Tema 3. Camins de les calderes. Distribució de la caldera. Classificació i designació de les calderes de vapor i aigua calenta
Combustible, vapor-aigua, aire, camins i recorregut de gas
eliminació de cendres i escòries; diagrama esquemàtic del recorregut vapor-aigua d'una caldera de tambor amb
circulació forçada natural, múltiple i flux directe;
Esquema del recorregut gas-aire de la caldera amb tiratge equilibrat.
Distribució de la caldera (P, T, U, de tres vies, torre). Classificació KA
(per finalitat, per òrgan de treball expedit, per ubicació relativa
productes de combustió i fluid de treball, segons el mètode de creació del moviment del fluid de treball,
segons la pressió del vapor generat, segons el mètode d'instal·lació). Denominació de vapor i
calderes d'aigua calenta.
Conductes de la unitat de caldera
Els camins principals de la caldera són el combustible, el vapor, l'aire,
camí d'eliminació de gas i cendres.
combustible tracte - complex
elements en els quals el subministrament, processament (trituració, mòlta,
calefacció, etc.), transport i subministrament de combustible a la cambra de combustió per
incineració.
El camí del combustible sòlid inclou: equips de trituració, transportadors,
búnquer de combustible triturat, molí de carbó i canonades de pols.
El camí del combustible líquid inclou: un dispositiu de drenatge, dipòsits per
emmagatzematge, filtres de neteja mecànica gruixuda i fina, bombes de transferència,
escalfadors de gasoil, instruments de mesura (pressió, cabal, temperatura).
El camí del combustible gasós consta d'un punt de control de gas,
que inclou un regulador de pressió de gas, accessoris de seguretat, un filtre
neteja mecànica, instruments de mesura (pressió, cabal, temperatura) i
etc., i gasoductes.
vapor-aigua el tracte és un sistema en sèrie
inclou elements d'equips en què es mou l'aigua d'alimentació,
mescla vapor-aigua, vapor saturat i sobreescalfat (en calderes amb vapor sobreescalfat)
(Fig. 3.1).
Arròs. 3.1. Diagrama esquemàtic del recorregut vapor-aigua de la caldera: a –
tambor amb circulació natural; b - tambor amb repetit
circulació forçada; v —
flux directe; 1 - bomba d'alimentació; 2
– estalviador d'aigua; 3 - tambor; 4 - baixants; 5 - col·lector; 6 -
tubs d'elevació de la superfície de calefacció per evaporació; 7 - sobreescalfador; vuit -
bomba de circulació; I - aigua d'alimentació; II - vapor sobreescalfat.
El camí vapor-aigua d'una caldera de tambor inclou generalment: un economitzador,
canonades de sortida (connexió de l'economitzador al tambor de la caldera), tambor, baixants
tubs i col·lectors de distribució inferiors, canonades de fums (elevació
canonades), sobreescalfador.
Segons el tipus de recorregut vapor-aigua, es distingeixen els de tambor (en què el moviment
(circulació) de l'aigua es produeix en un circuit tancat (tambor superior - descens (tubes no escalfades) - tambor inferior (col·lector) - pantalla (tubes escalfades) - tambor superior)) i calderes d'un sol pas.
Aire tracte - complex
elements d'equips per rebre aire atmosfèric (fred), la seva
calefacció, transport i subministrament a la cambra de combustió. camí aeri
inclou: caixa d'aire fred, ventilador, escalfador d'aire
(costat aire), caixa d'aire calent i cremadors.
El camí de l'aire (excepte el conducte d'admissió) sol funcionar sota
sobrepressió desenvolupada per un ventilador.
Gas tracte - complex
elements dels equips a través dels quals es realitza el moviment dels productes de la combustió
abans d'alliberar-se a l'atmosfera. El camí del gas comença a la cambra de combustió, gasos de combustió
passar seqüencialment pel sobreescalfador (si n'hi ha),
economitzador, escalfador d'aire (costat de gas), col·lector de cendres
(instal·lat quan es crema combustible sòlid) i després s'alimenta l'aspirador de fums
a través de la xemeneia cap a l'atmosfera.
Codi d'automatització de processos
La unitat de la caldera és un dispositiu tècnicament complex. Com a objecte multidimensional, conté molts sistemes de control. S'han de mantenir molts paràmetres tecnològics per a un funcionament fiable i econòmic de la caldera. Aquests paràmetres principals són:
- Sistema de càrrega de calor de la caldera:
- procés de combustió al forn;
- subministrament d'aire al forn de la caldera;
- rarefacció al forn;
- Sistema de control de temperatura de vapor sobreescalfat;
- Sistema de control de subministrament de caldera.
Sistema de control de subministrament de caldera | el codi
Regulació de la potència de la caldera de vapor es realitza de la següent manera. Se suposa que la desviació màxima permesa del nivell d'aigua al tambor és de ± 100 mm del valor mitjà. Una disminució del nivell pot provocar interrupcions en el subministrament i refrigeració de les canonades d'aigua. L'augment del nivell pot provocar una disminució de l'eficiència dels dispositius intratambors. Sobrealimentar el tambor i llençar partícules d'aigua a la turbina pot causar danys mecànics greus al rotor i a les pales.
Sistema de control automàtic de tres polsos per al subministrament d'aigua d'un generador de vapor de tambor
Esquemes de regulació. En funció dels requisits de regulació del nivell d'aigua al tambor, el regulador automàtic ha de garantir la constància del nivell mitjà independentment de la càrrega de la caldera i altres influències pertorbadores, aigua i vapor. Aquesta tasca la realitza un controlador de tres polsos.
El regulador mou la vàlvula quan apareix un senyal de desequilibri entre els cabals d'aigua d'alimentació Dpv i de vapor Dpp. A més, actua sobre la posició de la vàlvula d'alimentació quan el nivell es desvia del valor establert. Aquest subministrament ACS, que combina els principis de regulació per desviació i pertorbació, s'utilitza més àmpliament en calderes de tambor potents.
Regulació del règim d'aigua de la unitat caldera | el codi
Regulació del règim de l'aigua de la caldera de vapor de tambor
La composició química de l'aigua que circula a les calderes de tambor té un impacte important en la durada de les seves empreses sense parar i sense reparar. Els principals indicadors de la qualitat de l'aigua de la caldera són el contingut total de sal i l'excés de concentració de fosfats. El manteniment del contingut total de sal de l'aigua de la caldera dins del rang normal es realitza amb l'ajuda d'un bufat continu i periòdic des del tambor en expansors especials. Les pèrdues d'aigua de la caldera amb purga es realitzen amb aigua d'alimentació en la quantitat determinada pel nivell d'aigua al tambor. La purga contínua es controla accionant el regulador en una vàlvula de control a la línia de purga. A més del senyal de correcció de la salinitat, l'entrada del controlador PI 2 rep un senyal per al cabal d'aigua de purga Dpr i un senyal per al cabal de vapor Dpp. El senyal de flux de vapor s'envia al mesurador de cabal 3, l'integrador electromecànic del qual s'utilitza com a impulsor, actuant a través del dispositiu d'arrencada 4 per encendre i apagar la bomba de fosfat d'èmbol 6.
Estructura de la caldera amb escales i plataformes de servei
marc - una estructura metàl·lica de columnes, bigues i lligams que s'instal·len a la base i estan dissenyades per connectar i subjectar els elements de la caldera.
Un marc és una estructura metàl·lica dissenyada per instal·lar-hi bidons i fixar totes les superfícies de calefacció, revestiment, plataformes, escales i altres peces i estructures de la caldera.
El marc d'una caldera de mida mitjana consta de columnes verticals instal·lades a la base, bigues horitzontals de suport i auxiliars, encavallades i barres de connexió. Els elements principals del marc, per regla general, es treuen de la maó i no es permet l'escalfament dels seus elements per sobre de 70 C.
Per a un manteniment còmode i segur de la caldera, els seus accessoris i accessoris s'han d'instal·lar permanentment escales i andanes de materials ignífugs, equipats amb baranes metàl·liques.
Es poden fer plataformes metàl·liques i graons d'escales:
- a) de xapa d'acer ondulada o de làmines de superfície no llisa obtingudes per soldadura o d'una altra manera;
- b) d'acer de bresca o cinta (per vora) amb una mida de malla no superior a 12 cm2;
- c) a partir de làmines de metall expandit.
Està prohibit utilitzar plataformes i esglaons llisos, així com fer-los d'acer de barra (rodona).
Les escales amb una alçada superior a 1,5 m, destinades al manteniment sistemàtic d'equips, han de tenir un angle d'inclinació respecte a l'horitzontal no superior a 50 graus.
Les dimensions de les escales han de ser: d'amplada - almenys 600 mm, d'alçada entre esglaons - no més de 200 mm, i d'amplada de graons - almenys 80 mm. Les escales han de tenir replà cada 3-4 m d'alçada.
L'amplada de les plataformes destinades al manteniment d'accessoris, instrumentació i dispositius de control ha de ser d'almenys 800 mm, i la resta de plataformes - almenys 600 mm.
La distància vertical des de les plataformes de servei dels dispositius indicadors d'aigua fins al centre de les parets indicadores d'aigua ha de ser d'almenys 1 m i no superior a 1,5 m.
Les plataformes i la part superior del revestiment de les calderes a partir de les quals es faci el manteniment hauran de disposar de baranes metàl·liques d'una alçada mínima de 0,9 m amb un revestiment continu per la part inferior fins a una alçada mínima de 100 mm.
Les estructures de suport de la caldera són els seus elements més importants, garantint la seguretat de funcionament. Per tant, cal controlar la seva seguretat, realitzant reparacions oportunes, per evitar l'escalfament de les bigues i, especialment, les columnes, l'enfonsament de la maó.
calderes de tambor
Circulació d'aigua en caldera de tambor de circulació forçada 1 Bomba d'alimentació 2 Economitzador 3 Tubs d'elevació 4 Tubs de baixada 5 Tambor 6 Sobreescalfador 7 A turbina 8 Bomba de circulació
L'aigua subministrada a la caldera per una bomba d'alimentació (per exemple, un injector de vapor), després de passar per l'economitzador, entra al tambor (situat a la part superior de la caldera), des del qual, sota l'acció de la gravetat (en calderes amb circulació), entra en tubs de baixada no escalfats, i després en tubs d'elevació escalfats, on es produeix la vaporització (els tubs ascendents i descendents formen un circuit de circulació). A causa del fet que la densitat de la barreja de vapor i aigua a les canonades de pantalla és menor que la densitat de l'aigua a les canonades de baixada, la barreja de vapor i aigua puja a través de les canonades de pantalla al tambor. Separa la barreja de vapor-aigua en vapor i aigua. L'aigua torna a entrar als baixants i el vapor saturat va al sobreescalfador. A les calderes amb circulació natural, la freqüència de circulació de l'aigua al llarg del circuit de circulació és de 5 a 30 vegades.
Les calderes amb circulació forçada estan equipades amb una bomba que crea pressió al circuit de circulació. La multiplicitat de circulació és de 3 a 10 vegades. Les calderes amb circulació forçada al territori de l'espai postsoviètic no han rebut distribució.
Les calderes de tambor funcionen a una pressió inferior a la crítica.
Codi de classificació
Amb cita prèvia:
- Calderes de vapor d'energia: dissenyades per produir vapor utilitzat en turbines de vapor.
- Calderes de vapor industrials: produeixen vapor per a necessitats tecnològiques, els anomenats "generadors de vapor industrials".
- Calderes de recuperació de vapor - utilitzen recursos energètics secundaris per produir vapor - la calor dels gasos calents generada en el cicle tecnològic. Les calderes de calor residual com a part del CCGT utilitzen la calor dels gasos d'escapament de les turbines de gas.
Segons el moviment relatiu dels mitjans d'intercanvi de calor (gasos de combustió, aigua i vapor), les calderes de vapor es poden dividir en dos grups:
- calderes de tub de gas (tub de foc, fum).
- calderes de tubs d'aigua
Calderes de tub d'aigua basades en el principi de moviment de l'aigua i la barreja de vapor-aigua
subdividit en:
- tambor (amb ru naturalen i circulació forçada: en una passada per les superfícies d'evaporació, només una part de l'aigua s'evapora, la resta torna al tambor i passa per les superfícies repetidament)
- una vegada (el medi entre l'entrada i la sortida de la caldera es mou seqüencialment sense tornar)
En els generadors de vapor de tubs d'aigua, l'aigua i una barreja de vapor i aigua es mouen dins de les canonades, i els gasos de combustió neten les canonades des de l'exterior. A Rússia al segle XX, s'utilitzaven principalment les calderes de tubs d'aigua de Shukhov. A les canonades de gas, per contra, els gasos de combustió es mouen a l'interior de les canonades, i el refrigerant renta les canonades des de l'exterior.
Notació | el codi
Tipus D-P-T-FOH
- Un tipus
- Pr - amb circulació forçada (l'aigua del tambor es subministra a les superfícies d'evaporació mitjançant bombes especials);
- Prp - amb circulació forçada i sobreescalfament intermedi del vapor;
- E - amb circulació natural (sota la influència de la diferència de densitats de l'aigua i el vapor);
- Ep - amb circulació natural i sobreescalfament intermedi de vapor;
- P - flux directe;
- Pp - flux directe amb sobreescalfament de vapor intermedi;
- K - amb circulació combinada (natural en algunes superfícies, forçada en altres);
- Kp - amb circulació combinada i reescalfament de vapor intermedi.
- D
- Capacitat de vapor de la caldera, t/h.
- P
- Pressió a la sortida de la caldera, MPa (anteriorment sovint s'indicava en kgf / cm²)
- T
- Temperatura de sortida de la caldera, °C (no especificada per a calderes que generen vapor saturat). Si la temperatura després del reescalfament difereix de la temperatura del vapor primari, s'indica com a fracció.
- F
- Tipus de combustible (si el forn no té capes):
- K - carbó i semi-antracita (carbó magre);
- A - antracita, antracita fins (fangs);
- B - carbó marró, lignits;
- C - esquists;
- M - fuel;
- G - gas natural;
- O - residus, escombraries;
- D - altres tipus de combustible.
- O
- Tipus de forn (no indicat per a gasoil, excepte "B"):
- T - forn de cambra amb eliminació d'escòries sòlides;
- Zh - forn de cambra amb eliminació d'escòries líquides;
- R - caixa de foc en capes (reixa);
- B - forn vòrtex;
- C - forn de cicló;
- F - un forn amb un llit bullent (fluiditzat) (estacionari i circulant);
- I - altres tipus de caixes de foc, incloses les de dues zones.
- H
- "H" si la caldera està a pressió.
Els paràmetres de la caldera, si és possible, es seleccionen segons el rang estàndard. Després de la designació segons GOST, la marca de fàbrica es pot escriure entre parèntesis, per exemple, E-75-3.9-440BT (BKZ-75-39FB).
38 Per què és millor un esquema d'evaporació per etapes amb un cicló extern que amb un deflector instal·lat dins del tambor?
va trepitjar
l'evaporació és la de l'aigua
volum del tambor de la caldera, es creen zones
amb diferent contingut de sal a la caldera
aigua. Això s'aconsegueix separant
volum d'aigua del tambor de la caldera amb el seu
escalfar superfícies individuals
compartiments. Es realitza una purga contínua
del compartiment amb més salinitat,
i la selecció de vapor amb el més petit. Superior
el tambor està dividit per una partició
forat (tuba de desbordament) per a dos
compartiment - net i salí. Nutritiu
l'aigua entra en un compartiment net i la sal
alimentat des d'un compartiment net a través
tub de desbordament. En un compartiment net
es forma al voltant del 80% del vapor, en sal
vint%. Per tant, de pur a salí
compartiment rep el 20% de l'aigua de la caldera, que
perquè un compartiment net és una purga.
Per tant, purgueu el compartiment net
es produeix sense pèrdua de calor,
assegurant una baixa salinitat
aigua de la caldera en ell.
Essencial
el desavantatge és la possibilitat
retorn d'aigua a un compartiment net
amb circulació "lenta". Per eliminació
aquesta mancança s'aplica gradualment
evaporació amb ciclons remots, que
són compartiments de sal (DKVR-20). A les
ús de ciclons remots a
com a diferència de volum de separació
es poden seleccionar nivells en compartiments
suficient en les condicions de prevenció
flux invers de l'aigua. Per tant, esquemes
amb ciclons remots són preferibles,
sobretot a baix rendiment
compartiment de sal.
Nutritiu
l'aigua entra al bidó, que serveix
compartiment net. Purga l'aigua de
tambor entra als ciclons, per la qual cosa
aquesta aigua és nutritiva. Cicló
té un circuit de circulació independent i
subministra vapor al tambor de la caldera. El vapor passa
mitjançant el dispositiu de separació
compartiment i netejar més.
Es realitza una purga contínua
només del cicló, si n'hi ha. A les
disminució gradual de l'evaporació
pèrdua de calor amb la purga i augmenta
qualitat del vapor
Eficiència
l'evaporació gradual augmenta amb
augmentant el nombre d'etapes d'evaporació,
no obstant això, aquest augmenta amb l'augment del nombre
els passos s'esvaeixen. El més gran
distribució rebut dos- i
esquemes de tres passos. Al mateix temps, el segon
Es pot organitzar l'etapa d'evaporació
ja sigui dins del tambor o fora d'ell - dins
ciclons portàtils. En tres etapes
esquema, normalment la primera i la segona fase
actuar al tambor, i el tercer - a
cicló portàtil.
va trepitjar
l'evaporació millora la puresa
vapor amb una qualitat nutritiva determinada
aigua i un valor de purga determinat. Això
també permet obtenir un satisfactori
puresa del vapor amb aigua inferior
qualitat, que ho fa més fàcil i econòmic
tractament d'aigües. Evaporació per etapes
també millora l'economia
planta de turbines de vapor a causa de
reducció de la ventilació sense que es noti
reducció de la qualitat del vapor.
Superfícies d'evaporació de la caldera
Abans es va assenyalar que els elements principals de la caldera són: superfícies de calefacció per evaporació (tubs de paret i paquet de caldera); sobreescalfador amb regulador de sobreescalfament de vapor; estalviador d'aigua, escalfador d'aire i dispositius de tiratge.
Les superfícies de calefacció (evaporatives) que generen vapor es diferencien entre si a les calderes de diversos sistemes, però, per regla general, es troben principalment a la cambra de combustió i perceben la calor per radiació - radiació. Es tracta de canonades de pantalla, així com d'un feix convectiu (caldera) instal·lat a la sortida del forn de calderes petites (Fig. 7.15).
Arròs. 7.15. La disposició de les superfícies evaporatives de la unitat de caldera de tambor:
- 1 — el contorn del revestiment de la caixa de foc; 2, 3,4— panells de pantalla laterals; 5 - pantalla frontal; 6 — col·lectors de pantalla i feix convectiu; 7 - tambor;
- 8 - feston; 9 — feix convectiu; 10— pantalla posterior
Les pantalles de les calderes amb circulació natural, que funcionen al buit al forn, estan fetes de tubs llisos (pantalles de tub llis) amb un diàmetre interior de 40-60 mm. Les pantalles són una sèrie de tubs d'elevació verticals connectats en paral·lel entre si per col·lectors (vegeu la figura 7.15). L'espai entre les canonades sol ser de 4-6 mm. Alguns tubs de pantalla s'insereixen directament al tambor i no tenen col·lectors superiors. Cada panell de pantalles, juntament amb els descendents col·locats fora del revestiment del forn, forma un circuit de circulació independent.
Les canonades de la pantalla posterior al punt de sortida dels productes de combustió del forn es crien en 2-3 files. Aquesta descàrrega de canonades s'anomena festonejat. Permet augmentar la secció transversal per al pas dels gasos, reduir-ne la velocitat i evita l'obstrucció dels buits entre les canonades per partícules de cendra fosa que s'han endurit durant el refredament i són realitzades pels gasos del forn.
En els generadors de vapor d'alta potència, a més dels muntats a la paret, s'instal·len pantalles addicionals que divideixen el forn en compartiments separats (Fig. 7.16). Aquestes pantalles s'il·luminen amb torxes des de dos costats i s'anomenen doble llum. Perceben el doble de calor que els de paret. Les pantalles de doble llum, augmentant l'absorció total de calor al forn, permeten reduir-ne les dimensions.
Arròs. 7.16. Col·locació de pantalles a la secció transversal del forn:
- 1 - pantalla frontal; 2 — pantalles laterals; 3 - pantalla posterior;
- 4 — pantalla de dues llums; 5 - cremadors; 6 — contorn del revestiment del forn
