Tópico 3. Caminhos de caldeiras. Disposição da caldeira. Classificação e designação de caldeiras de vapor e água quente
Combustível, vapor-água, ar, caminhos de gás e caminho
remoção de cinzas e escórias; diagrama esquemático do caminho vapor-água de uma caldeira de tambor com
natural, circulação forçada múltipla e fluxo direto;
Diagrama esquemático do percurso gás-ar da caldeira com tiragem equilibrada.
Disposição da caldeira (P-, T-, em forma de U, três vias, torre). Classificação KA
(por finalidade, por órgão de trabalho emitido, por localização relativa
produtos de combustão e fluido de trabalho, de acordo com o método de criação do movimento do fluido de trabalho,
de acordo com a pressão do vapor gerado, de acordo com o método de instalação). Designação de vapor e
caldeiras de água quente.
Dutos da unidade de caldeira
Os principais caminhos da caldeira são combustível, vapor, ar,
caminho de remoção de gás e cinzas.
combustível trato - complexo
elementos em que o fornecimento, processamento (britagem, moagem,
aquecimento, etc.), transporte e fornecimento de combustível para a câmara de combustão para
incineração.
O caminho do combustível sólido inclui: equipamentos de britagem, transportadores,
bunker de combustível triturado, moinho de carvão e oleodutos de poeira.
O caminho do combustível líquido inclui: um dispositivo de drenagem, tanques para
armazenamento, filtros de limpeza mecânica grossos e finos, bombas de transferência,
aquecedores de óleo combustível, instrumentos de medição (pressão, vazão, temperatura).
O caminho do combustível gasoso consiste em um ponto de controle de gás,
que inclui um regulador de pressão de gás, acessórios de segurança, um filtro
limpeza mecânica, instrumentos de medição (pressão, vazão, temperatura) e
etc., e gasodutos.
água a vapor trato é um sistema em série
incluiu elementos de equipamentos nos quais a água de alimentação se move,
mistura vapor-água, vapor saturado e superaquecido (em caldeiras com vapor superaquecido)
(Fig. 3.1).
Arroz. 3.1. Diagrama esquemático do caminho vapor-água da caldeira: uma –
tambor com circulação natural; b - tambor com repetido
circulação forçada; v —
fluxo direto; 1 - bomba de alimentação; 2
– economizador de água; 3 - tambor; 4 - tubos de queda; 5 - coletor; 6 -
tubos de elevação da superfície de aquecimento evaporativo; 7 - superaquecedor; oito -
Bomba de circulação; I - água de alimentação; II - vapor superaquecido.
O caminho vapor-água de uma caldeira de tambor geralmente inclui: um economizador,
tubos de saída (ligação do economizador ao tambor da caldeira), tambor, downcomers
tubos e coletores de distribuição inferiores, tubos de tela de chaminé (elevação
tubos), superaquecedor.
De acordo com o tipo de percurso vapor-água, distinguem-se os de tambor (em que o movimento
(circulação) de água ocorre em circuito fechado (tambor superior - rebaixamento (tubos não aquecidos) - tambor inferior (coletor) - tela (tubos aquecidos) - tambor superior)) e caldeiras de passagem única.
Ar trato - complexo
elementos do equipamento para receber ar atmosférico (frio), sua
aquecimento, transporte e alimentação da câmara de combustão. caminho aéreo
inclui: caixa de ar frio, ventilador, aquecedor de ar
(lado ar), caixa de ar quente e queimadores.
O caminho de ar (exceto o duto de admissão) geralmente opera sob
sobrepressão desenvolvida por um ventilador.
Gás trato - complexo
elementos do equipamento através do qual se efectua a circulação dos produtos da combustão
antes de lançar na atmosfera. O caminho do gás começa na câmara de combustão, gases de combustão
passar sequencialmente pelo superaquecedor (se houver),
economizador, aquecedor de ar (lado do gás), coletor de cinzas
(instalado ao queimar combustível sólido) e depois um exaustor de fumaça
através da chaminé para a atmosfera.
Código de automação de processos
A unidade de caldeira é um dispositivo tecnicamente complexo. Como um objeto multidimensional, contém muitos sistemas de controle. Muitos parâmetros tecnológicos devem ser mantidos para uma operação confiável e econômica da caldeira. Esses parâmetros principais são:
- Sistema de carga de calor da caldeira:
- processo de combustão no forno;
- fornecimento de ar para o forno da caldeira;
- rarefação no forno;
- Sistema de controle de temperatura de vapor superaquecido;
- Sistema de controle de alimentação da caldeira.
Sistema de controle de abastecimento de caldeiras | o código
Regulagem de potência da caldeira a vapor é realizado da seguinte forma. Assume-se que o desvio máximo permitido do nível de água no tambor é ±100 mm do valor médio. Uma diminuição do nível pode levar a interrupções no fornecimento e resfriamento das tubulações de água. Aumentar o nível pode levar a uma diminuição na eficácia dos dispositivos intradrum. A superalimentação do tambor e o lançamento de partículas de água na turbina podem causar sérios danos mecânicos ao rotor e às pás.
Sistema de controle automático de três pulsos para fornecer água a um gerador de vapor de tambor
Esquemas de regulação. Com base nos requisitos para regular o nível de água no tambor, o regulador automático deve garantir a constância do nível médio independentemente da carga da caldeira e outras influências perturbadoras: água e vapor. Esta tarefa é realizada por um controlador de três pulsos.
O regulador move a válvula quando aparece um sinal de desequilíbrio entre as taxas de fluxo de água de alimentação Dpv e vapor Dpp. Além disso, atua na posição da válvula de alimentação quando o nível se desvia do valor definido. Esse fornecimento ACS, combinando os princípios de regulação por desvio e perturbação, é mais amplamente utilizado em caldeiras de tambor potentes.
Regulamento do regime hídrico da unidade da caldeira | o código
Regulação do regime de água da caldeira a vapor de tambor
A composição química da água que circula nas caldeiras de tambor tem um impacto significativo na duração de suas empresas ininterruptas e sem reparos. Os principais indicadores da qualidade da água da caldeira são o teor total de sal e o excesso de concentração de fosfatos. A manutenção do teor total de sal da água da caldeira dentro da faixa normal é realizada com a ajuda de sopro contínuo e periódico do tambor em expansores especiais. As perdas de água da caldeira com purga são realizadas com água de alimentação na quantidade determinada pelo nível de água no tambor. A purga contínua é controlada acionando o regulador em uma válvula de controle na linha de purga. Além do sinal de correção para salinidade, a entrada do controlador PI 2 recebe um sinal para a vazão de água de purga Dpr e um sinal para a vazão de vapor Dpp. O sinal de fluxo de vapor é enviado para o medidor de vazão 3, cujo integrador eletromecânico é usado como pulsador, atuando através do dispositivo de partida 4 para ligar e desligar a bomba de fosfato de pistão 6.
Estrutura da caldeira com escadas e plataformas de serviço
quadro - uma estrutura metálica de colunas, vigas e tirantes que são instalados na fundação e são projetados para conectar e fixar os elementos da caldeira.
Uma armação é uma estrutura metálica projetada para instalar tambores e fixar todas as superfícies de aquecimento, revestimentos, plataformas, escadas e outras partes e estruturas da caldeira.
A estrutura de uma caldeira de médio porte é composta por colunas verticais instaladas na fundação, vigas horizontais de suporte e auxiliares, treliças e travessas de conexão. Os principais elementos da estrutura, como regra, são retirados da alvenaria, e o aquecimento de seus elementos não é permitido acima de 70 C.
Para uma manutenção cómoda e segura da caldeira, os seus acessórios e acessórios devem ser instalados de forma permanente escadas e plataformas de materiais resistentes ao fogo, equipados com grades de metal.
Plataformas metálicas e degraus de escadas podem ser feitos:
- a) de chapas de aço corrugado ou de chapas de superfície não lisa obtidas por soldagem ou de outra forma;
- b) de favo de mel ou tira de aço (por aresta) com malhagem não superior a 12 cm2;
- c) de chapas metálicas expandidas.
É proibido usar plataformas e degraus lisos, bem como fazê-los em barra (redonda) de aço.
As escadas com altura superior a 1,5 m, destinadas à manutenção sistemática de equipamentos, devem ter um ângulo de inclinação com a horizontal não superior a 50 graus.
As dimensões das escadas devem ser: largura - pelo menos 600 mm, altura entre os degraus - não mais que 200 mm e largura dos degraus - pelo menos 80 mm. As escadas devem ter patamares a cada 3-4 m de altura.
A largura das plataformas destinadas à manutenção de acessórios, instrumentação e dispositivos de controle deve ser de pelo menos 800 mm e o restante das plataformas - pelo menos 600 mm.
A distância vertical das plataformas de serviço dos dispositivos indicadores de água até o meio das paredes indicadoras de água deve ser de pelo menos 1 m e não superior a 1,5 m.
As plataformas e a parte superior do revestimento das caldeiras a partir das quais se efectua a manutenção devem ter guarda-corpos metálicos com uma altura mínima de 0,9 m com um revestimento contínuo ao longo do fundo até uma altura mínima de 100 mm.
As estruturas de suporte da caldeira são seus elementos mais importantes, garantindo a segurança da operação. Portanto, é necessário monitorar sua segurança, realizando reparos oportunos, para evitar o aquecimento das vigas e principalmente das colunas, colapso da alvenaria.
caldeiras de tambor
Circulação de água na caldeira de tambor de circulação forçada 1 Bomba de alimentação 2 Economizador 3 Tubulações de elevação 4 Tubulações de descida 5 Tambor 6 Superaquecedor 7 Para turbina 8 Bomba de circulação
A água fornecida à caldeira por uma bomba de alimentação (por exemplo, um injetor de vapor), após passar pelo economizador, entra no tambor (localizado na parte superior da caldeira), de onde, sob ação da gravidade (em caldeiras com circulação), ele entra nos tubos de descida não aquecidos e, em seguida, nos tubos de elevação aquecidos, onde ocorre a vaporização (tubos ascendentes e descendentes formam um circuito de circulação). Devido ao fato de que a densidade da mistura vapor-água nos tubos de tela é menor que a densidade da água nos tubos de descida, a mistura de vapor-água sobe através dos tubos de tela para o tambor. Ele separa a mistura vapor-água em vapor e água. A água entra novamente nos tubos de queda e o vapor saturado vai para o superaquecedor. Em caldeiras com circulação natural, a frequência de circulação de água ao longo do circuito de circulação é de 5 a 30 vezes.
As caldeiras com circulação forçada estão equipadas com uma bomba que cria pressão no circuito de circulação. A multiplicidade de circulação é de 3 a 10 vezes. Caldeiras com circulação forçada no território do espaço pós-soviético não receberam distribuição.
As caldeiras de tambor operam a uma pressão inferior à crítica.
Código de classificação
Por nomeação:
- Caldeiras a vapor de potência - projetadas para produzir vapor usado em turbinas a vapor.
- Caldeiras a vapor industriais - produzem vapor para necessidades tecnológicas, os chamados "geradores de vapor industriais".
- Caldeiras de recuperação de vapor - utilizam recursos energéticos secundários para produzir vapor - o calor dos gases quentes gerados no ciclo tecnológico. As caldeiras de calor residual de energia como parte do CCGT usam o calor dos gases de exaustão das turbinas a gás.
De acordo com o movimento relativo dos meios de troca de calor (gases de combustão, água e vapor), as caldeiras a vapor podem ser divididas em dois grupos:
- caldeiras a gás (tubo de fogo, chaminé)
- caldeiras aquatubulares
Caldeiras aquatubulares baseadas no princípio do movimento da mistura água e vapor-água
subdividido em:
- percussão (com ru naturalpt e circulação forçada: em uma passagem pelas superfícies de evaporação, apenas parte da água evapora, o restante retorna ao tambor e passa pelas superfícies repetidamente)
- uma vez (o meio entre a entrada e a saída da caldeira se move sequencialmente sem retornar)
Nos geradores de vapor de tubos de água, a água e uma mistura de vapor-água se movem dentro dos tubos, e os gases de combustão lavam os tubos do lado de fora. Na Rússia, no século 20, as caldeiras de tubos de água de Shukhov eram predominantemente usadas. Nos tubos de gás, pelo contrário, os gases de combustão se movem dentro dos tubos e o refrigerante lava os tubos do lado de fora.
Notação | o código
Tipo-D-P-T-FOH
- Um tipo
- Pr - com circulação forçada (a água do tambor é fornecida às superfícies de evaporação por bombas especiais);
- Prp - com circulação forçada e superaquecimento intermediário do vapor;
- E - com circulação natural (sob influência da diferença nas densidades de água e vapor);
- Ep - com circulação natural e superaquecimento intermediário do vapor;
- P - fluxo direto;
- Pp - fluxo direto com superaquecimento de vapor intermediário;
- K - com circulação combinada (natural em algumas superfícies, forçada em outras);
- Kp - com circulação combinada e reaquecimento a vapor intermediário.
- D
- Capacidade de vapor da caldeira, t/h.
- P
- Pressão na saída da caldeira, MPa (anteriormente indicada frequentemente em kgf/cm²)
- T
- Temperatura de saída da caldeira, °C (não especificada para caldeiras que geram vapor saturado). Se a temperatura após o reaquecimento for diferente da temperatura do vapor primário, isso é indicado por meio de uma fração.
- F
- Tipo de combustível (se o forno não for estratificado):
- K - carvão e semi-antracito (carvão magro);
- A - antracito, finos de antracito (lodo);
- B - lenhite, linhite;
- C - folhelhos;
- M - óleo combustível;
- G - gás natural;
- O - lixo, lixo;
- D - outros tipos de combustível.
- O
- Tipo de forno (não indicado para gasóleo, exceto "B"):
- Forno de câmara em T com remoção de escória sólida;
- Zh - forno de câmara com remoção de escória líquida;
- R - fornalha em camadas (grelha);
- B - forno de vórtice;
- C - forno ciclone;
- Ф - um forno com leito de ebulição (fluidizado) (estacionário e circulante);
- E - outros tipos de fornalhas, incluindo as de duas zonas.
- H
- "H" se a caldeira estiver pressurizada.
Os parâmetros da caldeira, se possível, são selecionados de acordo com a faixa padrão. Após a designação de acordo com o GOST, a marca de fábrica pode ser escrita entre colchetes, por exemplo, E-75-3.9-440BT (BKZ-75-39FB).
38 Por que um esquema de evaporação por etapas com um ciclone externo é melhor do que com um defletor instalado dentro do tambor.
pisou
evaporação é aquela na água
volume do tambor da caldeira, são criadas zonas
com diferentes teores de sal na caldeira
agua. Isto é conseguido separando
volume de água do tambor da caldeira com o seu
superfícies de aquecimento em
compartimentos. A purga contínua é feita
do compartimento com maior salinidade,
e a seleção de vapor com o menor. Superior
o tambor é dividido por uma partição
furo (tubo de transbordamento) para dois
compartimento - limpo e salino. Nutritivo
a água entra em um compartimento limpo e o sal
alimentado a partir de um compartimento limpo através
tubo de descarga. Em um compartimento limpo
cerca de 80% do vapor é formado, em sal
vinte%. Portanto, do puro ao salino
compartimento recebe 20% da água da caldeira, que
pois um compartimento limpo é uma purga.
Portanto, purgue o compartimento limpo
ocorre sem perda de calor,
garantindo baixa salinidade
água da caldeira nele.
essencial
a desvantagem é a possibilidade
refluxo de água para um compartimento limpo
com circulação "lenta". Para eliminação
esta deficiência é aplicada passo a passo
evaporação com ciclones remotos, que
são compartimentos de sal (DKVR-20). No
uso de ciclones remotos em
como diferença de volume de separação
níveis em compartimentos podem ser selecionados
suficiente nas condições de prevenção
fluxo reverso da água. Portanto, esquemas
com ciclones remotos são os preferidos,
especialmente em baixo desempenho
compartimento de sal.
Nutritivo
água entra no tambor, que serve
compartimento limpo. Purgar a água de
tambor entra nos ciclones, para os quais
esta água é nutritiva. Ciclone
tem um circuito de circulação separado e
fornece vapor para o tambor da caldeira. Passes de vapor
através do dispositivo de separação
compartimento e mais limpo.
A purga contínua é realizada
apenas do ciclone, se houver. No
diminuição gradual da evaporação
perda de calor com purga e aumentos
qualidade do vapor
Eficiência
evaporação gradual aumenta com
aumentando o número de estágios de evaporação,
no entanto, este aumento com o aumento do número
passos desaparece. O melhor
distribuição recebeu dois e
esquemas de três etapas. Ao mesmo tempo, o segundo
estágio de evaporação pode ser organizado
dentro do tambor ou fora dele - em
ciclones portáteis. Em três estágios
esquema, geralmente o primeiro e segundo estágios
tocar no tambor, e o terceiro - em
ciclone portátil.
pisou
evaporação melhora a pureza
vapor em uma determinada qualidade de nutrientes
água e um determinado valor de purga. Isto
também permite obter um resultado satisfatório
pureza do vapor com menos água
qualidade, o que torna mais fácil e barato
tratamento de água. Evaporação encenada
também melhora a economia
usina de turbina a vapor devido a
redução na descarga sem perceptível
redução da qualidade do vapor.
Superfícies de evaporação da caldeira
Anteriormente, observou-se que os principais elementos da caldeira são: superfícies de aquecimento evaporativo (tubos de parede e feixe de caldeira); superaquecedor com regulador de superaquecimento a vapor; economizador de água, aquecedor de ar e dispositivos de tiragem.
As superfícies de aquecimento geradoras de vapor (evaporativas) diferem umas das outras em caldeiras de vários sistemas, mas, como regra, estão localizadas principalmente na câmara de combustão e percebem o calor por radiação - radiação. Estes são tubos de tela, bem como um feixe convectivo (caldeira) instalado na saída do forno de pequenas caldeiras (Fig. 7.15).
Arroz. 7.15. O layout das superfícies evaporativas da unidade da caldeira de tambor:
- 1 — o contorno do forro da fornalha; 2, 3,4— painéis de tela lateral; 5 - tela frontal; 6 — coletores de tela e de feixe convectivo; 7 - tambor;
- 8 - festão; 9 — feixe convectivo; 10— tela traseira
As telas das caldeiras com circulação natural, operando sob vácuo no forno, são feitas de tubos lisos (telas de tubo liso) com diâmetro interno de 40-60 mm. As telas são uma série de tubos de elevação verticais conectados em paralelo entre si por coletores (ver Fig. 7.15). A folga entre os tubos é geralmente de 4-6 mm. Alguns tubos de tela são inseridos diretamente no tambor e não possuem coletores superiores. Cada painel de telas, juntamente com os downcomers colocados fora do revestimento do forno, formam um circuito de circulação independente.
Os tubos da tela traseira no ponto de saída dos produtos de combustão do forno são criados em 2-3 linhas. Esta descarga de tubos é chamada enfeitando. Permite aumentar a seção transversal para a passagem de gases, reduzir sua velocidade e evitar o entupimento das folgas entre os tubos por partículas de cinzas fundidas que endureceram durante o resfriamento e realizadas pelos gases do forno.
Nos geradores de vapor de alta potência, além dos de parede, são instaladas telas adicionais que dividem o forno em compartimentos separados (Fig. 7.16). Essas telas são iluminadas por tochas de dois lados e são chamadas de luz dupla. Eles percebem duas vezes mais calor do que os montados na parede. As telas de luz dupla, aumentando a absorção global de calor no forno, permitem reduzir suas dimensões.
Arroz. 7.16. Colocação de telas na seção transversal do forno:
- 1 - tela frontal; 2 — telas laterais; 3 — tela traseira;
- 4 — tela de duas luzes; 5 - queimadores; 6 — contorno do forro do forno
