Контрольная работа: Котельные установки
Для осуществления ступенчатого испарения
воды барабан котла делят перегородкой на несколько отсеков, имеющих
самостоятельные контуры циркуляции. В один из отсеков, называемый «чистым»,
поступает питательная вода. Проходя через контур циркуляции, вода испаряется, а
солесодержание котловой воды в чистом отсеке повышается до определенного
уровня. Для поддержания солесодержания в этом отсеке часть котловой воды из
чистого отсека самотеком направляют через специальное отверстие - диффузор в
нижней части перегородки в другой отсек, называемый «солевым», так как
солесодержание в нем существенно выше, чем в чистом отсеке.
Непрерывная продувка воды осуществляется
из места с наибольшей концентрацией солей, т.е. из солевого отсека. Пар,
образующийся на обеих ступенях испарения, смешивается в паровом пространстве и
выходит из барабана через ряд труб, расположенных в его верхней части.
С повышением давления пар способен
растворять некоторые примеси котловой воды (кремниевую кислоту, оксиды
металлов).
Для снижения солесодержания пара в
некоторых котлах применяется промывка пара питательной водой.
Пароперегреватели котлов. Получение
перегретого пара из сухого насыщенного осуществляется в пароперегревателе.
Пароперегреватель — один из наиболее ответственных элементов котельного
агрегата, так как из всех поверхностей нагрева он работает в наиболее тяжелых
температурных условиях (температура перегрева до 425 °С). Змеевики
пароперегревателя и коллекторы выполняются из углеродистой стали.
По способу тепловосприятия
пароперегреватели подразделяются на конвективные, радиационно-конвективные и
радиационные. В котельных агрегатах низкого и среднего давлений используются
конвективные пароперегреватели с вертикальным или горизонтальным расположением
труб. Для получения пара с температурой перегрева более 500 °С применяют
комбинированные пароперегреватели, т.е. в них одна часть поверхности
(радиационная) воспринимает теплоту за счет излучения, а другая часть —
конвекцией. Радиационная часть поверхности нагрева пароперегревателя
располагается в виде ширм непосредственно в верхней части топочной камеры.
В зависимости от направлений движения
газов и пара различают три основные схемы включения пароперегревателя в газовый
поток: прямоточную, при которой газы и пар движутся в одном направлении;
противоточную, где газы и пар движутся в противоположных направлениях;
смешанную, в которой в одной части змеевиков пароперегревателя газы и пар
движутся прямоточно, а в другой — в противоположных направлениях.
Оптимальной по условиям надежности
работы является смешанная схема включения пароперегревателя, при которой первая
по ходу пара часть пароперегревателя выполняется противоточной, а завершение
перегрева пара происходит во второй его части при прямоточном движении
теплоносителей. При этом в части змеевиков, расположенных в области наибольшей
тепловой нагрузки пароперегревателя, в начале газохода будет умеренная
температура пара, а завершение перегрева пара происходит при меньшей тепловой
нагрузке.
Температуру пара в котлах с давлением до
2,4 МПа не регулируют. При давлении 3,9 МПа и выше температуру регулируют
следующими способами: впрыском конденсата в пар; использованием поверхностных
пароохладителей; с помощью газового регулирования путем изменения расхода
продуктов сгорания через пароперегреватель либо перемещения положения факела в
топке с помощью поворотных горелок.
Пароперегреватель должен иметь манометр,
предохранительный клапан, запорный вентиль для отключения пароперегревателя от
паровой магистрали, прибор для измерения температуры перегретого пара.
Водяные экономайзеры. В экономайзере
питательная вода перед подачей в котел подогревается дымовыми газами за счет
использования теплоты продуктов сгорания топлива. Наряду с предварительным
подогревом возможно частичное испарение питательной воды, поступающей в барабан
котла. В зависимости от температуры, до которой ведется подогрев воды,
экономайзеры подразделяют на два типа — некипящие и кипящие. В некипящих
экономайзерах по условиям надежности их работы подогрев воды ведут до
температуры на 20 °С ниже температуры насыщенного пара в паровом котле или
температуры кипения воды при имеющемся рабочем давлении в водогрейном котле. В
кипящих экономайзерах происходит не только подогрев воды, но и частичное (до 15
мае. %) ее испарение.
В зависимости от металла, из которого
изготавливают экономайзеры, их разделяют на чугунные и стальные. Чугунные
экономайзеры используют при давлении в барабане котла не более 2,4 МПа, а
стальные могут применяться при любых давлениях. В чугунных экономайзерах
недопустимо кипение воды, так как это приводит к гидравлическим ударам и
разрушению экономайзера. Для очистки поверхности нагрева водяные экономайзеры
имеют обдувочные устройства.
Воздухоподогреватели. В современных
котельных агрегатах воздухоподогреватель играет весьма существенную роль,
воспринимая теплоту от отходящих газов и передавая ее воздуху, он уменьшает
наиболее заметную статью потерь теплоты с уходящими газами. При использовании
подогретого воздуха повышается температура горения топлива, интенсифицируется
процесс сжигания, повышается коэффициент полезного действия котельного
агрегата. Вместе с тем при установке воздушного подогревателя увеличиваются
аэродинамические сопротивления воздушного и дымового трактов, которые
преодолеваются созданием искусственной тяги, т.е. путем установки дымососа и
вентилятора.
Температура подогрева воздуха выбирается
в зависимости от способа сжигания и вида топлива. Для природного газа и мазута,
сжигаемых в камерных топках, температура горячего воздуха составляет 200...250
°С, а для пылеугольного сжигания твердого топлива — 300...420°С.
При наличии в котельном агрегате
экономайзера и воздухоподогревателя первым по ходу газа устанавливается
экономайзер, а вторым — воздухоподогреватель, что позволяет более глубоко
охладить продукты горения, так как температура холодного воздуха ниже
температуры питательной воды на входе в экономайзер.
По принципу действия
воздухоподогреватели разделяют на рекуперативные и регенеративные. В
рекуперативном воздухоподогревателе передача теплоты от продуктов сгорания к
воздуху происходит непрерывно через разделительную стенку, по одну сторону
которой движутся продукты сгорания, а по другую — нагреваемый воздух.
В регенеративных воздухоподогревателях
передача теплоты от продуктов сгорания к нагреваемому воздуху осуществляется
путем попеременного нагревания и охлаждения одной и той же поверхности нагрева.
Газопоршневые
установки. Газопоршневая установка (ГПУ) предназначена для питания
электроэнергией потребителей трехфазного (380/220 В, 50 Гц) переменного тока.
Газовые электростанции используются в качестве источника постоянного и
гарантированного электроснабжения больниц, банков, торговых комплексов,
аэропортов, производственных и нефтегазодобывающих предприятий. Моторесурс
газового двигателя выше, чем у бензогенераторов и дизельных электростанций, что
приводит к уменьшению срока окупаемости. Использование газовых
электрогенераторов позволяет владельцу быть независимым от плановых и аварийных
отключений электроэнергии, а зачастую и вовсе отказаться от услуг поставщиков
электроэнергии.
В
основе работы газопоршневых двигателей (далее ГПД) лежит принцип действия
двигателя внутреннего сгорания. ДВС – это тип двигателя, тепловая машина, в
которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное
углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в
механическую работу.
На
данный момент в промышленности выпускаются два типа поршневых двигателей,
работающих на газе: газовые двигатели - с электрическим (искровым) зажиганием,
и газодизели - с воспламенением газовоздушной смеси впрыском запального
(жидкого) топлива. Газовые двигатели получили широкое применение в энергетике
за счет повсеместной тенденции использования газа как более дешевого топлива
(как природного, так и альтернативного) и относительно экологически более
безопасного с точки зрения выбросов с выхлопными газами.
Из
ГПУ с теплообменниками в принципе всё аналогично, но дополнительно используется
система утилизации тепла.
Установка
работает на нескольких видах топлива, имеет относительно низкий уровень
начальных инвестиций за 1 кВт и обладает широкой линейкой выходной мощности.
Топливо
для газопоршневых установок. Одним из важнейших моментов при выборе типа ГТУ
является изучение состава топлива. Производители газовых двигателей предъявляют
свои требования к качеству и составу топлива для каждой модели.
В
настоящее время многие производители проводят адаптацию своих двигателей под
соответствующее топливо, что в большинстве случаев не занимает много времени и
не требует больших финансовых затрат.
Помимо
природного газа, газопоршневые установки могут использовать в качестве топлива:
пропан, бутан, попутный нефтяной газ, газы химической промышленности, коксовый
газ, древесный газ, пиролизный газ, газ мусорных свалок, газ сточных вод и т.
д.
Применение
в качестве топлива перечисленных специфических газов вносит важный вклад в
сохранение окружающей среды и кроме того позволяет использовать регенеративные
источники энергии.
Газорегуляторный
пункт. Газорегуляторный пункт – система устройств для автоматического снижения
и поддержания постоянного давления газа в распределительных газопроводах.
Газорегуляторный пункт включает регулятор давления для поддержания давления
газа, фильтр для улавливания механических примесей, предохранительные клапаны,
препятствующие попаданию газа в распределительные газопроводы при аварийном
давлении газа сверх допустимых параметров, и контрольно-измерительные приборы
для учёта количества проходящего газа, температуры, давления и телеметрического
измерения этих параметров.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5 |