Проектирование диспетчерского центра котельных установок (стр. 3 из 14)
Паропроизводительность котельной установки или её мощность представляет собой сумму паропроизводительностей отдельных котлоагрегатов, входящих в её состав.
Паропроизводительность котлоагрегата определяется количеством килограммом или тонн пара, производимого им в час, обозначается буквой D и измеряется в кг/ч или т/ч.
Топочное устройство котлоагрегата служит для сжигания топлива и превращения его в химической энергии в тепло наиболее экономичным способом.
Пароперегреватель предназначен для перегрева пара, полученного в котле за счет передачи ему тепла дымовых газов.
Водяной экономайзер служит для подогрева поступающей в котел питательной воды теплом уходящих из котла дымовых газов.
Воздухоподогреватель предназначен для подогрева поступающего в топочное устройства воздуха теплом уходящих газов.
Устройство для подготовки питательной воды состоит из аппаратов и приспособлений, обеспечивающих очистку воды от механических примесей и растворенных в ней накипеобразующих солей, а также удаления из неё газов.
Питательная установка состоит из питательных насосов для подачи воды в котел под давлением, а также соответствующих трубопроводов.
Тяго–дутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газо – воздуховодов, дымососа и дымовой трубы, обеспечивающих подачу необходимого количества воздуха в топочное устройство, движение продуктов сгорания по газоходам и удаления продуктов сгорания за пределы котлоагрегата.
Устройство теплового контроля и автоматического управления состоит из контрольно – измерительных приборов и автоматов, обеспечивающих бесперебойное и согласованную работу отдельных устройств котельной установки для выработки необходимого количества пара определенно температуры и давления.
В данной курсовой работе предлагается автоматизация системы с использованием паровых котлов, входящих в котлоагрегаты.
Такой выбор обуславливается тем, что используются котлоагрегаты, в основе которых - паровые котлы высокой паропроизводительности, которые снабжают город теплом, горячей водой и электроэнергией, а для промышленных предприятий, находящихся в черте города, они вырабатывают еще и пар, необходимый для технологического процесса.
Рассмотрим устройство парового котла.
Котел представляет собой металлический сосуд, герметически закрытый, обогреваемый горячими газами и предназначенный для получения горячей воды или насыщенного водяного пара давлением выше атмосферного.
Котел представляет собой цилиндрический сосуд с выпуклыми днищами. Такая форма придана котлу как наилучшая по условиям прочности для сосудов, работающих под давлением. Этот котел состоит из наружного и двух внутренних цилиндров. К ним приварены упомянутые выше выпуклые днища (переднее и заднее).
Пространство между наружным и внутренним цилиндрами служит для заполнения его водой и паром, получающимся при работе котла.
Часть объема котла, всегда заполненная водой до определенного уровня, называется водяным пространством.
Та часть внутреннего объема котла, которая при работе постоянно заполнена паром, называется паровым пространством. Паровое пространство необходимо для сбора пара, образующего в котле, и в то же время для того, чтобы дать пару время выделить увлеченные им частицы воды.
1.4 Схемы перевода котлов типа ДКВр в водогрейный или паровой режимы
Котлы типа ДКВр, переведенные на водогрейный режим работы по данной схеме, разработанной НПО ЦКТИ и БиКЗ могут работать во всем диапазоне теплопроизводительности при температуре воды на выходе из котла от 95 до 115°С и давлении воды на входе в котел не более 13 кгс/см2.
Отвод воды из котла необходимо осуществить из верхнего барабана 1 через штуцер 2 для отвода пара.
Подвод воды в котел следует выполнять двумя параллельными потоками.
Первый поток, составляющий 60 % от общего расхода воды котел - через продольный патрубок 3 диаметром 159-219 мм с донышками 4, установленный внутри верхнего барабана 1. На фронтовом участке продольного патрубка 3 (рис. 1.3.2, рис. 1.3.3, рис. 1.3.4) должны быть сопла 5 диаметром (Д1) 57 - 60 мм. Выходные сечения сопел 5 устанавливаются заподлицо с выходными сечениями опускных труб 6 экранов топочной камеры 7 и сетевая вода направляется непосредственно в эти опускные трубы 6.
Рис. 1.3.2 Рис. 1.3.3 Рис. 1.3.4
При этом котловая вода из верхнего барабана 1 эжектируется в стояки 6, обеспечивая подогрев сетевой воды.
В задней части верхнего барабана 1 (рис. 1.3.5) на концевом участке патрубка 3 должно быть пять рядов отверстий 8диаметрам 14 мм о шагом (п) 20 мм. направленных в сторону опускных труб 9 котельного пучка 10.
Рис. 1.3.5 Рис. 1.3.6
Расстояние (а) от отверстий 8 до стенки верхнего барабана 1 должно быть не менее 200 - 250 мм.
Количество отверстий 8 в продольном патрубке 3 в зависимости от теплопроизводительности котла должно составлять при:
2.5 Гкал/ч - 30 шт.
4.0 Гкал/ч - 50 шт.
6.5 Гкал/ч - 75 шт.
10.0 Гкал/ч - 100 шт.
Подвод сетевой воды в продольный патрубок 3 производить одним патрубком II диаметром 108 - 219 мм (или двумя патрубками диаметром 108 - 133 мм).
Второй поток, составляющий 40 % от общего расхода воды через котел - через патрубок 12 - с донышком 13 диаметром 108 - 133 мм установленный внутри нижнего барабана 14.
На концевом участке патрубка 12 (рис. 1.3.6) должны быть сопла 15 диаметром (Д1) от 32 до 57 мм соответственно диаметру (Д2) перепускных труб 16 между нижним барабанам и всеми коллекторами 17 топочных экранов.
Выходные сечения сопел 15 устанавливаются заподлицо с входными сечениями перепускных труб 16 и сетевая вода направляется непосредственно в эти перепускные трубы 16. При этом котловая вода из нижнего барабана 14 эжектируется в перепускные трубы 16, обеспечивая подогрев сетевой воды.
Продольный патрубок 3 в верхнем барабане 1 должен иметь опоры, выполненные из уголка или прутка, приваренного к продольному патрубку 3 и свободно опирающегося на боковые стенки верхнего барабана 1.
Сепарационные устройства в верхнем барабане 1 могут быть демонтированы при окончательном переводе котла на водогрейный режим работы.
Схема включения котлов в тепловую схему котельной представлена на рис 1.3.7.
Рис 1.3.7 Схема включения котлов в тепловую схему котельной
Экономайзер 19 должен быть включен по воде параллельно трубной системе котла. На экономайзере 19 должны устанавливаться не менее чем по одному предохранительному клапану 20 на выходе и входе воды.
Водоотводящие трубы от существующих предохранительных клапанов котла и предохранительных клапанов 20 экономайзера 19 должны быть присоединены к линии свободного слива воды, причем как на них, так и на сливной линии не должно быть никаких запорных органов. При этом устройство системы водоотводящих труб и линий свободного слива должно исключать возможность ожога людей.
При эксплуатации котлов типа ДКВр в водогрейном режиме следует выполнять следующие требования к режиму работы котла:
1.Температура воды на выходе из котла должна быть не менее 90 ºС при работе на газообразном и твердом топливе и не менее 110 ºС при работе на мазуте на всех нагрузках, в том числе при пусках котла.
2. Расход воды через котел должен быть при максимальной нагрузке не менее расчетной величины, определяемой в зависимости от разности температур воды на выходе и входе в котел и теплопроизводительности котла.
3. Допускается сезонное снижение расхода воды через котел до 50% от расчетной величины при соответствующем уменьшении теплопроизводительности котла.
4. Величина расхода веды через экономайзер должны быть на всех нагрузках равной расчетной паропроизводительности котла.
5. Давление воды на выходе из котла должно выбираться на всех нагрузках с учетом величины подогрева воды до кипения не менее чем на 20 ºС.
6. Качество сетевой и подпиточной воды должно соответствовать требованиям "Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов".
Котел должен быть оборудован автоматическими приборами, прекращающими подачу топлива в топку котла, а при слоевом сжигании топлива – отключающими тягодутьевые устройства и топливоподающие механизмы топки в случаях:
а) повышения давления воды на выходе из котла более чем на 5 % расчетного или разрешенного давления;
б) понижении давления воды на выходе из котла до значения соответствующего давлению насыщения при максимальной температуре воды на выходе из котла;
в) повышения температуры воды на выходе из котла до значения, соответствующего температуре насыщения при рабочем давлении на выходе из котла, уменьшенной на 20 ºС;
г) уменьшения расхода воды через котел до значения, при котором недогрев воды до кипения на выходе из котла при максимальной нагрузке и рабочем давлении на выходе из котла достигает 20 ºС.
При работе в водогрейном режиме по данной схеме гидравлическое сопротивление котлов типа ДКВр составляет не более 1.0 кгс/см2, а их коэффициент полезного действия при этом возрастает по сравнению с паровым режимом не менее, чем на 1.0-1.5 %.
2. Схема управления котельной установкой
Распределенная автоматизированная система управления (РСУ) технологическим процессом котельной представляет собой совокупность технических средств, предназначенных для мониторинга и управления технологическим процессом. Базовым техническим средством данной системы управления является многоконтурный контроллер DeltaV серии M5+.