Системы вентиляции и кондиционирования
Назад

Котельная на мазуте принцип работы

Опубликовано: 05.04.2020
Время на чтение: 16 мин
0
4

Особенности агрегата на жидком топливе

Котельная установка (котельная) — это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) (как правило — воды) для системы отопления или пароснабжения, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы и/или паропроводов.

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды.

основные элементы — котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства. В общем случае котельная установка представляет собой совокупность котла (котлов) и оборудования, включающего следующие устройства: подачи и сжигания топлива; очистки, химической подготовки и деаэрации воды; теплообменные аппараты различного назначения; насосы исходной (сырой) воды, сетевые или циркуляционные — для циркуляции воды в системе теплоснабжения, подпиточные — для возмещения воды, расходуемой у потребителя и утечек в сетях, питательные для подачи воды в паровые котлы, рециркуляционные (подмешивающие); баки питательные, конденсационные, баки-аккумуляторы горячей воды; дутьевые вентиляторы и воздушный тракт; дымососы, газовый тракт и дымовую трубу; устройства вентиляции; системы автоматического регулирования и безопасности сжигания топлива; тепловой щит или пульт управления.

Котел — это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства.

Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят 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 производственных и жилых помещений.

Принцип работы котельной

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

Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.

Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.

Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.

Рис. 1. Пример территории котельной и некоторого ее оборудования

Рис. 2. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

​Котельная на мазуте

Рис. 3. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

Рис. 4. Принципиальные схемы паровой и водогрейной котельных

Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия.

Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.

Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).

Пример территории котельной и некоторого ее оборудования

В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.

Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7.

Рис. 5. Схема паровой котельной установки: 1 — циркуляционный насос; 2 — топка; 3 — пароперегреватель; 4 — верхний барабан; 5 — водоподогреватель; 6 — воздухоподогреватель; 7 — дымовая труба; 8 — центробежный вентилятор (дымосос); 9 — вентилятор для подачи воздух в воздухоподогреватель

На рис. 6 представлена схема котельного агрегата с паровым котлом, имеющим верхний барабан 12. В нижней части котла расположена топка 3. Для сжигания жидкого или газообразного топлива используют форсунки или горелки 4, через которые топливо вместе с воздухом подается в топку. Котел ограничен кирпичными стенами -обмуровкой 7.

При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.

Рис 6. Схема котельного агрегата

Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования

Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку.

Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.

Котлы жидкотопливные

Котлы на жидком топливе для отопления частного дома многим отличаются от твердотопливных. Универсальные модели, работающие на жидком топливе, имеют особую горелку, которая оснащена автоматизированным прибором безопасности, без которого котел не будет функционировать. Без устройства безопасности, в случае неполадок или падения агрегата, произойдут неблагоприятные последствия, несущие опасность не только для строения, в котором установлен котел, но и для находящихся поблизости людей.

Особенности агрегата на жидком топливе

Благодаря установленной в котел на жидком топливе вентиляционной горелке, создается принудительная тяга. Внутри устройства перемешиваются воздух и топливо, которое распыляется и после, воспламеняется. Все это происходит в камере сгорания, где стенки горелки являются теплообменниками. Перед тем как выйти наружу, дымовой газ проходит через пластины и трубки.

— котлы с естественной циркуляцией;

— котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

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

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами — на рис. 11, а размещение в котельной — на рис. 12.

Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая 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 вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).

Предлагаем ознакомиться  Котельная в частном доме — схема, устройство и монтаж котельной в частном доме

Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

Рис. 10. Паровой котел серии КЕ, работающий на твердом топливе

Рис. 11. Верхний и нижний барабаны и трубы парового котла

Рис. 12. Паровой котел с верхним и нижним барабанами в котельной

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

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.

​Проектирование дымовых труб

По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла — паропроизводительность, давление и температура.

Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Рис. 13. Устройство парового котла

Рис. 14. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи.

По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.

Котельная с резервным топливом

Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.

Рис. 15. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования

www.eti.su

Контрольные устройства

Среднестатистический котёл сжигает мазут в четыре этапа:

  1. Жидкое топливо распыляется на маленькие капли при помощи форсунок.
  2. Топливо испаряется под воздействием температур, вступает во взаимодействие с кислородом и образует горючую смесь.
  3. Горючая смесь загорается.
  4. Горючая смесь горит.

Форсункам для оптимальной работы требуется постоянная подача некоторого количества воздуха. Его отсутствие приводит к недостаточному сжиганию топлива — оператор может понять это по выходящему из трубы чёрному дыму.

Слишком большое количество воздуха также является недостатком, поскольку может привести к отрыву пламени от форсунки. Поэтому подавать огонь к устью форсунок нужно правильно, направив одновременно с пламенем некоторое количество воздушного пара.

Как правило, все котлы имеют схожую конструкцию, исключением не являются и мазутные. К основным составным частям можно отнести следующие:

  • емкость (котел);
  • нагнетатель;
  • горелка для поджога топлива;
  • технологические линии и паровые регистры;
  • система автоматики.

В котле емкость делится на две цилиндрические полости. Одна является камерой-топкой, а вторая — камерой нагрева.

Котел устанавливается по месту на специальный пьедестал, надежно крепится к полу, так как котельное оборудование требует осторожности при эксплуатации и диагностике.

Преимуществом дизельных котлов является то, что при последующей газификации объекта затраты на переоборудование котельной будут минимальны.

О том какой может быть расход у дизельного котла, читайте здесь.

Также, иногда котлы оснащаются системой принудительной подачи воздуха для создания тепловой конвекции в технологических трубопроводах, которые используются для отопления помещений теплым воздухом.

Для того, чтобы эффективно управлять котлом и обезопасить все процессы, оборудование оснащается системой автоматики, которая позволяет отрегулировать дозировку впрыска и установить эти значения по времени.

Суть работы котла сводится к преобразованию энергии от сжигания топлива в обычную тепловую энергию.

Котельные на мазуте — очень эффективный и экономически целесообразный тип котельного оборудования. Их использование позволяет получить достаточно большую экономию финансовых средств, обеспечивая при этом высокую функциональность, производительность работы и экологичность.

Из-за особой работы горелки дизельный котел не будет работать на мазуте или отработанном масле. Дополнительные горелки для модернизации котла на солярке стоят очень дорого, но не факт, что после проведенной своими руками смены конфигурации агрегата, он будет стабильно работать.

Котел на мазуте обладает такими преимуществами:

  • невероятно высокая теплопроводимость;
  • низкий показатель возникновения золы в устройстве;
  • светящееся пламя, способствующее возникновению радиационного теплообмена в топке;
  • может использоваться как в больших, так и в маленьких котлах;
  • добыча и организация хранения мазута;
  • высокая цена при покупке «чистого» мазута;
  • высокая температура застывания 25-30 о С.

Покупка такого рода котла выгодна только в том случае, если есть достаточно объемов топлива в постоянном доступе. Иначе агрегат будет дорого обходиться и совершенно не окупит себя. Котлы на мазуте преимущественно используются в местах, где это топливо обрабатывается своими руками или создается.

Газовые котлы состоят из трех обязательных узлов:

  • газовой горелки
  • арматуры, управляющей подачей газа
  • теплообменника

Последний элемент обычно выполняют из меди, но встречаются и варианты устройств со стальными или чугунными теплообменниками.

Также настенный газовый котел оснащен встроенным насосом, который обеспечивает циркуляцию воды, предохранительным клапаном, расширительным баком, электронными элементами управления, самодиагностики и защиты. Такой многокомпонентный состав позволяет называть газовые котлы миникотельными. Тем более что принцип их действия схож с последними.

Автоматика котла, ориентируясь на показания терморегуляторов и датчиков, фиксирует, насколько система нуждается в тепле. А потом запускает работу газовой арматуры. Вода, используемая в качестве теплоносителя, разогревается в теплообменнике до нужной температуры и при помощи циркуляционного насоса подается в отопительный контур. Таков принцип работы одноконтурного газового котла.

Производство отопительных котельных

Если же вы хотите использовать устройство не только для отопления, но и для горячего водоснабжения, то нужно покупать двухконтурный котел. Это тоже своеобразная газовая котельная, принцип работы которой построен на наличии контура разогрева горячей воды для системы ГВС.

Такой котел не может одновременно работать и на отопление, и на обогрев. При включении контура ГВС работа отопительной системы прекращается или замедляется. Но в стандартных городских условиях это совершенно незаметно. Ведь для того, чтобы температура в помещении снизилась ощутимо, нужно, чтобы котел проработал в режиме нагрева воды не менее 2-3 часов. Потому схема целиком и полностью оправданна и эффективна.

Ни один газовый котел не будет работать без горелки. При этом большинство современных моделей оснащены модулируемой горелкой.

Принцип работы газовой котельной в этом случае заключается в том, что в зависимости от потребности в тепле можно регулировать подачу газа, то есть, модулировать пламя. Если котел оснащен автоматической модуляцией, то уровень комфорта будет максимальным, так как отопительная система точно поддерживает нужную температуру, в том числе и в двухконтурной схеме.

Фактически, режим модуляции требует, чтобы горелки работали постоянно. Но суммарный расход газа в этом случае, как ни странно, меньше, поскольку осуществляется оптимальным образом.

Рассмотрим более детально, как работаю такие котлы. Источником тепла, необходимого для подогрева воды, может выступать любой вид энергии: электрическая, солнечная, геотермальная, тепло от сгорания газа или твердого топлива. Пар, образующийся в процессе нагрева воды, представляет собой теплоноситель, то есть переносит тепловую энергию с места нагрева в место использования.

Котельные на солнечных батареях - будущее или реальность?

Несмотря на многообразие конструкций, принципиальное устройство и принцип работы паровых котлов не отличаются. Общая схема нагрева воды с ее последующим преобразованием в пар выглядит таким образом:

  1. Очищение воды на фильтрах и ее подача в резервуар для нагрева с помощью насоса. Резервуар, как правило, располагается в верхней части установки.
  2. Из резервуара, по трубам вода попадает в коллектор, расположенный, соответственно, ниже.
  3. Вода вновь поднимается вверх, только теперь не через трубы, а через зону нагрева.
  4. В зоне нагрева образуется пар. Под действие разности давлений между жидким и газообразным веществом, он поднимется вверх.
  5. Вверху нагретый пар пропускается через сепаратор, где он окончательно отделяется от воды. Остатки жидкости возвращаются в резервуар, а пар следует в паропровод.
  6. Если это не обычный котел, а парогенератор, то его трубопроводы дополнительно нагреваются. О способах их нагрева будет сказано ниже.

Паровые котлы представляют собой емкость, в которой вода нагревается и образует пар. Обычно они выполняются в виде труб, различных размеров. Кроме трубы с водой, котел всегда имеет камеру для сгорания топлива (топку). Ее конструкция может варьироваться в зависимости от типа применяемого топлива. Если это дрова, или твердый уголь, то в нижней части топки устанавливается колосниковая решетка, на которую укладывают топливо.

Принцип работы паровых котлов на твердом топливе несколько отличается от устройств, в которых в качестве теплоносителя использован жидкий или газообразный материал. Во втором случае, топочная камера предполагает горелку, которая работает подобно горелкам бытовой газовой печи. Для циркуляции воздуха также используют колосниковую решетку и дымоход, ведь в независимости от вида топлива, воздух является важнейшим условием горения.

Горючий газ, полученный от сгорания топлива, поднимается к емкости с водой. Он отдает воде свое тепло и выходит через дымоход в атмосферу. Когда вода нагревается до температуры кипения, она начинает испаряться. Стоит отметить, что вода испаряется и ранее, но не в таких количествах и не с такой температурой пара.

Испарившийся пар самостоятельно поступает в трубы. Таким образом, циркуляция пара и смена агрегатных состояний воды происходит естественным образом. Принцип работы парового котла с естественной циркуляцией предполагает минимальное вмешательство человека. Все, что нужно сделать оператору, это обеспечить стабильный нагрев воды и проконтролировать процесс с помощью специальных устройств.

Предлагаем ознакомиться  Конвекторные обогреватели: принцип работы и виды

В случае с электрическими котлами подогрев воды происходит проще. Она нагревается с помощью нагревательных элементов типа ТЭНов или выступает в роли проводника и нагревается по закону Джоуля-Ленца.

Принцип работы котлов основан на подогреве емкости с водой. Емкость, в которой вода переходит в парообразное состояние, как правило, представляет собой трубу или несколько труб. Приборы, в которых горючее обогревает трубы, поднимаясь вверх, называются газотрубными котлами.

Но есть и другой вариант — когда горючий газ перемещается по трубе, расположенной внутри емкости с водой. В таком случае водные емкости называются барабанами, а сам котел – водотрубным. В обиходе его также называют огнетрубным котлом. В зависимости от расположения водных барабанов, котлы такого типа подразделяют на: горизонтальные, вертикальны и радиальные. Также встречаются модели, в которых реализованы разные направления труб.

Устройство и принцип работы огнетрубного парового котла несколько отличается от газотрубного. Во-первых, это касается размера труб с водой и паром. У водотрубных котлов трубы менее габаритны, чем у газотрубных. Во-вторых, имеют место различия по мощности. Газотрубный котел дает давление не более 1 МПа и имеет теплообразующую способность до 360 кВт.

Причиной тому являются крупные трубы. Чтобы в трубах образовывалось достаточно пара и давления, их стенки должны быть толстыми. Как результат – цена таких котлов завышена. Водотрубный котел мощнее. Благодаря тонким стенкам труб, пар нагревается лучше. И в-третьих, водотрубные котлы безопаснее. Они производят высокую температуру и не боятся значительных перегрузок.

Как выбрать жидкотопливный агрегат

На выбор подходящего устройства влияют несколько основных факторов. Рассмотрим наиболее весомые из них.

Влияет непосредственно на стоимость изделия. Виды корпусов: стальные и чугунные. Стальные более экономные и легкие обычно настенные, а чугунные долговечнее, но тяжелее — напольные. Если для административных или промышленных строений специалисты рекомендуют приобретать именно стальные устройства, то для частных владений – чугунные.

Этот фактор полностью влияет на расход топлива и на мощность агрегата, на что стоит обращать непосредственное внимание. Если установить маломощный котел на большую локальную сеть отопления частного дома, он быстро выйдет из строя, при этом при роботе используя большой расход жидкого топлива.

Напольные агрегаты занимают больше пространства и устанавливаются в отдельном помещении, когда настенные виды котлов — компактны и легки. Напольные котлы больше габаритами, и их мощность выше. Как и потребление топлива.

Традиционный или конденсационный метод теплообразования. Во втором способе, благодаря энергии конденсата, повышается их производительность и уменьшается расход топлива. Но разница в методах ощутимо отражается на стоимости.

Разница между одноконтурными и двухконтурными котлами очевидна: работа только на теплообеспечение, или водогрейные — с системой отопления и бытовым водоснабжением дома. Но в частных домах часто нагрузка на отопительную функцию котла превышает потребность в горячем водоснабжении, потому будет рациональнее приобрести одноконтурный котел.

Автоматика

Автоматизированные модели котлов преимущественно длительного горения. Удобны тем, что их работа не обязует присутствия человека в период работы от 2 до 5 дней, в зависимости от размеров емкости с топливом, поступающим в систему котла. При работе агрегата с режимом длительного горения расход топлива увеличивается из-за беспрерывного периода работы.

В полностью автоматизированных агрегатах установлена повышенная система безопасности, что является несомненным плюсом.

Вид теплоносителя

Паровые или водогрейные котлы на жидком топливе отличаются конструкцией и принципом работы. Жидкостные котлы преимущественно паровые, но существует выбор и водогрейных моделей с двумя контурами подключения.

Котлы на жидком топливе не намного безопаснее газовых, а модели, сделанные своими руками, входят в зону риска повышенной опасности для человека. Во время создания котла производителями на роботизированном заводе учитываются многие факторы, и агрегат обезопасивается по максимуму.

Удаление дыма

Очень важный вопрос — каким образом из газовых котлов удаляется дым?

Если устройство оснащено открытой камерой сгорания, то все образовавшиеся дымовые газы будут покидать помещение через специальную дымовую трубу. А для поддержания процесса горения используется воздух из помещения, в котором находится котел. По этой причине важно обеспечить хорошую вентиляцию и постоянный приток воздуха. Кстати, газовые котлы с открытыми камерами сгорания стоят дешевле.

У моделей, оснащенных закрытой камерой сгорания, дымовые газы удаляются принудительным образом. Для этого в конструкции предусмотрен вентилятор. Он вытягивает и под напором выбрасывает газы в дымовой канал, в качестве которого используется алюминиевая или стальная труба. А сам дымоотводящий канал выводится через наружную стену здания.

Горелки для мазутных котлов

Котлы с применением мазута можно поделить на две категории:

  • те, которые работают исключительно на мазуте;
  • комбинированные, способные работать на мазуте и на газу .

Мазутные котлы, как правило, используются в центральных отопительных системах. Иногда, устройства подобного типа также используются хозяевами для обогрева частных загородных домов.

Мазутные котлы бывают различного исполнения: с разным объемом котла и количеством тепловых каналов и дымогарных отводов, где происходит тепловая конвекция.

Котлы на отработанном масле. Область применения и виды.

Об устройстве котла на отработанном масле, читайте здесь.

КПД всего котла зависит от температурного режима факела и возможности установки полностью дожигать топливо. Этот фактор напрямую зависит от качества мазута и его вязкости при выходе из форсуночного впрыска.

В зависимости от вида горелки, которая используется, применяются следующие варианты:

  • работа осуществляется только с применением мазута;
  • при работе используется комбинированное газомазутное топливо;
  • используется эмульсия из мазута с водой.

Добавление газа в топливную смесь обуславливает более эффективное сгорание топлива при попадании в форсунки, соответственно, работа котла и обогрев, в таком случае, осуществляется значительно эффективнее.

Принцип работы промышленного котла на мазуте основан на полной бесперебойности в процессе эксплуатации.

Комбинированные котлы используют два отдельных топливопровода: мазут принудительно подается к форсунке и разжигающей камере, а природный газ или слабая смесь ацетилена подается через металлическую калиброванную трубку.

Конструктивные особенности, которые присущи мазутным котельным очень мало отличаются от технологического строения котлов, использующих жидкое топливо .

Перевод единиц измерения 1 кВт, 1 ккал/ч, 1 МДж/ч, 1кВтч, 1 кПа, 1 атм, 1 мбар

Это означает, что один котел может быть легко перепрофилирован в другой, достаточно только сменить горелку.

Для котельного оборудования, которое работает на мазуте, чаще всего используют следующие виды горелок:

  • Двухтопливные комбинированные горелки. Могут сжигать один или два вида топлива — любой струйный горючий газ и флотский мазут. Форсунки таких котлов похожие на форсуночный впрыск ТНВД, но их отличает более сложное и герметичное исполнение. Горелки такого типа раньше применялись только для использования в промышленной индустрии (обогрев промышленных цехов, пережигание отходов и пр.), сейчас данные установки используются и в быту. Единственный недостаток данного типа горелок состоит в следующем: подачу газа и мазута необходимо очень долго и сложно калибровать, чтобы обеспечить постоянную подачу смеси и более лучшее сжигание смеси в камере сгорания котла.
  • Горелки мультитопливного типа могут производить поджог только жидких видов топлива, к которым относится мазут или дизель .
  • Горелки монотопливного типа рассчитаны только на один вид топлива. Такие устройства очень просты в обслуживании и использовании, регулировке. Они устанавливаются на заводе и подходят для любого применения горелок. Их цена значительно меньше, чем мультитопливных или двухтопливных.
  • Комбинированные горелки являются двухтопливными и позволяют сжигать газ и жидкое топливо, как отдельно, так и в смеси. Форсунки таких горелок имеют сложную конструкцию. В основном, эти устройства используются для промышленных отопительных устройств, хотя в настоящее время выпускаются модели для бытовых установок. К недостаткам газомазутных горелок можно отнести сложность форсуночного блока и необходимость точной дозировки топлива из-за значительной разницы в скорости сгорания газа и мазута.
  • Мультитопливные горелки могут функционировать только на жидком компоненте и обеспечивают легкую перенастройку на любой тип жидкого топлива – на различные сорта мазута, дизеля, отработанное масло.
  • Монотопливные горелки устанавливаются на котлах, предназначенных для работы на одном типе жидкого топлива. Мазутные горелки поставляют с заводскими регулировками, они просты по конструкции, удобны в обслуживании. Их дополнительное преимущество – более низкая стоимость по сравнению с комбинированными и мультитопливными горелками.
  • Среди жидкотопливных котлов, которые могут работать на мазуте, можно выделить следующие модели:

    • Все котлы компании Protherm (Словакия) носят имена животных. Жидкотопливные котлы представлены серией Бизон. Агрегаты могут оснащаться навесной ж/т или газовой горелкой, которые приобретаются отдельно. Цена таких отопительных агрегатов с блоком автоматики без горелки составляет 36-55 тысяч рублей.
    • Бытовые комбинированные котлы De Dietrich GT могут работать как с газовой, так и с приставной наддувной жидкотопливной горелкой. Сами котлы изготавливаются из коррозионностойкого чугуна, устойчивого к тепловым и ударным нагрузкам. Стоимость таких котлов – 70-90 тысяч рублей, цена ЖТ-горелки – 35-38 тыс. рублей.
    • Мазут в качестве топлива используется в паровых котлах типа КВ, используемых в производстве для технологических нужд и отопления.

    Основными недостатками жидкотопливных, в том числе мазутных, котлов являются зависимость от электроснабжения и необходимость установки специальных ёмкостей для запасов топлива.

    Выделяют три основные области применения паровых котлов:

    1. Отопительные системы. Пар выступает в роли энергоносителя.
    2. Энергетика. Промышленные паровые машины, или, как их еще называют, парогенераторы, используются для получения электрической энергии.
    3. Промышленность. Пар в промышленности используют не только для обогрева «рубашек» аппаратов и трубопроводов, но и для преобразования тепловой энергии в механическую и перемещения транспортных средств.

    Бытовые паровые котлы используются для отопления жилых помещений. Простыми словами, их задача состоит в подогреве воды и передвижении пара по трубопроводу. Такую систему часто обустраивают вместе со стационарной печью или котлом. Обычно бытовые приборы вырабатывают насыщенный не перегретый пар, которого вполне достаточно для решения возложенных на них задач.

    В промышленности пар перегревают – продолжают греть после испарения с целью еще больше повысить температуру. К таким установкам предъявляют особые требования по качеству, так как при перегреве пара емкость рискует взорваться. Перегретый пар, полученный из котла, может идти на образование электричества или механическое движение.

    Электрический ток с помощью пара образуется следующим образом. Испаряясь, пар попадает в турбину, где он, благодаря плотному потоку вращает вал. Таким образом, тепловая энергия переходит в механическую, а та, в свою очередь, преобразовывается в электрическую. Так работают турбины электростанций.

    Предлагаем ознакомиться  Сделать увлажнитель воздуха своими руками из бутылки

    Вращение вала, которое возникает при испарении больших количеств перегретого пара, может передаваться непосредственно на мотор и колеса. Так в движение приводится паровой транспорт. В качестве популярных примеров работы парового двигателя можно привести парогенератор паровоза или же судовой паровой котел.

    Про системы защиты

    Котельная 5 МВт

    Теперь поговорим про системы защиты газовых котлов. Современные модели в случае отключения электропитания прекращают свою работу и автоматически запускаются, когда электроснабжение восстанавливается.

    Если будет остановлена подача газа, то автоматика подаст сигнал на закрытие электромагнитного клапана, контролирующего поступление топлива в котел. А вот автоматического включения в этом случае не будет — придется выполнять ручной перезапуск.

    А еще новые модели обязательно оснащают энергосберегающими функциями, а также защитой от замерзания. Температура теплоносителя контролируется при помощи специальных датчиков. Если она снижается до 5 градусов, то котел включится для того, чтобы прогреть систему отопления.

    Есть и специальная функция, раз в сутки включающая насос в летний период, когда отопление не нужно. Это делается для того, чтобы ротор не заклинило из-за простоя в течение продолжительного времени.

    В обязательном порядке газовые котлы оснащаются самодиагностическими системами. Они анализируют состояние узлов котельной и информируют потребителя выводом кодов ошибок на табло. Ваш настенник может диагностировать при помощи такой системы примерно 90% неисправностей. А специалисты сервисных служб, зная заранее код ошибки, прибывают для выполнения ремонта, будучи уже полностью подготовленными.

    Похожие записи

    Определение

    Как вы уже поняли, паровой котел является агрегатом, производящим пар. При этом котлы такого типа могут давать пар двух видов: насыщенный и перегретый. В первом случае температура его составляет порядка 100 градусов, а давление – около 100 кПа. Температура перегретого пара поднимается до 500 градусов, а давление — до 26 МПа.

    Характеристики мазута

    Дрова

    В котельных применяют два вида топочного мазута:

    • среднее топливо марок М40 м М40В;
    • тяжёлое топливо – М100, М100В.

    В судовых установках используют лёгкое топливо марок Ф5 иФ12.

    Элементарный состав мазута:

    • высокое содержание углерода – до 87%;
    • водород – до 12,5%;
    • кислород и азот – до 0,5%.

    В мазуте также содержится сера, которая при сгорании образует сернистый ангидрид. Осложняет применение этого топлива возможное наличие воды, которая приводит к снижению теплообразования, становится причиной коррозии трубопроводов и аппаратуры.

    Плотность мазутов, полученных путём прямой перегонки, меньше плотности воды, их отстой протекает 4-8 суток. Крекинг-мазут имеет плотность, превышающую аналогичный показатель воды.

    Эксплуатационные характеристики мазута:

    • Вязкость, характеризуется степенью текучести, измеряется вискозиметром. От величины этого параметра зависят условия транспортировки, перекачки, сжигания данного топлива.
    • Температурой застывания называют температуру, при которой мазут теряет жидкотекучесть и становится неподвижной массой, эта величина находится в пределах – 10-36 0 С.
    • Температурой вспышки топлива называют температуру, при которой пары мазута в сочетании с воздухом образуют горючую смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней огня. Для различных марок она колеблется в пределах 90-150 0 С. Температура самовоспламенения равна 350 0 С.

    Для подачи мазута к горелке его нужно подогреть до 80-120 0 С. Этот процесс применим только для топлива, находящегося под давлением в закрытых ёмкостях – трубах и змеевиках.

    Преимущества и недостатки котельных на мазуте

    Чем мазут лучше дизельного топлива? В первую очередь, стоимостью. Цена дизтоплива с каждым годом становится всё выше, в то время как стоимость жидкого мазута поддерживается в пределах относительной стабильности.

    Мазут, как ни странно, отличается более высокой пожарной безопасностью. Как и дизтопливо, он не требует присущих газу многочисленных разрешений и сертификатов, соблюдения регулировок и ограничений. Мазутная котельная может работать совершенно автономно, что актуально для отрезанных от газовых магистралей населённых пунктов или производственных зон.

    О значимости суперкомпьютеров в сфере энергетики

    Недостатками можно считать потребность в оборудовании мазутохранилища с запасом топлива, периодическую чистку всех систем, а также недостаточную экологическую чистоту по сравнению с тем же газом.

    Компания «АльянсТепло» приглашает Вас заполнить опросный лист — мы поможем Вам подобрать котельную под ключ таким образом, чтобы она полностью удовлетворила Ваши требования и пожелания.

    Процесс горения жидкого котельного топлива (мазута) состоит в основном из четырех этапов: — распыление топлива с помощью форсунок на мельчайшие капли (тонкость распыления зависит от конструкции форсунки, температуры и вязкости мазута); — испарение топлива и образование горючей смеси паров мазута и воздуха; — зажигание образовавшейся горючей смеси; — горение смеси.

    Мазут хорошо горит, если в форсунку постоянно поступает необходимое количество воздуха. При недостаточном количестве воздуха в форсунке происходит неполное сгорание мазута, свидетельством чего является черный дым, выходящий из дымовой трубы. Черный дым образуется также за счет недостаточного подогрева и грубого распыления мазута.

    Если же в топку к корню факела воздуха поступает больше, чем требуется, зона зажигания охлаждается и факел (пламя) отрывается от форсунки. Такое же явление наблюдается при сжигании сильно увлажненного мазута.

    Перед пуском котла необходимо осмотреть все мазутное хозяйство, проверить герметичность кранов у форсунок; за 15 мин до розжига открыть шиберы котла, включить вентилятор, проверить тягу, проследить, чтобы мазут был подогрет до установленной температуры.

    Для зажигания котла к устью форсунок вводится горящий растопочный факел и одновременно подается воздух (пар), а затем топливо. В этот период в топку должно поступать минимальное количество воздуха, исключающее отрыв пламени у форсунок.

    При воздушном распылении топлива вентилятор пускается при закрытом шибере, давление воздуха регулируется дроссельной заслонкой.

    Кран мазутопровода перед форсункой нужно открывать постепенно до получения нормального устойчивого пламени. Когда горение становится устойчивым, растопочный факел удаляется из топки.

    При паровом распылении мазута предварительно прогревается и продувается паровая линия, идущая к форсункам. Если же мазут распыляется механически, то после внесения в топку горящего факела воздушный шибер прикрывается, кран на мазутопроводе постепенно открывается. После того, как мазут загорится, процесс горения регулируется.

    Если мазут не загорается (гаснут уже работавшие форсунки или пламя втягивается в форсунку) надо немедленно прекратить подачу мазута, удалить из топки растопочный факел и провентилировать топку, газоходы и воздухопроводы в течение 10—15 мин, после чего можно вновь зажечь форсунки.

    При работе мазутопровода следует проверять, не засорены ли фильтры; отсутствие коксования в амбразуре определяется по цвету факела (появляются черные полосы). Запрещается применение при розжиге котла легковоспламеняющихся материалов (бензин, керосин).

    Для повышения нагрузок котла надо прибавить тягу, увеличить подачу воздуха, пара, а затем мазута. Для уменьшения нагрузок сначала убавляют подачу мазута, пара и воздуха, а затем уменьшают тягу.

    При остановке работы котла прекращается подача мазута к форсункам, закрывается подача пара при паровой форсунке и воздуха — при воздушном распылении. При работе нескольких форсунок выключить их необходимо последовательно, уменьшая дутье и тягу. Через 3 мин после выключения форсунок нужно отключить дутье.

    При аварийной остановке котла необходимо прекратить подачу мазута, воздуха, пара и убавить тягу.

    Источники теплоэнергии

    Неоправданные затраты котельной и способы их сократить

    Тепловые сети

    Абонентские вводы

    Системы отопления

    Горячее водоснабжение

    КИПиА теплоснабжения

    Дополнительные элементы котлов

    Принцип работы парового котла довольно прост, тем не менее его конструкция состоит из довольно большого количества элементов. Кроме топочной камеры и труб для циркуляции воды/пара, котлы оснащаются устройствами для повышения их эффективности (увеличение температуры пара, его давления и количества). К таким устройствам относят:

    1. Пароперегреватель. Служит для повышения температуры пара выше 100 градусов. Перегревание пара повышает экономичность аппарата и его коэффициент полезного действия. Перегретый пар может достигать температуры в 500 градусов по Цельсию. Столь высокие температуры имеют место в паровых установках атомных станций. Суть перегрева состоит в том, что после испарения идущий по трубе пар подвергается повторному нагреву. Для этого аппарат может оснащаться дополнительной топочной камерой или простым трубопроводом, который, прежде чем вывести пар на целевое использование, несколько раз проходит через основную топку. Пароперегреватели бывают радиационными и конвекционными. Первые работают в 2-3 раза эффективнее.
    2. Сепаратор. Служит для «осушения» пара – отделения его от воды. Это позволяет увеличить КПД установки.
    3. Паровой аккумулятор. Данное устройство создано для поддержания постоянного уровня выхода пара из установки. Когда пара не хватает, оно добавляет его в систему и, наоборот, отбирает в случае переизбытка.
    4. Подготовительное устройство для воды. Чтобы аппарат работал дольше, вода, попадающая в него, должна отвечать специфическим требованиям. Данное устройство снижает количество кислорода и минералов в воде. Эти несложные меры позволяют предотвратить коррозию труб и образование на их стенках накипи. Ржавчина и накипь не только снижают эффективность аппарата, но и быстро приводят его в негодность, особенно в случае активного использования.

    Парогенераторы

    Котельная на предприятии: какую выбрать?

    Мы уже рассмотрели принцип работы парового котла, теперь кратко познакомимся с особенностями парогенераторов – наиболее мощных котлов, оборудованных дополнительными устройствами. Как вы уже поняли, главное отличие парогенератора от котла состоит в том, что его конструкция включает один или несколько промежуточных пароперегревателей, что позволяет достичь высочайших температур пара. На атомных электростанциях, благодаря очень горячему пару, преобразуют энергию распада атома в электрическую энергию.

    https://www.youtube.com/watch?v=

    Существует два основных способа нагрева воды и переведения ее в газообразное состояние в реакторе:

    1. Вода омывает корпус реактора. При этом реактор охлаждается, а вода нагревается. Таким образом, пар образуется в отдельном контуре. В таком случае парогенератор выполняет функции теплообменника.
    2. Трубы с водой проходят внутри реактора. В этом варианте, реактор является топочной камерой, с которой пар подается непосредственно на электрогенератор. Эта конструкция называется кипящим реактором. Здесь все работает без парогенератора.
    , , ,
    Поделиться
    Похожие записи
    Комментарии:
    Комментариев еще нет. Будь первым!
    Имя
    Укажите своё имя и фамилию
    E-mail
    Без СПАМа, обещаем
    Текст сообщения
    Adblock detector