Subiectul 3. Căile cazanelor. Dispunerea cazanului. Clasificarea și desemnarea cazanelor de abur și apă caldă
Combustibil, abur-apă, aer, căi și cale de gaz
îndepărtarea cenușii și a zgurii; schema schematica a traseului abur-apa a unui cazan cu tambur cu
circulație forțată naturală, multiplă și flux direct;
Schema schematică a traseului gaz-aer al cazanului cu tiraj echilibrat.
Dispunerea cazanului (P, T, U, cu trei căi, turn). Clasificarea KA
(după scop, după organismul de lucru eliberat, după locația relativă
produse de ardere și fluid de lucru, conform metodei de creare a mișcării fluidului de lucru,
în funcție de presiunea aburului generat, conform modului de instalare). Denumirea aburului și
cazane de apa calda.
Conductele unității cazanului
Principalele căi ale cazanului sunt combustibilul, aburul, aerul,
calea de îndepărtare a gazelor și a cenușii.
combustibil tract – complex
elemente în care se aprovizionează, prelucrarea (zdrobire, măcinare,
încălzire etc.), transportul și alimentarea cu combustibil în camera de ardere pt
incinerare.
Calea combustibilului solid include: echipamente de zdrobire, benzi transportoare,
buncăr de combustibil zdrobit, moara de cărbune și conducte de praf.
Calea combustibilului lichid include: un dispozitiv de scurgere, rezervoare pt
depozitare, filtre de curățare mecanică grosieră și fine, pompe de transfer,
încălzitoare de păcură, instrumente de măsurare (presiune, debit, temperatură).
Calea combustibilului gazos constă dintr-un punct de control al gazului,
care include un regulator de presiune a gazului, fitinguri de siguranță, un filtru
curatare mecanica, instrumente de masura (presiune, debit, temperatura) si
etc. și conductele de gaze.
abur-apă tractul este un sistem în serie
au inclus elemente de echipament în care se deplasează apa de alimentare,
amestec abur-apă, abur saturat și supraîncălzit (la cazane cu abur supraîncălzit)
(Fig. 3.1).
Orez. 3.1. Schema schematică a traseului abur-apă a cazanului: A –
tambur cu circulație naturală; b - tambur cu repetate
circulație forțată; v —
flux direct; 1 - pompa de alimentare; 2
– economizor de apă; 3 - tambur; 4 - burlane; 5 - colector; 6 -
conducte de ridicare a suprafeței de încălzire prin evaporare; 7 - supraîncălzitor; opt -
pompă de circulație; I - apa de alimentare; II - abur supraîncălzit.
Calea abur-apă a unui cazan cu tambur include în general: un economizor,
conducte de evacuare (conectează economizorul la tamburul cazanului), tambur, coborâtoare
țevi și colectoare inferioare de distribuție, conducte de evacuare a fumului (ridicare
conducte), supraîncălzitor.
După tipul de cale abur-apă, se disting cele cu tambur (în care mișcarea
(circulația) apei are loc în circuit închis (tambur superior - coborâre (conducte neîncălzite) - tambur inferior (colector) - sită (conducte încălzite) - tambur superior)) și cazane cu trecere o dată.
Aer tract – complex
elemente de echipament pentru recepția aerului atmosferic (rece), acesta
încălzirea, transportul și alimentarea camerei de ardere. calea aerului
include: cutie de aer rece, ventilator, aerotermă
(partea aer), cutie de aer cald și arzătoare.
Calea aerului (cu excepția conductei de admisie) funcționează de obicei sub
suprapresiune dezvoltată de un ventilator.
Gaz tract – complex
elemente de echipament prin care se realizează deplasarea produselor de ardere
înainte de a se elibera în atmosferă. Calea gazelor începe în camera de ardere, gazele de ardere
trece succesiv prin supraîncălzitor (dacă există),
economizor, aeroterma (partea pe gaz), colector de cenusa
(instalat la arderea combustibilului solid) și apoi un extractor de fum
prin horn spre atmosferă.
Cod de automatizare a proceselor
Unitatea de cazan este un dispozitiv complex din punct de vedere tehnic. Ca obiect multidimensional, acesta conține multe sisteme de control. Mulți parametri tehnologici trebuie menținuți pentru funcționarea fiabilă și economică a cazanului. Acești parametri principali sunt:
- Sistem de încărcare termică a cazanului:
- procesul de ardere în cuptor;
- alimentarea cu aer la cuptorul cazanului;
- rarefacție în cuptor;
- Sistem de control al temperaturii aburului supraîncălzit;
- Sistem de control al alimentării cazanului.
Sistem de control al alimentării cazanului | Codul
Reglarea puterii cazanului de abur se realizează în felul următor. Se presupune că abaterea maximă admisă a nivelului apei din tambur este de ±100 mm față de valoarea medie. O scădere a nivelului poate duce la întreruperi în alimentarea și răcirea conductelor de apă. Creșterea nivelului poate duce la scăderea eficacității dispozitivelor intratambur. Supraalimentarea tamburului și aruncarea particulelor de apă în turbină poate provoca daune mecanice grave rotorului și palelor acestuia.
Sistem de control automat cu trei impulsuri pentru alimentarea cu apă la un generator de abur cu tambur
Scheme de reglementare. Pe baza cerintelor de reglare a nivelului apei in tambur, regulatorul automat trebuie sa asigure constanta nivelului mediu indiferent de sarcina cazanului si alte influente perturbatoare.apa si abur. Această sarcină este efectuată de un controler cu trei impulsuri.
Regulatorul deplasează supapa atunci când apare un semnal de dezechilibru între debitele de apă de alimentare Dpv și abur Dpp. În plus, acţionează asupra poziţiei supapei de alimentare atunci când nivelul se abate de la valoarea setată. O astfel de alimentare ACS, care combină principiile de reglare prin abatere și perturbare, este cea mai utilizată pe cazanele cu tambur puternice.
Reglarea regimului de apă al unității cazanului | Codul
Reglarea regimului de apă al cazanului de abur cu tambur
Compoziția chimică a apei care circulă în cazanele cu tambur are un impact semnificativ asupra duratei firmelor lor non-stop și non-reparatoare. Principalii indicatori ai calității apei din cazan sunt conținutul total de sare și concentrația în exces de fosfați. Menținerea conținutului total de sare al apei din cazan în limitele normale se realizează cu ajutorul suflarii continue și periodice din tambur în expansoare speciale. Pierderile de apă din cazan cu purjare se efectuează cu apă de alimentare în cantitate determinată de nivelul apei din tambur. Purgerea continuă este controlată prin acţionarea regulatorului de pe o supapă de control din linia de purjare. Pe lângă semnalul de corecție pentru salinitate, intrarea controlerului PI 2 primește un semnal pentru debitul de apă de purjare Dpr și un semnal pentru debitul de abur Dpp. Semnalul debitului de abur este alimentat la debitmetrul 3, al cărui integrator electromecanic este utilizat ca generator de impulsuri, acționând prin dispozitivul de pornire 4 pentru a porni și opri pompa de fosfat cu piston 6.
Cadru cazan cu scari si platforme de service
cadru - o structură metalică din stâlpi, grinzi și legături, care sunt instalate pe fundație și sunt concepute pentru a conecta și fixa elementele cazanului.
Un cadru este o structură metalică concepută pentru a instala tamburi pe acesta și a fixa toate suprafețele de încălzire, căptușeala, platformele, scările și alte părți și structuri ale cazanului.
Cadrul unui cazan de dimensiuni medii este format din coloane verticale instalate pe fundație, grinzi orizontale de susținere și auxiliare, ferme și traverse de legătură. Elementele principale ale cadrului, de regulă, sunt scoase din zidărie, iar încălzirea elementelor sale nu este permisă peste 70 C.
Pentru o întreținere convenabilă și sigură a cazanului, fitingurile și fitingurile acestuia trebuie instalate permanent scari si platforme din materiale rezistente la foc, dotate cu balustrade metalice.
Se pot realiza platforme metalice și trepte ale scărilor:
- a) din tabla de otel ondulata sau din tabla cu suprafata neneteda obtinuta prin sudare sau in alt mod;
- b) din fagure sau bandă de oțel (pe muchie) cu dimensiunea ochiului de cel mult 12 cm2;
- c) din foi metalice expandate.
Este interzisă folosirea platformelor și treptele netede, precum și realizarea acestora din oțel bară (rotund).
Scările cu o înălțime mai mare de 1,5 m, destinate întreținerii sistematice a echipamentelor, trebuie să aibă un unghi de înclinare față de orizontală de cel mult 50 de grade.
Dimensiunile scarilor trebuie sa fie: in latime - minim 600 mm, in inaltime intre trepte - nu mai mult de 200 mm, iar in latimea treptelor - minim 80 mm. Scările ar trebui să aibă palier la fiecare 3-4 m înălțime.
Lățimea platformelor destinate întreținerii fitingurilor, instrumentației și dispozitivelor de control trebuie să fie de cel puțin 800 mm, iar restul platformelor - de cel puțin 600 mm.
Distanța verticală de la platformele de serviciu ale dispozitivelor de indicare a apei până la mijlocul pereților indicatori de apă trebuie să fie de cel puțin 1 m și de cel mult 1,5 m.
Platformele și partea superioară a căptușelii cazanelor de la care se efectuează întreținerea trebuie să aibă balustrade metalice cu o înălțime de cel puțin 0,9 m cu înveliș continuu pe partea inferioară până la o înălțime de cel puțin 100 mm.
Structurile de sustinere ale cazanului sunt elementele sale cele mai importante, asigurand siguranta functionarii. Prin urmare, este necesar să se monitorizeze siguranța acestora, efectuând reparații în timp util, pentru a preveni încălzirea grinzilor și în special a stâlpilor, prăbușirea zidăriei.
cazane cu tambur
Circulația apei în cazan cu tambur cu circulație forțată 1 Pompă de alimentare 2 Economizor 3 Conducte de ridicare 4 Conducte de jos 5 Tambur 6 Supraîncălzitor 7 La turbină 8 Pompă de circulație
Apa furnizată cazanului de către o pompă de alimentare (de exemplu, un injector de abur), după trecerea prin economizor, intră în tambur (situat în partea de sus a cazanului), din care, sub acțiunea gravitației (în cazanele cu circulație), pătrunde în țevile de coborâre neîncălzite, iar apoi în țevile de ridicare încălzite, unde are loc vaporizarea (conductele în sus și coborâre formează un circuit de circulație). Datorită faptului că densitatea amestecului de abur-apă din conductele de sită este mai mică decât densitatea apei din conductele de jos, amestecul de abur-apă se ridică prin conductele de sită în tambur. Separă amestecul de abur-apă în abur și apă. Apa intră din nou în conductele de jos, iar aburul saturat se duce la supraîncălzitor. La cazanele cu circulatie naturala, frecventa circulatiei apei de-a lungul circuitului de circulatie este de la 5 la 30 de ori.
Cazanele cu circulație forțată sunt echipate cu o pompă care creează presiune în circuitul de circulație. Multiplicitatea circulației este de 3-10 ori. Cazanele cu circulație forțată pe teritoriul spațiului post-sovietic nu au primit distribuție.
Cazanele cu tambur funcționează la o presiune mai mică decât cea critică.
Cod de clasificare
La programare:
- Cazane cu abur de putere - concepute pentru a produce abur utilizat în turbinele cu abur.
- Cazane industriale cu abur - produc abur pentru nevoi tehnologice, așa-numitele „generatoare industriale de abur”.
- Cazane de recuperare aburului - folosesc resurse energetice secundare pentru a produce abur - caldura gazelor fierbinti generata in ciclul tehnologic. Cazanele de căldură reziduală ca parte a CCGT utilizează căldura gazelor de evacuare ale turbinei cu gaz.
În funcție de mișcarea relativă a mediului de schimb de căldură (gaze de ardere, apă și abur), cazanele de abur pot fi împărțite în două grupe:
- cazane cu tuburi de gaz (tub de foc, de fum).
- cazane cu tuburi de apa
Cazane cu tuburi de apă bazate pe principiul mișcării apei și a amestecului abur-apă
subdivizat in:
- tobe (cu ru naturalăro și circulație forțată: într-o singură trecere prin suprafețele de evaporare, doar o parte din apă se evaporă, restul se întoarce în tambur și trece prin suprafețe în mod repetat)
- o singură dată (mediul dintre intrarea și ieșirea cazanului se mișcă secvențial fără a reveni)
În generatoarele de abur cu tuburi de apă, apa și un amestec de abur și apă se deplasează în interiorul conductelor, iar gazele de ardere spală conductele din exterior. În Rusia, în secolul al XX-lea, cazanele cu tuburi de apă ale lui Shukhov au fost folosite în mod predominant. În țevile de gaz, dimpotrivă, gazele de ardere se deplasează în interiorul țevilor, iar lichidul de răcire spală țevile din exterior.
Notație | Codul
Tip-D-P-T-FOH
- Un fel
- Pr - cu circulatie fortata (apa din tambur este alimentata la suprafetele de evaporare prin pompe speciale);
- Prp - cu circulatie fortata si supraincalzire intermediara a aburului;
- E - cu circulație naturală (sub influența diferenței densităților apei și aburului);
- Ep - cu circulatie naturala si supraincalzire intermediara a aburului;
- P - flux direct;
- Pp - flux direct cu supraîncălzire intermediară cu abur;
- K - cu circulatie combinata (naturala pe unele suprafete, fortata pe altele);
- Kp - cu circulatie combinata si reincalzire intermediara cu abur.
- D
- Capacitate abur cazan, t/h.
- P
- Presiunea la ieșirea din cazan, MPa (indicată anterior adesea în kgf / cm²)
- T
- Temperatura de ieșire a cazanului, °C (nu este specificat pentru cazanele care generează abur saturat). Dacă temperatura după reîncălzire diferă de temperatura aburului primar, aceasta este indicată printr-o fracțiune.
- F
- Tipul de combustibil (dacă cuptorul nu este stratificat):
- K - cărbune și semiantracit (cărbune slab);
- A - antracit, antracit fine (nămol);
- B - cărbune brun, ligniți;
- C - șisturi;
- M - păcură;
- G - gaze naturale;
- O - deșeuri, gunoi;
- D - alte tipuri de combustibil.
- O
- Tip de cuptor (nu este indicat pentru motorină, cu excepția „B”):
- T - cuptor cu camera cu indepartare a zgurii solide;
- Zh - cuptor cu cameră cu îndepărtare a zgurii lichide;
- R - focar stratificat (gratar);
- B - cuptor vortex;
- C - cuptor cu ciclon;
- Ф - un cuptor cu pat de fierbere (fluidizat) (staționar și circulant);
- Și - alte tipuri de focare, inclusiv cele cu două zone.
- H
- „H” dacă centrala este sub presiune.
Parametrii cazanului, dacă este posibil, sunt selectați conform domeniului standard. După desemnarea conform GOST, marca fabricii poate fi scrisă între paranteze, de exemplu, E-75-3.9-440BT (BKZ-75-39FB).
38 De ce este mai bună o schemă de evaporare în etape cu un ciclon extern decât cu un deflector instalat în interiorul tamburului.
călcat
evaporarea este aceea în apă
volumul tamburului cazanului, sunt create zone
cu conținut diferit de sare în cazan
apă. Acest lucru se realizează prin separare
volumul de apă al tamburului cazanului cu acesta
încălzirea suprafețelor în individual
compartimente. Se face purjare continuă
din compartimentul cu cea mai mare salinitate,
și selecția aburului cu cel mai mic. Superior
tamburul este împărțit printr-un despărțitor
orificiu (teava de preaplin) pentru doi
compartiment - curat și salin. nutritiv
apa intră într-un compartiment curat și sare
alimentat dintr-un compartiment curat prin
conducta de preaplin. Într-un compartiment curat
se formează aproximativ 80% abur, în sare
douăzeci%. Prin urmare, de la pur la salin
compartimentul primește 20% din apa cazanului, care
pentru un compartiment curat este o purjare.
Prin urmare, purjați compartimentul curat
are loc fără pierderi de căldură,
asigurând salinitate scăzută
apa cazanului in ea.
Esenţial
dezavantajul este posibilitatea
retur de apă într-un compartiment curat
cu circulaţie „leneşă”. Pentru eliminare
acest neajuns se aplică treptat
evaporarea cu cicloni la distanţă, care
sunt compartimente de sare (DKVR-20). La
utilizarea ciclonilor la distanță în
ca diferență de volum de separare
nivelurile din compartimente pot fi selectate
suficiente în condiţiile prevenirii
curgere inversă a apei. Prin urmare, scheme
cu cicloane la distanță sunt de preferat,
mai ales la performanțe scăzute
compartiment de sare.
nutritiv
apa intră în tambur, care servește
compartiment curat. Curățați apa din
tambur intră în cicloni, pentru care
această apă este hrănitoare. Ciclon
are un circuit de circulaţie separat şi
furnizează abur în tamburul cazanului. Aburul trece
prin dispozitivul de separare
compartiment și curățat în continuare.
Se efectuează purjare continuă
numai de la ciclon, dacă există. La
scăderea evaporării treptat
pierderi de căldură cu purjare și crește
calitatea aburului
Eficienţă
evaporarea treptat crește cu
creșterea numărului de etape de evaporare,
cu toate acestea, aceasta crește odată cu creșterea numărului
pașii se estompează. Cel mai grozav
distributie primita doua- si
scheme în trei etape. În același timp, al doilea
se poate aranja etapa de evaporare
fie în interiorul tamburului, fie în afara acestuia - în
cicloane portabile. În trei etape
schema, de obicei prima și a doua etapă
performează în tobă, iar al treilea - în
ciclon portabil.
călcat
evaporarea îmbunătățește puritatea
abur la o anumită calitate nutritivă
apă și o valoare dată de purjare. Aceasta
face posibilă, de asemenea, obținerea unui satisfăcător
puritatea aburului cu apă mai mică
calitate, ceea ce îl face mai ușor și mai ieftin
tratamentul apei. Evaporare în etape
îmbunătățește și economia
instalaţie de turbine cu abur din cauza
reducere a purgerii fără a se observa
scăderea calității aburului.
Suprafețele de evaporare ale cazanului
Anterior s-a remarcat că elementele principale ale cazanului sunt: suprafețele de încălzire prin evaporare (tuburi de perete și fascicul cazanului); supraîncălzitor cu regulator de supraîncălzire cu abur; economizor de apă, încălzitor de aer și dispozitive de tiraj.
Suprafețele de încălzire generatoare de abur (evaporativ) diferă unele de altele în cazanele diferitelor sisteme, dar, de regulă, ele sunt situate în principal în camera de ardere și percep căldura prin radiație - radiație. Acestea sunt conducte de ecran, precum și un pachet convectiv (cazan) instalat la ieșirea cuptorului cazanelor mici (Fig. 7.15).
Orez. 7.15. Dispunerea suprafețelor de evaporare ale unității cazanului cu tambur:
- 1 — conturul căptușelii focarului; 2, 3,4— panouri laterale de ecran; 5 - ecran frontal; 6 — colectoare de ecran și fascicule convective; 7 - tambur;
- 8 - feston; 9 — fascicul convectiv; 10— ecranul din spate
Ecranele cazanelor cu circulație naturală, care funcționează sub vid în cuptor, sunt realizate din țevi netede (ecrane cu tub neted) cu diametrul interior de 40-60 mm. Ecranele sunt o serie de conducte verticale de ridicare conectate în paralel, interconectate prin colectoare (vezi Fig. 7.15). Distanța dintre țevi este de obicei de 4-6 mm. Unele țevi de ecran sunt introduse direct în tambur și nu au colectoare superioare. Fiecare panou de ecrane, împreună cu coborâtoarele plasate în afara căptușelii cuptorului, formează un circuit de circulație independent.
Conductele lunetei din spate la punctul de ieșire a produselor de ardere din cuptor sunt crescute pe 2-3 rânduri. Această descărcare a conductelor se numește festonat. Vă permite să măriți secțiunea transversală pentru trecerea gazelor, să reduceți viteza acestora și să previne înfundarea golurilor dintre țevi de către particulele de cenușă topită care s-au întărit în timpul răcirii și efectuate de gazele din cuptor.
În generatoarele de abur de mare putere, pe lângă cele montate pe perete, sunt instalate ecrane suplimentare care împart cuptorul în compartimente separate (Fig. 7.16). Aceste ecrane sunt iluminate de torțe din două părți și sunt numite dublă lumină. Ei percep de două ori mai multă căldură decât cei montați pe perete. Ecranele cu lumină dublă, prin creșterea absorbției totale de căldură în cuptor, fac posibilă reducerea dimensiunilor acestuia.
Orez. 7.16. Amplasarea ecranelor în secțiunea transversală a cuptorului:
- 1 - ecran frontal; 2 — ecrane laterale; 3 — ecran din spate;
- 4 — ecran cu două lumini; 5 - arzatoare; 6 — conturul căptușelii cuptorului
