Паровая котельная

Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. В этой нашей теме поговорим про паровую котельную и узнаем принцип работы паровой котельной. Паровая котельная — это установка для производства пара, который используется для различных технологических процессов и обогрева помещений. Принцип работы паровой котельной основан на процессе сгорания топлива (обычно это газ, нефть или уголь), который нагревает воду в специальном котле до состояния пара.

Сам процесс сгорания топлива осуществляется в специальном отделении котельной, где находятся горелки, работающие на топливе. Отходы сгорания удаляются через систему дымоходов и фильтров.

После того, как пар произведен в котле, он передается через трубопроводы к месту назначения, где может использоваться для обогрева помещений или для привода паровых двигателей, используемых в производственных процессах.

На чертеже представлена принципиальная схема паровой котельной, работающая на водяную закрытую систему теплоснабжения.

Принципиальная схема паровой котельной

Паровая котельная состоит из:

1 – паровые котельные установки — котлоагрегаты (котельные агрегаты)

2 – редукционно-охладительные установки (РОУ)

3 – расширители непрерывной продувки

4 – насосы сырой воды

5 – охладитель непрерывной продувки

6 – подогреватель сырой воды

7 – питательные насосы

8 – деаэратор питательной воды

9 – охладитель выпара деаэратора питательной воды

10 – хим.водоочистка

11 – подогреватели химически очищенной воды

12 – охладители подпиточной воды

13 – сетевые насосы

14 – подпиточные насосы

15 – баки-аккумуляторы подпиточной воды

16 – пароводяные сетевые подогреватели

17 – водо-водяные охладители конденсата

18 – бак сбора конденсата

19 – конденсатные насосы

20 – водогрейные котельные агрегаты

21 – рециркуляционные насосы

Принцип работы паровой котельной основан на преобразовании тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива, в пар, который затем используется для приведения в действие различных механизмов и систем. Главным элементом паровой котельной является паровой котел, в котором происходит преобразование тепловой энергии в пар. В котле находятся трубки, в которых происходит нагрев воды. Топливо сжигается в специальной камере, а выделяющиеся при этом продукты сгорания нагревают трубки, через которые проходит вода. Таким образом, вода превращается в пар, который затем направляется в систему трубопроводов для использования в различных целях. От регулировки температуры до приведения в действие турбин и генераторов электроэнергии — паровые котельные находят применение во многих сферах промышленности.

Работа паровой котельной

Водоподготовка для котельных паровых котлов заключается в подаче сырой воды из ближайшего водоема или из наружной водопроводной сети с помощью насоса сырой воды (4) в охладитель непрерывной продувки (5). Там она нагревается за счет теплоты продувочной воды из расширителя непрерывной продувки (3). Затем она поступает в пароводяные сетевые подогреватели (16), где она дополнительно нагревается до температуры 20-30 ⁰С. Конденсат после подогревателя сырой воды (6) поступает в бак для сбора конденсата (18). После подогревателя сырой воды (6) вода поступает на хим.водоочистку (10). После нее химически очищенная вода в охладитель подпиточной воды (12). Там она охлаждает подпиточную воду температуры 65-70 ⁰С. Дальнейший подогрев хим.очищенной воды осуществляется паром в подогревателе химически очищенной воды (11). Конденсат после подогревателя химически очищенной воды (11) направляется в бак сбора конденсата (18). После подогревателя химически очищенной воды (11) поток воды через охладитель выпара деаэратора питательной воды (9) подается в колонку деаэратора.

В паровых котельных подогрев химически очищенной воды в деаэраторе осуществляется:

1) греющим паром из котельного агрегата;

2) вторичным паром из расширителя непрерывной продувки (3);

3) потоком конденсата из бак сбора конденсата (18).

Как правило, в паровых котельных применяются деаэраторы атмосферного типа и повышенного давления. Удаление коррозионно-агрессивных газов О₂ и СО₂ в деаэраторах атмосферного типа осуществляется при рабочем давлении 0,1-0,12 МПа. Средний подогрев химически очищенной воды в этих деаэраторах составляет от 10 до 50 ⁰С. Температура деаэрированной воды на выходе из деаэратора составляет 100-104 ⁰С. В деаэраторе питательной воды удаление О₂ и СО₂ происходит при рабочем давлении 0,6-0,7 МПа. Средний подогрев химически очищенной воды в деаэраторе питательной воды составляется от 10-40 ⁰С. Температура деаэрированной воды на выходе из деаэратора питательной воды составляет 164-170 ⁰С. После процесса деаэрации химически очищенная вода становиться питательной и с помощью питательного насоса (7) она поступает в паровой котел (1), а также в редукционно-охладительную установку.

Подпиточная вода для водяных тепловых сетей при закрытых системах теплоснабжения забирается из этого же деаэратора.

В открытых системах теплоснабжения расход подпиточной воды значителен и поэтому, когда паровая котельная работает на открытую систему теплоснабжения в ней устанавливается два деаэратора: 1 – для приготовления питательной воды; 2 – для подпиточной воды.

Для технологических потребителей теплоты которые используют водяной пар более низких параметров предусматривается наличие редукционно-охладительной установки. В них происходит снижение давления и температуры пара до тех значений, которые необходимы технологическим потребителям теплоты.

Для собственных нужд паровой котельной также устанавливается редукционно-охладительная установка, в которой давление пара снижается до 6-7 атм., а температура пара до 160-180 ⁰С. Подогрев сетевой воды для систем отопления, вентиляции и ГВС зданий осуществляется в последовательно включенных сетевых подогревателей (в охладителе конденсата и пароводяном сетевом подогревателе (16)).

Сетевая вода из обратного трубопровода тепловой сети сначала поступает в водо-водяной охладитель конденсата (17), где охлаждается поток конденсата до температуры 80-95 ⁰С. Затем поток сетевой воды поступает в пароводяной сетевой подогреватель (16), где греется за счет теплоты водяного пара до τ₀₁. Охлажденный конденсат после сетевых подогревателей направляется в бак сбора конденсата (18). Туда же поступает конденсат от внешних потребителей теплоты.

Для сглаживания пиков суточного графика тепловых нагрузок, а также создания резервного запаса подпиточной воды в котельной устанавливаются баки-аккумуляторы подпиточной воды (15) в количестве не менее 2-х единиц. Для водяных открытых систем теплоснабжения, а также при отдельных сетях ГВС расчетная вместимость баков-аккумуляторов должна быть равной семикратному (7) расходу сетевой воды для нужд ГВС.

В водяных закрытых системах теплоснабжения должны быть установлены баки–аккумуляторы подпиточной воды, емкость которых должна составлять до 3% от суммарного расхода сетевой воды в тепловых сетях.

Самой сложной является принципиальная схема паро-водогрейной котельной работающая на водяную открытую системы теплоснабжения. Ее схема представлена на чертеже.

8 – деаэраторы подпиточной воды

Преимущества паровой котельной

Паровые котельные имеют несколько преимуществ, которые делают их привлекательными для многих промышленных и коммерческих предприятий. Вот некоторые плюсы паровых котельных:

1. Высокая эффективность: паровые котельные являются одними из самых эффективных котельных установок. Это происходит благодаря тому, что они используют высокотемпературные газы, чтобы привести в действие турбину, которая затем генерирует электричество.
2. Надежность: паровые котельные очень надежны и обладают длительным сроком службы. Они могут работать многие годы без перерыва, при условии правильного технического обслуживания и регулярной проверки.
3. Универсальность: паровые котельные могут работать на различных видах топлива, таких как природный газ, мазут, дизельное топливо, уголь и т.д. Это делает их универсальными и гибкими, и позволяет использовать разные типы топлива в зависимости от их доступности и цены.
4. Высокая мощность: паровые котельные способны производить большие объемы пара и электричества, что делает их идеальным выбором для крупных производственных предприятий, а также для генерации энергии на электростанциях.
5. Экологические преимущества: в последние годы паровые котельные стали более экологически чистыми и эффективными. Использование современных технологий позволяет уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу и повысить эффективность работы котельных установок.

Эти преимущества делают паровые котельные популярным выбором для многих компаний, которые ищут надежные, эффективные и гибкие котельные установки для своих производственных нужд.

Недостатки паровой котельной

Несмотря на множество преимуществ, у паровых котельных также есть некоторые недостатки. Вот основные минусы паровой котельной:

1. Высокая стоимость: постройка и эксплуатация паровой котельной требует больших финансовых затрат. Это связано с необходимостью использования специального оборудования, а также высокими затратами на энергоносители.
2. Сложность эксплуатации: паровые котельные требуют постоянного контроля и обслуживания. Они имеют сложную систему управления и могут работать только при наличии квалифицированного персонала.
3. Негативное воздействие на окружающую среду: паровые котельные могут негативно влиять на окружающую среду, выбрасывая в атмосферу вредные вещества. В связи с этим, для работы паровых котельных требуется строгое соблюдение экологических норм.
4. Риск аварий и чрезвычайных ситуаций: паровые котельные могут быть опасными, если их эксплуатация не осуществляется правильно. Несчастные случаи могут привести к серьезным последствиям как для людей, так и для оборудования.
5. Низкий КПД: по сравнению с другими видами котельных, паровые котельные имеют более низкий коэффициент полезного действия. Это связано с большими тепловыми потерями и необходимостью обслуживания паровых котельных.

В целом, паровые котельные являются надежным и эффективным способом производства пара. Однако важно учитывать как преимущества, так и недостатки паровых котельных перед принятием решения об их использовании.

Вот несколько дополнительных сведений о паровых котельных:

• Типы паровых котельных: Существует два основных типа паровых котельных: водотрубные и жаротрубные. Водотрубные котлы имеют трубы, по которым циркулирует вода, а жаротрубные котлы имеют трубы, по которым проходят горячие газы.
• Компоненты паровой котельной: Основными компонентами паровой котельной являются котел, экономайзер, питательный насос, деаэратор и дымоход. Котел — это место, где происходит сжигание топлива и производство пара. Экономайзер — это устройство, которое улавливает тепло из отходящих газов и использует его для нагрева воды питательного насоса. Питательный насос подает воду в котел. Деаэратор — это устройство, которое удаляет из воды растворенный кислород, который может вызвать коррозию. Дымоход — это труба, по которой отработанные газы выводятся из котельной.

Как выбрать паровую котельную?

Выбор паровой котельной — это комплексная задача, требующая тщательного анализа различных факторов.

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо:

1. Определить потребность в паре:

• Сколько пара вам нужно? (в кг/ч)
• Какое давление пара вам нужно? (в МПа)
• Какая температура пара вам нужна? (°C)

2. Выбрать тип котла:

• Водотрубные котлы: более компактны, подходят для ограниченного пространства, быстрее реагируют на изменения нагрузки.
• Жаротрубные котлы: проще по конструкции, дешевле, более надежны, но занимают больше места.

3. Выбрать вид топлива:

• Газовые котлы: наиболее популярны, просты в эксплуатации, имеют низкие выбросы.
• Мазутные котлы: подходят для регионов с ограниченным доступом к газу, но имеют более высокие выбросы.
• Угольные котлы: самый дешевый вариант, но имеют наибольшие выбросы и требуют большего обслуживания.

4. Учесть дополнительные факторы:

• Стоимость: Первоначальные инвестиции, а также расходы на эксплуатацию и обслуживание.
• Эффективность: КПД котла, чем выше КПД, тем ниже расход топлива.
• Экологичность: Выбросы вредных веществ в атмосферу.
• Надежность: Репутация производителя, гарантийные обязательства.
• Обслуживание: Доступность сервисных центров, наличие запчастей.

5. Проконсультироваться со специалистами:

• Обратитесь к опытным производителям паровых котельных.
• Они помогут вам выбрать котел, соответствующий вашим потребностям и бюджету.
• Не забудьте запросить несколько предложений и сравнить их.

Помните:

• Выбор паровой котельной — это долгосрочное инвестирование.
• Поэтому важно тщательно изучить все варианты и выбрать котел, который будет прослужить вам долгие годы.

Надеюсь, что мне удалось подробно объяснить принцип работы паровой котельной и что эта информация поможет вам выбрать паровую котельную!

Поделиться ссылкой: