Argomento 3. Percorsi caldaia. Disposizione della caldaia. Classificazione e designazione delle caldaie a vapore e ad acqua calda
Carburante, vapore-acqua, aria, percorsi e percorsi del gas
rimozione di ceneri e scorie; diagramma schematico del percorso vapore-acqua di un bollitore a tamburo con
circolazione naturale, forzata multipla e flusso diretto;
Diagramma schematico del percorso gas-aria della caldaia a tiraggio equilibrato.
Disposizione della caldaia (P, T, a U, a tre vie, a torre). Classificazione KA
(per scopo, per organismo di lavoro rilasciato, per ubicazione relativa
prodotti della combustione e fluido di lavoro, secondo il metodo di creazione del movimento del fluido di lavoro,
in base alla pressione del vapore generato, in base al metodo di installazione). Designazione di vapore e
caldaie ad acqua calda.
Condotti caldaia
I percorsi principali della caldaia sono combustibile, vapore, aria,
percorso di rimozione del gas e della cenere.
carburante tratto - complesso
elementi in cui la fornitura, la lavorazione (frantumazione, macinazione,
riscaldamento, ecc.), trasporto e fornitura di combustibile alla camera di combustione per
incenerimento.
Il percorso del combustibile solido comprende: attrezzature di frantumazione, nastri trasportatori,
bunker di combustibile frantumato, mulino a carbone e condutture della polvere.
Il percorso del combustibile liquido comprende: un dispositivo di scarico, serbatoi per
filtri di stoccaggio, pulizia meccanica grossolana e fine, pompe di trasferimento,
riscaldatori a olio combustibile, strumenti di misura (pressione, flusso, temperatura).
Il percorso del combustibile gassoso è costituito da un punto di controllo del gas,
che include un regolatore di pressione del gas, raccordi di sicurezza, un filtro
pulizia meccanica, strumenti di misura (pressione, flusso, temperatura) e
ecc. e gasdotti.
vapore-acqua tract è un sistema in serie
inclusi elementi di attrezzatura in cui si muove l'acqua di alimentazione,
miscela vapore-acqua, vapore saturo e surriscaldato (su caldaie con vapore surriscaldato)
(Fig. 3.1).
Riso. 3.1. Diagramma schematico del percorso vapore-acqua della caldaia: un –
tamburo a circolazione naturale; B - tamburo con ripetuto
circolazione forzata; v —
flusso diretto; 1 - pompa di alimentazione; 2
– economizzatore d'acqua; 3 - tamburo; 4 - pluviali; 5 - collezionista; 6 -
tubi di sollevamento della superficie riscaldante evaporativa; 7 - surriscaldatore; otto -
pompa di circolazione; I - nutrire l'acqua; II - vapore surriscaldato.
Il percorso vapore-acqua di una caldaia a tamburo comprende generalmente: un economizzatore,
tubi di uscita (che collegano l'economizzatore al tamburo della caldaia), tamburo, discendenti
tubazioni e collettori inferiori di distribuzione, tubi di schermatura fumi (sollevamento
tubi), surriscaldatore.
In base al tipo di percorso vapore-acqua si distinguono quelli a tamburo (in cui il movimento
(circolazione) dell'acqua avviene in un circuito chiuso (tamburo superiore - abbassamento (tubi non riscaldati) - tamburo inferiore (collettore) - schermo (tubi riscaldati) - tamburo superiore)) e caldaie a passaggio singolo.
Aria tratto - complesso
elementi di apparecchiature per ricevere aria atmosferica (fredda), suo
riscaldamento, trasporto e alimentazione alla camera di combustione. percorso aereo
include: scatola dell'aria fredda, ventilatore, riscaldatore d'aria
(lato aria), box aria calda e bruciatori.
Il percorso dell'aria (ad eccezione del condotto di aspirazione) di solito funziona sotto
sovrappressione sviluppata da un ventilatore.
Gas tratto - complesso
elementi delle apparecchiature attraverso i quali viene effettuato il movimento dei prodotti della combustione
prima di essere rilasciato nell'atmosfera. Il percorso del gas inizia nella camera di combustione, i gas di scarico
passare in sequenza attraverso il surriscaldatore (se presente),
economizzatore, batteria di riscaldamento (lato gas), raccogli cenere
(installato durante la combustione di combustibile solido) e poi un aspirafumi
attraverso il camino nell'atmosfera.
Codice di automazione dei processi
L'unità caldaia è un dispositivo tecnicamente complesso. In quanto oggetto multidimensionale, contiene molti sistemi di controllo. Molti parametri tecnologici devono essere mantenuti per un funzionamento affidabile ed economico della caldaia. Questi parametri principali sono:
- Sistema di carico termico della caldaia:
- processo di combustione nel forno;
- alimentazione d'aria al forno della caldaia;
- rarefazione nella fornace;
- Sistema di controllo della temperatura del vapore surriscaldato;
- Sistema di controllo alimentazione caldaia.
Sistema di controllo alimentazione caldaia | il codice
Regolazione potenza caldaia vapore si svolge nel modo seguente. Si presume che la deviazione massima consentita del livello dell'acqua nel tamburo sia ±100 mm dal valore medio. Una diminuzione del livello può causare interruzioni nella fornitura e nel raffreddamento dei tubi dell'acqua. L'aumento del livello può portare a una diminuzione dell'efficacia dei dispositivi intradrum. La sovralimentazione del tamburo e il lancio di particelle d'acqua nella turbina possono causare gravi danni meccanici al rotore e alle pale.
Sistema di controllo automatico a tre impulsi per l'alimentazione dell'acqua a un generatore di vapore a tamburo
Schemi regolamentari. In base ai requisiti per la regolazione del livello dell'acqua nel cestello, il regolatore automatico deve garantire la costanza del livello medio indipendentemente dal carico della caldaia e da altri influssi di disturbo dell'acqua e del vapore. Questo compito viene eseguito da un controller a tre impulsi.
Il regolatore muove la valvola quando compare un segnale di squilibrio tra le portate dell'acqua di alimentazione Dpv e del vapore Dpp. Inoltre agisce sulla posizione della valvola di alimentazione quando il livello si discosta dal valore impostato. Tale alimentazione ACS, che combina i principi di regolazione per deviazione e disturbo, è ampiamente utilizzata su potenti caldaie a tamburo.
Regolazione del regime idrico del gruppo caldaia | il codice
Regolazione del regime idrico della caldaia a vapore a tamburo
La composizione chimica dell'acqua circolante nelle caldaie a tamburo ha un impatto significativo sulla durata delle loro società continue e non di riparazione. I principali indicatori della qualità dell'acqua di caldaia sono il contenuto di sale totale e l'eccessiva concentrazione di fosfati. Il mantenimento del contenuto di sale totale dell'acqua di caldaia nell'intervallo normale viene effettuato con l'aiuto di un continuo e periodico soffiaggio dal tamburo in speciali espansori. Le perdite d'acqua della caldaia con spurgo vengono eseguite con acqua di alimentazione nella quantità determinata dal livello dell'acqua nel tamburo. Lo spurgo continuo è controllato azionando il regolatore su una valvola di controllo nella linea di spurgo. Oltre al segnale di correzione della salinità, l'ingresso del regolatore PI 2 riceve un segnale per la portata dell'acqua di spurgo Dpr e un segnale per la portata del vapore Dpp. Il segnale del flusso di vapore viene inviato al flussimetro 3, il cui integratore elettromeccanico funge da pulsatore, agendo attraverso il dispositivo di avviamento 4 per accendere e spegnere la pompa fosfato a pistoni 6.
Telaio caldaia con scale e piattaforme di servizio
portafoto - una struttura metallica di colonne, travi e tiranti che sono installati sulla fondazione e sono progettati per collegare e fissare gli elementi della caldaia.
Un telaio è una struttura metallica progettata per installare i tamburi su di essa e fissare tutte le superfici riscaldanti, il rivestimento, le piattaforme, le scale e altre parti e strutture della caldaia.
Il telaio di una caldaia di medie dimensioni è costituito da colonne verticali installate sulla fondazione, travi orizzontali di supporto e ausiliarie, capriate e traverse di collegamento. Gli elementi principali del telaio, di regola, vengono estratti dalla muratura e il riscaldamento dei suoi elementi non è consentito oltre i 70 C.
Per una manutenzione comoda e sicura della caldaia, i suoi accessori e raccordi devono essere installati in modo permanente scale e piattaforme da materiali resistenti al fuoco, dotato di ringhiere metalliche.
Le piattaforme e i gradini delle scale in metallo possono essere realizzati:
- a) da lamiera grecata o da lamiere a superficie non liscia ottenute per saldatura o in altro modo;
- b) da nido d'ape o nastro d'acciaio (per bordo) con maglia non superiore a 12 cm2;
- c) da lamiere stirate.
È vietato utilizzare piattaforme e gradini lisci, nonché realizzarli da barre d'acciaio (tonde).
Le scale con altezza superiore a 1,5 m, destinate alla manutenzione sistematica delle apparecchiature, devono avere un angolo di inclinazione rispetto all'orizzontale non superiore a 50 gradi.
Le dimensioni delle scale devono essere: in larghezza - almeno 600 mm, in altezza tra i gradini - non più di 200 mm, e in larghezza dei gradini - almeno 80 mm. Le scale dovrebbero avere pianerottoli ogni 3-4 m di altezza.
La larghezza delle piattaforme destinate alla manutenzione di allestimenti, strumentazione e dispositivi di controllo deve essere di almeno 800 mm e il resto delle piattaforme di almeno 600 mm.
La distanza verticale dalle piattaforme di servizio degli indicatori d'acqua al centro delle pareti indicatrici d'acqua deve essere di almeno 1 m e non superiore a 1,5 m.
Le piattaforme e la parte superiore del rivestimento delle caldaie da cui si effettuano le manutenzioni devono avere ringhiere metalliche con un'altezza di almeno 0,9 m con una guaina continua lungo il fondo fino ad un'altezza di almeno 100 mm.
Le strutture portanti della caldaia sono i suoi elementi più importanti, garantendo la sicurezza del funzionamento. Pertanto, è necessario monitorare la loro sicurezza, eseguendo riparazioni tempestive, per prevenire il riscaldamento delle travi e soprattutto delle colonne, il crollo della muratura.
caldaie a tamburo
Circolazione dell'acqua in caldaia a tamburo a circolazione forzata 1 Pompa di alimentazione 2 Economizzatore 3 Tubi di sollevamento 4 Tubi di scarico 5 Fusto 6 Surriscaldatore 7 Alla turbina 8 Pompa di circolazione
L'acqua fornita alla caldaia da una pompa di alimentazione (ad esempio un iniettore di vapore), dopo essere passata attraverso l'economizzatore, entra nel tamburo (posto nella parte superiore della caldaia), dal quale, per gravità (nelle caldaie a circolazione), entra nei pluviali non riscaldati e quindi nei tubi di sollevamento riscaldati, dove avviene la vaporizzazione (i tubi di salita e di discesa formano un circuito di circolazione). A causa del fatto che la densità della miscela vapore-acqua nei tubi di schermatura è inferiore alla densità dell'acqua nei tubi di scarico, la miscela di vapore e acqua sale attraverso i tubi di schermatura nel tamburo. Separa la miscela di acqua e vapore in vapore e acqua. L'acqua rientra nei pluviali e il vapore saturo va al surriscaldatore. Nelle caldaie a circolazione naturale, la frequenza della circolazione dell'acqua lungo il circuito di circolazione va da 5 a 30 volte.
Le caldaie a circolazione forzata sono dotate di una pompa che crea pressione nel circuito di circolazione. La molteplicità di circolazione è 3-10 volte. Le caldaie a circolazione forzata nel territorio dello spazio post-sovietico non hanno ricevuto distribuzione.
Le caldaie a tamburo funzionano a una pressione inferiore a quella critica.
Codice di classificazione
Su appuntamento:
- Caldaie a vapore di potenza - progettate per produrre vapore utilizzato nelle turbine a vapore.
- Caldaie a vapore industriali - producono vapore per esigenze tecnologiche, i cosiddetti "generatori di vapore industriali".
- Caldaie a recupero di vapore - utilizzano risorse energetiche secondarie per produrre vapore - il calore dei gas caldi generati nel ciclo tecnologico. Le caldaie a calore residuo di energia come parte del CCGT utilizzano il calore dei gas di scarico delle turbine a gas.
In base al movimento relativo dei mezzi di scambio termico (fumi, acqua e vapore), le caldaie a vapore possono essere suddivise in due gruppi:
- caldaie a tubi di gas (tubo di combustione, canna fumaria).
- caldaie a tubi d'acqua
Caldaie a tubi d'acqua basate sul principio del movimento dell'acqua e della miscela vapore-acqua
suddiviso in:
- batteria (con naturale ruit e circolazione forzata: in un passaggio attraverso le superfici di evaporazione, evapora solo una parte dell'acqua, il resto ritorna nel tamburo e attraversa le superfici ripetutamente)
- una volta passante (il fluido tra l'ingresso e l'uscita della caldaia si muove in sequenza senza tornare)
Nei generatori di vapore a tubi d'acqua, l'acqua e una miscela vapore-acqua si muovono all'interno dei tubi ei gas di scarico lavano i tubi dall'esterno. In Russia nel 20 ° secolo, le caldaie a tubi d'acqua di Shukhov erano utilizzate prevalentemente. Nei tubi del gas, invece, i fumi si muovono all'interno dei tubi e il liquido di raffreddamento lava i tubi dall'esterno.
Notazione | il codice
Tipo-D-P-T-FOH
- Un tipo
- Pr - a circolazione forzata (l'acqua del tamburo viene fornita alle superfici di evaporazione da apposite pompe);
- Prp - con circolazione forzata e surriscaldamento intermedio del vapore;
- E - con circolazione naturale (sotto l'influenza della differenza nelle densità dell'acqua e del vapore);
- Ep - con circolazione naturale e surriscaldamento intermedio del vapore;
- P - flusso diretto;
- Pp - flusso diretto con surriscaldamento del vapore intermedio;
- K - a circolazione combinata (naturale in alcune superfici, forzata in altre);
- Kp - con circolazione combinata e riscaldamento intermedio a vapore.
- D
- Capacità vapore caldaia, t/h.
- P
- Pressione all'uscita della caldaia, MPa (precedentemente spesso indicata in kgf/cm²)
- T
- Temperatura uscita caldaia, °C (non specificata per caldaie che generano vapore saturo). Se la temperatura dopo il riscaldamento differisce dalla temperatura del vapore primario, viene indicata come frazione.
- F
- Tipo di combustibile (se il forno non è stratificato):
- K - carbone e semi-antracite (carbone magro);
- A - antracite, fini antracite (fanghi);
- B - lignite, ligniti;
- C - scisti;
- M - olio combustibile;
- G - gas naturale;
- O - rifiuti, immondizia;
- D - altri tipi di carburante.
- o
- Tipo di forno (non indicato per gasolio, eccetto "B"):
- T - forno a camera con rimozione delle scorie solide;
- Zh - forno a camera con rimozione delle scorie liquide;
- R - focolare a strati (griglia);
- B - forno a vortice;
- C - forno a ciclone;
- F - un forno con letto bollente (fluidizzato) (fisso e circolante);
- E - altri tipi di focolari, compresi quelli a due zone.
- h
- "H" se la caldaia è pressurizzata.
I parametri della caldaia, se possibile, sono selezionati secondo la gamma standard. Dopo la designazione secondo GOST, il marchio di fabbrica può essere scritto tra parentesi, ad esempio E-75-3.9-440BT (BKZ-75-39FB).
38 Perché uno schema di evaporazione graduale con un ciclone esterno è migliore che con un deflettore installato all'interno del tamburo.
fatto un passo
l'evaporazione è quella in acqua
volume del tamburo della caldaia, vengono create delle zone
con diverso contenuto di sale in caldaia
acqua. Ciò si ottiene separando
volume d'acqua del tamburo della caldaia con il suo
superfici riscaldanti in individuo
scomparti. Viene effettuato uno spurgo continuo
dal vano a maggiore salinità,
e la selezione del vapore con il più piccolo. Superiore
il tamburo è diviso da una partizione
foro (tubo di troppopieno) per due
scomparto - pulito e salino. Nutriente
l'acqua entra in un compartimento pulito e il sale
alimentato da un vano pulito attraverso
tubo di troppopieno. In uno scompartimento pulito
si forma circa l'80% di vapore, sotto sale
venti%. Pertanto, da puro a salino
vano riceve il 20% dell'acqua della caldaia, che
per uno scompartimento pulito è una purga.
Pertanto, spurgare lo scomparto pulito
avviene senza dispersione di calore,
garantendo una bassa salinità
acqua della caldaia al suo interno.
Essenziale
lo svantaggio è la possibilità
riflusso dell'acqua in un compartimento pulito
con circolazione "lenta". Per eliminazione
questa mancanza viene applicata gradualmente
evaporazione con cicloni remoti, che
sono compartimenti salini (DKVR-20). A
uso di cicloni remoti in
come differenza di volume di separazione
è possibile selezionare i livelli negli scomparti
sufficiente nelle condizioni di prevenzione
flusso d'acqua inverso. Pertanto, schemi
con cicloni remoti sono preferiti,
soprattutto a basse prestazioni
scomparto del sale.
Nutriente
l'acqua entra nel tamburo, che serve
scomparto pulito. Spurgare l'acqua da
tamburo entra nei cicloni, per cui
quest'acqua è nutriente. Ciclone
ha un circuito di circolazione separato e
fornisce vapore al tamburo della caldaia. Passa il vapore
attraverso il dispositivo di separazione
scomparto e ulteriormente pulito.
Viene eseguito uno spurgo continuo
solo dal ciclone, se presente. A
diminuzione graduale dell'evaporazione
perdita di calore con spurgo e aumenti
qualità del vapore
Efficienza
l'evaporazione graduale aumenta con
aumentando il numero di stadi di evaporazione,
tuttavia, questo aumenta con l'aumentare del numero
i passi svaniscono. Più grande
la distribuzione ha ricevuto due e
schemi in tre fasi. Allo stesso tempo, il secondo
la fase di evaporazione può essere organizzata
sia all'interno del tamburo o all'esterno di esso - in
cicloni portatili. In tre fasi
schema, di solito il primo e il secondo stadio
eseguire nel tamburo e il terzo - in
ciclone portatile.
fatto un passo
l'evaporazione migliora la purezza
vapore ad una data qualità nutritiva
acqua e un determinato valore di spurgo. Esso
permette anche di ottenere un risultato soddisfacente
purezza del vapore con acqua inferiore
qualità, che lo rende più facile ed economico
trattamento delle acque. Evaporazione graduale
migliora anche l'economia
impianto di turbina a vapore a causa di
riduzione dello spurgo senza apprezzabile
riduzione della qualità del vapore.
Superfici evaporanti della caldaia
In precedenza si è notato che gli elementi principali della caldaia sono: superfici riscaldanti evaporative (tubi a parete e fascio caldaia); surriscaldatore con regolatore di surriscaldamento vapore; economizzatore d'acqua, riscaldatore d'aria e dispositivi di tiraggio.
Le superfici di riscaldamento (evaporanti) che generano vapore differiscono l'una dall'altra nelle caldaie di vari sistemi, ma, di norma, si trovano principalmente nella camera di combustione e percepiscono il calore per irraggiamento. Questi sono tubi schermanti, nonché un fascio convettivo (caldaia) installato all'uscita del forno di piccole caldaie (Fig. 7.15).
Riso. 7.15. La disposizione delle superfici evaporative del gruppo bollitore:
- 1 — il contorno del rivestimento del focolare; 2, 3,4— pannelli laterali dello schermo; 5 - schermo frontale; 6 — collettori a fascio schermante e convettivo; 7 - tamburo;
- 8 - festone; 9 — fascio convettivo; 10— schermo posteriore
Gli schermi delle caldaie a circolazione naturale, funzionanti sotto vuoto nel forno, sono realizzati con tubi lisci (schermi a tubi lisci) con un diametro interno di 40-60 mm. Gli schermi sono una serie di tubi di sollevamento verticali collegati in parallelo tra loro da collettori (vedi Fig. 7.15). Lo spazio tra i tubi è solitamente di 4-6 mm. Alcuni tubi schermanti sono inseriti direttamente nel tamburo e non hanno collettori superiori. Ciascun pannello di schermature, insieme alle discendenti poste all'esterno del rivestimento del forno, forma un circuito di circolazione indipendente.
I tubi della griglia posteriore nel punto di uscita dei prodotti della combustione dal forno sono allevati in 2-3 file. Questo scarico di tubi è chiamato festoni. Consente di aumentare la sezione trasversale per il passaggio dei gas, ridurne la velocità e previene l'intasamento degli spazi tra i tubi da parte di particelle di cenere fusa che si sono indurite durante il raffreddamento e vengono eseguite dai gas del forno.
Nei generatori di vapore ad alta potenza, oltre a quelli a parete, sono installati schermi aggiuntivi che dividono il forno in scomparti separati (Fig. 7.16). Questi schermi sono illuminati da torce da due lati e sono chiamati a doppia luce. Percepiscono il doppio del calore di quelli a parete. Gli schermi a doppia luce, aumentando l'assorbimento totale di calore nel forno, consentono di ridurne le dimensioni.
Riso. 7.16. Posizionamento degli schermi nella sezione trasversale del forno:
- 1 - schermo frontale; 2 — schermi laterali; 3 — schermo posteriore;
- 4 — schermo a due luci; 5 - bruciatori; 6 — contorno del rivestimento del forno
