Котельная установка состоит из котельного агрегата и вспомогательного оборудования. Котельным агрегатом {котлом) называется устройство, предназначенное для получения горячей воды или водяного пара повышенного давления за счет теплоты, выделяющейся при сжигании органического топлива, или теплоты, подводимой от постоянного источника (например, с горячими газами).

Котельной называют здание, в котором располагаются котлы и часть вспомогательного оборудования.

Котлоагрегат состоит из топки и конвективного газохода и в общем случае может включать барабан, фестон, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель; имеет каркас, обмуровку, тепловую изоляцию, металлическую обшивку.

К вспомогательному оборудованию котельной установки относятся тягодутьевые машины, устройства очистки поверхностей нагрева, топливоприготовления и топливоподачи, оборудование шлако- и золоудаления, золоулавливающие и другие газоочистные устройства, трубопроводы топлива, воды и пара, автоматика, приборы и устройства контроля и защиты, водоподготовительное оборудование, арматура, гарнитура, дымовая труба. Состав вспомогательного оборудования определяется видом сжигаемого топлива, типом котлоагрегата и его мощностью.

Арматурой называют регулирующие и запорные устройства, предохранительные клапаны, манометры. Гарнитура - это люки, лазы, гляделки, шиберы, заслонки.

Котельные агрегаты бывают паровые и водогрейные. Котлами- утилизаторами называют устройства, в которых для нагревания воды или получения водяного пара используется (утилизируется) теплота отходящих от печей, газовых турбин газов или других продуктов различных технологических производств.

По характеру движения воды, пароводяной смеси и пара паровые котлы подразделяются на барабанные с многократной естественной циркуляцией (рис. 5.1, а ), барабанные с многократной принудительной циркуляцией (рис. 5.1, б) и прямоточные (рис. 5.1, в). В барабанных котлах с естественной циркуляцией (рис. 5.1, а, 5.2) вследствие разности плотностей жидкости в левых (опускных) трубах 2 и пароводяной смеси в правых (подъемных) трубах 4 происходит движение воды вниз, а пароводяной смеси - вверх. Подъемные трубы расположены в топке котла и называются экранными. Движущий напор Ар, Па, для осуществления циркуляции воды в трубах равен

где h - высота контура циркуляции, м; р в, р см - плотность соответственно воды и пароводяной смеси, кг/м 3 .

Рис. 5.1. Схема генерации пара в паровых котлах: а - естественная циркуляция; б - многократная принудительная циркуляция; в - прямоточное движение; Б - барабан; ИП - испарительные поверхности; ПЕ - пароперегреватель; ВЭ - водяной экономайзер; D nЕ - расход перегретого пара; Gn.e - расход питательной воды; ПН - питательный насос; ЦН - циркуляционный насос; НК - нижний коллектор; q - подвод теплоты; ОП - опускные трубы; ПД - подъемные трубы

В котлах с многократной принудительной циркуляцией (см. рис.

5.1, б) движение теплоносителей осуществляется посредством циркуляционного насоса. В прямоточных котлах (см. рис. 5.1, в) барабан и циркуляционный контур отсутствуют, вода прокачивается питательным насосом через водяной экономайзер и испарительные поверхности, включенные последовательно.

Отношение количества воды, проходящей через контур, к паро- производительности контура за тот же промежуток времени называется кратностью циркуляции К п. Для котлов с естественной циркуляцией К ц = 10-60, для прямоточных котлов К ц = 1.

Р и с. 5.2. Естественная циркуляция воды в котле:

1 - барабан котла; 2 - опускные трубы; 3 - нижний коллектор; 4 - подъемные трубы; 5 - внешняя поверхность топочной камеры

Энергетическими котлами называют установки, предназначенные для снабжения водяным паром турбин тепловых электрических станций (рис. 5.3). Для снабжения водяным паром производственных потребителей, а также для отопления зданий в ряде случаев устанавливают соответственно производственные и отопительные котельные установки (рис. 5.4-5.6).

По производительности паровые котлы разделяют на котлы малой (до 25 т/ч), средней (от 35-50 до 160-220 т/ч) и большой паро- производительности (от 220 т/ч и выше).

По давлению генерируемого водяного пара различают котлы низкого (до 1,37 МПа), среднего (2,35 и 3,9 МПа), высокого (9,81 и 13,7 МПа) и закритического давления (25,1 МПа). В котлах высокого и закритического давления температура перегретого пара равна 540-570 °С.

Водогрейные котлы характеризуют по их теплопроизводительно- сти Q, МВт (Гкал/ч), температуре и давлению перегретой воды и по виду металла (чугун, сталь), из которого изготовляют котел (см. п. 5.3).

По назначению котлы делятся на:

1) Энергетические (для ТЭС)

2) Отопительно-производственные.

По расположению топок бывают:

1) C внутренней топкой (напр. МЗК)

2) С внешней (нижней) топкой (напр. ДКВР)

3) С выносной топкой (напр. ДЕ)

По способу сжигания топлива:

1) Cлоевые (колосниковые) ― для сжигания твердого кускового топлива.

2) Камерные ― газообразное, жидкое и твердое пылеобразное топливо сжигается во взвешенном состоянии.

По перемещению уходящих газов и воды котлы делятся на:

1) Газотрубные, где продукты сгорания проходят по трубам или паровой трубе, а вокруг труб и паровой трубы движется вода.

2) Водотрубные котлы, в которых вода (пароводяная смесь) проходит по трубам поверхности нагрева котла, а продукты сгорания омывают эти трубы и передают свое тепло воде.

По конструктивным особенностям котлы делятся на:

1) Цилиндрические

2) Горизонтально-водотрубные

3) Вертикально-водотрубные с одним или несколькими барабанами

По движению водяного или пароводяного потока внутри котла:

1) Естественная циркуляция ― осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных трубах и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

2) Принудительное движение теплоносителя (осуществляется с помощью искусственных побудителей – насосов), которое в свою очередь осуществляется многократной принудительной циркуляцией и по прямоточной схеме.

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды ― котлы с принуди- тельным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией выполняются из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (барабанами). Одна часть труб, называемых “подъемными трубами” , обогревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно необогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название “опускные трубы” . В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан). Кратность циркуляции (отношение расхода воды, проходящего через циркуляционный контур, к расходу пара, производимого в нем) в таких котлах изменяется от 10 до 100.

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Кратность циркуляции в этих котлах изменяется от 5 до 10.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар. В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

Здание или помещение, в котором располагаются котельная установка и вспомогательное оборудование, а также служебные помещения при отдельно стоящих котельных [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]… … Справочник технического переводчика

Бойлерная Словарь русских синонимов. котельная сущ., кол во синонимов: 3 бойлерная (2) … Словарь синонимов

Брокерская фирма, которая в целях продажи своих фондовых продуктов прибегает к сильному давлению на клиентов, обычно по телефону. Котельная часто ассоциируется с высокой комиссией и незаконным представительством. Терминологический словарь… … Финансовый словарь

КОТЕЛЬНЫЙ, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Комплекс зданий и сооружений, здание или помещения с котлом (теплогенератором) и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенными для выработки теплоты в целях теплоснабжения. Источник: СНиП II 35 76 EdwART. Словарь терминов и… … Словарь черезвычайных ситуаций

Котельная - – комплекс зданий и сооружений, здание или помещения с котлом (теплогенератором) и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенным для выработки теплоты в целях теплоснабжения. [СНиП II 35 76] Рубрика термина: Тепловое… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

котельная - 3.4.15 котельная: Комплекс технологически связанных тепловых энергоустановок, расположенных в обособленных производственных зданиях, встроенных, пристроенных или надстроенных помещениях с котлами, водонагревателями (в т.ч. установками… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Здание или помещение, в котором располагаются котельная установка и вспомогательное оборудование, а также служебные помещения при отдельно стоящих котельных (Болгарский язык; Български) котелна; котелно помещение (Чешский язык; Čeština) kotelna… … Строительный словарь

котельная - см.: Центральная Котельная … Словарь русского арго

котельная - katilinė statusas T sritis Energetika apibrėžtis Pastatas arba patalpa, kurioje įrengti garo ar vandens šildymo katilai. atitikmenys: angl. boiler house vok. Kesselhaus, n rus. котельная, f pranc. bâtiment des chaudières, m; chambre des… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Книги

• Отдел , Сальников Алексей Борисович. Игорь в принципе не ждал хорошего от этой работы: заброшенная котельная в промзоне, коллеги с волчьими билетами, ну какие там могли быть цели и задачи. Надо напиться, думает Игорь, поднимаясь…
• Счастливый Петербург. Точные адреса прекрасных мгновений , Всеволодов Роман. Эта книга - необычный путеводитель по адресам счастливых мгновений, прожитых в Петербурге выдающимися людьми - литераторами, музыкантами, художниками - классиками, составившими цвет нации, и…

Котельные установки в зависимости от типа потребителя разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).

Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.

Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления, горячего водоснабжения и вентиляции производственных и жилых помещений.

В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные разделяются на местные (индивидуальные), групповые и районные.

Местные отопительные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более или паровыми котлами с рабочим давлением до. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые отопительные котельные обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Такие котельные оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами, как правило, большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специальных зданиях.

Районные отопительные котельные предназначены для теплоснабжения крупных жилых массивов; их оборудуют сравнительно мощными водогрейными и паровыми котлами.

Рис. 1.1

На рис. 1.1. приведена схема районной отопительной котельной с водогрейными котлами 1 типа ПТВМ-50 теплопроизводительностью 58 МВт. Котлы могут работать на жидком и газообразном топливе, поэтому они оборудованы горелками и форсунками 3 . Воздух, необходимый для горения, подается в топку дутьевыми вентиляторами 4 , приводимыми в действие электродвигателями. На каждом котле установлено 12горелок и столько же вентиляторов.

Вода в котел подается насосами 5 , приводимыми в действие электродвигателями. Пройдя через поверхность нагрева, вода нагревается и поступает к потребителям, где отдает часть теплоты, и с пониженной температурой снова возвращается в котел. Дымовые газы из котла удаляются в атмосферу через трубу 2.

Эта котельная имеет компоновку полуоткрытого типа: нижняя часть котлов (примерно до высоты 6 м) расположена в здании, а верхняя их часть - на открытом воздухе. Внутри котельной размещают дутьевые вентиляторы, насосы, а также щит управления. На перекрытии котельной устанавливают деаэратор 6 для удаления кислорода и из воды.

В котельных установках с паровыми котлами (рис.1.2) паровой котел 4 имеет два барабана - верхний и нижний. Барабаны соединены между собой тремя пучками труб, образующих поверхность нагрева котла. При работе котла нижний барабан заполнен водой, верхний - в нижней части водой, а в верхней части насыщенным водяным паром. В нижней части котла расположена топка 2 с механической колосниковой решеткой для сжигания твердого топлива. При сжигании жидкого и газообразного топлива вместо решетки устанавливают форсунки или горелки, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами - обмуровкой.

Рабочий процесс в котельной протекает следующим образом. Топливо с топливного склада подается транспортером в бункер, откуда оно поступает на колосниковую решетку топки, где и сгорает. В результате сгорания топлива образуются дымовые газы - горят продукты сгорания.

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла пароперегревателя 3, проходят через экономайзер 5 и воздухонагреватель, где они охлаждаются вследствие подачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку.

Охлажденные дымовые газы с помощью дымососа 8 удаляются через дымовую трубу 7 в атмосферу. Дымовые газы котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги со встраиваемой дымовой трубой.

Вода из источника водоснабжения к питательному трубопроводу насосом 1 в водяной экономайзер, откуда после нагрева поступает в верхний барабан котла. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане.

Рис. 1.2

Из верхнего барабана котла вода по трубам опускается в нижний барабан, откуда по левому пучку труб она снова поднимается в верхний барабан. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана. Затем пар поступает в пароперегреватель 3, где теплотой дымовых газов он полностью подсушивается, в результате чего температура его повышается.

Из пароперегревателя пар поступает в главный паропровод и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную. Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.

Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 9 в воздухоподогреватель, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой.

Котельная установка с паровыми котлами имеет компоновку закрытого типа, когда все основное оборудование котельной размещено в здании.

Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.

Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.

Рис. 1.1 Котельная с чугунными водогрейными котлами 1-бункер для сбора золы и шлака; 2-скрепер; 3-лебедка привода скрепера; 4-золоуловители циклонного типа; 5-дымосос; 6-кирпичная дымовая труба; 7-котел; 8-дутьевой вентилятор; 9-установка химической очистки воды (фильтр); 10-скреперный канал для удаления шлака и золы

Водогрейная котельная имеет один теплоноситель - воду в отличие от паровой котельной, у которой два теплоносителя - вода и пар. В связи с этим в паровой котельной необходимо иметь отдельные трубопроводы для пара и воды, а также бака для сбора конденсата.

Водогрейные и паровые котельные различаются в зависимости от вида используемого топлива, конструкции котлов, топок и т.п. В состав как паровой, так и водогрейной котельной установки обычно входят несколько котлоагрегатов, но не менее двух и не более четырех-пяти. Все они связываются между собой общими коммуникациями - трубопроводами, газопроводами и др.

Все большее распространение получают установки, работающие на ядерном топливе, исходным сырьем которого является урановая руда.

Теплоснабжение

Системы централизованного теплоснабжения характеризуются сочетанием трех основных звеньев : теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплопотребления (теплоиспользования) отдельных зданий и сооружений.

При использовании органического топлива источником тепловой энергии может быть котельная установка или ТЭЦ, на атомных станциях теплоснабжения для получения тепловой энергии используется ядерное топливо, в ряде случаев в качестве вспомогательных используются возобновляемые источники теплоты – геотермальная энергия, энергия солнечного излучения и др.

Виды топлива

По определению Д. И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения тепла».

Общеизвестны основные разновидности топлива -дрова, торф, уголь, сланцы, нефтяные остатки, газ. Все они представляют собой органические соединения, способные при высоких температурах вступать в реакцию с кислородом воздуха, при чем происходит выделение тепла.

Топливо добывается в большом количестве, запасы его в природе весьма значительны. Требующийся для реакции кислород берется из окружающего воздуха. В результате реакции получаются сильно нагретые газообразные продукты сгорания, тепло которых используется в котельной установке. Охлажденные газы через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

Для сжигания может использоваться как естественное топливо, так и искусственное , полученное после переработки естественного топлива с целью выделения из него ценных продуктов, к которым относятся смолы, бензины, бензолы, минеральные смазочные масла, краски, фармацевтические продукты, сернокислый аммоний, идущий для нужд сельского хозяйства, и др.

Твердое топливо:

а) естественное - дрова, каменный уголь, антрацит, торф;

б) искусственное - древесный уголь, кокс и пылевидное, которое получается из измельченных углей.

Жидкое топливо:

а) естественное - нефть;

б) искусственное - бензин, керосин, мазут, смола.

Газообразное топливо :

а) естественное - природный газ;

б) искусственное - генераторный газ, получаемый при газификации различных видов твердого топлива (торфа, дров, каменного угля и др.), коксовальный, доменный, светильный и другие газы.

Виды котельных установок

Стационарная котельная уже давно не является единственной возможностью для автономного отопления. Для оборудование необходимо помещение – но расположение его может быть любым.

Блочные котельные можно например, расположить как в подвале, так и на крыше (если соблюсти ряд условий). Кроме того сами котельные стали гораздо надежнее. Связано это прежде всего с тем, что заводы-изготовители начали предлагать установки, сделанные «под ключ»: все необходимое оборудование уже смонтировано в блоки или в модуле и можно запускать установку. Соответственно есть два типа котельных установок: блочные и модульные котельные . И тот и другой тип конструкций удобен в плане транспортировки (как правило, транспортируют его с помощью железнодорожного или автотранспорта).

Основное оборудование котельной : котел, водяной насос, емкость для жидкости, трубы, горелочное устройство. Некоторые приобретают также и дополнительное оборудование, которое помогает сэкономить: энергонезависимые котлы, котлы с функцией электророзжига, двухходовые и комбинированные чугунные котлы.

Относительно недавно на рынке теплового оборудование появились ТКУ – транспортабельные котельные установки. Потребность в них появилась с возникновением новых производств, которые расположены в зданиях, не подключенных к центральной системе теплоснабжения. Преимущество новинки в том, что ее достаточно просто транспортировать (модульная конструкция имеет колеса), она проста в обращении и не требует постоянного присутствия оператора. Кроме того, как правило, ТКУ полностью автоматизированы, поэтому управлять ими достаточно просто. В то же время она способна вырабатывать достаточное количество тепла и не требует подключения к коммуникациям.

Классификация котельных.

В зависимости от того, где располагается установка, выделяются:

· Крышные;

· Встроенные в здание;

· Блочно-модульные;

· Рамные.

В системе каждого отопления главным ее элементом является котел. Он выполняет основную функцию – нагревание. В зависимости от того, на какой основе работает вся система и котел в частности, существуют следующие типы котлов :

§ Паровые котлы

§ Водогрейные;

§ Смешанные;

§ Котлы на диатермическом масле.

Любая отопительная система работает, как ранее было замечено, от того или иного типа сырья, топлива или природного ресурса. В зависимости от этого котлы делятся на:

· Твердотопливные. Для этого используются дрова, уголь и другие виды твердого топлива.

· Жидкотопливные – масло, бензин, мазут и другие.

· Газовые.

· Смешанные или комбинированные. Предполагается использование различных видов и типов топлива.