Основное и вспомогательное оборудование котельной.

Котельная установка (КУ) состоит из взаимосвязанного набора оборудования для выработки пара и горячей воды в процессах генерации (ТЭЦ, КЭС, АЭС), производства разных видов продукции и в системах центрального теплоснабжения. Поэтому она подразделяется на энергетические, промышленные и отопительные.

Источником выработки пара в КУ является питьевая вода, а энегоносителем — природное топливо. Процесс теплопередачи осуществляется через конвективный и радиационный теплообмен с использованием котловых труб.

Организация теплопередачи происходит благодаря слаженной работе сложных узлов и элементов парогенератора, которые классифицируются, как основное или вспомогательное оборудование.

Основное оборудование

Схематичное исполнение котельной с деаэратором

Основные элементы конструктивно расположено в границах котла и служат для обеспечения процессов выработки тепловой энергии в виде пара или горячей воды. К видам котельного оборудования относятся:

1. Котел — источник тепла. Они бывают водогрейными, вырабатывающие горячую воду для центрального теплоснабжения и с предельной Т до 150 С и паровые, вырабатывающие насыщенный или перегретый пар более 1 МПа.
2. Топочное устройство или топка обеспечивает полноту сжигания энергоносителя. В нем происходит процесс окисления топлива с образованием тепловой энергии.
3. Обмуровка котла необходима тепловой защиты конструкций котлоагрегата с целью снижения тепловых потерь в атмосферу и обеспечения газоплотности теплогенератора. Она состоит из огнеупорных материалов, которые жестко прикреплены к каркасу агрегата.
4. Каркас – конструкция из металла для обеспечения взаимного расположения рабочих элементов и котла.
5. Пароперегреватель используется для нагрева пара выходящего из барабана и сепаратора с Т выше точки насыщения. Конструктивно он выполнен в виде жаропрочных стальных змеевиковых труб.
6. Водяной экономайзер используется для нагрева воды, поступающей в котловой питательный контур за счет снижения температуры уходящих газов, тем самым повышая экономичность работы котла. Он исполняется в виде кипящего и некипящего типа. В первом вода нагревается до Т кипения, а во втором никогда не достигает ее. Конструктивно устройство первого типа выполняются из пакетов стальных труб, а второго – чугунных.
7. Воздухоподогреватель выполняет задачу по подогреву первичного воздуха перед котлом за счет охлаждения продуктов сгорания, процесс протекает в рекуперативных подогревателях.
8. Запорно-регулирующая арматура — сантехнические устройства, установленные на газовом, водяном и паровом тракте котла для регулировки расхода среды на входе и выхода из агрегата. Запорная — используется для открытия/закрытия участков тепловой схемы. Регулирующая — применяется для поддержания заданных рабочих параметров среды по давлению и температуре. Предохранительная, в виде сбросных клапанов, применяется в системах безопасности для аварийного закрытия при достижении высоких значений контролируемых параметров безопасности. К специальной арматуре относятся конденсатоотводчики и топливные фильтры, их устанавливают в системах водо и топливоснабжения котла.
9. Гарнитура агрегата применяется для обслуживания газотопочного тракта котла. К ним относятся: лазы, люки, дверцы, воздушные заслонки, взрывные клапаны на газоходах и сажеобдувочные аппараты для очистки котловых труб от сажи.

Вспомогательное оборудование котельной

Для того чтобы в котле эффективно протекали процессы теплопередачи, все потоки воды, топлива и воздуха должны пройти процесс подготовки, перед подачей в агрегат. Эти задачи выполняет вспомогательные котельные установки.

Группа насосов в котельной

К вспомогательным элементам котлоагрегата относят устройства:

• системы топливоподачи;
• системы дымоочистки;
• тягодутьевые аппараты;
• питательные и циркуляционные насосы, отвечающие за движение воды по контуру;
• сепарационные устройства котла;
• установка водоподготовки.

К тягодутьевым аппаратам относятся дымососы и вентиляторы работающих в системе газовоздушных трактов котла. Первые служат для создания разряжения в топочной камере и отвода дымовых газов через дымовую трубу в атмосферу.

Они устанавливаются между газоходом и дымовой трубой, обычно вне помещения котельной, сзади котла, из-за высокого уровня шума, создаваемого при работе.

Вентиляторы предназначены для принудительной подачи воздуха в топочную камеру, для создания газовоздушной смеси на выходе из газовой горелки, для обеспечения полного сгорания топлива. Устройство также устанавливается вне здания котельной, но перед фронтом котла.

Сепарационные устройства служат для сепарации пара от котловой воды, их монтаж выполняют в верхнем барабане котла. Система водоподготовки занимается очисткой питательной воды от солей жесткости в натрий-катионитовых фильтрах для уменьшения процессов накипеобразования на котловых поверхностях нагрева котла и удаление активного кислорода в деаэрационно-питательной установке, для уменьшения коррозионных процессов во внутренних поверхностях нагрева теплогенератора.

Для питания паровых котлов, устанавливают не менее двух электронасосов, с рабочим давлением не менее 1.25 давления водяного тракта котла, и производительностью 110% от номинальной паропроизводительности всех работающих котлов.

Кроме того устанавливают два паровых насоса не менее 50% номинальной производительности котельной.

Насосы котельной подразделяются:

1. Питательные — предназначены для подачи питательной воды в котел.
2. Подпиточные – для подпитки контура теплоснабжения при утечках теплоносителя в магистральных сетях.
3. Сетевые для циркуляции теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе. Они также используются и для водогрейных котельных.
4. Насосы ХВО - в системе химводоподготовки.
5. Газовое оборудование.

Автоматизация котельной

Насосная группа в БМК

Технологические котловые процессы, характеризуются взаимосвязанными параметрами рабочих сред: давлением пара, воды, газа, разряжением в топке, количеством первичного воздуха, питательной воды и газа.

Система защиты котельных обеспечивает:

• регулировку тепловых процессов;
• контроль в водяном, воздушном и топливных системах;
• управление технологическими процессами;
• сигнализацию об аварийном состоянии котлоагрегата.

Она может быть частичной, регулирующей только некоторые этапы производства и комплексной, когда обслуживание оборудования осуществляется без персонала.

Основные задачи автоматизации:

1. Регулировка объема воздуха и топлива, в соответствии с режимными картами по нагрузке котлагрегата.
2. Обеспечения тяги в топочном устройстве и на выходе из парогенератора.
3. Подпитка котловых труб водой.
4. Регулировка параметров пара и горячей воды.

Различают система автоматики:

1. С регулировкой по отклонению параметров, то есть управление зависит от изменения контролируемого параметра.
2. Непрерывного действия, при изменении контрольного значения регулирующий орган воздействует на параметр плавно.
3. Многопозиционное регулирование — система выбирает одно из возможных положений – включено/включено.
4. Прямого воздействия с использованием энергии контролируемой среды.
5. Непрямого воздействия с использованием энергии внешнего источника (электро, пневмо, гидро).

Заводы по производству котельного оборудования

В России насчитываются несколько десятков заводов котельного оборудования, некоторые из них имеют долгую историю развития, начиная с начала 20 века, другие возникли в последнее десятилетие.

Монастырищенский завод начал производство котельного оборудования еще в 1957г, он снабжал передовыми механизмами все республики СССР. Большинство котлов поставленных заводом работают до настоящего времени.

Надежность и эффективность их была такой высокой, что покупатели ждали поставку годами, получая разрешение исключительно через соответствующие министерства и ведомства.

В настоящее время завод провел полную реконструкцию производства и выпускает обновленное котельное оборудование для паровых и водогрейных котлов и модульных транспортабельных котельных установок по коду ОКПД, включая весь перечень вспомогательного оборудования, системы водоподготовки, дымовентиляции и газопроводов.

Щекинский завод котельно вспомогательного оборудования и трубопроводов начал работу в 1952 году, предприятие выпускает, как стандартное, так и нестандартное котельное оборудование, и трубопроводные системы для ремонта и реконструкции действующих энергообъектов и предприятий металлургии.

Бийский котельный завод выпускает котельное оборудование для машиностроения, нефтехимии, коммунального теплоснабжения, транспортной отрасли и сельскохозяйственных фирм.

Калтанский завод котельно вспомогательного оборудования и трубопроводов начал свою трудовую деятельность в 1960 году. Он выпускает уникальные по номенклатуре котельные изделия для крупных энергетических объектов на востоке страны.

Заводской цех

Специалисты завода первые в Минэнерго организовали выпуск вспомогательного котлового оборудования среднего давления для нужд генерирующих предприятий страны.