Требования к качеству питательной воды котлоагрегатов

		Растворенный кисло-			Содержание в воде, мг/кг				прод
	Общая жест-
Тип котлоагрегата	ОЗСГЬ, МГ-ЭЕВ/КГ	ными водя-	; чугунны­ми эконо-	железа		меди	масел
		номайзера-	майзерами
Чугунные секционные . .	0,7—1,5'	Не регламентируются
Жаротрубные дымогар.-	0,03—0,5	<0,03	«0,10	—		—	<5	<10
Вводотрубные не экрани­ рованные, р=1,4 МПа (14 кгс/см2)	<0,1	<0,03	«0,10	<0,20		<5	<5	<8
ВВодотрубные экраниро­ванные, р=1,4 МПа	<0,03	«0,03	«0.10	<0,2		<з	<5	5—7
Водотрубные экраниро­ ванные, р«4,5 МПа (45 кгс/смг) Стальные ^водогрейные	0,01-0,01 0,04— 0,72	5 «0,03 «0,05	0,03—0,1 -	0,1—0,2 «0,3		<1,С	1—3	<5

Для паровых турбин качество пара должно быть еще выше, и оно регламентировано Правилами технической эксплуатации электростан­ций и сетей (ПТЭ)

Б20.В2 Из каких основных элементов состоит топливоподача котельных, работающих на твёрдом топливе? Дайте основные схемы топливоподачи таких котельных и укажите основные требования СНиП к элементам схем

Твердое топливо перевозится по железным дорогам в специальных вагонах, водным путем в баржах и по шоссейным дорогам автотранс­портом.

Топливо из вагона попадает в бункера топливоподачи и далее транспортируется на склад или в бункера котельной. В разгрузочных сараях осуществляются размораживание топлива, дроб­ление на решетках (крупных кусков и удаление посторонних предметов (металлических и деревянных); сараи оборудуются механизированны­ми приспособлениями для открытия и закрывания люков вагонов* а такзке для «механической их очистки.

Комплекс механизмов и устройств, которые перемещают топливо со оклада © котельную, назьшают т о я л и в о и о д а ч е й.

Простейшей топливоподачей являются бульдозер-погрузчик и ав­топогрузчик с ковшом. Такой способ подачи топлива пригоден при максимальной теплотроизводительности котельной <:б,8 МВт (до 5 Гкал/ч), |работающей на высококалорийном и сортированном топ­ливе, так как при этом отсутствуют удаление 1металличеоких и других посторонних предметов и дробление крупных кусков. Для котельных большей производительности применяются механизированные топливо-нодачи^ имеющие оборудование для транспорта и дробления твердого топлива.Наиболее простой из механизированных топливоподач является устройство, имеющее дробилку и ковшовый подъемник Шевьева с ем­костью ковша 0,5 м³ (рис. 7-12). Топливо с помощью бульдозера или погрузчика подается в расположенный на нулевой отметке приемный бункер, из которого поступает .в винтовую дробилку и затем в распо­ложенный ниже бункер; отсюда дробленое топливо периодически на­сыпается в ковш /. В более крупных котельных чаще применяют топливоподачу с ленточным конвейером

Ленточные конвейеры устанавливаются для подачи топлива со склада к грохотам и дробилкам "чн для транспорта в бункера котельной. В местах пере­сыпки устанавливаются грохоты и дробилки, а перед ними — элек­тромагнитные сепараторы в виде барабана или на подвесках.По кон­струкции грохоты делятся на неподвижные и вибрационные. При засорении топлива древесиной, особенно при сжигании фре­зерного торфа, до дробилок устанавливаются щепоуловители. Над бункерами котельной для удаления топлива с лент применяют так называемые плужковые сбрасыватели. Двигатели подачи топлива в бункера котельной имеют блокировку, которая выключает все пдвдга-тели при останове одного из них. Крупные топливоподачи автоматизи­руются

Топливоподача с дробилкой и подъемником Шевьева

Ленточный конвейер стационарного типа. Далее основные требования возьмите из СНиП 2-35-76 стр22

Б21.В1 21-1. Обьёмно-планировачные решения ЗДАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ

Обьёмно-планировачные решения ЗДАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ

Котельные принято подразделять на закрытые, полуоткрытые и от-

открытые: в закрытых котельных все оборудование размещено в

здании; в полуоткрытых вспомогательное оборудование — деаэраторы*

баки, золоуловители, дымососы и вентиляторы — установлены вне

здания; в открытых котельных на основном оборудовании—котлоагре-

гатах—выполняются укрытия мест постоянного обслуживания, а в зда-

здании размещаются только щиты управления, насосы и фильтры химво-

доочистки.

Основное оборудование котельных открытого типа должно быть

специально приспособлено к работе при минусовых температурах окру-

окружающего воздуха.

Котельные, располагаемые на территории населенных мест, долж-

должны быть, как правило, закрытого типа, на территории промышленных,

предприятий могут быть любого типа, если это позволяют климатиче-

климатические условия и оборудование.

Здания котельных можно выполнять отдельно стоящими или-

примыкающими к другим зданиям — сблокированными.

Установка котлоагрегатов всех типов и видов внутри производст-

производственных замещений осуществляется выделением для котельной с несго-

несгораемыми перегородками, полом и потолком помещения с высотой не

менее 2 м.

Современные здания котельных, как правило, выполняются

каркасными, одноэтажными, с пролетами одного направления,

одинаковой ширины и высоты. При необходимости размещать оборудование

в несколько этажей применяются здания павильонного типа со

встроенными этажерками. Размеры пролетов зданий принимают равными 12,

18, 24 й 30 м; для небольших котельных допускаются пролеты в 6 и 9 м.

Несущими элементами здания, кроме колонн, при малых пролетах 6,

9 и 12 м), небольшой высоте (до 7,2 м) и отсутствии опирания на стены

грузоподъемных механизмов могут являться наружные стены с

пилястрами. При пролете 12 м и более используются только колонны, шаг

которых принимают равным 6 или 12 м. Для многоэтажной части

здания котельной, например со стороны постоянного торца, надлежит

использовать сетки колонн с размером 6 на 7 и 6 на 9 м. Высота зда-

иий котельных зависит от величины пролета и выполняется кратной раз-

размерам от 0,6 до 1,8 м.

Бели в котельной устанавливается оборудование, дающее динами-

динамические нагрузки на фундамент — дробилки, мельницы, дымососы,

вентиляторы и т. д., для него сооружают фундаменты, не связанные с

полом и стенами здания. Наружные стены, цоколь и внутренние стены

зданий с несущими колоннами выполняются из навесных панелей,

изготовленных из легких бетонов, керамзитобетона и штучных камней;

перегородки изготовляются из гипсобетонных и других панелей. В стенах и

перегородках выполняются проемы для дверей, окон и отверстия для

пропуска газовоздухопроводов и трубопроводов и монтажа

оборудования блоками. Конструкция торцевой стены в здании котельной со

стороны расширения должна допускать производство строительных и

монтажных работ. Двери

по ширине принимаются равными 1,0; 1,5 и 2,0 м и по высоте 2,4 м; их

изготовляют стальными с металлическим, каркасом или из дерева с

обшивкой войлоком, пропитанным глиной, и обивкой стальным листом.

Выходные двери из помещения котельных должны открываться наружу

и не иметь запоров; остальные — внутрь и закрываться. Из котельной

должно быть не менее двух выходов с пожарной лестницей в

противоположных сторонах (наружу, в тамбур или лестничную клетку). Ворота из помещения котлоагрегатов выполняются из двух половин,

распахивающимися наружу для проезда транспорта высотой от 2 до 4 м;

шириной от 2,4 до 4,2 м, с устройством калитки для прохода людей.

Внутри здания оборудование котельной установки следует

размещать по разработанной заводом — изготовителем котлоагрегатов

компоновке или по типовому проекту.

Согласно пунктам ПУ и БЭ паровых и водогрейных кеотлов 7.3. Размещение котлов и вспомогательного оборудования .

7.3.1. Расстояние от фронта котлов или выступающих частей топок до противоположной стены котельной . должно составлять не менее 3 м, при этом для котлов, работающих на газообразном или жидком топливе, расстояние от выступающих частей горелочных устройств до стены котельного помещения должно быть не менее 1 м. а для котлов, оборудованных механизированными топками, расстояние от выступающих частей топок должно быть не менее 2 м.

для котлов паропроизводительностью не более 2,5 т/ч расстояние от фронта котлов или выступающих частей топок ДО стены котельной может быть уменьшено до 2 м в следующих случаях:

а) если топка с ручной загрузкой твердого топлива обслуживается с фронта и имеет длину не более I м;

б) при отсутствии необходимости обслуживания топки с фронта;

В) если котлы работают на газообразном или жидком топливе (при сохранении расстояния от горелочных устройств до стены котельной не менее 1 м).

7.3.2. Расстояние между фронтом котлов и выступающими частями топок, расположенных друг против друга, должно составлять:

а) ДЛЯ котлов, оборудованных механизированными топками, не менее 4 м;

б) для котлов, работающих на газообразном или жидком топливе, не менее 4 м, при этом расстояние между горелочными устройствами должно быть не менее 2 м;

В) для котлов С ручной загрузкой твердого топлива не менее 5 м.

7.3.3. Перед фронтом котлов допускается установка котельного вспомогательного оборудования и щитов улравления, при этом ширина свободных проходов вдоль фронта должна быть не менее 1,5 м и установленное оборудование не должно мешать обслуживанию котлов.

73.4. При установке котлов, для которых требуется боковое обслуживание топки или котла (шуровка, обдувка, очистка газоходов, барабанов и коллекторов, выемка пакетов экономайзера и пароперегревателя, выемка труб, обслуживание горелочных устройств, реперов, элементов топки, обслуживание периодической продувки), ширина бокоового прохода должна быть достаточной для обслуживания и ремонта, но не менее 1,5 м для котлов паропроизводительностью до 4 т/ч и не менее 2 м ДЛЯ котлов паропроизводительностью 4 т/ч и более.

. 7.3.5. В тех случаях, когда не требуется бокового обслуживания топок и котлов, обязательно устройство проходов между крайними котлами и стенами котельной. Ширина этих проходов, а также ширина прохода между котлами и задней стеной котельного помещения должна составлять не менее I м.

Ширина прохода между отдельными выступающими из обмуровки частями котлов (каркасами, трубами, сепараторами и Т.д.), а также между этими частями и выступающими частями здания (кронштейнами, колоннами, _1.естницами, рабочими площадками и т.п.) должна составлять не менее 0,7 м.

7.3.6. Проходы в котельной должны иметь свободную высоту не менее 2 м.

При отсутствии необходимости перехода через барабан, сухопарник или экономайзер расстояние от них до НИЖНИХ конструктивных частей покрытия котельной должно быть не менее 0,7 м.

7.3.7. Запрешается установка в одном помещении с котлами и экономайзерами оборудования, не имеющего прямого отношения к обслуживанию и ремонту котлов или к технологии получения пара и (или) горячей воды.

Б21.В2.Какие существуют коэффициенты аэродинамического сопротивления

Сопротивление, возникающее при

движенпи потока газов, разделяется

на сопротивление трения при тече-

нии потока в прямом канале постоян-

ного сечения, в том числе при про-

дольном омывании пучка труб; мест-

ные сопротивления, связанные с изме-

нением формы или направления пото-

ка, которые условно считают сосредоточенными в одном сечении и не включающими сопротивление трения;сопротивление поперечно омываемых пучков, в которых раздельно сопротивление трения и местные сопротивления определить нельз~.Сопротивлениетрения пропорционально длине газохода

коэффиuиенту трения и кинети-

ческой энергии потока и обратно про-

порuионально сечению газохода.

Месные сопротивления определяются геометрической конфигурацией участкагазохода и пропорuиональны кинети-

ческой энергии потока.

Сопротивление трения для изо-

термического пото]{а, т.е. при постоянной его плотности и вязкости,опреде-

ляется по формуле, Па,

где λ - коэффициент сопротивления

трения, который зависит oт относи-

тельной шероховатости стенок канала

и числа Re; l, d, - длина и эквива-

лентный диаметр канала, м; (0)-

скорость потока, м/с; ρ - плотность

газа, кг/м3•

Б22.В2. Калькуляция себестоимости выработки теплоты и пара составляется из затрат на: топливо, сырьё и материалы, воду, электроэнергию, зарплату и отчисления, амортизацию, цеховые расходы, общехозяйственные расходы, непроизводственные.

Согласно СНиП в проекте должны быть приведены следующие показатели:

расчетная производительность котельной (с учетом собственных нужд котельной и тепловых потерь в ней), Гкал/ч;

установленная производительность котельной, Гкал/ч;

годовая выработка тепла, тыс. Гкал;

годовой отпуск тепла потребителям, тыс. Гкал;

годовое число часов использования установленной производительности, ч;

годовой расход топлива:

натурального, тыс. т (млн. н. м³);

условного, тыс. Т.У.Т.;

установленная мощность токоприемников, кВт;

годовой расход электроэнергии, тыс. квтч;

годовой расход воды, тыс. м³;

численность персонала, чел.;

строительный объем главного корпуса, м³;

общая площадь застройки зданий и сооружений, м²;

коэффициент застройки;

общая сметная стоимость строительства котельной, тыс. руб., в том числе:

общестроительные работы, тыс. руб.;

специальные строительные работы, тыс. руб.;

монтажные работы, тыс. руб.;

оборудование, тыс. руб.;

годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб.;

удельные показатели на 1 Гкал/ч установленной производительности:

капитальные затраты, ;

мощность токоприемников, ;

численность персонала, ;

удельный расход условного топлива на 1 Гкал отпущенного тепла, ;

себестоимость 1 Гкал отпущенного тепла, руб., в том числе:

топливная составляющая, руб.;

приведенные затраты на 1 Гкал отпущенного тепла, руб.

Примечание. В проекте реконструкции котельной должны быть приведены показатели до и после ее реконструкции.

Б25.В1 Каковы основные принципы (методика) определения высоты дымовой трубы при её расчёте для естественной и искусственной тяги? От чего зависит сила тяги, создаваемая дымовой трубой? Ответ сопроводите необходимыми рисунками и формулой определения самотяги.

Внешняя сила, которая принуждает воздух поступать в топку, а газообразные продукты горения двигаться по газоходам и дымо­вой трубе в атмосферу, называется тягой.

Различают естественную и искусственную тягу. Естественная тяга обеспечивается дымовой трубой, а искусственная создается дымо­сосом.

Естественная тяга возникает из-за разности давлений вследствие различия плотностей наружного холодного воздуха и горячих ды­мовых газов в трубе, в результате которой возникает движение потока дымовых газов по газоходам котла.

Действие дымовой трубы основано на законе сообщающихся сосудов. Вес столба атмосферного воздуха (рис. 1) больше веса такого же столба горячих продуктов горения в дымовой трубе. Вследствие этого наружный холодный воздух входит в топку, пре­одолевая сопротивление топки, газоходов, теплоиспользующих элементов.

Тяга Р_т, Па, создаваемая дымовой трубой, зависит от высоты трубы Н_тр, м, и разности плотностей атмосферного воздуха р_а и продуктов горения р_пг, кг/м3, и определяется следующим образом:

Н_тр g (р_а - р_пг),

где g — ускорение свободного падения, м/с².

Естественная тяга тем больше, чем ниже температура атмосферного воздуха, выше температура продуктов горения, барометрическое давление и высота дымовой трубы

Рис. 1 Схема к расчету естественной тяги

Дымовые трубы выполняются стальными при высоте до 35 м, кирпичными — до 100 м, железобетонными — более 100 м.

Б25.В2 Какие трубопроводы имеются в производственно-отопительной котельной установке согласно её принципиальной тепловой схеме (дайте её рисунок). Как и по каким признакам разделяют эти трубопроводы? Каково назначение тепловой изоляции и какие к ней предъявляют требования с учётом нормативных документов?

В котельном агрегате элементы, находящиеся под давлением рабочего вещества (вода, пар), соединены между собой, а также с другим оборудованием системой трубопроводов. Трубопроводы состоят из труб и соединительных деталей к ним, арматуры, слу­жащей для управления и регулирования котельных агрегатов и вспо­могательного оборудования — опор и подвесных креплений труб, тепловой изоляции, компенсаторов и отводов, предусмотренных для восприятия термических удлинений трубопроводов.

Таблица 1 Категории трубопроводов водяного пара и горячей воды

Категория трубопровода	Среда	Рабочие параметры среды
		Температура, •с	Избыточное давление,МПа
Первая	Перегретый пар	Выше 580	Не ограничено
		540...580	Не ограничено
		450... 540	Более 3.9
	Горячая вода	Выше 115	Более 8,0
	Насыщенный пар	—
Вторая	Перегретый пар	350...450	До 3,9
		До 350	2,2…3,9
	Горячая вода	Выше 115	3,9...8,0
	Насыщенный пар	—
Третья	Перегретый пар	250...350 До 250	До 2,2
			1,6…2,2
	Горячая вода	Выше 115	1,6…3,9
	Насыщенный пар	—
Четвертая	Перегретый пар	115…250	0,07…1,6
	Насыщенный пар	—
	Горячая вода	Выше 115	До 1,6

Трубопроводы разделяют по назначению на главные и вспомогательные К главным трубопроводам относятся питательные трубопроводы и паропроводы насыщенного и перегретого пара, к вспомогательным - дренажные, продувочные, обдувочные трубопроводы и трубопроводы для отбора проб воды, пара и т.п. По параметрам (давлению и температуре) трубопроводы делятся на четыре категории (табл. 1).

К трубопроводам и арматуре предъявляются следующие основные требования:

• все паропроводы для давления выше 0,07 МПа и трубопроводы для воды, работающие под давлением 1,4 МПа и при температуре выше 115 °С, независимо от степени важности должны соответствовать правилам Госгортехнадзора России;

• должна быть обеспечена надежная работа трубопроводов, безопасная для обслуживающего персонала. Следует иметь в виду, что арматура и фланцевые соединения являются наименее надежными деталями, особенно при высоких температуре и давлении, поэтому для повышения надежности, а также для снижения стоимости оборудования следует уменьшать их использование;

• система трубопроводов должна быть простой, наглядной и обеспечивать возможность легкого и безопасного переключения во время эксплуатации;

• потеря давления рабочего тела и потеря теплоты в окружаю­щую среду должны быть по возможности минимальными. С учетом этого необходимо выбирать диаметр трубопровода, конструкцию и размер арматуры, качество и тип изоляции.

изоляция

Для уменьшения потерь теплоты горячими поверхностями трубопроводов и арматуры в окружающую среду применяют тепловую изоляцию — мастичную или сборную из штучных изделий (плит, скорлуп, сегментов и автоклавного пенобетона). В качестве изоляционных материалов используют пеностекло, асбоцемент, минеральную вату, пенобетон и др.

Тепловая изоляция состоит из теплоизоляционного, покровного и отделочного слоев. Мастичная изоляция выполняется путем нанесения на горячие поверхности теплоизоляционного материала, разведенного в воде до необходимой густоты. Мастика наносится слоями по мере просыхания. Для крепления изоляции на поверхности применяется каркас из обычной мягкой стальной проволоки, проволочной сетки, либо из тонкой листовой стали и т.п. Для предохранения от внешних механических повреждений и от увлажнения изоляцию защищают снаружи штукатурным слоем толщиной 10...20 мм, да­лее оклеивают мешковиной или хлопчатобумажной тканью, кото­рую затем окрашивают масляной краской.

Мастичный способ изоляции весьма трудоемкий. В настоящее время получили широкое распространение готовые теплоизоля­ционные конструкции (скорлупы, сегменты), которые позволяют значительно ускорить и удешевить изоляцию трубопроводов. Для крепления деталей изоляции используют железные кольца.При эксплуатации тепловой изоляции необходим системати­ческий контроль за ее состоянием с целью выявления и немедлен­ного устранения повреждений. Наружная температура изолирован­ных трубопроводов недолжна превышать 45°С.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №26

1. Способы золоулавливания в КУ. Каковы основные предпосылки для применения механических сухого и мокрого способов золоулавливания в котельных установках? Приведите рисунки основных типов золоуловителей.

2. Что такое водоподготовка в КУ? Методы докотловой обработки питательной воды и требования нормативных документов по её применению? Чем отличается водород-катионирование от аммоний-натрий катионирования? Дайте принципиальную схему Н-Р катионирования.

2. Возмещение расходов пара или воды на покрытие потерь и другие нужды котельной установки осуществляют через специальные устройст­ва, комплекс которых называют водоподготовкой.

Докотловая обработка «воды состоит в том, что перед умягчением вода должна быть очищена от механических и коллоидных .примесей. Процесс удаления грубодисперсных и коллоидных примесей называют осветлением; его осуществляют путем фильтрова­ния и отстаивания воды. Наиболее мелкие частицы укрупняются — коагулируются при обработке воды реагентами. Коагулянтами служат А1₂ (SО₄)₃-18Н₂О — сернокислый алюминий, FеSО₄ • 7H₂О — железный купорос (сернокислое закисное железо) и хлорное железо — FеСl. Их доза определяется опытами и составляет десятки мг/кг.

Коагулянты вызывают коррозию, поэтому оборудование требует защитных покрытий.

Для осветления воды, содержащей 100 мг/кг и более взвешенных частиц, применяется двухступенчатое осветление

Удаление железа, содержащегося в воде из рек и водоемов в виде коллоидных соединений, проводят коагуляцией, известкова­нием и хлорированием

В зависимости от содержания в поверхностном слое катионита того или иного обменного катиона (Nа, Н или NH₄) различают NH₄-катионирование, Н-катионирование и NН₄-канкатионирование

Кроме рассмотренных и широко применяемых способов докотловой обработки воды методами ионного обмена, с помощью которых можно получить и химически обессоленную воду, существуют и другие способы — термохимический, термический и магнитный.

Химическое необходимо для прямоточных котлоагрегатов, работающих при сверхкритическом давлении.

Термохимический способ умягчения воды из-за быстрого зарастания отложениями аппаратуры водоприготовительной установки почти не имеет применения.

Т е р м и ч е с к и й способ обработки воды с повышением ее тем­пературы до кипения ограниченно пригоден и без присадки в воду химических реактивов не используется.

При ограничениях в щелочности котловой воды, в содержании углекислоты в паре и ограниченных раз­мерах продувки применяют метод аммоний-натрий катионирования. Этот метод основан на способности катио­на аммония NН₄+ вступать в обмен с катионами кальция и магния, реакции которых протекают аналогично реакциям обмена при Na-катионировании. Все катионы солей и щелочей, находящихся в воде, в этом случае заменяются катионами аммония.

После такого обмена вода содержит в растворенном состоянии хло­ристые, сульфатные и бикарбонатные соли аммония, которые под воз­действием температуры в котле подвергаются распаду с образованием аммиака, двуокиси углерода, соляной и серной кислот. Аммиак и дву­окись углерода частично связываются и уносятся с паром, .кислоты НСl и Н₂SО₄ остаются и нейтрализуются в момент их получения щелочью в котловой воде, образующейся из бикарбонатов натрия за счет гидро­лиза (из солей временной жесткости).

При необходимости глубокого снижения сухого остатка и щелочности используются методом водород-катионирования. Если регенерацию катионита в фильтре вести кислотой, то катионы кальция и магния исходной воды замещаются катионами водорода, нейтральные соли превращаются в кислоты, а щелочной анион НСО₃ разрушается, образуя воду и двуокись углерода, что снижает щелочность и сухой оста­ток. Для снижения кислотности воды водород-катионирование сочетают с натрий-катионированием, дающим щелочную воду, которая, смешиваясь с кислой водой, ее нейтрализует.

БИЛЕТ №29