Реферат на тему теплогенерирующие установки

Обновлено: 03.07.2024

Газомазутные вертикальные водотрубные паровые котлы типа – ДЕ предназначенные для выработки насыщенного или слабоперегретого пара. Топочная камера котлов размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхних и нижних барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб 1790 мм, глубина топочной камеры, зависимости от паропроизводительности 1990–6960 мм.

Основные составляющие части котла: верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой, боковой и задний экраны, оборудующие топочную камеру. Трубы перегородки правого бокового экрана, образующего так же и поверхность топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана привариваются к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159x6 мм. Трубы фронтового экрана также привариваются к коллекторам аналогичного диаметра. Диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм. Расстояние между барабанами 2750мм.

Содержание

1. Расчёт объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха……………….6.

2. Расчёт теплового баланса котла с определением КПД и расхода топлива. 9.

3. Поверочный расчёт топки…………………………………………………. 11.

4. Поверочный расчёт 1–ого и 2–ого котельных пучков……………………..14.

5. Конструктивный расчёт водяного экономайзера…………………………..24.

Работа содержит 1 файл

Курсовая по ТГУ.docx

1. Расчёт объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха…… ………….6.

2. Расчёт теплового баланса котла с определением КПД и расхода топлива. 9.

3. Поверочный расчёт топки………………… ………………………………. 11.

4. Поверочный расчёт 1–ого и 2–ого котельных пучков……………………..14.

5. Конструктивный расчёт водяного экономайзера…………………………..24.

Описание котла.

Длина цилиндрической части барабана от 2250 мм. До 7500 мм. Изготавливаются барабаны для котлов с давлением 1,4 МПа с толщиной стенки 13 мм., а для давления 2,4 МПа с толщиной стенки 22 мм. Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой. При вводе в барабан трубы разводятся в два ряда. Конвективный пучок образован коридорно–расположенными трубами диаметром 51мм., развальцованы в верхним и нижнем барабанах. Шаг труб 90 мм., поперечный шаг 110 мм. В водяном правом верхнем барабане находится питательная труба, в нижнем – устройств для парового нагрева воды.

Средний срок службы котла между капитальным ремонтом при 2500 часов работы в год 3 раза. Котлы поставляются потребителем в сборе. Производятся Бийским котельным заводом.

Исходные данные:

Тип парового котла – ДЕ–25-14 ГМ;

Паропроизводительность котла – D=26,8 т/ч;

Параметры пара на выходе из котла:

–давление Р_o=1,4 МПа;

–температура питательной воды – t_п.в.=96°С;

Вид топлива – газ, (Саратов - Москва).

Доля продувки солей – p=5%.

Основные характеристики газа (Саратов-Москва):

Низшая теплота сгорания – =85,50 ккал/м³.

Основные характеристики котла типа ДЕ–25-14 ГМ и его элементов:

Средняя высота топки h_т, м. Объём топки

Полная поверхность стен топки F_ст, м 2 . Экранированная поверхность стен топки

1. Расчёт объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха.

Исходными данными для расчёта объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха служат основные характеристики заданного вида топлива.

Теоретическое количество сухого воздуха V o необходимого для полного сгорания топлива при избытке воздуха α=1, определяется по формуле:

Теоретический объём азота при α=1 рассчитывается по формуле:

Теоретический объём трёхатомных газов при α=1 находится по формуле:

Теоретический объём водяных паров при α=1 находится по формуле:

где, d_вл – влагосодержание газообразного топлива, г/нм 3 (d_вл=10г/нм 3 ).

Теоретический объём продуктов сгорания находится по формуле:

По найденным значениям теоретических объёмов продуктов сгорания и воздуха формируется таблица объёмов.

Присосы воздуха для каждой поверхности нагрева определяются по (1.таблице №3). Принимаем камерные топки пылеугольных и газомазутных котлов с металлической обшивкой: Δα=0,15; 1–ый пучок: Δα=0,05; 2–ой пучок: Δα=0,1; экономайзер чугунный с обшивкой: Δα=0,1.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки =1,15 (смесительные горелки). Коэффициенты избытка воздуха на выходе из каждой следующей за топкой поверхности теплообмена определяется суммированием присосов воздуха Δα в ней и α′′ предыдущей поверхности.

Определяемая величина	Элемент котла
Определяемая величина	топка	1-й пучок	2-ой пучок	экономайзер
Присосы воздуха в поверхности нагрева Δα′	0,15	0,05	0,1	0,1
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева α′′	1,15	1,2	1,3	1,4
Средний коэффициент избытка воздуха α_ср=0,5·(α′+α′′)	1,075	1,175	1,25	1,35
2,115	2,13	2,141	2,156
11,204	12,128	12,821	13,745
1,048	1,063	1,074	1,089
0,092	0,085	0,08	0,075
0,187	0,173	0,164	0,153
0,491	0,491	0,487	0,49
13,97	15,179	16,084	17,291

Энтальпия продуктов сгорания газа, при α=1, равна:

где, υ – температура дымовых газов, °С

Энтальпия продуктов сгорания воздуха, при α=1, равна:

– средние объёмные теплоёмкости соответственно газов и воздуха, кДж/ нм 3· К (1. таблица№2).

Выполнил: ст.гр. ТГВ-10Ноговицын Сарыал
Проверил: Игнатьев В.С.

стр.
Введение………………………………………………………………………. 3
Исходные данные………………………………………………………….…. 4
1. Расчет объемов воздуха ипродуктов сгорания……………………. …5
1.1 Присосы воздуха к коэффициентам избытка воздуха…………. 5
2. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания………………………….…. 8
3. Тепловой расчет котельного агрегата………………………………. 11
3.1 Расчет КПД и расхода топлива……………………………….……. 11
3.2 Расчет топочных камер……………………………………….………..12
3.3 Расчет конвективных пучков котла…………………………………. 13
3.4Расчет водяных экономайзеров………………………….……………16
Перечень использованной литературы………………………………………18

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектроцентралями,производственными и районными отопительными котельными.
Перевод предприятий на полный хозяйственный расчет и Амофинансирование, намечаемое повышение цен на топливо и переход многих предприятий на двух и трехсменную работу требуют серьезной перестройки в проектировании и эксплуатации производственных и отопительных котельных.
Пути и перспективы развития энергетики определены Энергетической программой, одной изпервоочередных задач которой является коренное совершенствование энергохозяйства на базе экономии энергоресурсов: это широкое внедрение энергосберегающих технологий, использование вторичных энергоресурсов, экономия топлива и энергии на собственные нужды.
Производственные и отопительные котельные должны обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителейжилищно-коммунального сектора. Повышение надежности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально спроектированной тепловой схемы котельной. Созданная за годы Советской власти котлостроительная промышленность, на которую работают научно-исследовательские институты и специализированные котлостроительные заводы, обеспечивает производство современных котельныхагрегатов, необходимых для РФ и экспорта их за рубеж. Ведущими проектными институтами разработаны и совершенствуются рациональные тепловые схемы и типовые проекты производственных и отопительных котельных.

1. Тип котла КЕ-6,5-14
2. Техническая характеристика котла:
2.1 Рабочее давление -14ага
2.2 Температура пара -194°С
2.3 Температура питательной воды – 104°С2.4 Площадь поверхности нагрева: радиационная -24,78 м²
конвективная -148,95 м²
3. Вид топлива – Сангарский каменный уголь
4. Вид топочного устройства – слоевое
5. В комплексе с:
5.1 Экономайзер +
5.2 Воздухонагреватель –
5.3 Дымосос +
5.4 Золоулавливатель +

6.1 Объем топки -14,77 м³6.2 Площадь поверхности стен топки – 44,52 м
6.3 Диаметр экранных труб -51×2,5 мм
6.4 Шаг труб боковых экранов – 55 мм
6.5 Площадь поверхности нагрева конвективных пучков -148,95 м
6.6 Диаметр труб конвективных пучков – 51×2,5 мм
6.7 Расположение труб конвективных пучков – коридорное
6.8 Поперечный шаг труб – 90 мм.

Теплогенерирующие устройства. Теплотехника ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Котельные установки

Основные понятия

Котельная установка состоит из котлоагрегата и вспомогательного оборудования. Она предназначена для получения пара или горячей воды (рабочего тела котла). Нагрев рабочего тела производится за счет теплоты, выделяющейся при сгорании органического топлива, протекании технологического процесса утилизации теплоты отходящих газов или электрической энергии.

По назначению котельные установки делятся па энергетические, производственно-отопительные и отопительные.

Энергетические котельные установки служат для выработки пара высоких параметров, необходимого для работы паровых турбин (тепловых электростанций, главных судовых двигателей и т. п. ).

Производственно-отопительные — для выработки тепловой энергии, направляемой как на технологические нужды, так и на отопление производственных, служебных и жилых помещений.

Отопительные котельные установки вырабатывают тепловую энергию для отопления и обеспечения санитарно-бытовых нужд потребителей.

На судах энергетические котлы называются главными, а производственно-отопительные и отопительные — вспомогательными.

По месту установки (монтажа) котлоагрегатов различают котельные установки стационарные и мобильные. К первому типу на водном транспорте относятся котельные промышленных предприятий и портов, ко второму — судовые котельные установки.

Схема судовой паротурбинной установки. Судовые котлы применяются как в качестве источника энергии для движения судна, так и с целью обеспечения подачи тепловой энергии в системы теплоснабжения судна: на обогрев топливных и масляных цистерн, в системы отопления, на санитарно-бытовые нужды и тли Принципиальная схема реальной судовой паротурбинной установки представлена на рис. 15.1. Подобная схема может быть использована и в береговых котельных.

Рис. 15.1. Принципиальная схема судовой паротурбинной установки.

В топке парового котла химическая энергия топлива превращается в теплоту, носителем которой являются газообразные продукты сгорания. Эта теплота передается в котле рабочему телу, т. е. идет на образование и перегревание пара. Перегретый пар из котла 1 поступает в турбину, разделенную на две части: высокого 2 и низкого 3 давления. В турбине пар расширяется, и часть теплоты, подведенной к нему в котле, превращается в работу. Затем пар поступает в конденсатор 5, где конденсируется, отдавая остальную, не превращенную в работу, часть теплоты охлаждающей воде. В судовых условиях охлаждающая вода берется из-за борта специальным циркуляционным насосом 6 и прогоняется через трубы конденсатора. Па внешней поверхности труб происходит конденсация пара. Вода, получающаяся при конденсации пара, — конденсат забирается конденсатным насосом 7 и подается к первому подогревателю питательной воды 8 и затем в деаэратор 9, предназначенный для удаления воздуха, растворенного в воде. Кроме того, деаэратор является второй ступенью подогрева питательной воды. Из него вода забирается питательным насосом 10 и нагнетается в котел, пройдя предварительно через второй подогреватель 11 питательной воды. Во втором подогревателе питательной воды осуществляется третья ступень подогрева.

Питательную воду подогревают паром, отбираемым из турбины. В рассматриваемой установке предусмотрено три отбора:

• отбор I — из промежуточной ступени турбины высокого давления 2 для подогрева воды во втором подогревателе 11;
• отбор 11 — из патрубка между турбинами для подогрева в деаэраторе 9. При этом конденсат греющего пара смешивается с питательной водой. В деаэратор 9 подается также конденсат отбора I из подогревателя 11, иод собственным давлением, равным давлению отбора 1;
• отбор III — из промежуточной ступени турбины низкого давления 3 для подогрева в первом подогревателе 8, откуда образующийся конденсат отводится в конденсатор 5, где давление меньше.

Перегретый [1] пар в судовых пароэнергетических установках обычно [2] имеет давление 1,5—4,0 МПа, иногда выше, и температуру 300—400°С. В конденсаторе поддерживается глубокий вакуум при абсолютном давлении 0,005—0,006 МПа. Этому давлению соответствует температура кипения (или конденсации) 33—36°С. В процессе конденсации указанные параметры не меняются, следовательно, при такой же температуре конденсат покидает конденсатор. В зависимости от котельного давления питательная вода подогревается до 120—200°С.

Во время работы установки по различным причинам происходит естественная потеря воды и пара в системе. Она составляет 3—4% от паронроизводительности котлов. Для восполнения потерь в систему подается добавочная вода. В приведенной на рис. 15.1 схеме добавочная вода (ДВ) засасывается конденсатным насосом.

Природная вода в большей или меньшей степени всегда содержит различные примеси. Особенно нежелательными являются соли, находящиеся в состоянии истинного раствора. Чтобы исключить возможность образования накипи на поверхностях нагрева парового котла, природная вода должна подвергаться предварительной (докотловой) обработке и обработке внутри котла.

При работе установки в конденсатор поступает некоторое количество воздуха. Он попадает в конденсатор по двум каналам в соизмеримых количествах: через неплотности фланцевых соединений и с питательной водой. Растворенный в питательной воде воздух заносится в котел, проходит с паром через турбину и поступает вместе с ним в конденсатор, где пар превращается в конденсат, последний отводится, а воздух накапливается. Присутствие воздуха в конденсаторе ухудшает теплообмен и приводит к снижению вакуума. Для нормальной работы из конденсатора необходимо непрерывно удалять воздух струйными насосами (эжекторами) 4.

Как показано на рис. 15.1, перегретый пар подается не только к главным двигателям, но и к вспомогательным турбогенераторам ВТ, представляющим собой судовую электростанцию. Вырабатываемая ею электрическая энергия используется для привода электрифицированных вспомогательных механизмов, для освещения, обеспечивает работу элементов автоматики и общесудовые нужды.

Источником теплоты высокой температуры (теплоотдатчиком) в цикле такого теплового двигателя, как паросиловая установка, являются газообразные продукты сгорания топлива, движущиеся по газоходам котла, а источником теплоты низкой температуры (теплоприемником) — охлаждающая вода, циркулирующая по трубкам конденсатора и уносящая больше половины теплоты, подведенной к пару в котле. Отвод такого большого количества теплоты в окружающую среду (забортную воду в судовых условиях) в соответствии со вторым законом термодинамики, обеспечивает превращение остальной части теплоты в работу. Поэтому при данных параметрах пара в котле и в конденсаторе и отсутствии необратимых потерь уменьшение количества отводимой теплоты невозможно.

Схема судовой котельной установки. В котельную установку (рис. 15.2) входят котел и вспомогательное оборудование, необходимое для его работы.

Рис. 15.2. Схема судовой котельной установки.

Устройство котла. Собственно котел состоит из двух пучков водогрейных труб 2 и 12, закрепленных в корпусе пароводяного 1 и водяного 11 коллекторов, труб топочного экрана 4, присоединенных к пароводяному коллектору 1 вверху и к экранному коллектору 7 внизу. Топка 9 служит для сжигания топлива.

Топочный экран 4 представляет собой сплошной ряд соприкасающихся труб, воспринимающих теплоту, передаваемую излучением. Пучки 2 и 12 состоят из труб, расположенных одна за другой с определенным интервалом. В интервалах между трубами в поперечном к ним направлении движутся газы (рис. 15.2 показано стрелками). Вода и пароводяная смесь в трубах совершают циркуляцию: в пучке 2 и в рядах пучка 12, находящихся в зоне высоких температур, пароводяная смесь поднимается (подъемные трубы), а в трубах пучка 12, расположенных в зоне более низких температур, вода опускается (опускные трубы); в трубах топочного экрана нагреваемая среда (пароводяная смесь) движется вверх — в пароводяной коллектор, а опускается по трубам, расположенным за экраном.

В пароперегревателе 3 происходят подсушка и перегревание пара. В парообразующей части котла пар находится в равновесии с жидкостью и поэтому не может иметь температуру выше температуры кипения, соответствующей давлению пара в котле. Так, например, при абсолютном давлении 1,6 МПа эта температура равна 201,4°С. В целях повышения термического КПД цикла пар перегревают до 300—400°С.

К так называемым хвостовым поверхностям нагрева относят водяной экономайзер 13 и газовый воздухоподогреватель 15. В водяном экономайзере 13 происходит подогрев питательной воды. Для подогрева воздуха в газовом воздухоподогревателе 15 используется часть теплоты, уносимой газообразными продуктами сгорания топлива. Здесь подогревается воздух, необходимый для сгорания топлива.

Питательная система включает в себя систему трубопроводов, механизмов и устройств, предназначенных для подготовки подачи питательной воды в котел. В оборудование питательной системы входят питательные насосы, фильтры, установка для дообработки (обессоливание или умягчение добавочной воды) и подогреватели питательной воды, находящиеся вне котла (16, "https://referat.bookap.info").

Устройства для хранения, подачи и сжигания топлива включают следующие элементы: при использовании жидкого топлива это емкости для хранения топлива (расходные цистерны и танки), топливные насосы 6 (см. рис. 15.2), перекачивающие насосы, фильтры, форсунки 8; при использовании твердого топлива — механизмы, обслуживающие механические топки, или инструменты для ручного обслуживания топки, а также водяной эжектор для удаления из котельного отделения шлаков и бункеры топлива.

В состав котлоагрегата входят: непосредственно котел, аппаратура и устройства для автоматического регулирования и защиты парового котла; арматура — клапаны и краны, установленные непосредственно на котле, и измерительные приборы, необходимые для наблюдения за его работой; тепловая изоляция 5 и 14 котла, опоры 10 и фундамент.

Для подачи воздуха в топку обычно применяется дутьевой вентилятор У 7, а для удаления продуктов сгорания — вытяжной вентилятор (дымосос) 16, устанавливаемый в начале дымовой трубы. В некоторых случаях дутье и интенсификация тяги осуществляются струйными аппаратами.

В простейшем случае ограничиваются естественной тягой (самотягой). Движущим напором естественной тяги (самотяги) Я является разность весов столба холодного воздуха р_Xigh и столба газов в дымовой трубе р_rgh:

rjeg — ускорение свободного падения; h — высота дымовой трубы, измеряемая для котлов на твердом топливе от пода топки, а для котлов, работающих на жидком или газообразном топливе, — от оси нижней форсунки до верхнего среза дымовой трубы, м; р_в и р_г — плотности соответственно наружного воздуха и газов в дымовой трубе, кг/м 3

При этом сила тяги, приходящаяся на единицу площади, выражается в паскалях. Из формулы (15.1) следует, что сила естественной тяги прямо пропорциональна высоте дымовой трубы.

Рабочий процесс котла можно рассматривать как несколько отдельных процессов превращения энергии, которые происходят в воздушно-газовом и пароводяном трактах. Носителями энергии являются материальные потоки (воды, пара, топлива, воздуха), взаимодействие которых в элементах котла образует три подпроцесса, неразрывно связанных между собой и составляющих рабочий процесс. Основным из них являются:

Факторы, влияющие на полноту сгорания топлива, рассматривались ранее (см. гл. 14).

Процессы сгорания топлива и отвода дымовых газов сопровождаются процессами теплообмена, т. е. передачей теплоты от продуктов сгорания к нагреваемой среде: воде, пару, воздуху.

Котел представляет собой сложный теплообменный аппарат, в котором имеют место все способы передачи теплоты: излучение, конвекция, теплопроводность.

Наиболее сложным является теплообмен в топке. Происходящие в ней явления представляют собой комплекс взаимосвязанных физико-химических процессов смесеобразования и горения, теплообмена и аэродинамики, которые затрудняют изучение процессов теплообмена. Основная часть теплоты в топке передается излучением, поэтому поверхности теплообмена топки (экранные трубы и трубы притопочного пучка) называются радиационными или лучевоспринимающими.

Экранная поверхность, расположенная в топке, играет существенную роль в тепловом балансе котла: она воспринимает около 40% всей теплоты, передаваемой котельным поверхностям нагрева.

По мере движения по газоходу продукты сгорания отдают теплоту поверхностям нагрева, и их температура понижается, а конвективная составляющая в суммарном теплообмене растет. Если средняя температура потока газов не превышает 350 °C, то их излучением можно пренебречь.

К конвективным поверхностям относятся пучки труб, расположенные в газоходах, через которые проходят газы. Это парообразующие пучки, пароперегреватель, экономайзер и воздухоподогреватель.

Парообразующие трубы, расположенные в выходном сечении топки (трубы притопочного пучка), вместе с лучистой энергией воспринимают также теплоту, передаваемую конвекцией при проходе через них газов, покидающих топку. Поэтому поверхность этих труб учитывают при расчете теплообмена в топке как лучевоспринимающую и при расчете конвективных поверхностей нагрева как конвективную.

Все поверхности нагрева утилизационных котлов рассчитывают как конвективные.

Одновременно с процессами сгорания и теплопередачи протекают процессы генерации пара в парообразующих элементах, перегрева пара в пароперегревателе и нагрева воды и воздуха в экономайзере и воздухоподогревателе, т. е. те процессы, которые формируют полезный эффект котла — требуемое количество пара с заданными параметрами.

В результате того, что экранные трубы п трубы притопочного и конвективного пучков находятся в зоне высоких температур и воспринимают значительное количество тепловой энергии, в них происходит процесс парообразования. Образовавшиеся пузырьки пара вместе с водой поднимаются вверх. Такие трубы называются подъемными. Необогреваемые трубы, расположенные за сплошным топочным экранным рядом труб, называются опускными: они заполнены водой, движущейся вниз, поскольку она имеет большую плотность, чем плотность образующейся в подъемных трубах пароводяной смеси.

Использование хвостовых поверхностей нагрева (экономайзеров и газовых воздухоподогревателей) позволяет значительно повысить экономичность работы котла за счет увеличения его КПД в результате уменьшения потерь теплоты с уходящими газами.

Пароперегреватель, воздухоподогреватель и водяной экономайзер называются дополнительными поверхностями нагрева, в отличие от основной парообразующей поверхности нагрева котла. Дополнительные поверхности нагрева не являются неотъемлемыми элементами котла: часть из них или все они могут отсутствовать.

Различие в компоновке и конструктивном оформлении поверхности нагрева собственно котла и составных его элементов привело к появлению различных типов котельных агрегатов.

Ф 75 Теплогенерирующие установки систем теплоснабжения . М .:

бенности работы паро вых и водогрейных котельных агрегатов ,

электродных котлов , гелио -, геотермальных и теплонасосных

установок . Представлен обзор топочных и горел очных уст -

ройств , основного и вспомогательного оборудо вания для безо -

пасной работы котельных установо к . Изложены методики и

рекомендации по расчету горения органического то плива , теп -

лового баланса , расхода топлива , топочн ых камер , конвекти в -

ных поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов . При -

ведены номограммы , таблицы , материалы для курсового и ди -

пломного проектирования по дисциплинам « Теплогенерирую -

Предназначена для научных , инженерно - технических ра -

ботников , преподавателей вузов , аспирантов , студентов .

ТЕПЛОГЕНЕРИРУ ЮЩИЕ УСТАНОВКИСИСТЕМ ТЕПЛОСНАБ ЖЕНИЯ

Инженер по компьютерному макетированию Т . А . Сынкова

Формат 60 × 84/16. Гарнитура Times. Бумага офсетная . Печать офсетная .

Подготовлено к печати и от печатано в Издательско - полиграфическом цен -

Тамбовского государствен ного тех нического университета

В мо нографии расс мотрены вопросы устро йст ва и работы паровых ,

водогрейных и электродных котельных агрегатов , гелио - и геотермальных

установок , кот лов - утилизаторов , теплонасосных и др угих теплогенери -

рующих установок . Изложены методики и р екомендации по расчету тепло -

вых схем теплогенерирующих установок , паровых и водо грейных котель -

ных агрегатов , горения ор ганического топлива , теплового баланса , расхода

топлива , топочных камер , конвективных поверхностей нагрева . Методики

приведены в соответствии с действующими нормативными методами и

документами [1, 3, 4, 7, 11 – 17], справоч никами [9, 10, 12, 18 – 20], СНиП

[14 – 16] и позво ляют выбрать энергосберегающий режим работы теплоге -

Монография написана в соответс твии с Государственным образова -

тельным стандартом высшего професси онального образовани я и пр една -

значена для студ ентов , изучающих дисциплины : СД . 02 « Источники и сис -

димые для курсового и дипломного проектирования по дисциплинам « Теп -

Монография позволяет приобрести практические на выки в расчета х

теплогенерирующих установок , пар овых и водо грейных теплогенератор ов ,

более глубоко усвоить теоретические положения и ознакомиться с дейст -

вующими нормативными и справочными материалами . Монография будет

полезна при подготовке бакалавров и инженеро в теплоэнер гетических спе -

ров тех ники и технологии , а также для самосто ятельной подгот овки ответ -

ственных за паросиловое хозяйство котельных и операторов котельных

Тепловая энергия – необходимое условие жизнедеятельности человека

и создания благоприятных условий его быта . Повышение надежности и

экономичност и систем теплоснабжения зависит от работы теплогенери -

рующих установок , рационально спро ектированной тепловой схем ы ко -

тельной , широког о внедрения энергосберегающих технологий и альтерна -

тивных источников энергии , экономии топлива , тепловой и электрической

энергии . Энергосбережение и оптимизац ия систем произв одства и распре -

деления тепловой энергии , корректировка энергетических и водных балан -

сов позволяют улучшить перспективы развития теплоэнергетики и повы -

сить технико - экономические показатели оборудования теплогенерирую -

Альтернативы энергосбер ежению в настоящее время , безусловно , нет .

Поэтому покрытие дефицита энергии следует осуществлять за счет таких

ее источников , которые обладали бы уникальными свойствами : были во -

зобновляемыми , экологически чистыми и не приводили бы к поступлению

на планету дополнительного количества теплоты . Таки ми источниками

являются со лнечная энергия , энергия ветр а и биомассы , энергия морских

волн и пр иливов , гео термальная энергия и ряд других нетрадиционных и

В экономике России энер госбережение и энергосберегающие техноло -

гии являются приор итетными пр и внедрении их в производство . Знания

принципов работы , расчета и эксплуатации оборудов ания теплогенер и -

рующих установо к позв оляю т определить – где , что , в каких количествах ,

куда и почему теряется . Эффективность , безопасность , надежность и эко -

номичность работы обор удования котельных во многом определяются ме -

тодом сжигания топлива , совершенством и пр авил ьнос тью выбора обору -

дования и приборов , своевременностью и качеством про ведения пуско -

наладочных работ , квалификацией и степенью подго товки обслуживающе -

Перевод предприятий на хозяйственный расчет и самофинансиро -

вание , повышение цен на то пливо , во ду , электроэнергию требуют пере -

смотра подход ов к проектированию и эксплуатации оборудования теп -

логенерирую щих установок . Это в значите льной степени зависит от

обеспеченности подготовленными инже нерно - техническими ра ботни -

ками производственных , проектны х и других организаций , а такж е от

Теплогенерирующей установкой ( ТГУ ) называют комплекс устройств

и механизмов , пр едназначенных для пр оизв одст ва тепловой энергии в виде

водяного пара или горячей воды . Водяной пар используют для получения

электроэнергии на теплоэлектроцентр алях ( ТЭЦ ) или теплоэ лектростанци -

ях ( ТЭС ), технологических нужд промышленных предприятий и сельского

хозяйства , а та кже для нагрева в пар овых подогревателях воды , направляе -

мой в системы теплоснабжения . Горячую воду используют для о топления ,

вентиляции и горячего водоснабжения жилых , общественных и производ -

ственных зданий и сооружений , а также для коммунально - бытовых нужд

населения . Для отопления и вентиляции также испо льзуют и нагр етый воз -

В теплогенерирующей установке создают термодинамические условия

с максимально возможной полнотой ( коэффициентом полезного действия ),

при которых происходит преобразование различных видов энергии ( хими -

ческой , излучения , электрической ) в тепловую энергию . Тепловую энергию

требуемых парамет ров получают путем преобразования химической энер -

гии органического топлива , энергии , выделяемой пр и расщеплении ядерно -

го топлива , электрической энергии , энергии солнечного излучения , геотер -

мальной и тепловой энергии низкого потенциала . В теплогенерирующих

установках образуется рабочее тело или носитель теплов ой энергии , с по -

мощью которо го тепловая энергия транспортируется к потребителю и реа -

лизуется в виде теплоты заданного потенциала . Как правило , рабочим те -

лом для пер еноса тепловой энергии – теплоносителем – служат жидкости

Системой теплоснабжения называют комп лекс устройств , произ во -

дящих тепловую энергию и доставляющих ее в виде водяного пар а , горя чей

Основные тенденции р азвития теплогенерирующих установок вклю -

чают применение централизованного теплоснабжения и автоматизирован -

ных систем управления ( АСУ ), использование альтернативных источников

энергии ( водородной , солнеч ной , геотермальной , ветровой , приливов и от -

ливов ), местных и вторичных энергоресурсов , отходов промышленности ,

сельского и горо дского хозяйства , обеспечение минимальных выбросов

В связи с разнообрази ем различных видов энергии , теплоносителей и

условий работы применяют следующие теплогенерирующие установки и

соответствующие методы производ ства тепловой энергии .

1. Коте льные агрегаты – устройства , имеющие топку для сжигания ор -

ганического топлива в окислительной среде , где в результате экзотермиче -

ских химичес ких реакций горения образуются газообразные продукты с

высокой температурой ( топочные газы ), теплота от которых передается

другому теплоносител ю ( воде или водя ному пару ), более удобному для

2. Атомные реакторы – устройства , в которых проход ит цепная ядер -

ная реакция деления тяжелых ядер тр ансуранов ых элементов под действ и -

ем нейтронов . В результате ядерная энергия прео бразуется в тепловую

энергию теплоносителя ( воды , в перспективе гелия ), вводимого в активную

зону атомного реактора , теплота от которого затем в атомном парогенера -

3. Электродные котлы – устройства , в которых проходит преобразова -

ние электрической энергии в тепловую энергию путем разогрева нагр ева -

теля с высоким электрическим сопротивлением и последующей передачей

4. Гелиоустановки – устройства , в которых солнечная ( свет овая ) энер -

гия преобразуется в тепловую энергию инфракрасного излучения . В гелио -

приемнике или солнечном коллекторе энергия Солнца трансформируется в

тепловую энергию с последующей передачей теплоты рабочему телу – воде

5. Геотермаль ные устано вки – устройства , в которых проходит пере -

дача теплоты от геотермальных вод к рабочему телу , нагреваемому за счет

6. Котл ы - утилизаторы – устройства , в которы х используется теплота

газов , по кида ющих различное высокотемпературное технологическое обо -

рудование ( нагревательные , обжиговые и другие печи ). Теплота от высоко -

температурных газов передается другому теплоносителю ( воде или пару ),

7. Для систем теплоснабжения также используют производство тепло -

вой энергии из биомассы , сельскохозяйственных и горо дских отходов , а

также устройства , в которых энергия с низким энергетическим потенциа -

лом преоб разует ся в высоко потенциальную тепловую энергию другого те -

плоносителя с затратами других видов энергии , подводимых извне ( напри -

Эффективность ТГУ определяется совершенст вом техн ологической

схемы преобразования энергии , стоимостью исходно го исто чника энергии ,

а также параметрами , которые должен иметь теплоноситель .

Паровым или водогрей ным котельным агрегатом ( тепл огенератором )

называют устройство , имеющее топку для сжигания органического топлива

и обогреваем ое продуктами сгорания этого топлива , предназначенное для

получения пара или горячей воды с давлением выше атмосферного , кото -

При сжигании органического топлива го рючие химические элементы

( метан , углерод , во дород , сера ), входящие в состав топлив а , соединяются с

кислородом воздуха , выделяют теплоту и образуют прод укты сгорания

( двуокись углерода , водяные пары , сернистый газ ). В котельный агрегат

необходимо пода ть некоторо е количество топлива и окислителя ( воздуха );

обеспечить полное сгорание топлива и передачу теплоты от топоч ных газов

рабочему телу ; удалить пр одукты сгорания топлива ; по дать рабочее тело –

воду , сжатую до необходи мого давления , нагр еть эту воду до требуемой

температуры или превратить ее в пар требуемого давления , отделить влагу

из пара , а иногда и перегреть пар , обеспечив надежную работу всех эле -

ментов установки . Производит ельность теплогенератора определяется ко -

личеством теплоты или пара , получаемых в процессе сжигания топлива .

От высокотемпературных продуктов сгорания органического топлива

тепловая энергия передается трубам суммарным потоком теплоты : конвек -

цией и лучеис пусканием . Затем от внешней поверхности кипятильных труб к

внутренней через слой са жи , металлическую ст енку и слой накипи теплота

передается путем теплопроводности , а от внутренней поверхности труб к

Котельная установка включает в себя теплогенератор – паро вой ил и

водогрейный котельный агрегат ( котел ), хвостовые поверхности нагрева ,

горелки , а также различные допо лнительные устройства . Радиационные

поверхности нагрева теплогенератора размещены в топо чной камере и вос -

принимают теплоту от продуктов сгорания топлива в основном за счет лу -

чеиспускания , одновременно защищая стены топки ( обмуровку ) от пр ямого

воздействия из лучаю щей сред ы топо чных газо в . Конвективные поверхно -

сти нагр ева ( кипятильные трубы ) установлены за то пкой , в газоходах котла

и воспринимают теплоту от продуктов сг орания топлива в основном за счет

конвекции . К конвективным или хвостовым по верхностям нагрева также

относятся п ароперегревате ли , водяные экономайзеры , контактные тепло -

обменники , воздухоподогреватели , которые предназначены для снижения

потерь теплоты с уходящими топочными газами , увеличения КПД котель -

ного агрегата или установки и в конечном ито ге для снижения расхода топ -

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Теплогенерирующие установки Департамент образования и наук и Кемеровской области Государственное профессиональное образовательное учреждение Таштагольский техникум горных технологий и сферы обслуживания

Вспомогательное оборудование котельных установок Для того, чтобы любой котёл, в независимости от его типа, мощности и назначения, работал нормально, необходимо обеспечить такие процессы, как подготовка и сжигание топлива в топке котла, подачу в достаточном количестве окислителя, удалить образующиеся в результате сжигания топлива газы и прочие продукты горения (шлак и зола, образующиеся при сжигании твёрдого топлива). Всё это обеспечивает дополнительное вспомогательное оборудование. Питатели сырого топлива , углеразмольные мельницы, топливные контейнеры и бункерыобеспечивают непрерывную подачу топлива нужной консистенции в топку котла в автоматическом режиме. Дымососы и дутьевые вентиляторы, установленные в котлах, обеспечивают беспрерывную подачу в топку воздуха и выдувают продукты сгорания. Однако некоторые модели котлов предусматривают горение топлива в среде окружающего воздуха, как правило, это газовые котлы. Водоподготовительные установки представляют собой целый комплект различных устройств, которые удаляют из питательной воды различные загрязнения, наличие которых может засорять и повреждать всю систему. Золошлакоулавливающие и золоулавливающие устройства устанавливаются в дымоходы и служат для удаления из дымовых газов золы, шлака и прочих взвешенных частиц, загрязняющих атмосферу.

Трубопроводы и арматура Фланцы применяются для присоединения на различной фланцевой арматуры. Подбираются фланцы по условным проходам и давлениям, на которые рассчитаны трубы. В водяных тепловых сетях и паропроводах с Ру

Читайте также: