. Potom, ak dom nie je dostatočne vykurovaný, budete musieť znova zapáliť oheň. Okrem toho budete musieť najskôr vyčistiť ohnisko od vytvoreného uhlia a popola. Až potom bude možné doplniť palivo a znovu zapáliť oheň. To všetko sa robí ručne.
Na druhej strane kotly na tuhé palivá majú aj niektoré výhody. Napríklad nie je náročný na palivo. Dokážu totiž efektívne pracovať na všetkých druhoch tuhého paliva – dreva, rašeliny, uhlia a vôbec všetkého, čo môže horieť. Samozrejme, takéto palivo sa dá získať rýchlo a nie príliš draho vo väčšine regiónov našej krajiny, čo je vážny argument v prospech kotlov na tuhé palivá. Okrem toho sú tieto kotly úplne bezpečné, takže môžu byť inštalované buď v suteréne domu alebo len v blízkosti. Zároveň si môžete byť istí, že nedôjde k hroznému výbuchu v dôsledku úniku paliva. Samozrejme, nemusíte vybavovať špeciálne miesto na skladovanie paliva - zakopať nádrže na plyn alebo naftu do zeme.
V súčasnosti existujú dva hlavné typy parných kotlov, a to plynové a vodorúrové. Plynové kotly zahŕňajú tie kotly, v ktorých plyny s vysokou teplotou prúdia vnútri plameňových a dymových trubíc, čím odovzdávajú teplo vode, ktorá obklopuje potrubie. Kotly s vodnými rúrami sa vyznačujú tým, že potrubím preteká ohriata voda a vonkajšia strana potrubí je umývaná plynmi.
Bibliografia
1.Boyko E.A., Shpikov A.A., Inštalácie kotlov a parné generátory (štrukturálne charakteristiky jednotiek energetických kotlov) - Krasnojarsk, 2003.
.Bryukhanov O.N. Jednotky plynových kotlov. Učebnica. INFRA-M. - 2007.
.GOST 23172-78. Kotlystacionárne. Pojmy a definície. - Definícia kotlov „na výrobu pary alebo na ohrev vody pod tlakom“.
.Dvoinishnikov V.A. et al. Návrh a výpočet kotlov a kotlových inštalácií: Učebnica pre technické školy so špecializáciou „Kotolárske inžinierstvo“ / V.A. Dvoinishnikov, L.V. Deev, M.A. Izyumov. - M.: Strojárstvo, 1988.
.Levin I.M., Botkachik I.A., Odsávače dymu a ventilátory výkonných elektrární, M. - L., 1962.
.Maksimov V.M., Kotlové jednotky s veľkou parnou kapacitou, M., 1961.
.Tichomirov K.V. Sergeenko E. S. "Vykurovanie, dodávka tepla a plynu a vetranie." Učebnica pre univerzity. 4. vydanie, revidované. a dodatočné - M.: Stroyizdat, 1991
.Encyklopédia "Around the World" je populárna vedecká online encyklopédia.
Doučovanie
Potrebujete pomôcť so štúdiom témy?
Naši špecialisti vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odošlite žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti konzultácie.
Vodná para sa používa v parných strojoch, parných elektrárňach tepelných elektrární, v technologických zariadeniach podnikov, vo vykurovacích, ventilačných a teplovodných systémoch priemyselných, verejných a obytných budov. Teplá voda - hlavne vo vykurovacích a ventilačných systémoch budov, ako aj na uspokojenie inštalatérskych potrieb výroby a obyvateľstva. Niekedy - na dodávku tepla spotrebiteľom procesov. V mnohých prípadoch sa para alebo horúca voda vyrábaná v kotloch používa ako chladivo na dodávku tepla do vykurovacích miest, nazývaných ústredné vykurovacie body (CHP), v ktorých sú inštalované výmenníky tepla (rekuperačné alebo zmiešavacie) na ohrev vody cirkulujúcej medzi centrálami. vykurovacieho bodu a k nim pripojených spotrebičov (dvojokruhové okruhy). Spotrebiteľov je možné napojiť na stanice ústredného kúrenia aj cez prídavné vykurovacie body (kotolne) na dodávku tepla jednotlivým alebo skupinám spotrebiteľov (trojkruhové schémy). Viac podrobností nájdete v [9].
Para a horúca voda v kotolniach, s výnimkou kotolní s jadrovými reaktormi, sa získavajú teplom spaľovaného organického paliva v špeciálnych jednotkách nazývaných parné kotly, kotly na ohrev vody a kotly na ohrev pary na vodu.
Podľa účelu sa kotolne delia na energetické, priemyselné, priemyselné, kotolne, kotolne verejného sektora (KBS) alebo bývanie a komunálne služby (HCS). Tie pokrývajú potrebu tepla na bývanie a komunálne služby najmä na vykurovanie a zásobovanie teplou vodou. Energetické kotolne sú určené na zásobovanie parou turbogenerátorov tepelných elektrární (TPP) a parných strojov. Energetická kotolňa je neoddeliteľnou súčasťou tepelnej elektrárne. Priemyselné kotolne poskytujú paru a horúcu vodu pre spotrebiteľov procesov a systémy vykurovania, vetrania, klimatizácie a zásobovania teplou vodou.
V priemysle sú veľkými technologickými spotrebiteľmi pary odparovacie, destilačné, rektifikačné, sušiarne, chemické reaktory, zariadenia na sorpčno-desorpčné čistenie zemného plynu od sírovodíka a oxidu uhličitého, práčky, lisy, vyhrievané kúpele galvanických liniek, stroje na laminácia (potiahnutie polymérovými filmami) papier atď.
V tabuľke V tabuľke 1.1 sú uvedené niektoré charakteristiky spotreby tepla podnikov v rôznych odvetviach [2].
Priemyselné vykurovacie kotolne sú určené na výrobu pary alebo horúcej vody, ktorá sa používa vo výrobe aj na vykurovanie priemyselných, administratívnych a iných budov na území podniku, ako aj na vykurovanie a dodávku teplej vody do blízkych obytných oblastí.
Parné kotly sa najčastejšie inštalujú do priemyselných a priemyselných vykurovacích kotolní. Vykurovacie kotolne vyrábajú najmä teplú vodu určenú na vykurovanie budov a uspokojovanie potrieb domácností obyvateľstva. Preto sa pri vykurovaní kotolní používajú parné aj teplovodné kotly. V moderných zásobovacích staniciach tepla pre bývanie a komunálne služby sú hlavne kotly na ohrev vody. A parné kotly, ktoré sú tam k dispozícii, slúžia na pokrytie vlastných potrieb stanice, hlavne na zásobovanie parou pre vykurovací olej (v plynových kotolniach sa vykurovací olej používa ako záložné alebo núdzové palivo). Sľubným smerom je použitie kombinovaných kotlov na vykurovanie parou-voda vo vykurovacích kotloch. V posledných desiatich rokoch sa rozšírili aj autonómne strešné a blokové modulové kotolne, domy na parné a vodné vykurovanie. Blokovo-modulové kotolne sú inštalované vo výrobe a dodávané na miesto inštalácie v zmontovanom stave. Na ich uvedenie do prevádzky ich stačí po dodaní namontovať, pripojiť k spotrebičom a zdroju prívodu paliva a vykonať uvedenie do prevádzky predpísaným spôsobom.
Hlavné tepelné diagramy parného a teplovodného kotla sú znázornené na obr. 1.1 a 1.2.
V závislosti od počtu odberateľov napojených na zdroj tepla bývania a komunálnych služieb sa rozlišujú kotolne okresné, skupinové a individuálne [1]. Okresné a skupinové kotolne sú umiestnené spravidla v samostatných budovách. Individuálne - často v pivniciach alebo na strechách vykurovaných budov. Autonómne automatizované strešné kotolne na zemný plyn sa rozšírili až v posledných rokoch.
Ryža. 1.1. Schéma tepelnej schémy parnej kotolne
1 – kotlové jednotky; 2 – zberač živej pary; 3 – redukčná jednotka; 4 – zberač pary R= 0,6 MPa; 5 – zberač pary R= 0,3…0,12 MPa; 6 – kontinuálny fúkací separátor; 7 – parovodné ohrievače; 8 – chladiče kondenzátu po ohrievačoch pary a vody; 9 – tepelný odvzdušňovač; 10 – chladič pary; 11 – ohrievač vody; 12 – paro-vodný ohrievač; 13 – zariadenie na chemickú úpravu vody; 14 – elektricky poháňané napájacie čerpadlá; 15 – napájacie čerpadlá pary; 16 – sieťové čerpadlá; 17 – doplňovacie čerpadlo;
symboly potrubí: T1 – teplá voda dodávaná na vykurovanie a vetranie (VN); T2 – vratná voda z vykurovacieho systému; T21 – spätný chod, po zahriatí v chladiči kondenzátu (OK); T3 – dodávka teplej úžitkovej vody, dodávka; T4 – vratná voda zo systému zásobovania teplou vodou; T5 – teplá voda pre technologické potreby; T6 - vratná voda po technologických potrebách; T61 – vratná voda po OK; T71 – para z kotla; T73 – pár za redukčným zariadením ( R= 0,3...0,12 MPa); T72 – pár po zmenšení ( R= 0,6 MPa); T74 – para z kontinuálneho vyfukovacieho separátora; T79 – para z odvzdušňovača; T81 – kondenzát pri R= 0,6 MPa; T82 – kondenzát pri R= 0,2 MPa; T84 – kondenzát z výroby; T91 – napájacia voda; T92 – nepretržité fúkanie; T93 – prečistiť vodu po odparení; B1 – surová voda z vodovodu; B20 – voda po chemickej úprave vody
Ryža. 1.2. Schéma tepelnej schémy teplovodnej kotolne
1 – teplovodný kotol; 2 – sieťové čerpadlo; 3 – recirkulačné čerpadlo; 4 – regulátor recirkulácie; 5 – regulátor teploty prívodnej vody; 6 – vákuový odvzdušňovač; 7 – chladič pár odvzdušňovača; 8 – výmenník tepla voda-voda; 9 – chemicky čistené vodné čerpadlo; 10 – vyhadzovač plyn-voda; 11 – nádrž na prívod pracovnej vody; 12 – čerpadlo surovej vody; 13 – výmenník-ohrievač surovej vody; 14 – prečerpávacie čerpadlo; 15 – zásobník prídavnej vody; 16 – doplňovacie čerpadlo; 17 – regulátor teploty vody pred odvzdušňovačom; a, b – dodávka a vracanie teplej vody z výroby; c – surová voda z vodovodu; d – návrat sieťovej vody
horáky
úpravne vody
kotlové potrubia, uzatváracie ventily
generátory tepla
indikátory hladiny vody
senzory a ovládače
a oveľa viac
Plynové kotolne
Plynové kotolne sú dnes najbežnejším typom inštalácie kotlov. Samozrejmou výhodou sú ich nízke stavebné a prevádzkové náklady v porovnaní s inými typmi inštalácií kotlov. Rozsiahla sieť plynovodov v krajine, ktorá sa neustále rozvíja, umožňuje dodávať plyn takmer do akéhokoľvek miesta. To vedie k zníženiu nákladov na dodávku pracovného paliva konvenčnou dopravou. Okrem toho má plyn v porovnaní s inými druhmi paliva vyššiu tepelnú kapacitu a prenos tepla, po spaľovaní zanecháva menej škodlivých látok.V priemyselných podnikoch sú plynové kotolne hlavným zdrojom dodávky tepla pre technologické procesy a pre zásobovanie teplom pracujúci personál. Plynové kotolne sa zároveň začali častejšie objavovať aj v súkromných obytných budovách. Ľudia oceňovali výhody takýchto inštalácií.
Plynové kotolne sú nenahraditeľným zdrojom energie, lacnejším ako elektrina.
Modulárne kotolne
Modulárne kotolne sú hotové inžinierske systémy, ktoré sa dajú ľahko prepravovať a inštalovať kdekoľvek. Pomocou modulárnych kotolní môžete výrazne ušetriť na dizajne a inštalácii, pretože tieto systémy sa zvyčajne inštalujú hotové v kontajneri a sú vybavené všetkým potrebným vybavením na prevádzku a automatizáciu procesu.Modulárne kotolne zahŕňajú nasledujúce vybavenie:
teplovodné kotly
technologické vybavenie
automatizačné systémy
systémy na úpravu vody
a oveľa viac
Kotol je zariadenie na výmenu tepla, v ktorom sa teplo z horúcich produktov spaľovania paliva prenáša do vody. V dôsledku toho sa voda v parných kotloch premieňa na paru a v teplovodných kotloch sa ohrieva na požadovanú teplotu.
Spaľovacie zariadenie slúži na spaľovanie paliva a premenu jeho chemickej energie na teplo zohriatych plynov.
Napájacie zariadenia (čerpadlá, vstrekovače) sú určené na dodávanie vody do kotla.
Odťahové zariadenie pozostáva z dúchacích ventilátorov, plynovo-vzduchového systému, odsávačov dymu a komína, ktoré zabezpečujú prívod potrebného množstva vzduchu do ohniska a pohyb spalín cez dymové rúry, ako aj ich odvod. do atmosféry. Splodiny horenia, ktoré sa pohybujú cez dymové rúry a prichádzajú do kontaktu s vykurovacou plochou, odovzdávajú teplo vode.
Pre zabezpečenie ekonomickejšej prevádzky majú moderné kotlové systémy pomocné prvky: ekonomizér vody a ohrievač vzduchu, ktoré slúžia na ohrev vody, respektíve vzduchu; zariadenia na prívod paliva a odstraňovanie popola, na čistenie spalín a napájacej vody; termoregulačné zariadenia a automatizačné zariadenia, ktoré zabezpečujú normálnu a neprerušovanú prevádzku všetkých častí kotolne.
Klasifikácia.
Blokové modulové kotolne s výkonom od 200 kW do 10 000 kW (modelový rad)
Existujú individuálne navrhnuté kotolne rôznych typov:
Strešné kotolne
Samostatne stojace kotolne
Blokové a modulové kotolne
Vstavané kotolne
Pripojené kotolne
Prenosné a mobilné kotolne
Všetky prevádzkové parametre sú riadené automatizovanými riadiacimi systémami bez prítomnosti človeka.
Zlúčenina kotolne v základnej verzii:
Kotly na ohrev vody
Spoľahlivosť dodávky tepla je zaručená prítomnosťou v kompozícii kotolne minimálne dve kotlové jednotky, reprezentované oceľovými teplovodnými kotlami od spoľahlivých a úspešne osvedčených nemeckých firiem na ruskom trhu Buderus, Viessmann.
Weishaupt horáky
Používajú sa v kotolniach horáky od nemeckej firmy Weishaupt. Používa sa na spaľovanie zemného plynu LN horáky, zabezpečenie nízkeho obsahu škodlivých nečistôt v produktoch spaľovania.
Domáca dodávka plynu
Zariadenie systému dodávky plynu kotolne reguluje prietok plynu a kontroluje úrovne minimálneho a maximálneho tlaku plynu. V prípade núdzových situácií prietok plynu do kotolňa automaticky zastaví.
Regulácia teploty vody v sieti
Používajú sa mikroprocesorové programovateľné regulátory, ktoré automaticky riadia systém regulácie teploty sieťovej vody v závislosti od vonkajšej teploty a potrieb odberateľa.
Vybavenie čerpadiel
Čerpadlá kotlového okruhu zabezpečujú nezávislú prevádzku kotly. Dvojité obehové čerpadlá v sieťovom okruhu zaručujú 100% redundanciu.
Úprava vody a udržiavanie tlaku vo vykurovacom systéme
Jednotka na úpravu vody znižuje tvrdosť kotlovej vody a zabraňuje tvorbe vodného kameňa na teplovýmenných plochách zariadenia. Zariadenie na udržiavanie tlaku automaticky dopĺňa kotol a okruhy siete vodou, čím zabezpečuje požadovanú úroveň tlaku vo vykurovacom systéme.
Hydraulický separátor
Zariadenie na hydraulické odpojenie kotla a okruhov siete umožňuje stabilnú prevádzku kotolne v systémoch s veľkým objemom vody pri intenzívnej dynamike zmien prietokov, teploty a tlaku.
Signalizácia
V kotolniach je inštalovaná požiarna signalizácia a plynová signalizácia na metán a oxid uhoľnatý.
Meracie zariadenia
Používajú sa prístroje a meracie prístroje registrované v Štátnom registri meradiel, ktoré umožňujú:
– účtovanie dodanej tepelnej energie
– účtovanie spotreby studenej vody
- meranie spotreby plynu
– meranie spotrebovanej elektriny
– kontrola prevádzkových parametrov zariadení kotolne.
Komplexná automatizácia
Integrovaný automatizačný systém zabezpečuje stabilnú prevádzku kotolní bez neustálej prítomnosti personálu údržby. Diaľkové ovládanie chodu hlavného zariadenia kotolne sa vykonáva pomocou ústredne diaľkového alarmu (je súčasťou dodávky).
Modemová komunikácia pre vzdialený dispečing
Kotolne v čase inštalácie alebo v akomkoľvek období ďalšej prevádzky môžu byť napojené na moderné systémy diaľkového dispečingu. Komplexný automatizačný systém má zabudovanú modemovú jednotku na prenos údajov o prevádzke zariadení kotolne prostredníctvom telefónnych komunikačných kanálov alebo internetu.
Dymovody
Vonkajšie a vnútorné steny komínov sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele a izolované tuhou izoláciou z minerálnej vlny. Použité komíny majú certifikát o súlade s normami požiarnej bezpečnosti. Pre každý vykurovací kotol je inštalované samostatné potrubie. Komíny s výškou 6 metrov sú súčasťou dodávky pre kotolne od 200 kW do 10 MW. V prípade potreby môže kupujúci komín odmietnuť a má tiež možnosť inštalovať komíny inej výšky.
Kotolne, v závislosti od veľkosti a množstva kotly, pozostávajú z jedného alebo viacerých blokov. Kovový rám modulov je v závislosti od klimatických podmienok izolovaný pevnými trojvrstvovými sendvičovými panelmi s izoláciou z minerálnej vlny s hrúbkou 80 až 150 mm. Charakteristiky konštrukcií uzatvárajúcich moduly zodpovedajú regulačným požiadavkám na požiarnu odolnosť a požiarnu bezpečnosť.
Nízkoenergetické kotolne (individuálne a malé skupinové) sa zvyčajne skladajú z kotlov, obehových a napájacích čerpadiel a ťahacích zariadení. V závislosti od tohto zariadenia sa určujú predovšetkým rozmery kotolne.
Kotolne stredného a vysokého výkonu - 3,5 MW a vyššie - sa líšia zložitosťou zariadenia a zložením servisných a úžitkových priestorov. Priestorovo-plánovacie riešenia týchto kotolní musia spĺňať požiadavky Sanitárnych noriem pre projektovanie priemyselných podnikov (SI 245-71), SNiP P-M.2-72 a 11-35-76.
Klasifikácia inštalácií kotlov
Kotolne sa v závislosti od charakteru spotrebiteľov delia na energetické, výrobné a vykurovacie a vykurovacie. Podľa typu vyrábaného chladiva sa delia na paru (na výrobu pary) a horúcu vodu (na výrobu horúcej vody).
Elektrárne kotolne vyrábajú paru pre parné turbíny v tepelných elektrárňach. Takéto kotolne sú zvyčajne vybavené vysoko a stredne výkonnými kotlami, ktoré vyrábajú paru so zvýšenými parametrami.
Priemyselné vykurovacie kotlové systémy (zvyčajne parné) vyrábajú paru nielen pre priemyselné potreby, ale aj pre vykurovanie, vetranie a zásobovanie teplou vodou.
Vykurovacie kotlové systémy (hlavne teplovodné, ale môžu byť aj parné) sú určené na obsluhu vykurovacích systémov priemyselných a bytových priestorov.
V závislosti od rozsahu dodávky tepla sú vykurovacie kotolne rozdelené na lokálne (individuálne), skupinové a okresné.
Miestne kotolne sú spravidla vybavené teplovodnými kotlami, ktoré ohrievajú vodu na teplotu najviac 115°C alebo parnými kotlami s pracovným tlakom do 70 kPa. Takéto kotolne sú určené na zásobovanie teplom jednej alebo viacerých budov.
Systémy skupinových kotlov poskytujú teplo skupinám budov, obytným oblastiam alebo malým štvrtiam. Takéto kotolne sú vybavené parnými aj teplovodnými kotlami, ktoré majú spravidla vyšší vykurovací výkon ako kotly pre lokálne kotolne. Tieto kotolne sú zvyčajne umiestnené v špeciálne vybudovaných samostatných budovách.
Kotolne diaľkového vykurovania slúžia na zásobovanie teplom veľkých obytných oblastí: sú vybavené pomerne výkonnými teplovodnými alebo parnými kotlami.
kotolňa s parnými kotlami. Inštalácia pozostáva z parného kotla, ktorý má dva bubny – horný a spodný. Bubny sú vzájomne prepojené tromi zväzkami rúrok, ktoré tvoria vykurovaciu plochu kotla. Pri prevádzke kotla je spodný bubon naplnený vodou, horný bubon v spodnej časti vodou a nasýtenou vodnou parou v hornej časti. V spodnej časti kotla je ohnisko s mechanickým roštom na spaľovanie tuhého paliva. Pri spaľovaní kvapalného alebo plynného paliva sa namiesto roštu inštalujú dýzy alebo horáky, cez ktoré sa palivo spolu so vzduchom privádza do ohniska. Kotol je obmedzený murovanými stenami - obkladom.
Inštalácie kotlov umiestnené v špeciálne určených oblastiach, kam nemajú prístup cudzinci. A vykurovacie siete a tepelné potrubia spájajú kotolne a spotrebiteľov.
Klasifikácia kotolní.
Moderné kotlové systémy majú rôzne klasifikácie. Každý z nich je založený na určitom princípe alebo určitých hodnotách. Dnes existuje niekoľko hlavných rozdielov:
Poloha.
V závislosti od toho, kde sa inštalácia nachádza, sa rozlišujú:
Strecha;
Zabudované do budovy;
Blok-modulárny;
Rám.
Parné kotly
Horúca voda;
Zmiešané;
Kotly používajúce diatermický olej.
Tuhé palivo. Na tento účel sa používa palivové drevo, uhlie a iné druhy tuhého paliva.
Kvapalné palivá - olej, benzín, vykurovací olej a iné.
Plyn.
Zmiešané alebo kombinované. Predpokladá sa použitie rôznych druhov a druhov paliva.
Kotly ako technické zariadenia na výrobu pary alebo horúcej vody sa vyznačujú rôznymi konštrukčnými formami, princípmi činnosti, druhmi používaných palív a ukazovateľmi výroby. Súčasne podľa spôsobu organizácie pohybu vody a zmesi pary a vody možno všetky kotly rozdeliť do nasledujúcich dvoch skupín:
Kotly s prirodzenou cirkuláciou;
Kotly s núteným pohybom chladiacej kvapaliny (voda, zmes pary a vody).
V moderných vykurovacích a vykurovaco-priemyselných kotolniach sa na výrobu pary používajú najmä kotly s prirodzenou cirkuláciou a na výrobu teplej vody kotly s núteným pohybom chladiva pracujúce na priamoprúdovom princípe.
Moderné parné kotly s prirodzenou cirkuláciou sú vyrobené z vertikálnych potrubí umiestnených medzi dvoma kolektormi (bubnami). Jedna časť rúrok, nazývaná vyhrievané „stúpacie rúrky“, je ohrievaná horákom a produktmi spaľovania a druhá, zvyčajne nevyhrievaná časť rúrok, je umiestnená mimo kotlovej jednotky a nazýva sa „zostupné rúrky“. Vo vyhrievaných zdvíhacích potrubiach sa voda ohrieva do varu, čiastočne sa odparuje a vo forme zmesi pary a vody sa dostáva do kotlového telesa, kde sa rozdeľuje na paru a vodu. Prostredníctvom spúšťania nevyhrievaných potrubí voda z horného bubna vstupuje do spodného kolektora (bubon).
Pohyb chladiacej kvapaliny v kotloch s prirodzenou cirkuláciou sa uskutočňuje v dôsledku hnacieho tlaku vytvoreného rozdielom hmotností vodného stĺpca v spúšťacích potrubiach a stĺpca zmesi pary a vody v stúpajúcich potrubiach.
V parných kotloch s viacnásobným núteným obehom sú vykurovacie plochy vyrobené vo forme špirál, ktoré tvoria cirkulačné okruhy. Pohyb vody a zmesi pary a vody v takýchto okruhoch sa vykonáva pomocou obehového čerpadla.
V priamoprúdových parných kotloch je cirkulačný pomer jednotný, t.j. Napájacia voda sa pri zahrievaní postupne mení na zmes pary a vody, nasýtenú a prehriatu paru. V teplovodných kotloch sa voda pohybujúca sa po cirkulačnom okruhu ohrieva jednou otáčkou z počiatočnej na konečnú teplotu.
Podľa typu chladiacej kvapaliny sa kotly delia na teplovodné a parné. Hlavnými ukazovateľmi teplovodného kotla sú tepelný výkon, t.j. vykurovací výkon a teplota vody; Hlavnými ukazovateľmi parného kotla sú výkon pary, tlak a teplota.
Teplovodné kotly, ktorých účelom je získavať teplú vodu stanovených parametrov, sa používajú na dodávku tepla do vykurovacích a ventilačných systémov, domácností a technologických spotrebiteľov. Teplovodné kotly, zvyčajne pracujúce na priamoprúdovom princípe s konštantným prietokom vody, sa inštalujú nielen v tepelných elektrárňach, ale aj v diaľkovom vykurovaní, ako aj vo vykurovacích a priemyselných kotolniach ako hlavný zdroj dodávky tepla.
Parný kotol je zariadenie určené na výrobu nasýtenej alebo prehriatej pary, ako aj na ohrev vody (vykurovací kotol).
Na základe relatívneho pohybu teplovýmenných médií (splodín, vody a pary) možno parné kotly (parogenerátory) rozdeliť do dvoch skupín: vodotrubné kotly a teplovodné kotly. Vo vodno-rúrkových parných generátoroch sa voda a zmes pary a vody pohybujú vo vnútri potrubia a spaliny omývajú vonkajšiu stranu potrubia. V Rusku v 20. storočí sa používali hlavne šuchovské kotly s vodnými rúrami. V požiarnych rúrach sa naopak spaliny pohybujú vo vnútri rúr a voda obmýva rúry von.
Na základe princípu pohybu vody a parovodnej zmesi sa parogenerátory delia na jednotky s prirodzenou cirkuláciou a s núteným obehom. Posledne menované sú rozdelené na priamy prietok a viacnásobný nútený obeh.
Ako napájacie čerpadlo sa spravidla používa trojpiestové vysokotlakové čerpadlo radu P21/23-130D alebo P30/43-130D.
Kotly nad kritickým tlakom (SCP) - tlak pary nad 22,4 MPa.
Hlavné prvky parných a teplovodných kotlov
Pece na spaľovanie plynných, kvapalných a pevných palív. Pri spaľovaní plynu a vykurovacieho oleja, ako aj pevných práškových uhoľných palív sa zvyčajne používajú komorové pece. Ohnisko je obmedzené prednou, zadnou, bočnými stenami, ako aj dnom a oblúkom. Pozdĺž stien pece sa nachádzajú odparovacie výhrevné plochy (varné rúry) s priemerom 50...80 mm, ktoré prijímajú vyžarované teplo z horáka a splodín horenia. Pri spaľovaní plynných alebo kvapalných palív sa pod komorovou pecou obyčajne nevyskytuje preosievanie a v prípade uhoľného prachu je v spodnej časti spaľovacej komory vytvorený „studený“ lievik na odstraňovanie popola padajúceho z horiaceho horáka.
Horné konce rúr sú zvinuté do bubna a spodné konce sú spojené s kolektormi valcovaním alebo zváraním. Pri mnohých kotloch sú varné rúrky zadnej steny pred ich pripojením k bubnu umiestnené v hornej časti ohniska v niekoľkých radoch, presadené a tvoriace girlandu.
Na obsluhu pece a plynovodov v kotolni sa používajú tieto zariadenia: šachty, uzamykateľné dvere, priezory, explozívne ventily, posúvače, rotačné klapky, dúchadlá, tryskače.
Uzatvárateľné dvierka a otvory vo vložke sú určené na kontrolné a opravárenské práce pri odstavenom kotli. Peepers sa používajú na monitorovanie procesu spaľovania paliva v ohnisku a stavu konvekčných dymovodov. Výbušné poistné ventily sa používajú na ochranu výmurovky pred zničením pri prasknutí v kúrenisku a dymovodu kotla a inštalujú sa do horných častí pece, posledného dymovodu jednotky, ekonomizéra a klenby.
Liatinové dymové klapky alebo rotačné klapky sa používajú na reguláciu ťahu a vypnutie prasa.
Pri práci s plynným palivom, aby sa zabránilo hromadeniu horľavých plynov v peciach, komínoch a ošípaných kotolne počas prestávky v práci, musí sa v nich vždy udržiavať malý ťah; K tomu musí mať každý kotol svoje vlastné vrátka s otvorom v hornej časti s priemerom minimálne 50 mm pre prefabrikát.
Dúchadlá a tryskače sú určené na čistenie vykurovacích plôch od popola a sadzí.
Bubny parného kotla. Je potrebné poznamenať, že bubny parných kotlov majú viacúčelový účel, najmä sa v nich vykonávajú tieto procesy:
Rozdelenie zmesi pary a vody z vyhrievaných zdvíhacích rúr na paru a vodu a zber pary;
Príjem napájacej vody z ekonomizéra vody alebo priamo z napájacieho potrubia;
Úprava vody v kotli (termálne a chemické zmäkčovanie vody);
Nepretržité fúkanie;
Sušenie pary z kvapiek vody kotla;
Umývacia para zo solí rozpustených v nej;
Ochrana proti nadmernému tlaku pary.
Kotlové bubny sú vyrobené z kotlovej ocele s lisovaným dnom a šachtami. Vnútorná časť objemu bubna naplnená do určitej úrovne vodou sa nazýva objem vody a časť naplnená parou počas prevádzky kotla sa nazýva objem pary. Povrch vriacej vody v bubne, ktorý oddeľuje objem vody od objemu pary, sa nazýva odparovacie zrkadlo. V parnom kotli sa horúcimi plynmi premyje len tá časť bubna, ktorá je zvnútra chladená vodou. Čiara oddeľujúca povrch vyhrievaný plynmi od nevyhrievaného sa nazýva požiarna čiara.
Zmes pary a vody prúdi stúpajúcimi varnými rúrami zvinutými do spodnej časti bubna. Z bubna sa voda privádza cez spodné potrubie do spodných kolektorov.
Na povrchu odparovacej plochy sa objavujú emisie, hrebene a dokonca aj fontány a do pary sa môže dostať značné množstvo kvapiek kotlovej vody, čo znižuje kvalitu pary v dôsledku zvýšenia obsahu jej solí. Kvapky kotlovej vody sa odparujú a soli v nich obsiahnuté sa ukladajú na vnútornom povrchu prehrievača, čím sa zhoršuje prenos tepla, v dôsledku čoho sa zvyšuje teplota jeho stien, čo môže viesť k ich vyhoreniu. Soli sa môžu usadzovať aj v armatúrach parného potrubia a viesť k strate tesnosti.
Na zabezpečenie rovnomerného prúdenia pary do parného priestoru bubna a zníženie jeho vlhkosti sa používajú rôzne separačné zariadenia.
Na zníženie možnosti usadzovania vodného kameňa na odparovacích výhrevných plochách sa používa úprava vody vo vnútri kotla: fosfátovanie, alkalizácia a použitie komplexónov.
Fosfátovanie je určené na vytvorenie podmienok v kotlovej vode, pri ktorých sa uvoľňujú usadeniny vo forme nelepivého kalu. Aby sa to dosiahlo, je potrebné zachovať určitú zásaditosť kotlovej vody.
Na rozdiel od fosfátovania môže úprava vody komplexónmi zabezpečiť podmienky kotlovej vody bez vodného kameňa a kalu. Odporúča sa používať sodnú soľ Trilon B ako komplexón.
Udržiavanie prijateľného obsahu solí v kotlovej vode sa vykonáva preplachovaním kotla, t.j. odstránením z nej časti kotlovej vody, ktorá má vždy vyššiu koncentráciu solí ako napájacia voda.
Pre postupné odparovanie vody je kotlové teleso rozdelené prepážkou na niekoľko oddelení, ktoré majú nezávislé cirkulačné okruhy. Jedno z oddelení, nazývané „čisté“ oddelenie, prijíma napájaciu vodu. Pri prechode cirkulačným okruhom sa voda vyparuje a obsah soli v kotlovej vode v čistom priestore stúpne na určitú úroveň. Aby sa zachoval obsah soli v tomto oddelení, časť kotlovej vody z čistého oddelenia smeruje gravitáciou cez špeciálny otvor - difúzor v spodnej časti prepážky do iného oddelenia, nazývaného „soľ“, pretože obsah soli v je výrazne vyššia ako v čistom oddelení.
Nepretržité fúkanie vody sa vykonáva z miesta s najväčšou koncentráciou solí, t.j. z priehradky na soľ. Para vytvorená v oboch odparovacích stupňoch sa zmiešava v parnom priestore a opúšťa bubon sériou rúrok umiestnených v jeho hornej časti.
So zvyšujúcim sa tlakom je para schopná rozpúšťať niektoré nečistoty v kotlovej vode (kyselina kremičitá, oxidy kovov).
Na zníženie obsahu soli v pare používajú niektoré kotly preplachovanie parou napájacou vodou.
Kotlové prehrievače. Výroba prehriatej pary zo suchej nasýtenej pary sa uskutočňuje v prehrievači. Prehrievač je jedným z najdôležitejších prvkov kotlovej jednotky, pretože zo všetkých vykurovacích plôch pracuje v najťažších teplotných podmienkach (teplota prehriatia do 425 °C). Prehrievacie cievky a kolektory sú vyrobené z uhlíkovej ocele.
Na základe spôsobu absorpcie tepla sa prehrievače delia na konvekčné, sálavo-konvekčné a sálavé. Nízkotlakové a stredotlakové kotlové jednotky využívajú konvekčné prehrievače pary s vertikálnym alebo horizontálnym usporiadaním potrubí. Na výrobu pary s teplotou prehriatia vyššou ako 500 °C sa používajú kombinované prehrievače pary, t.j. v nich jedna časť povrchu (sálavé) vníma teplo v dôsledku žiarenia a druhá časť - konvekciou. Sálacia časť výhrevnej plochy prehrievača je umiestnená vo forme clon priamo v hornej časti spaľovacej komory.
V závislosti od smerov pohybu plynov a pary existujú tri hlavné schémy pripojenia prehrievača k prúdu plynu: priamy tok, v ktorom sa plyny a para pohybujú rovnakým smerom; protiprúd, kde sa plyny a para pohybujú v opačných smeroch; zmiešaný, v ktorom sa v jednej časti cievok prehrievača plyny a para pohybujú priamo a v druhej - v opačných smeroch.
Optimálna z hľadiska prevádzkovej spoľahlivosti je zmiešaná schéma spínania prehrievača, pri ktorej je prvá časť prehrievača pozdĺž prúdu pary protiprúdová a dokončenie prehrievania pary nastáva v jej druhej časti priamym prúdením chladív. V tomto prípade v niektorých hadoch umiestnených v oblasti najvyššieho tepelného zaťaženia prehrievača bude na začiatku plynového potrubia mierna teplota pary a dokončenie prehrievania pary nastáva pri nižšej tepelnej záťaži. naložiť.
Teplota pary v kotloch s tlakmi do 2,4 MPa nie je regulovaná. Pri tlaku 3,9 MPa a vyššom sa teplota reguluje nasledujúcimi spôsobmi: vstrekovanie kondenzátu do pary; používanie povrchových chladičov; pomocou regulácie plynu zmenou prietoku splodín horenia prehrievačom alebo posunutím polohy horáka v peci pomocou rotačných horákov.
Prehrievač musí mať tlakomer, poistný ventil, uzatvárací ventil na odpojenie prehrievača od parného potrubia a zariadenie na meranie teploty prehriatej pary.
Ekonomizéry vody. V ekonomizéri sa napájacia voda ohrieva spalinami predtým, ako sa privedie do kotla s využitím tepla produktov spaľovania paliva. Spolu s predohrevom je možné čiastočné odparenie napájacej vody vstupujúcej do kotlového telesa. V závislosti od teploty, na ktorú sa voda ohrieva, sa ekonomizéry delia na dva typy - bez varu a varu. V bezvarových ekonomizéroch sa podľa podmienok spoľahlivosti ich prevádzky voda ohrieva na teplotu 20 °C pod teplotou nasýtenej pary v parnom kotli alebo na teplotu varu vody pri existujúcom prevádzkovom tlaku v horúcom kotli. - bojler na vodu. Vo varných ekonomizéroch sa nielen ohrieva voda, ale aj jej čiastočné (až 15 % %) odparenie.
V závislosti od kovu, z ktorého sa vyrábajú ekonomizéry, sa delia na liatinu a oceľ. Liatinové ekonomizéry sa používajú pri tlaku v kotlovom telese najviac 2,4 MPa, oceľové je možné použiť pri akomkoľvek tlaku. V liatinových ekonomizéroch je varenie vody neprijateľné, pretože to vedie k vodnému rázu a zničeniu ekonomizéra. Na čistenie vykurovacej plochy majú ekonomizéry vody fúkacie zariadenia.
Ohrievače vzduchu. V moderných kotlových jednotkách zohráva veľmi významnú úlohu ohrievač vzduchu, ktorý prijíma teplo z výfukových plynov a odovzdáva ho do ovzdušia, čím znižuje najvýraznejšiu položku tepelných strát s výfukovými plynmi. Pri použití ohriateho vzduchu sa zvyšuje teplota spaľovania paliva, zintenzívňuje sa spaľovací proces a zvyšuje sa účinnosť kotlovej jednotky. Zároveň sa pri inštalácii ohrievača vzduchu zvyšuje aerodynamický odpor vzduchových a dymových ciest, ktorý sa prekonáva vytváraním umelého ťahu, t.j. inštaláciou odsávača dymu a ventilátora.
Teplota ohrevu vzduchu sa volí v závislosti od spôsobu spaľovania a druhu paliva. Pre zemný plyn a vykurovací olej spaľovaný v komorových peciach je teplota horúceho vzduchu 200...250 °C a pre spaľovanie práškového uhlia tuhého paliva - 300...420 °C.
Ak je v kotlovej jednotke ekonomizér a ohrievač vzduchu, ekonomizér sa inštaluje najskôr pozdĺž prúdu plynu a ohrievač vzduchu sa inštaluje ako druhý, čo umožňuje hlbšie ochladenie produktov spaľovania, pretože teplota studeného vzduchu je nižšia ako teplota napájacej vody na vstupe do ekonomizéra.
Ohrievače vzduchu sa na základe princípu činnosti delia na rekuperačné a regeneračné. V rekuperačnom ohrievači vzduchu dochádza k prenosu tepla zo produktov spaľovania do vzduchu nepretržite cez deliacu stenu, na ktorej jednej strane sa pohybujú produkty spaľovania a na druhej strane ohriaty vzduch.
V regeneračných ohrievačoch vzduchu sa teplo prenáša zo spaľovacích produktov do ohriateho vzduchu striedavým ohrevom a chladením tej istej vykurovacej plochy.
Inštalácie plynových piestov. Plynová piestová jednotka (GPU) je určená na dodávku elektriny pre spotrebiteľov trojfázového (380/220 V, 50 Hz) striedavého prúdu. Plynové elektrárne sa používajú ako zdroj stáleho a garantovaného napájania nemocníc, bánk, nákupných centier, letísk, výrobných a ropných a plynárenských podnikov. Životnosť plynového motora je vyššia ako životnosť benzínových generátorov a dieselových elektrární, čo vedie ku kratšej dobe návratnosti. Použitie plynových elektrických generátorov umožňuje majiteľovi byť nezávislý od plánovaných a núdzových výpadkov elektriny a často úplne odmietnuť služby dodávateľov elektriny.
Prevádzka plynových piestových motorov (ďalej len GPA) je založená na princípe činnosti spaľovacieho motora. Spaľovací motor je typ motora, tepelného motora, v ktorom sa chemická energia paliva (spravidla kvapalného alebo plynného uhľovodíkového paliva) horiaceho v pracovnej oblasti premieňa na mechanickú prácu.
V súčasnosti sa v priemysle vyrábajú dva typy piestových motorov na plyn: plynové motory - s elektrickým (zážihovým) zapaľovaním a plynové dieselové motory - so zapaľovaním zmesi plynu a vzduchu vstrekovaním pilotného (kvapalného) paliva. Plynové motory sa v energetike začali hojne využívať vďaka rozšírenému trendu využívania plynu ako lacnejšieho paliva (prírodného aj alternatívneho) a relatívne ekologickejšieho z hľadiska emisií výfukových plynov.
Z GPU s výmenníkmi je všetko v podstate rovnaké, no navyše je použitý systém rekuperácie tepla.
Agregát pracuje na niekoľko druhov paliva, má relatívne nízku počiatočnú investíciu na 1 kW a má široký rozsah výkonov.
Palivo pre plynové piestové jednotky. Jedným z najdôležitejších bodov pri výbere typu plynovej turbíny je štúdium zloženia paliva. Výrobcovia plynových motorov majú pre každý model svoje požiadavky na kvalitu a zloženie paliva.
V súčasnosti veľa výrobcov prispôsobuje svoje motory na vhodné palivo, čo vo väčšine prípadov nezaberie veľa času a nevyžaduje veľké finančné náklady.
Okrem zemného plynu môžu plynové piestové jednotky využívať ako palivo: propán, bután, pridružený ropný plyn, plyny z chemického priemyslu, koksárenský plyn, drevný plyn, pyrolýzny plyn, skládkový plyn, odpadový plyn atď.
Využitie týchto špecifických plynov ako paliva je dôležitým príspevkom k ochrane životného prostredia a umožňuje aj využitie obnoviteľných zdrojov energie.
Kontrolný bod plynu. Regulačný bod plynu je systém zariadení na automatické znižovanie a udržiavanie konštantného tlaku plynu v plynovodoch. Kontrolný bod plynu obsahuje regulátor tlaku na udržiavanie tlaku plynu, filter na zachytávanie mechanických nečistôt, bezpečnostné ventily, ktoré zabraňujú vstupu plynu do plynovodov v prípade núdzového tlaku plynu presahujúceho prípustné parametre a prístrojové vybavenie na zaznamenávanie množstva. prechodu plynu, teploty, tlaku a telemetrických meraní týchto parametrov.
Kontrolné body plynu sú vybudované na mestských plynovodoch, ako aj na území priemyselných a komunálnych podnikov s rozsiahlou sieťou plynovodov. Body inštalované priamo u spotrebiteľov a určené na dodávku plynu do kotlov, pecí a iných jednotiek sa zvyčajne nazývajú zariadenia na reguláciu plynu. V závislosti od tlaku plynu na vstupe sú kontrolné body plynu: stredné (od 0,05 do 3 kgf/cm 2 ) a vysoké (do 12 kgf/cm 2 ) tlak (1 kgf/cm 2 = 0,1 Mn/m2).
Bezpečnostné zariadenia a prístrojové vybavenie. Pri teplovodných kotloch môžu ako ochrana proti zvyšovaniu tlaku v nich slúžiť obtokové potrubia so spätnými klapkami (obr.), ktoré prepúšťajú vodu v smere od kotla do potrubia vykurovacieho systému. Pri takomto jednoduchom zariadení, ak sú ventily inštalované na kotli z nejakého dôvodu zatvorené, potom sa spojenie s atmosférou cez expanznú nádobu nenaruší.
Ak má potrubie medzi kotlami a expanznou nádobou okrem uvedených ventilov aj ďalšie uzatváracie ventily, je potrebné nainštalovať pákové poistné ventily.
Parné kotly do 70 kPa sú vybavené poistkou v podobe hydraulickej klapky
Pre bezpečnú a správnu prevádzku sú parné kotly okrem bezpečnostných zariadení vybavené zariadeniami na indikáciu vody, zátkovými ventilmi a tlakomermi.
Na meranie prietoku napájacej vody dodávanej do parného kotla alebo vody cirkulujúcej v systéme ohrevu vody sú inštalované vodomery alebo membrány. Na meranie teploty vody vstupujúcej do systému ohrevu vody a vracajúcej sa do kotla sú v špeciálnych prípadoch k dispozícii teplomery.
Zariadenia kotlov sa v závislosti od typu spotrebiteľa delia na energetiku, výrobu a vykurovanie a vykurovanie. Podľa typu vyrábaného chladiva sa delia na paru (na výrobu pary) a horúcu vodu (na výrobu horúcej vody).
Energetické kotolne vyrábať paru pre parné turbíny v tepelných elektrárňach. Takéto kotolne sú zvyčajne vybavené vysoko a stredne výkonnými kotlami, ktoré vyrábajú paru so zvýšenými parametrami.
Inštalácie priemyselných vykurovacích kotlov(zvyčajne para) vyrábajú paru nielen pre priemyselné potreby, ale aj pre vykurovanie, vetranie a zásobovanie teplou vodou.
Vykurovacie kotlové systémy(hlavne teplovodné, ale môžu byť aj parné) sú určené na obsluhu vykurovacích systémov, zásobovanie teplou vodou a vetranie priemyselných a bytových priestorov.
V závislosti od rozsahu dodávky tepla sú vykurovacie kotolne rozdelené na lokálne (individuálne), skupinové a okresné.
Lokálne vykurovanie kotolní spravidla vybavené teplovodnými kotlami s ohrevom vody na teplotu najviac alebo parnými kotlami s pracovným tlakom do. Takéto kotolne sú určené na zásobovanie teplom jednej alebo viacerých budov.
Skupinové vykurovanie kotolní poskytujú teplo skupinám budov, obytným štvrtiam alebo malým štvrtiam. Takéto kotolne sú vybavené parnými aj teplovodnými kotlami, ktoré majú spravidla vyšší vykurovací výkon ako kotly pre lokálne kotolne. Tieto kotolne sa zvyčajne nachádzajú v špeciálnych budovách.
Kotolne diaľkového vykurovania určené na zásobovanie teplom veľkých obytných oblastí; sú vybavené pomerne výkonnými teplovodnými a parnými kotlami.
Ryža. 1.1
Na obr. 1.1. je znázornená schéma kotolne diaľkového vykurovania s teplovodnými kotlami 1 typ PTVM-50 s vykurovacím výkonom 58 MW. Kotly môžu pracovať na kvapalné a plynné palivo, preto sú vybavené horákmi a dýzami 3 . Vzduch potrebný na spaľovanie je privádzaný do pece ventilátormi 4 poháňané elektromotormi. Každý kotol má 12 horákov a rovnaký počet ventilátorov.
Voda je do kotla dodávaná čerpadlami 5 poháňané elektromotormi. Po prechode vykurovacou plochou sa voda ohrieva a dodáva spotrebiteľom, kde odovzdá časť tepla a vracia sa do kotla pri nižšej teplote. Spaliny z kotla sú odvádzané do atmosféry potrubím 2.
Táto kotolňa má polootvorenú dispozíciu: spodná časť kotlov (cca do výšky 6 m) je umiestnená v objekte a ich horná časť je na voľnom priestranstve. Vo vnútri kotolne sú dúchadlá, čerpadlá a ovládací panel. Na strope kotolne je inštalovaný odvzdušňovač 6 na odstránenie kyslíka z vody.
V kotlových systémoch s parnými kotlami(obr. 1.2) parný kotol 4 má dva bubny - horný a spodný. Bubny sú vzájomne prepojené tromi zväzkami rúrok, ktoré tvoria vykurovaciu plochu kotla. Pri prevádzke kotla je spodný bubon naplnený vodou, horný bubon v spodnej časti vodou a nasýtenou vodnou parou v hornej časti. V spodnej časti kotla je ohnisko 2 s mechanickým roštom na spaľovanie tuhého paliva. Pri spaľovaní kvapalných a plynných palív sa namiesto roštu inštalujú dýzy alebo horáky, cez ktoré sa palivo spolu so vzduchom privádza do ohniska. Kotol je obmedzený murovanými stenami - obkladom.
Pracovný proces v kotolni prebieha nasledovne. Palivo zo skladu paliva je privádzané dopravníkom do bunkra, odkiaľ ide na rošt ohniska, kde horí. V dôsledku spaľovania paliva vznikajú spaliny - horia produkty spaľovania.
Spaliny z pece vstupujú do dymovodov kotla, ktoré sú tvorené obložením a špeciálnymi priečkami inštalovanými vo zväzkoch rúr. Plyny pri svojom pohybe obmývajú zväzky rúrok prehrievacieho kotla 3, prechádzajú cez ekonomizér 5 a ohrievač vzduchu, kde sa ochladzujú v dôsledku dodávky tepla do vody vstupujúcej do kotla a vzduchu dodávaného do pece.
Ochladené spaliny sú odvádzané komínom 7 do atmosféry pomocou odsávača dymu 8. Spaliny z kotla je možné odvádzať bez odsávača dymu pod vplyvom prirodzeného ťahu so zabudovaným komínom.
Voda z vodovodného zdroja do prívodného potrubia je čerpaná 1 do ekonomizéra vody, odkiaľ po zahriatí vstupuje do horného bubna kotla. Plnenie kotlového telesa vodou je kontrolované vodoznakom inštalovaným na bubne.
Ryža. 1.2
Z horného bubna kotla voda zostupuje potrubím do spodného bubna, odkiaľ opäť stúpa ľavým zväzkom potrubí do horného bubna. V tomto prípade sa voda odparí a výsledná para sa zhromažďuje v hornej časti horného bubna. Potom para vstupuje do prehrievača 3, kde je úplne vysušená teplom spalín, v dôsledku čoho jej teplota stúpa.
Z prehrievača vstupuje para do hlavného parovodu a odtiaľ k spotrebiteľovi a po použití kondenzuje a vracia sa do kotolne vo forme horúcej vody (kondenzátu). Straty kondenzátu od spotrebiteľa sa dopĺňajú vodou z vodovodu alebo iných vodárenských zdrojov. Pred vstupom do kotla je voda podrobená vhodnej úprave.
Vzduch potrebný na spaľovanie paliva sa odoberá spravidla z hornej časti kotolne a ventilátorom 9 sa privádza do ohrievača vzduchu, kde sa ohrieva a následne posiela do ohniska. V kotolniach s malou kapacitou zvyčajne nie sú žiadne ohrievače vzduchu a studený vzduch je privádzaný do ohniska buď ventilátorom, alebo v dôsledku podtlaku v ohnisku vytvoreného komínom.
Kotolňa s parnými kotlami má dispozičné riešenie uzavretého typu, keď sa v budove nachádza všetko hlavné vybavenie kotolne.
Inštalácie kotlov sú vybavené zariadeniami na úpravu vody (na obrázku nie sú znázornené), riadiacimi a meracími prístrojmi a príslušnými automatizačnými zariadeniami, ktoré zabezpečujú ich nepretržitú a spoľahlivú prevádzku.
Teplovodné kotolne inštalácie sú určené na výrobu teplej vody používanej na vykurovanie, zásobovanie teplou vodou a iné účely.
Ryža. 1.1 Kotolňa s liatinovými teplovodnými kotlami 1-násypná na zachytávanie popola a trosky; 2-škrabka; navijak s pohonom 3 škrabiek; 4-popolové zberače cyklónového typu; 5-dymový odsávač; 6-tehlový komín; 7-kotol; 8-fúkací ventilátor; 9-inštalácia chemického čistenia vody (filtra); Kanál s 10 škrabkami na odstraňovanie trosky a popola
Teplovodná kotolňa má jedno chladivo - vodu, na rozdiel od parnej kotolne, ktorá má dve chladivá - vodu a paru. V tomto ohľade musí mať parná kotolňa samostatné potrubia na paru a vodu, ako aj nádrž na zachytávanie kondenzátu.
Teplovodné a parné kotolne sa líšia v závislosti od druhu použitého paliva, konštrukcie kotlov, pecí atď. Inštalácia kotla na parný aj vodný ohrev zvyčajne zahŕňa niekoľko kotlových jednotiek, ale nie menej ako dve a nie viac ako štyri alebo päť. Všetky sú spojené spoločnými komunikáciami - potrubia, plynovody atď.
Rastliny na jadrové palivo, ktorého surovinou je uránová ruda, sú čoraz rozšírenejšie.
