Классификация котлов и котельных установок. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной, элементы схемы.
Классификация котлов и котельных установок:
По назначению:
- отопительные, т.е. вырабатывают гор. воду для СО;
-производственно-отопительные, т.е. вырабатывают теплоту как на производств. технологии, так и на нагрев воды для потребителя;
- производственные, паровые;
- станционные, на ТЭЦ.
2. По виду вырабатываемого т/н:
- водяные, т.е. выработка горячей воды;
-паровые, т.е. выработка пара;
- пароводогрейные, выработка горячей воды и пара.
3. По материалу изготовления котлов:
- чугунные
Принципиальная схема котельной
Грамотно составленный графический чертеж должен отражать в первую очередь все механизмы, приборы, аппараты и соединяющие их трубы. Стандартные схемы котельных частных домов включают совокупность котлов, циркуляционных, рециркуляционных, подпиточных и сетевых насосов, аккумуляторных и конденсационных баков, устройств подачи топлива и его сжигания, аппаратов для деаэрации воды, теплообменников, вентиляторов, пультов управления, тепловых щитов. На выбор и расположение оборудования оказывают влияние вид теплоносителя и тепловые коммуникации, а также качество используемой воды. В процессе составления схемы водогрейной котельной необходимо следить за соответствием технических характеристик оборудования, которые должны отвечать требованиям выбранного температурного режима
Тепловые сети, работающие на воде, можно разделить на две группы:
открытые, в которых жидкость отбирается в местных установках;
закрытые, в которых вода, отдав теплоту, возвращается в котел.
Образцом принципиальной схемы может служить пример водогрейной котельной открытого типа. На обратной линии установлен циркуляционный насос, который обеспечивает доставку воды в котел и дальше по системе. Расчетный температурный режим данной схемы – 155-70°С. Два типа перемычек (рециркуляционая и перепускная) соединяют две основные линии – подающую и обратную.
Принципиальная схема котельной: 1 – насос сетевой; 2 – насос подпиточный; 3 – бак подпиточной воды; 4 – насос исходной воды; 5 – насос подачи; 6 – расходный бак; 7 – эжектор; 8 – охладитель; 9 – деаэратор вакуумный; 10 – подогреватель очищенной воды; 11 – очистительный фильтр; 12 – подогреватель исходной воды; 13 – котел водогрейный; 14 – насос рециркулярный; 15 – перепуск
Твердое, жидкое и газообразное топливо. Виды, классификация и состав основных компонентов. Рабочая высшая и низшая теплота сгорания топлива.
Топливо – горючие в-ва, выделяющие при сжигании значит кол-ва теплоты, относительно дешевые, запасы кот достаточны для добычи и недающие больших выделений вредных в-в. В зависимости от агрегатного состояния бывает: Твердое: Преобладающее над всеми другими видами. Искусственное и естественное. Естественное : гумусовое (из остатков наземной растительности) – торф, бурый уголь (10-60 млн), камен уголь (100-180 млн), полу- и антрацит(200-250 млн), сапропелевое (от водорослей и микроорганизмов водной среды) – горючие сланцы. С увеличением возраста топлива увел содержание углерода и уменьшается кислорода. Бурые: низкокачественные с высокой влажностью, зольностью и Q<24МДж/кг Vг>40%. Марка Б1 Wр>40%, Б2 Wр>30%, Б3 Wр<30%. При хранении окисляются, выветриваются, механически непрочны, самовозгорают.
Каменные: более прочны, менее склонны к самовозгоранию. Черное или сероватое, матовое и блестящее, В зав-ти от выхода летучего и коксового остатка классификация: длиннопламенный (ДП)Vг>37%, газовый (Г) Vг>37%, газовый жирный (ГЖ) 31-37, жирный (Ж) >33%, коксующийся жирный (КЖ) 25-31, коксующийся (К) 17-25, отощенный спекающийся (ОС) <17, слабо спекающийся (СС) 25-37, тощий (Т) <17, антрацит (А) <17.
Антрацит – черные, блестящие, не склонен к самовозгоранию, высокая механическая прочность, Q=5400 ккал/кг.
Горючие сланцы: (Ленинградская обл.) высоко-зольные, влажные, большой выход летучих соединений, желтого и розового цвета. Q =2500 ккал/кг, Классификация углей и сланцев по гранулометрическому составу: плита (П) 100-200 мм, крупный (К) 50-100, орех (О) 25-50, мелкий (М) 13-25, семечка (С) 6-13, штыб (Ш) <6, рядовой (Р) смесь.
Древесина: (дрова, щепа, кора, стружка) – высоковлажное малозольное низкокалорийное местное топливо, W до 50%, А=0,6%, Q=2440 ккал/кг, S=0.
Торф: кусковой, фрезерный, высоковлажное малозольное топливо низкокачественное местное, W =50%, А=6,3%, Q=2000 ккал/кг.
Жидкое: Естественные: нефть – смесь жидких углеводородов коричневого, черного или желтого цвета, окраска – асфальтообразующие в-ва. Белая, желтая, коричневая, черная. Крекинг: высокая температура, испарение фракций. 1-бензин (200-225ºС), 2-керосин (до 300ºС), дизтопливо (до 350ºС), мазут и битумные остатки.
Искусственные: мазут – высококачественное энергетическое топливо с высоким кпд, низкозольное, остаток после переработки нефти (черный цвет, вязкая, легче воды.) Рабочая масса: C-85%, H=11, ON<1, S<35, Q=9500-9800 ккал/кг, W=3%. Топочный: М40, М40В, М100, М100В. Флотский: Ф5,Ф12 – для судовых двигателей. После буквы – температура вспышки. Малосернистые (S=0,5%), высокосернистые (2-3,5), сернистые (2-0,5). Наличие серы в мазуте нежелательно, т.к. соединение вызывает коррозию и загрязняет ОПС. Отличительная особенность жидких топлив – условная вязкость (отношение времени истечения 200 мл мазута, взятого при определенной температуре ко времени истечения дистиллированной воды при 20 град), температура застывания (при которой уровень мазута в стандартной пробирке остается неподвижным при наклоне 45 град) и вспышки (при которой пары топлива в открытом тигеле при определение условии вспыхивает при поднесении открытого огня).
Газообразное: Самое качественное энергетическое топливо, т.к не содержит минеральных примесей и не дает образования выбросов золы, не содержит серы, обладает высоким кпд, процессы сжигания легко автоматизировать, используется во всех технологических процессах и энергетических установках, не требует высоких затрат на хранение. Газ топливо – это смесь механическая горючих и негорючих газообразных компонентов, не реагирующих между собой. Горючие газы – Н2,СО, СН4,СмНп,Н2S. Негорючие – СО2, N2, О2. Состав газа – в объемных процентах.
Природный газ: основной компонент – метан. Хар-ся высоким содержанием углеводородов, небольшим содержанием азота и углекислого газа, кислорода и отсутствием водорода. (Буктынское)
Попутный газ: местодобычи вблизи вместе с добычей нефти, повышенное содержание тяжелых предельных углеводородов (алканов) СnH2n+2. (Верхнеобринское). Нельзя транспортировать на большие расстояния из-за конденсации бутана и пентана в газоходах и нарушения движения газа. Из попутного выделяют пропан-бутан и используется для снабжения населения сжиженным.
Искусственные: доменный (продукт газификации в домен печи Qн=900 ккал/м3) и коксовый (при коксовании угля в коксовых батареях, Qн=4000 ккал/н.м3).
Генераторный газ (газ в генераторах). Биогаз (в биогенераторах, для утилизации бытовых отходов).