Skjematisk diagram av et fyrrom med dampkjeler. Ordninger av kjeleanlegg

mengden luft som fjernes;

10. Volumet av vann som passerer gjennom ejektoren,

bestemmes av formelen

hvor V B er den volumetriske strømningshastigheten til damp-luftblandingen, m 3 /h;

Vp-mange forbruk av arbeidsvann, m 3 / t:

Basert på de beregnede verdiene for absolutt trykk pp=3,77 atm og vannforbruk Vp=55,9 m3! utvalg av pumper. Vannhastigheten ved utløpet av 14 mm dysen vil i det aktuelle tilfellet være 100 m/sek.. Det skal bemerkes at for andre designdimensjoner av ejektoren vil beregningsresultatene være annerledes.

TERMISKE OPPLYSNINGER FOR VANNVARME-KJELER MED EN VARMEPRODUKTIVITET PÅ 45-90-150 Gcal/t

Termiske ordninger for kjelehus er utviklet både for et lukket varmeforsyningssystem og for en ordning med direkte vanninntak for varmtvannsforsyning. Valget av utstyr og termiske ordninger er laget for tilfellet når kjelehus fungerer som hovedkildene til varmeforsyning. Dette avsnittet diskuterer også de grunnleggende driftsforholdene for kjelehus og i toppmodus i en blokk med en CHP. Termiske diagrammer av kjelehus for et lukket varmeforsyningssystem Vann fra returledningen til varmenett tilføres til sug av nettpumper 2. Her tilføres også tilleggsvann fra etterfyllingsvannpumper 3, og kjølt kjelevann etter kjemisk behandlet vannvarmevekslere 5 og oljevarmere.

Nettverk vannpumper 2 tilføre vann til kjeler 1. Resirkulasjonspumper her 4 oppgi det nødvendige beløpet varmt vannå motta vann ved innløpet til kjelene (^ med en temperatur på 70 ° C. Samtidig kommer en del av vannet fra returledningen til nettverket, som omgår kjelene, inn i den direkte linjen gjennom bypass-linjen.

Ris. 6-13. Skjematisk diagram av et kjelehus for et lukket system

varmetilførsel. 1-varmtvannskjele; 2-nettverk vannpumpe; 3-mater pumpe; 4-resirkulasjonspumpe; 5-varmeveksler av kjemisk renset vann; 6 - pumpe rått vann; 7 - råvann varmeveksler; 8 - avluftertank;

9 - avlufting kolonne; 10 - gass-vann ejektor; 11-forbrukstank;

12- dampkjøler; 13- Temperatur regulator; 14- strømningsregulator.

Varmtvann fra kjelene blandes med returvann og går inn i hovedvarmeledningen med en gitt temperaturreguleringsplan.

Tilsetninger av nettverksvann, på grunn av tap i nettverk og kjelehus, under trykk fra pumper 6 går inn i varmeveksleren 7, hvor den varmes opp til 20 ° C ved hjelp av avlufterdamp og arbeidsvæske for ejektorer.

Etter kjemisk vannbehandling varmes tilleggsvann opp av kjelevann i varmevekslere 5 opp til 70°C og sendes til kolonnen til vakuumavlufteren 9. Vann fra avluftertanken 8 tatt inn av sminkepumper 3 og mates til varmenett og (etter kjøling) til ejektorer. Vann fra ejektorene tappes inn i en forsyningstank 11 og derfra suges den inn i avluftingssøylen 9. Det absolutte trykket i avlufteren er 0,3 på.

Innledende data for beregning av termiske ordninger for kjelehus

Termiske ordninger for kjelehus, som allerede nevnt, er utviklet basert på tilstanden for å levere varme til forbrukere i en lukket ordning.

Fyrrom er designet for å levere varme i form av varmt vann i henhold til en tidsplan på 150-70 ° C for oppvarming, ventilasjon og varmtvannsforsyningssystemer for boliger, offentlige og industrielle bygninger uten vannuttak fra nettverket.

Forholdet mellom varme- og ventilasjonsbelastninger og tas lik

samtidig er gjennomsnittlig timeforbruk per dag (beregnet) varmeforbruk til varmtvannsforsyning 16 % av fyrhusets totale varmeeffekt.

Alle kjeler installert i fyrrommet fungerer i henhold til en temperaturplan på 150-70 FRA.

For å sikre muligheten for oppvarming av fyringsolje og oppvarming av tilleggsvann, samt for å redusere mengden resirkulerende vann i kretsen, må varmtvann bak kjelene ha en temperatur på minst 120 ° C. Kjelens driftsplan avviker fra temperaturdiagram utendørs nettverk.

Temperaturen på det direkte nettvannet opprettholdes avhengig av utetemperaturen. Minimum temperatur direkte nettvann fastsettes ut fra forutsetningen om at forbruket av varmtvann til husholdningsbruk dekkes av oppvarming hos abonnenter springvann i varmevekslere oppvarmet av nettvann.

For å oppnå vann med en temperatur på 60 ° C i varmtvannsforsyningsnettverket, bør minimumstemperaturen på oppvarmingsvannet være 70 ° C (vendepunktet til grafen tilsvarer t n \u003d + 2,5 ° C).

For å unngå korrosjon av varmeflatene til kjelen ved drift på fyringsolje, må vanntemperaturen ved innløpet til kjelen være minst 70 ° C. Dette oppnås ved å blande vannet som er oppvarmet i kjelene med vannet som kommer inn i kjelen. . Ved hjelp av resirkulering opprettholdes en omtrent konstant vannstrøm gjennom hver kjele, lik 0,7-1 - nominell strømning. En konstant strøm av vann opprettholdes i den direkte rørledningen til varmenettverk.

Beregninger av termiske ordninger for kjelehus er gjort for Moskva-regionen.

Klimaindikatorer:

1. Estimert utetemperatur for varmesystemer er 26 ° C

2. Gjennomsnittlig utetemperatur for oppvarmingsperiode 5,3°C

3. Gjennomsnittstemperaturen i den kaldeste måneden ...... .-10,2 ° C

4. Gjennomsnittlig varighet av oppvarmingsperioden ... 186 dager

Nedenfor i tabellen. 6-5 viser beregningsdata for termiske kretser til kjelehus for ulike driftsmoduser. Basert på disse dataene foretas valg av hjelpeutstyr for fyrhus med lukket krets (tabell 6-6).

Termiske ordninger med direkte vanninntak for varmtvannsforsyning

Med direkte vanninntak er vannet tilberedt i fyrrommet ikke bare en varmebærer, men demonteres også fra nettverket for behovene til varmtvannsforsyning.

Analysen av vann for varmtvannsforsyning utføres direkte fra rørledningene til varmenettet: når lave temperaturer uteluft - kun fra returledningen, ved høye utetemperaturer - kun fra direkteledningen, til andre tider fra direkte- og returledningen.

Valget av et varmeforsyningssystem (åpent eller lukket) er gjort på grunnlag av tekniske og økonomiske beregninger. Veiledet av designoppdraget og de første dataene mottatt fra kunden, begynner de å tegne og deretter beregne termisk diagram av et kjelerom utstyrt med varmtvannskjeler i stål (fig. 3.2).

Ris. 3.2. Prinsipielt termisk diagram av et varmtvannsberederhus

1 – nettverkspumpe; 2 – varmtvannskjele; 3 – nettverkspumpe; 4 – kjemisk behandlet varmtvannsbereder; 5 – råvannvarmer; 6 – vakuum avlufter; 7 - sminkepumpe; 8 – råvannspumpe; 9 – kjemisk vannbehandling; 10 – dampkjøler; 11 – vannstråleutkaster; 12 - forsyningstanken til ejektoren; 13 – ejektorpumpe

For å redusere intensiteten av ekstern korrosjon av rørene til "hale"-varmeflatene til varmtvannskjeler av stål, er det nødvendig å opprettholde temperaturen på vannet ved innløpet til kjelene over duggpunkttemperaturen til røykgassene som forlater kjeler. Minimum tillatt temperatur vann ved innløpet til kjelene, anbefales følgende: når du arbeider på naturgass - ikke lavere enn 60 ° C; når du arbeider med fyringsolje med lavt svovelinnhold – ikke lavere enn 70 ° С; ved arbeid på brennolje med høyt svovelinnhold - ikke lavere enn 110°C. På grunn av det faktum at vanntemperaturen i returledningene til varmenettverk nesten alltid er under 60 ° C, leveres resirkulasjonspumper og tilsvarende rørledninger i rørene til varmtvannskjeler. For å bestemme den nødvendige vanntemperaturen bak varmtvannskjeler, må driftsmodusene til varmenettverk være kjent, som avviker fra planene eller regimekartene til kjeleenheter.

Når du utfører arbeids (installasjons) ordninger for kjelerom, brukes en generell stasjon eller aggregatutstyrslayoutskjema. Valg av anleggsdekkende eller aggregert metode i hvert enkelt tilfelle avgjøres ut fra driftsmessige hensyn. De viktigste av dem i oppsettet i henhold til det samlede skjemaet er å lette regnskapet og reguleringen av strømningshastigheten og parametrene til kjølevæsken fra hver enhet, redusere lengden på nettverksrørledninger med stor diameter i fyrrommet og forenkle igangkjøringen av hver enhet.

Den termiske ordningen til et kjelehus for et åpent varmeforsyningssystem skiller seg fra det for et lukket, hovedsakelig i kapasiteten til vannbehandling for mating av varmenettverk. Siden vannforbruket i et åpent system er ujevnt i tid, for å utjevne den daglige lastplanen for varmtvannsforsyning og redusere den estimerte ytelsen til kjeleenheter og vannbehandlingsutstyr, installeres avluftede varmtvannslagringstanker. Av disse, i løpet av timene med maksimalt forbruk, tilføres varmtvann av etterfyllingspumper til sugeledningen til nettverkspumper. Den totale kapasiteten til lagertanker antas å være 10 ganger større enn gjennomsnittlig vannforbruk per time per dag for varmtvannsforsyning.

Antall, enhetskapasitet og utviklede trykk til kjelhuspumpene må samsvare med kravene for regulering av driften av varmenett, samtidig som det er økonomisk forbruk av elektrisitet for å drive dem. Slike forhold dikterer noen ganger behovet for å bruke et økt antall pumper i de termiske kretsene til kjelehus - nettverk (vinter og sommer), pumping, resirkulering og sminke (også vinter og sommer).

Når du velger et varmeforsyningssystem (lukket eller åpent), må minst tre funksjoner ved kildevannet som brukes til etterfylling tas i betraktning: tendens til lavtemperaturskaladannelse; korrosivitet; mottakelighet for sulfidforurensning.

Termiske diagrammer av kjelehus med varmtvannskjeler for lukkede systemer varmetilførsel

Valget av et varmeforsyningssystem (åpent eller lukket) er gjort på grunnlag av tekniske og økonomiske beregninger. Ved å bruke dataene mottatt fra kunden og metodikken angitt i § 5.1, begynner de å utarbeide, deretter beregne ordningene, som kalles termiske ordninger for kjelerom med varmtvannskjeler for lukkede varmeforsyningssystemer, siden den maksimale varmeeffekten av støpejernskjeler ikke overstiger 1,0 - 1, 5 Gcal/t.

Siden det er mer praktisk å vurdere termiske ordninger ved å bruke praktiske eksempler, er følgende skjematiske og detaljerte diagrammer over kjelehus med varmtvannskjeler. Skjematiske diagrammer av fyrrom med varmtvannskjeler for lukkede varmeforsyningssystemer som opererer på et lukket varmeforsyningssystem er vist i fig. 5.7.

Ris. 5.7. Prinsipielle termiske diagrammer av fyrrom med varmtvannskjeler for lukkede varmeforsyningssystemer.

1 - varmtvannskjele; 2 - nettverkspumpe; 3 - resirkulasjonspumpe; 4 - råvannspumpe; 5 - sminkevannpumpe; 6 - sminkevanntank; 7 - råvannvarmer; 8 - varmeapparat for kjemien til renset vann; 9 - sminkevannkjøler; 10 - avlufter; 11 - dampkjøler.

Vann fra returledningen til varmenett med et lite trykk (20 - 40 m vannsøyle) kommer inn i nettpumpene 2. Der tilføres også vann fra etterfyllingspumpene 5, som kompenserer for vannlekkasjer i varmenettene. Varmt nettvann tilføres også pumpe 1 og 2, hvis varme delvis brukes i varmevekslere for oppvarming av kjemisk behandlet 8 og råvann 7.

For å sikre vanntemperaturen foran kjelene, innstilt i henhold til betingelsene for å forhindre korrosjon, tilføres nødvendig mengde varmtvann fra varmtvannskjelene 1 til rørledningen bak nettpumpen 2. Ledningen som varmtvannet føres gjennom. som leveres kalles resirkulering. Vann tilføres av en resirkulasjonspumpe 3, som pumper oppvarmet vann. I alle driftsmoduser til varmenettet, bortsett fra den maksimale vinteren, føres en del av vannet fra returledningen etter nettverkspumpene 2, utenom kjelene, gjennom omløpsledningen i mengden G-bane inn i tilførselsledningen , hvor vannet, blandes med varmt vann fra kjeler, gir den angitte designtemperaturen i tilførselsledningen til varmenettverk. Tilførsel av kjemisk behandlet vann varmes opp i varmevekslere 9, 8 11 og avluftes i avlufter 10. Vann til tilførsel av varmenett fra tanker 6 tas av etterfyllingspumpe 5 og føres inn i returledningen.

Selv i kraftige varmtvannskjeler som opererer for lukkede varmeforsyningssystemer, kan én etterfyllingsvannavlufter med lav produktivitet unnlates. Kapasiteten til etterfyllingspumper reduseres også, utstyret til vannbehandlingsanlegget reduseres også, og kravene til kvalitet på etterfyllingsvann reduseres sammenlignet med kjeler for åpne systemer. Ulempen med lukkede systemer er en viss økning i kostnadene for utstyr for abonnent varmtvannsforsyningsenheter.

For å redusere vannforbruket for resirkulering, opprettholdes temperaturen ved utløpet av kjelene, som regel, høyere enn temperaturen på vannet i tilførselsledningen til varmenettverk. Bare med den beregnede maksimale vintermodusen vil vanntemperaturene ved utløpet av kjelene og i tilførselsledningen til varmenettene være de samme. For å sikre den beregnede vanntemperaturen ved innløpet til varmenett vannet som går ut av kjelene blandes med nettvann fra returledningen. For å gjøre dette, installeres en bypass-ledning mellom rørledningene til retur- og forsyningsledningene, etter nettverkspumpene.

Tilstedeværelsen av blanding og resirkulering av vann fører til driftsmoduser for varmtvannskjeler i stål som skiller seg fra modusen for varmenettverk. Varmtvannskjeler fungerer pålitelig bare hvis mengden vann som passerer gjennom dem holdes konstant. Vannføringen skal holdes innenfor angitte grenser, uavhengig av svingninger i termiske belastninger. Derfor må reguleringen av tilførselen av termisk energi til nettverket utføres ved å endre temperaturen på vannet ved utløpet av kjelene.

For å redusere intensiteten av ekstern korrosjon av rør på overflatene av stål varmtvannskjeler, er det nødvendig å opprettholde temperaturen på vannet ved innløpet til kjelene over røykgass duggpunkttemperatur. Minimum tillatt vanntemperatur ved innløpet til kjelene anbefales som følger:

når du arbeider med naturgass - ikke lavere enn 60 ° С; når du arbeider på fyringsolje med lavt svovelinnhold - ikke lavere enn 70 ° С; ved arbeid på brennolje med høyt svovelinnhold - ikke lavere enn 110°C.

På grunn av det faktum at vanntemperaturen i returledningene til varmenettverk nesten alltid er under 60 ° C, gir termiske ordninger for kjelehus med varmtvannskjeler for lukkede varmeforsyningssystemer, som nevnt tidligere, resirkulasjonspumper og tilsvarende rørledninger. For å bestemme den nødvendige vanntemperaturen bak stål varmtvannskjeler, må driftsmodusene til varmenettverk være kjent, som avviker fra tidsplaner eller regimekjeler.

I mange tilfeller er vannvarmenett beregnet til å fungere etter den såkalte varmetemperaturkurven av typen vist i fig. 2.9. Beregningen viser at maksimal timestrøm av vann som kommer inn i varmenettene fra kjelene oppnås ved en modus som tilsvarer bruddpunktet til vanntemperaturgrafen i nettene, dvs. ved en utelufttemperatur som tilsvarer laveste vanntemperatur i tilførselsledningen. Denne temperaturen holdes konstant selv om utetemperaturen stiger ytterligere.

Basert på det foregående introduseres den femte karakteristiske modusen i beregningen av varmeskjemaet til kjelerommet, som tilsvarer brytepunktet til vanntemperaturgrafen i nettverkene. Slike grafer bygges for hvert område med tilsvarende sist beregnede utetemperatur i henhold til typen vist i fig. 2.9. Ved hjelp av en slik graf er de nødvendige temperaturene i tilførsels- og returledningene til varmenettverk og de nødvendige vanntemperaturene ved utløpet av kjelene lett å finne. Lignende diagrammer for å bestemme vanntemperaturer i varmenettverk for ulike designutformede utelufttemperaturer - fra -13 ° С til -40 ° С ble utviklet av Teploelektroproekt.

Vanntemperaturer i tilførsels- og returledningene, ° С, til varmenettet kan bestemmes av formlene:

hvor t vn er lufttemperaturen inne i de oppvarmede lokalene, ° С; t H - beregnet utelufttemperatur for oppvarming, ° С; t′ H - tidsvarierende utetemperatur, °С; π′i - vanntemperatur i tilførselsrørledningen ved t n °С; π 2 - vanntemperatur i returrørledningen ved t n ° С; tн - vanntemperatur i tilførselsrørledningen ved t′ n, ° С; ∆t - beregnet temperaturforskjell, ∆t = π 1 - π 2, ° С; θ \u003d π c -π 2 - estimert temperaturforskjell i det lokale systemet, ° С; π 3 \u003d π 1 + aπ 2 / 1+ a - den beregnede temperaturen til vannet som kommer inn i varmeren, ° С; π′ 2 - temperaturen på vannet som går inn i returrørledningen fra enheten ved t "H, ° С; a - forskyvningskoeffisienten lik forholdet mellom mengden retur vann sugd av heisen til mengden nettverksvann.

Kompleksiteten til beregningsformlene (5.40) og (5.41) for å bestemme vanntemperaturen i varmenettverk bekrefter muligheten for å bruke grafer av typen vist i fig. 2.9, bygget for et område med en beregnet utetemperatur på 26 °C. Det kan ses av grafen at ved utelufttemperaturer på 3°C og over, frem til slutten av fyringssesongen, er vanntemperaturen i tilførselsrørledningen til varmenettverk konstant og lik 70°C.

De første dataene for beregning av termiske skjemaer for kjelehus med varmtvannskjeler i stål for lukkede varmeforsyningssystemer, som nevnt ovenfor, er varmeforbruk til oppvarming, ventilasjon og varmtvannsforsyning, tatt i betraktning varmetap i kjelehuset, nettverk og varmeforbruk til fyrhusets eget behov.

Forholdet mellom varme- og ventilasjonsbelastninger og er spesifisert avhengig av de lokale driftsforholdene til forbrukerne. Praksisen med drift av varmekjeler viser at gjennomsnittlig timeforbruk per dag for varmtvannsforsyning er ca. 20 % av den totale varmeeffekten til kjelen. Varmetap i eksterne varmenett anbefales tatt i mengden inntil 3 % av det totale varmeforbruket. Maksimalt timeberegnet forbruk av termisk energi for hjelpebehov til et kjelhus med varmtvannskjeler med lukket varmeforsyningssystem kan tas i henhold til anbefalingen i mengden opptil 3 % av den installerte varmeeffekten til alle kjeler.

Det totale timeforbruket av vann i tilførselsledningen til varmenett ved utløpet av kjelehuset bestemmes basert på temperaturregimet til varmenettene, og avhenger i tillegg av lekkasjer av vann gjennom lekkasjer. Lekkasje fra varmenett for lukkede varmeforsyningssystemer bør ikke overstige 0,25 % av volumet av vann i rørene til varmenett.

Det er tillatt å ta omtrent det spesifikke volumet av vann i lokale varmesystemer til bygninger per 1 Gcal / t av det totale estimerte varmeforbruket for boligområder - 30 m 3 og for industribedrifter - 15 m 3.

Tatt i betraktning det spesifikke volumet av vann i rørledningene til varmenettverk og varmeinstallasjoner, kan det totale volumet av vann i et lukket system tas lik 45 - 50 m 3 for boligområder, for industribedrifter - 25 - 35 MS per 1 Gcal / t av det totale estimerte varmeforbruket.

Ris. 5.8. Detaljerte termiske diagrammer av kjelehus med varmtvannskjeler for lukkede varmeforsyningssystemer.

1 - varmtvannskjele; 2 - resirkulasjonspumpe; 3 - nettverkspumpe; 4 - nettverk sommerpumpe; 5 - råvannspumpe; 6 - kondensatpumpe; 7 - kondensattank; 8 - råvannvarmer; 9 - varmeapparat av kjemisk renset vann; 10 - avlufter; 11 - dampkjøler.

Noen ganger, for en foreløpig bestemmelse av mengden nettverksvann som lekker fra et lukket system, tas denne verdien opp til 2% av vannstrømmen i tilførselsledningen. Basert på beregningen av det grunnleggende termiske diagrammet og etter valg av enhetskapasiteter til hoved- og hjelpeutstyret til kjelehuset, utarbeides et fullstendig detaljert termisk diagram. For hver teknologiske del av fyrhuset utarbeides det vanligvis separate detaljerte skjemaer, det vil si for utstyret til selve fyrhuset, kjemisk vannbehandling og oljefarm. Et detaljert termisk diagram av et kjelehus med tre varmtvannskjeler KV-TS - 20 for et lukket varmeforsyningssystem er vist i fig. 5.8.

I øvre høyre del av dette diagrammet er det varmtvannskjeler 1, og i venstre - avluftere 10 under kjelene er det resirkulasjonspumper under nettverket, under avlufterne - varmevekslere (varmere) 9, en avluftet vanntank 7 , sagpumper 6, råvannspumper 5, dreneringstanker og spylebrønn. Når du utfører detaljerte termiske skjemaer for kjelerom med varmtvannskjeler, brukes en generell stasjon eller aggregatutstyrsoppsett (fig. 5.9).

Generelle termiske stasjonsordninger for kjelehus med varmtvannskjeler for lukkede varmeforsyningssystemer er preget av tilkobling av nettverk 2 og resirkulering 3 pumper, der vann fra returledningen til varmenettverk kan tilføres til hvilken som helst av nettverkspumpene 2 og 4 koblet til hovedrørledningen som leverer vann til alle kjeler i kjelehuset. Resirkulasjonspumper 3 leverer varmtvann fra fellesledningen bak kjelene til fellesledningen som leverer vann til alle varmtvannskjeler.

Med den samlede utformingen av fyrromsutstyret vist i fig. 5.10, for hver kjele 1, nettverk 2 og resirkulasjonspumper 3 er installert.

Figur 5.9 Generell layout av kjeler for nett- og resirkulasjonspumper 1 - varmtvannskjel, 2 - resirkulering, 3 - nettpumpe, 4 - sommernettpumpe.

Ris. 5-10. Samlet oppsett av kjeler KV - GM - 100, nettverk og resirkulasjonspumper. 1 - varmtvannspumpe; 2 - nettverkspumpe; 3 - resirkulasjonspumpe.

Vann fra returledningen strømmer parallelt til alle nettverkspumper, og utløpsrøret til hver pumpe er koblet til kun en av varmtvannsberederne. Varmtvann tilføres resirkulasjonspumpen fra rørledningen bak hver kjele til den inngår i felles fallledning og sendes til mateledningen til samme kjeleenhet. Når du ordner med et modulært opplegg, er det tenkt å installere en for alle varmtvannskjeler. Figur 5.10 viser ikke etterfyllings- og varmtvannsledninger til hovedledninger og varmeveksler.

Aggregatmetoden for å plassere utstyr er spesielt mye brukt i prosjekter av varmtvannskjeler med store kjeler PTVM - 30M, KV - GM 100, etc. Valget av en generell stasjon eller aggregatmetode for å arrangere kjeleutstyr med varmtvannskjeler i hver enkelt sak avgjøres ut fra driftsmessige hensyn. Den viktigste av dem fra utformingen av det samlede skjemaet er å lette regnskapet og reguleringen av strømningshastigheten og parameteren til kjølevæsken fra hver enhet av hovedvarmerørledninger med stor diameter og forenkle igangkjøringen av hver enhet.

MULIGHETER FOR STRØMFORHOLD I VARMTVANNSKJELER

Ph.D. L. A. Repin, direktør, D.N. Tarasov, ingeniør, A.V. Makeeva, ingeniør, South Russian Energy Company CJSC, Krasnodar

Erfaringene fra de siste årene med drift av russiske varmeforsyningssystemer under vinterforhold viser at det er hyppige tilfeller av avbrudd i strømforsyningen til varmekilder. Samtidig kan et strømbrudd til fyrrom føre til alvorlige konsekvenser både i selve fyrrommet (stopping av vifter, røykavtrekk, svikt i automatisering og beskyttelse), og utenfor dette (frysing av varmeledninger, bygningsvarmeanlegg mv. .).

En av de velkjente og samtidig effektive løsningene på dette problemet, for relativt store dampkjeler, er bruken av turbingeneratorsett som opererer på overskytende damptrykk, dvs. organisering av kraftvarme basert på eksternt varmeforbruk . Dette tillater ikke bare å øke effektiviteten av drivstoffbruken og forbedre den økonomiske ytelsen til varmekilden, men også, ved å gi sin strømforsyning fra sin egen kraftgenerator, å øke påliteligheten til varmeforsyningssystemet.

Når det gjelder den kommunale varmekraftbransjen, virker en slik løsning urealistisk, siden de aller fleste fyrhusene er varmtvann. I dette tilfellet, for å forbedre påliteligheten, praktiseres det å installere dieselgeneratorer på varmekilden, som i tilfelle en ulykke i strømforsyningssystemet kan dekke kjelehusets egne behov. Dette krever imidlertid betydelig

kostnader, og utnyttelsesgraden av installert utstyr nærmer seg null.

Denne artikkelen foreslår en annen løsning på dette problemet. Essensen er å organisere sin egen produksjon elektrisk energi i et vannvarmekjelehus basert på implementeringen av Rankine-syklusen, ved å bruke et lavtkokende stoff som arbeidsvæske, som vil bli kalt "agent" i fremtiden.

Ordninger for kraftverk som bruker lavtkokende arbeidsvæsker er velkjente og brukes hovedsakelig i geotermiske felt for å utnytte varmen fra avløpsvannet. Imidlertid er deres største ulempe den lave termiske effektiviteten til syklusen, som er assosiert med behovet for å fjerne varmen fra middelkondensering til miljøet. I varmtvannskjeler og små dampkjeler (hvor andre kraftvarmealternativer ikke er mulige), kan kondensasjonsvarmen brukes til å forvarme råvann som kommer inn i CWT eller går til varmtvannsberedere hvis de er installert på varmeforsyningskilden. Skjematisk diagram av et varmtvannsberederhus med integrert kraftproduksjonsenhet er vist i fig. en.

En del av kjølevæsken ved utløpet av varmtvannskjelen I tas og passerer sekvensielt gjennom fordamperen II og middelvarmeren III, og gir den i form av damp parametere tilstrekkelige for bruk som arbeidsvæske i en varmemotor IV koblet til en elektrisk generator.

Etter fullføring av ekspansjonsprosessen kommer eksosdampen inn i varmeveksler-kondensator V, hvor kondensasjonsvarmen utnyttes av strømmen kaldt vann, gå til HVO-enheten eller, som vist på figuren, gjennom en tilleggsvarmer VI og en lagertank VII til vannforsyningssystemet for DHW behov.

For den praktiske gjennomføringen av den foreslåtte ordningen er det nødvendig å vurdere flere punkter.

1. Velg et lavtkokende stoff (middel), som i henhold til dets termodynamiske egenskaper passer inn i driftsmodusen og parametrene til kjelehuset.

2. Bestem de optimale parametrene for driftsmodusen til det termiske kraftverket og varmevekslingsutstyret.

3. Foreta en kvantitativ vurdering av den maksimale elektriske effekten som kan oppnås for de spesifikke forholdene til det aktuelle fyrhuset.

Ved valg av arbeidsvæske ble det utført en beregningsstudie av Rankine-syklusen for følgende midler: R134, R600a, R113, R114, R600. Som et resultat ble det funnet at den høyeste effektiviteten av syklusen for dens implementering under forholdene til en varmtvannskjele oppnås ved bruk av freon R600.

For arbeidsfluidet valgt på denne måten ble det gjort en analyse av effekten på den genererte effekten av temperaturen ved dampoveroppheting (fig. 2a), damptrykket ved innløpet Pl (fig. 2b) og utløpet Pc (fig. 2c). ) av motoren.

Det følger av grafene at egenskapene under vurdering er praktisk talt uavhengige av arbeidsfluidets overopphetingstemperatur og forbedres med en økning i Pn og en reduksjon i Pk. Samtidig viser koblingen av parametrene til kraftvarmeanlegget med driftsmåten til varmekilden at økningen i Pn er begrenset av behovet for å sikre en tilstrekkelig temperaturforskjell i fordamperen mellom det fordampende arbeidsfluidet og oppvarmingskjølevæsken. , siden temperaturen til sistnevnte bestemmes av kjelens driftsmåte.

Slutttrykket Pk bør velges avhengig av middelets kondenseringstemperatur, som igjen bestemmes av temperaturnivået til det varmemottakende mediet (kaldt vann) og nødvendig temperaturforskjell i kondensatoren.

For spesifikke beregninger av den foreslåtte ordningen ble det valgt et fyrhus med tre TVG-8 kjeler med en tilkoblet varmebelastning på 14,1 MW for oppvarming og 5,6 MW for varmtvannsforsyning ( vintermodus). Fyrrommet har kjeleanlegg som gir oppvarming av varmtvann til behov for varmtvannsforsyning. Estimert temperatur på nettverksvann ved utløpet av kjelene er 130 °C. Totalt strømforbruk er inntil 230 kW i fyringsperioden og inntil 105 kW om sommeren.

Verdiene av parametrene og strømningshastighetene til varmebærere ved nodalpunktene til ordningen, oppnådd som et resultat av beregninger, er gitt i tabellen.

Den elektriske effekten til EGC i oppvarmingsperioden var 370 kW, om sommeren 222 kW.

Ved utførelse av beregninger ble forbruket av arbeidsvarme bestemt ut fra muligheten for

strøm av kaldt vann for å sikre fullstendig kondensering av middelet. Forskjellen i effekt mottatt i vinter- og sommerperioder av varmekildedriften er assosiert med en reduksjon i mengden av middel som kan kondenseres på grunn av en økning i temperaturen på kaldt vann som kommer inn i kondensatoren (+15 °C).

konklusjoner

1. Finnes reell mulighet forbedre energieffektiviteten til varmtvannskjeler ved å organisere produksjonen av elektrisitet i anlegg som bruker en lavtkokende arbeidsvæske.

2. Mengden elektrisk kraft som kan oppnås ved kraftvarme overstiger i betydelig grad kjelehusets egne behov, noe som garanterer dens autonome strømforsyning. Samtidig bør avvisningen av kjøpt og salg av overflødig elektrisitet forbedre den økonomiske ytelsen til varmekilden betydelig.

3. Til tross for de lave verdiene for sykluseffektiviteten, er det praktisk talt ingen tap av tilført varme i kretsen (bortsett fra tap i miljøet).

miljø), som lar oss snakke om den høye energi- og økonomiske effektiviteten til den foreslåtte løsningen.

Litteratur

1. Repin L.A., Chernin R.A. Muligheter for produksjon av elektrisk energi i lavtrykks dampkjeler // Industrienergi. 1994. Nr. 6. s.37-39.

2. Patent 32861 (RU). Termisk diagram av et varmtvannsberederrom / L.A. Repin, A.L. Repin//2006.

3. Kombinert geotermisk kraftverk med en binær syklus med en kapasitet på 6,5 MW / / Russiske energieffektive teknologier. 2002. Nr. 1.

Utsikter for modernisering av den innenlandske flåten av damp- og varmtvannskjeler.

I Ukraina drives hovedsakelig en flåte av damp- og varmtvannskjeler fra seriene DKVR, DE, E, TVG, KVGM, PTVM, etc., som gir termisk energi til både produksjonssektoren og bolig- og fellestjenester i Ukraina. Nivået på utstyr og automatisering oppfyller ikke gjeldende standarder for bruk av drivstoff, elektrisitet og miljøindikatorer. Og her kan du lese artikler om lavbygg på byggeportalen. Dette problemet kan løses på to måter: Fullstendig utskifting av kjeler med nye, moderne; Modernisering av eksisterende flåte av kjeler. Den første måten krever store kapitalinvesteringer fra eierne av varmegenererende installasjoner, noe som i dag bare noen store bedrifter med suksess kan gjøre. For andre virksomheter er den andre måten mer realistisk - å oppgradere sine varmegenererende installasjoner ved å erstatte gassbrennere med importerte analoger eller bruke automatisering for kjeler basert på importerte komponenter ved bruk av standardbrennere eller nye brennere i GMU-serien. Importerte brennere produsert av "Weishopt", "Ecoflame" er installert på kjelene til Monastyrishchensky-anlegget E2.5-0.9 og Ivano-Frankivsk-anlegget VK-22. Driften av disse kjelene viste tilfredsstillende drift av alt utstyr. Et eksempel på bruken av en vanlig brenner GMG-4 på en dampkjele DKVR 6.5 / 13 er Chizhevsk Paper Mill (ChPF). For første gang i praksisen med drift av kjeler i DKVR-serien gassbrenner GMG-4 ble overført til modusen for full automatisk tenning og lastkontroll av dampkjelen uten konstant tilstedeværelse av vedlikeholdspersonell. Automatisk belastningsregulering i henhold til damptrykket i kjeletrommelen gjør det mulig å holde damptrykket på en innstilt verdi på ±0,1 kgf/cm2 med betydelige endringer i dampforbruket (opptil 70 % på forbrukersiden). Ved stans i dampforbruket stopper kjeleautomatikken brenneren til neste behov for damp. Denne driftsmodusen til kjelen med variabel dampbelastning kan spare drivstoff betydelig. Avslag tradisjonelle metoder gassregulering av slike parametere som vannstanden i øvre trommel, vakuum i kjeleovnen, lufttrykk foran brenneren og overgangen til fundamentalt ny måte regulering av parametrene ovenfor ved å endre antall omdreininger av hjelpeutstyr elektriske motorer ved hjelp av frekvensomformere gjorde det mulig å redusere kostnadene for elektrisitet for dampproduksjon betydelig. Den elektriske kraften forbrukt av de elektriske motorene til hjelpeutstyret per tonn produsert damp før rekonstruksjonen var 7,96 kW/t, og etter rekonstruksjonen er den 1,98 kW/t. I løpet av den årlige driften av kjelen ved Chizhev papirfabrikk, som er 8 000 timer, nådde energibesparelsen 253 000 kW. Den veide gjennomsnittlige virkningsgraden til DKVR 6.5/13-kjelen etter rekonstruksjon var 90-90,5 % i stedet for 87,5 %. For moderne hydrauliske kretsløp av varmtvannskjeler er problemet med å bruke en væravhengig regulator som regulerer temperaturen på kjølevæsken i tilførselsledningen, avhengig av utetemperaturen, samtidig som betingelsene for engangs varmtvannskjeler opprettholdes tВХ≥70 °С, er løst. Problemet løses ved å bruke en justerbar hydraulisk bryter. Ved å bruke en værkompensert regulator kan du spare drivstoff opptil 30 %. For tiden er ordninger for gjenoppbygging ved hjelp av de ovennevnte teknologiene utviklet for alle standardstørrelser av husholdningskjeler. Tilbakebetalingstiden for midlene brukt på modernisering av damp- eller varmtvannskjeler er 1,0 ÷2,0 år, avhengig av driftstiden i løpet av året.

K-kategori: Kjelinstallasjon

Ordninger av kjeleanlegg

På det termiske diagrammet til fyrrommet viser betingede grafiske bilder hoved- og hjelpeutstyr forbundet med rørledninger for transport av damp eller vann. Termiske diagrammer kan være grunnleggende, detaljerte og fungerende eller installasjoner.

Det termiske kretsskjemaet inneholder kun hovedutstyr og hovedrørledninger uten beslag.

Alt fyrromsutstyr og alle rørledninger, inkludert beslag og forskjellige hjelpeenheter, er påført det detaljerte diagrammet. Ofte er et detaljert opplegg delt inn i uavhengige teknologiske deler i henhold til en funksjonell funksjon, for eksempel et vannbehandlingsopplegg, et avluftingsfôringsanlegg, et dreneringsopplegg, et renseskjema for dampkjeler, etc.

En arbeids- eller installasjonsplan utføres som indikerer plassering av rørledninger, dimensjoner, stålkvaliteter, festemetoder, vekt på utstyr, deler og annen nødvendig informasjon.

Skjematisk diagram av fyrrommet med varmtvannskjeler er vist i fig. 2. Vann fra returledningen til varmenett strømmer til nettpumpene. Vann tilføres dem av etterfyllingspumper fra tanken, som kompenserer for tap i nettverkene. For å opprettholde ønsket vanntemperatur foran kjelene, tilføres nødvendig mengde varmtvann som har forlatt kjelene til rørledningen bak pumpen. Ved hjelp av en bypass mellom retur- og tilførselsledningene reguleres temperaturen på vannet som går til nettet. Råvann, etter å ha passert gjennom varmeren, vannbehandlingsanlegget WPU, varmeapparatet, kjølerne og avlufteren, mates til varmenettet.

Ris. 1. Skjematisk diagram av et fyrrom med varmtvannskjeler: 1 - varmtvannskjel, 2,5 - pumper, 3 - re sirkulasjonspumpe, 4 - råvannspumpe, 6 - etterfyllingsvanntank, 7 - råvannsbereder, 8 - etterfyllingsvannkjøler. 9 - kjemisk behandlet varmtvannsbereder, 10 - vakuumavlufter, 11 - dampkjøler, 12 - kontrollventil; VPU - vannbehandlingsanlegg

Ris. 4. Opplegg for et kjeleanlegg med en vertikal dampkjele som opererer på fast brensel: 1 - transportør, 2 - kjeltrommel, 3 - stengeventil, 4-utløps overheterkammer, 5 - festong, 6 - overheter, 7 - economizer, 8 - ovnsvarmeflater, 9 - luftvarmer, 10 - askefanger, 11 - skorstein, 12 - røykavtrekk, 13 - vifte, 14 - slaggbeholder, 15 - pumpe, 16 - kjemisk vannbehandling, 17 - rist, 18 - mater, 19 - avlufter, 20 - kullbunker, 21, 22 - rør

Det teknologiske skjemaet til kjeleanlegget med en vertikal vannrørskjele som opererer på fast brensel er vist i fig. 3. Beltetransportøren mater det forberedte fast brensel inn i tilførselsbeholderen, hvorfra den kommer inn i ovnen gjennom materen, hvor luft oppvarmet i luftvarmeren til en temperatur på 250 ... 400 ° C tilføres i to retninger. En del av luften tilføres stedet der brensel kommer inn i ovnen. Små partikler av drivstoff plukkes opp av luftstrømmen og brenner i ovnsrommet i farten i form av en fakkel. Luften som kommer inn i ovnen sammen med brenselet kalles primær. Store bensinbiter faller ut av luftstrøm på en kjettingrist som er i konstant bevegelse. Når kjettingristen går frem, brenner drivstoffet ut, og slagget og asken dumpes i slaggbeholderen.

Luften som er nødvendig for brenning av drivstoff på kjederistbanen, suges inn av en vifte gjennom luftinntaksakselen og tilføres gjennom luftvarmeren 9 under brensellaget gjennom spesielle rister. Denne luften kalles også primær.

I prosessen med drivstoffforbrenning smelter ikke-brennbare partikler av aske og danner slagg. Ved lagdelt forbrenning av brensel forblir hoveddelen av aske og slagg på risten. En del av asken i form av flytende og deigaktig slagg, sammen med uforbrente brenselpartikler, fanges imidlertid opp av røykgasser og føres ut av forbrenningskammeret. For etterbrenning av uforbrente drivstoffpartikler øvre del fakler tilfører sekundærluft. For å forhindre at slaggpartikler fester seg på rørene til festong 5, holdes temperaturen på røykgassene ved utløpet av forbrenningskammeret under smeltetemperaturen til asken (1000 ...) 100 ° C.

I forbrenningskammeret oppfattes varmen fra det brennende brenselet av varmeflatene i form av strålingsenergi (stråling), som kalles stråling. Varmeflatene som ligger i ovnen kalles derfor stråling. Overføring av varme ved stråling er flere ganger mer effektiv enn overføring av varme ved konveksjon, derfor i moderne kjeler veggene i forbrenningskammeret har en tendens til å være tettere lukket med rør. Strålingsvarmeflater beskytter (skjermer) innsiden av kjeleforingen mot høye temperaturer og kjemiske effekter av smeltet slagg og kalles derfor skjerm.

Den bakre ovnsskjermen i øvre del av ovnen er sparsom og danner et såkalt kamskjell. Bak kamskjell i den horisontale røykkanalen er plassert konvektive overflater oppvarming fra rør med en diameter på 30 ... 40 mm, som danner en overheter. Etter å ha gitt en del av varmen til overheteren, kommer røykgassene inn i nedløpskanalen, der vannøkonomisatoren og luftvarmeren er plassert. Utgående røykgasser, avkjølt til en temperatur på 120 ... 180 ° C, passerer gjennom askeoppsamleren, hvor de renses for flyveaske, og kastes ut gjennom skorsteinen i atmosfæren av en røykavtrekk. Askepartikler fra askefangeren og slagg fra bunkeren fjernes fra fyrhuset av askefjerningssystemet.

Skjermrørene til ovnen er plassert i sonen med høye temperaturer, så det er nødvendig å intensivt fjerne varme ved hjelp av vann som sirkulerer i disse rørene. Hvis det dannes kalk på innerveggene til silrør, gjør dette det vanskelig å overføre varme fra varme forbrenningsprodukter til vann eller damp og kan føre til overoppheting av metallet og brudd på rør under påvirkning av indre trykk. For å forhindre dannelse av belegg forbehandles vannet som tilføres kjelene.

Vannbehandling er fjerning av mest lite løselige kalsium- og magnesiumsalter i vann (hardhetssalter), samt oksygen og karbondioksid, som forårsaker korrosjon av metallet i rør, trommel og kamre. Foreløpig behandling vann kalles vannbehandling, og behandlet vann som er egnet for mating av kjeler kalles matevann. Vannet inne i kjelen kalles kjelevann.

Siden trykket i kjelen er over atmosfærisk trykk, presses fødevann inn i kjelen matepumpe, som tar vann fra avlufteren og leverer det gjennom vannøkonomisatoren til kjeletrommelen. Trommelen tjener til å skape nødvendig tilførsel av kjelevann, sikre naturlig vannsirkulasjon og dampseparasjon.

Fra trommelen kommer vann gjennom uoppvarmede dreneringsrør og -kamre inn i rørene til varmeflatene, der det varmes opp, koker og går tilbake til trommelen i form av en damp-vannblanding. Dampen i trommelen separeres med dampseparasjonsanordninger fra kjelevanndråper med høyt saltinnhold og slippes ut til overheteren. Det utskilte vannet blandes i kjeletrommelen med ekstra matevann og returneres til rørene til varmeflatene.

Den naturlige sirkulasjonen av vann i kjelen utføres på grunn av forskjellen i vanntettheter i uoppvarmede (eller dårlig oppvarmede) kulverter og damp-vannblandingen i intensivt oppvarmede rør av varmeoverflater. Siden tettheten til damp-vannblandingen er mye mindre enn tettheten til vann, er den totale egenvekten til damp-vannblandingskolonnen i intensivt oppvarmede rør mindre enn egenvekten til vann i uoppvarmede eller svakt oppvarmede kulverter.

I tilfeller hvor det av strukturelle årsaker er vanskelig å skape en pålitelig sirkulasjon av kjelevann på grunn av naturlig trykk i dampkjeler, brukes spesielle pumper som gir høye hastigheter for vannbevegelse gjennom hele sirkulasjonskretsen. Dette tvungne sirkulasjonssystemet brukes også i varmtvannskjeler.

Saltene som kontinuerlig kommer inn i kjelen med matevann og slammet som dannes i kjelevannet samler seg i vannvolumet til kjelen. For at hardhet og alkalisalter ikke skal samle seg i kjelevannet, fjernes en del av vannet kontinuerlig fra kjelen, samtidig som tilførselsvann med lavere saltinnhold tilsettes. Denne prosessen kalles kontinuerlig blåsing.

Kontinuerlig blåsing utføres fra den øvre trommelen til kjelen gjennom perforerte rør. Vannforbruket ved kontinuerlig blåsing avhenger av kvaliteten og er vanligvis 1 ... 2 % av kjelekapasiteten. Vannet som fjernes fra kjelen med kontinuerlig utblåsning sendes til ekspanderen (separatoren) og brukes videre i det teknologiske opplegget til kjeleanlegget for oppvarming av rått eller kjemisk behandlet vann.

For å fjerne slammet som samler seg ved de nedre punktene av kjelen (nedre kamre og tromler), brukes periodisk blåsing. Ved periodiske utblåsninger sendes vann som inneholder en betydelig mengde slam til ekspanderen for periodiske utblåsninger (bobler), hvorfra den resulterende dampen slippes ut i atmosfæren, og resten av vannet med slam dreneres inn i kloakken.

Sammen med det oppvarmede kjelvannet, som fjernes fra kjelen ved kontinuerlig blåsing, fjernes en betydelig mengde varme, jo større, jo større utblåsningsprosent. I tillegg er det nødvendig å øke forbruket av matevann for mating av kjelen. Derfor må mengden skyllevann holdes på et minimum. For å redusere forbruket av matevann ved kontinuerlig blåsing, brukes to-trinns fordampning.

Dampseparasjonsinnretninger som brukes til å rense og tørke damp kan være inne i eller utenfor trommelen. Ut-av-trommel dampseparasjonsanordninger er vanligvis laget i form av eksterne sykloner.

I overheteren bringes dampen til den nominelle temperaturen og gjennom utløpskammeret og portventil leveres gjennom rørledninger til forbruker.

I tilfelle forbrukeren trenger å levere varmt vann, føres dampen som oppnås i dampkjelen gjennom et system med varmevekslere. Samtidig reduseres damptrykket i ROU, og i varmevekslere - varmtvannsberedere, varmer damp vann nettverksinstallasjon. Videre tilføres det oppvarmede nettverksvannet gjennom rørledninger til forbrukeren.

Kompleksitet teknologisk ordning fyrrommet avhenger av typen brennstoff som forbrennes og varmeforsyningssystemet, som kan være åpent og lukket.

I åpne systemer I varmeforsyningssystemet tjener vannet som er oppvarmet i kjelehuset ikke bare som en varmebærer, men også for behovene til varmtvannsforsyning ved direkte analyse fra rørledningene til varmenettverket uten mellomvarmere til abonnentvannforsyningsenheter. I dette tilfellet bestemmes mengden etterfyllingsvann av tap i nettverkene og vannforbruk for varmtvannsforsyning.

Lukkede varmeforsyningssystemer er preget av tilstedeværelsen av en lukket (lukket) krets med sirkulerende kjølevæske, som avgir varmen i vann-til-vannvarmere til fjernvarmepunkter. Mengden etterfyllingsvann bestemmes kun av tap i nettverkene, derfor er det installert en etterfyllingsavlufter med liten kapasitet, selv i kraftige varmtvannskjeler.

Valget av varmeforsyningssystemet er gjort av tekniske og økonomiske beregninger.

Et kjeleanlegg (fyrrom) er en struktur der oppvarming utføres. arbeidsvæske(varmebærer) (vanligvis vann) for et varme- eller dampforsyningssystem, plassert i ett teknisk rom. Fyrrom tilknyttes forbrukere ved hjelp av varmeledning og/eller dampledninger. Hovedenheten til kjelehuset er en damp-, brannrør- og / eller varmtvannskjeler. Kjeler brukes til sentralisert varme- og dampforsyning eller til lokal varmeforsyning av bygninger.

Kjeleanlegget er et kompleks av enheter plassert i spesielle rom og tjener til å konvertere den kjemiske energien til drivstoffet til Termisk energi damp eller varmt vann. Hovedelementene er en kjele, en forbrenningsanordning (ovn), fôr- og trekkanordninger. Generelt er et kjeleanlegg en kombinasjon av en kjele (kjeler) og utstyr, inkludert følgende enheter: drivstofftilførsel og forbrenning; rensing, kjemisk behandling og avlufting av vann; varmevekslere til ulike formål; kilde (rå)vannpumper, nettverks- eller sirkulasjonspumper - for å sirkulere vann i varmeforsyningssystemet, etterfyllingspumper - for å kompensere for vann som forbrukes av forbrukeren og lekkasjer i nettverk, matepumper for å levere vann til dampkjeler, resirkulering ( blande); næringsrik, kondenserende tanker; varmtvannslagringstanker; blåsevifter og luftvei; røykavtrekk, gassbane og skorstein; ventilasjonsutstyr; systemer automatisk regulering og drivstoffforbrenningssikkerhet; varmeskjold eller kontrollpanel.

Kjelen er varmevekslerenhet, hvor varmen fra de varme forbrenningsproduktene til drivstoffet overføres til vannet. Som et resultat, i dampkjeler, omdannes vann til damp, og i varmtvannskjeler varmes det opp til ønsket temperatur.

Forbrenningsanordningen tjener til å brenne drivstoff og konvertere dens kjemiske energi til varme fra oppvarmede gasser.

Fôringsenheter (pumper, injektorer) er designet for å levere vann til kjelen.

Trekkanordningen består av blåsere, et system av gasskanaler, røykavtrekk og en skorstein, ved hjelp av hvilken tilførsel av nødvendig beløp luft inn i ovnen og bevegelse av forbrenningsprodukter gjennom kjelens gasskanaler, samt deres fjerning i atmosfæren. Forbrenningsprodukter, som beveger seg langs gasskanalene og i kontakt med varmeoverflaten, overfører varme til vannet.

For å sikre mer økonomisk drift har moderne kjeleanlegg hjelpeelementer: henholdsvis vannøkonomiser og luftvarmer for oppvarming av vann og luft; enheter for drivstofftilførsel og askefjerning, for rensing av røykgasser og matevann; termiske kontrollenheter og automasjonsutstyr som sikrer normal og uavbrutt drift av alle deler av fyrrommet.

Avhengig av bruken av deres varme, er kjelehus delt inn i energi, oppvarming og produksjon og oppvarming.

Kraftkjeler leverer damp dampkraftverk genererer elektrisitet, og er vanligvis en del av et kraftverkskompleks. Oppvarming og industrielle kjelehus er industribedrifter og gi varme til varme- og ventilasjonsanlegg, varmtvannsforsyning av bygninger og teknologiske prosesser produksjon. Varmekjelehus løser de samme oppgavene, men betjener bolig- og offentlige bygninger. De er delt inn i separate, sammenlåste, dvs. i tilknytning til andre bygninger, og bygget inn i bygninger. I I det siste oftere og oftere bygges frittstående forstørrede kjelehus med forventning om å betjene en gruppe bygninger, et boligkvarter, et mikrodistrikt.

Installasjon av kjelehus innebygd i boliger og offentlige bygninger er foreløpig kun tillatt med passende begrunnelse og koordinering med de sanitære tilsynsmyndighetene.

Laveffektkjelehus (enkelt- og smågruppehus) består vanligvis av kjeler, sirkulasjons- og etterfyllingspumper og trekkapparater. Avhengig av dette utstyret bestemmes i hovedsak dimensjonene til kjelerommet.

2. Klassifisering av kjeleanlegg

Kjelanlegg, avhengig av forbrukernes natur, er delt inn i energi, produksjon og oppvarming og oppvarming. I henhold til typen varmebærer som oppnås, er de delt inn i damp (for å generere damp) og varmt vann (for å generere varmt vann).

Kraftkjeleanlegg produserer damp for dampturbiner ved termiske kraftverk. Slike kjelehus er som regel utstyrt med kjeleenheter med stor og middels kraft, som produserer damp med økte parametere.

Industrielle varmekjeleanlegg (vanligvis damp) produserer damp ikke bare for industrielle behov, men også for oppvarming, ventilasjon og varmtvannsforsyning.

Varmekjeleanlegg (hovedsakelig vannoppvarming, men de kan også være damp) er designet for å betjene varmesystemer for industri- og boliglokaler.

Avhengig av omfanget av varmeforsyning, er oppvarming av kjelehus lokale (individuelle), gruppe og distrikt.

Lokale kjelehus er vanligvis utstyrt med varmtvannskjeler med vannoppvarming til en temperatur på ikke mer enn 115 ° C eller dampkjeler med arbeidstrykk opp til 70 kPa. Slike kjelehus er designet for å levere varme til en eller flere bygninger.

Gruppekjeleanlegg gir varme til grupper av bygninger, boligområder eller små nabolag. De er utstyrt med både damp- og varmtvannskjeler med større varmeeffekt enn kjeler for lokale fyrhus. Disse kjelehusene er vanligvis plassert i spesialbygde separate bygninger.

Fjernvarmekjelehus brukes til å levere varme til store boligområder: de er utstyrt med relativt kraftige varmtvanns- eller dampkjeler.

Ris. en.

Ris. 2.

Ris. 3.

Ris. 4.

Individuelle elementer Det er vanlig å betinget vise det skjematiske diagrammet av et kjeleanlegg i form av rektangler, sirkler, etc. og koble dem til hverandre med linjer (heltrukkede, stiplede) som angir rørledningen, damprørledninger, etc. kretsskjemaer damp- og varmtvannskjeleanlegg er det betydelige forskjeller. Et dampkjeleanlegg (fig. 4, a) med to dampkjeler 1, utstyrt med individuelle vann 4 og luft 5 economizers, inkluderer en gruppeaskefanger 11, som røykgassen tilføres langs samlesvinet 12. For å suge røykgasser i området mellom askefangeren 11 og skorstein Det monteres 9 røykavtrekk 7 med elektriske motorer 8. Det monteres porter (klaffer) 10 for drift av fyrrommet uten røykavtrekk.

Damp fra kjelene gjennom separate dampledninger 19 går inn i den felles dampledningen 18 og gjennom denne til forbrukeren 17. Etter å ha avgitt varme, kondenserer dampen og går tilbake til kjelerommet gjennom kondensatledningen 16 til oppsamlingskondensattanken 14. Gjennom ledningen 15, tilføres ekstra vann til kondensattanken fra vannforsyningen eller kjemisk vannbehandling (for å kompensere for volumet som ikke returneres fra forbrukerne).

I tilfelle at en del av kondensatet går tapt hos forbrukeren, tilføres en blanding av kondensat og ekstra vann fra kondensattanken ved hjelp av pumper 13 gjennom tilførselsrørledningen 2, først til economizer 4, og deretter til kjelen 1. luft som er nødvendig for forbrenningen, suges inn av sentrifugale trekkvifter 6 delvis fra romfyrrommet, delvis fra utsiden og gjennom luftkanaler 3 tilføres først til luftvarmerne 5, og deretter til kjelenes ovner.

Varmtvannskjeleanlegget (Fig. 4, b) består av to varmtvannskjeler 1, en gruppe vannøkonomiser 5 som betjener begge kjelene. Røykgasser som forlater economizeren gjennom en felles oppsamlingssvin 3 kommer direkte inn i skorsteinen 4. Vannet som er oppvarmet i kjelene kommer inn i den felles rørledningen 8, hvorfra det tilføres forbrukeren 7. Etter å ha avgitt varme, blir det avkjølte vannet først sendes gjennom returrørledningen 2 til economizeren 5 og deretter tilbake til kjelene. Vann ved lukket krets(kjele, forbruker, economizer, kjele) flyttes av sirkulasjonspumper 6.

Ris. fem. : 1 - sirkulasjonspumpe; 2 - brannboks; 3 - overheter; 4 - øvre trommel; 5 - varmtvannsbereder; 6 - luftvarmer; 7 - skorstein; 8 - sentrifugalvifte (røyksuger); 9 - vifte for tilførsel av luft til luftvarmeren

På fig. 6 viser et diagram av en kjeleenhet med en dampkjel med en øvre trommel 12. I den nedre delen av kjelen er det plassert en ovn 3. For brenning av væske eller gassformig drivstoff Det benyttes dyser eller brennere 4, gjennom hvilke brennstoff sammen med luft tilføres ovnen. Kjele begrenset murvegger- fôr 7.

Når brensel forbrennes, varmer den frigjorte varmen opp vannet til å koke i rørskjermer 2 installert på indre overflate ovn 3, og sikrer dens omdanning til vanndamp.

Fig 6.

Røykgasser fra ovnen kommer inn i kjelens gasskanaler, dannet av foring og spesielle skillevegger installert i rørbunter. Ved bevegelse vasker gassene rørbuntene til kjelen og overheteren 11, passerer gjennom economizeren 5 og luftvarmeren 6, hvor de også avkjøles på grunn av overføringen av varme til vannet som kommer inn i kjelen og luften som tilføres til kjelen. ovnen. Deretter fjernes de betydelig avkjølte røykgassene ved hjelp av en røykavtrekk 17 gjennom skorsteinen 19 ut i atmosfæren. Røykgasser fra kjelen kan også slippes ut uten røykavtrekk under påvirkning av naturlig trekk generert av skorsteinen.

Vann fra vannforsyningskilden gjennom tilførselsrørledningen tilføres av pumpen 16 til vannøkonomisatoren 5, hvorfra det, etter oppvarming, kommer inn i den øvre trommelen til kjelen 12. Fyllingen av kjeltrommelen med vann styres av vannindikerende glass installert på trommelen. I dette tilfellet fordamper vannet, og den resulterende dampen samles opp i den øvre delen av den øvre trommelen 12. Deretter kommer dampen inn i overheteren 11, hvor den tørkes fullstendig på grunn av varmen fra røykgassene, og temperaturen stiger .

Fra overheteren 11 kommer damp inn i hoveddamprørledningen 13 og derfra til forbrukeren, og etter bruk kondenserer den og går tilbake i form av varmt vann (kondensat) tilbake til fyrrommet.

Tap av kondensat hos forbrukeren fylles på med vann fra vannforsyningssystemet eller fra andre vannforsyningskilder. Før det kommer inn i kjelen, blir vann utsatt for passende behandling.

Luften som er nødvendig for brennstoffforbrenning, tas som regel fra toppen av fyrrommet og tilføres av viften 18 til luftvarmeren 6, hvor den varmes opp og deretter sendes til ovnen. I fyrrom med lav effekt er luftvarmere vanligvis fraværende, og kald luft tilføres ovnen enten ved hjelp av en vifte eller på grunn av sjeldnere i ovnen skapt av en skorstein. Kjelanlegg er utstyrt med vannbehandlingsenheter (ikke vist i diagrammet), instrumentering og passende automatiseringsutstyr, som sikrer uavbrutt og pålitelig drift.

Ris. 7.

Til riktig installasjon alle elementer i fyrrommet brukes koblingsskjema, et eksempel er vist i fig. ni.

Ris. ni.

Varmtvannskjeleanlegg er designet for å produsere varmtvann som brukes til oppvarming, varmtvannsforsyning og andre formål.

For å sikre normal drift er fyrrom med varmtvannskjel utstyrt med nødvendig innredning, instrumentering og automasjonsutstyr.

Et varmtvannsberederhus har én varmebærer - vann, i motsetning til et dampkjelhus, som har to varmebærere - vann og damp. I denne forbindelse er det i dampkjelehuset nødvendig å ha separate rørledninger for damp og vann, samt tanker for oppsamling av kondensat. Dette betyr imidlertid ikke at ordningene med varmtvannskjeler er enklere enn damp. Vannvarme- og dampkjeleanlegg varierer i kompleksitet avhengig av type brensel som brukes, utforming av kjeler, ovner osv. Både et damp- og et vannvarmekjeleanlegg inkluderer vanligvis flere kjeleenheter, men ikke mindre enn to og ikke mer enn fire til fem. Alle er forbundet med felles kommunikasjon - rørledninger, gassrør, etc.

Enheten til kjeler med lavere effekt er vist nedenfor i avsnitt 4 i dette emnet. For bedre å forstå enheten og prinsippene for drift av kjeler annen kraft, er det ønskelig å sammenligne enheten til disse mindre kraftige kjelene med enheten til de større kjelene beskrevet ovenfor, og finne i dem hovedelementene som utfører de samme funksjonene, samt forstå hovedårsakene til forskjellene i design.

3. Klassifisering av kjeleenheter

Kjeler som tekniske enheter for produksjon av damp eller varmt vann er forskjellige konstruktive former, driftsprinsipper, typer drivstoff som brukes og produksjonsindikatorer. Men i henhold til metoden for å organisere bevegelsen av vann og damp-vannblanding, kan alle kjeler deles inn i følgende to grupper:

Kjeler med naturlig sirkulasjon;

Kjeler med tvungen bevegelse av kjølevæsken (vann, damp-vannblanding).

I moderne oppvarmings- og oppvarmingsindustrielle kjelehus for produksjon av damp, brukes hovedsakelig kjeler med naturlig sirkulasjon, og for produksjon av varmtvann - kjeler med tvungen bevegelse av kjølevæsken, som opererer etter direktestrømprinsippet.

Moderne dampkjeler med naturlig sirkulasjon er laget av vertikale rør plassert mellom to samlere (øvre og nedre trommel). Enheten deres er vist på tegningen i fig. 10, et fotografi av øvre og nedre trommel med rør som forbinder dem - i fig. 11, og plassering i fyrrom - i fig. 12. Den ene delen av rørene, kalt oppvarmede "løfterør", varmes opp av en brenner og forbrenningsprodukter av drivstoff, og den andre, vanligvis ikke oppvarmede delen av rørene, er plassert utenfor kjeleenheten og kalles "nedløpsrør". ". I oppvarmede stigerør varmes vann til koking, fordamper delvis og kommer inn i kjeletrommelen i form av en damp-vannblanding, hvor det skilles i damp og vann. Gjennom uoppvarmede nedløpsrør kommer vann fra den øvre trommelen inn i den nedre oppsamleren (trommelen).

Bevegelsen av kjølevæsken i kjeler med naturlig sirkulasjon utføres på grunn av drivtrykket som skapes av forskjellen i vektene til vannsøylen i fallrøret og kolonnen til damp-vannblandingen i stigerørene.

Ris. 10.

Ris. elleve.

Ris. 12.

I dampkjeler med multippel tvungen sirkulasjon er varmeflatene laget i form av spoler som danner sirkulasjonskretser. Bevegelsen av vann og damp-vannblanding i slike kretsløp utføres ved hjelp av en sirkulasjonspumpe.

I engangsdampkjeler er sirkulasjonsforholdet ett, dvs. matevann, oppvarming, blir suksessivt til en damp-vannblanding, mettet og overopphetet damp.

I varmtvannskjeler, når du beveger deg langs sirkulasjonskretsen, varmes vannet opp i en omdreining fra den opprinnelige til den endelige temperaturen.

I henhold til typen varmebærer er kjeler delt inn i vannvarme- og dampkjeler. Hovedindikatorene for en varmtvannskjele er Termisk kraft, det vil si varmeeffekt og vanntemperatur; Hovedindikatorene for en dampkjel er dampeffekt, trykk og temperatur.

Varmtvannskjeler, hvis formål er å skaffe varmt vann med spesifiserte parametere, brukes til varmeforsyning av varme- og ventilasjonssystemer, innenlandske og teknologiske forbrukere. Varmtvannskjeler, som vanligvis opererer på et engangsprinsipp med konstant vannstrøm, installeres ikke bare ved termiske kraftverk, men også i fjernvarme, samt oppvarming og industrielle kjelehus som hovedkilde for varmeforsyning.

Ris. 1. 3.

Ris. fjorten.

I henhold til den relative bevegelsen av varmevekslermedier (røykgasser, vann og damp), kan dampkjeler (dampgeneratorer) deles inn i to grupper: vannrørskjeler og brannrørskjeler. I vannrørsdampgeneratorer beveger vann og en damp-vannblanding seg inne i rørene, og røykgassene vasker rørene fra utsiden. I Russland på 1900-tallet ble Shukhovs vannrørkjeler hovedsakelig brukt. I brannrør, tvert imot, beveger røykgasser seg inne i rørene, og vann vasker rørene fra utsiden.

I henhold til prinsippet om bevegelse av vann og damp-vannblanding, er dampgeneratorer delt inn i enheter med naturlig sirkulasjon og tvungen sirkulasjon. Sistnevnte er delt inn i direktestrøm og med flertvinget sirkulasjon.

Eksempler på plassering i kjelekjeler med ulik kapasitet og formål, samt annet utstyr, er vist i fig. 14-16.

Ris. 15.

Ris. 16. Eksempler på plassering av husholdningskjeler og annet utstyr