Допоміжні системи і пристрої котельних установок
Допоміжні системи і пристрої котельних установок містять: систему транспорту і паливопідготовки, систему водопідготовки і водного режиму, систему золовловлювання й очищення димових газів, систему тяго — дуттьових пристроїв, насоси живильної води, димову трубу.
Котельну установку також обладнують різними регулювальними за — порними і захисними пристроями, а також системою автоматичного регулювання, що підвищує економічність і надійність її роботи. Потреба в тих або тих допоміжних пристроях і їх елементах залежить від призначення котельної установки, виду палива і способу його спалювання.
Системи пилоприготування у процесі спалювання вугілля складаються з пристроїв подрібнення і сушіння палива, його дозування, транспортування і нагромадження. Середовище, що використовується для су — шіння палива, називають сушильним агентом. Як сушильний агент палива можна використовувати гаряче повітря, гарячі продукти згорання, водяну пару або їх суміші. Газоподібне середовище з випареною вологою після процесу сушіння вугілля називають відпрацьованим сушильним агентом.
За типом зв’язку розмелювальних пристроїв з котлами розрізняють два види систем пилоприготування: центральні та індивідуальні.
У центральних системах пилоприготування сушіння і розмел вугілля винесено за межі котельних цехів. Іноді сушіння виконують на сушильному заводі.
В індивідуальних системах пилоприготування пристрої для розмелу і сушіння вугілля знаходяться в котельному цеху і пов’язані з роботою котла як у часі, так і за сушильним агентом (повітря або продукти згорання, що забирають з котла).
Індивідуальні системи пилоприготування найбільше поширені. їх поділяють на системи з прямим вдувом пилу і з проміжними бункерами готового пилу. У системах прямого вдуву вугільний пил після сушіння подається до пальників топкової камери. У системах з проміжними бункерами пил після відділення від сушильного агента нагромаджується в бункерах.
Вибір типу млинів визначається типом твердого палива. На котел установлюють не менше двох млинів.
Розмелювальні пристрої розрізняються за принципом подрібнення і швидкістю руху подрібнювальних органів.
Молоткові млини широко використовують для підготовки до спалювання кам’яного вугілля зі значним виходом летких ( Глг> 30 %), бурого вугілля, сланців і фрезерного торфу. Вони належать до швидкохідних млинів, мають частоту обертання 9,8.. .16,5 с-1. Млини-вентилятори також належать до швидкохідного типу млинів (частота обертання 9,8…24,5 с-1).
Шарові барабанні млини встановлюють у системах пилоприготування для абразивного вугілля з низькою розмельністю, а також щоб одержати тонке мливо (антрацити, напівантрацити, деяке кам’яне і буре вугілля). Вони мають знижену чутливість до наявності металу, є універсальними і можуть працювати на будь-якому паливі. їх відносять до тихохідного типу млинів (частота обертання 0,25…0,4 с-1).
Системи водопідготовки і водяного режиму котельної установки забезпечують хімічну підготовку живильної води і відновлення втрат конденсату за рахунок відповідної обробки природної води, що містить ту або ту кількість шкідливих для роботи котла домішок (розчинених солей і газів і нерозчинених завислих речовин). Найшкідливішими є солі жорсткості (різні сполуки кальцію і магнію, розчинність яких у воді незначна) і корозійноактивнігази (кисень і вуглекислий газ). Солі жорсткості, що відкладаються на поверхнях нагріву, створюють щільний шар накипу . Речовини, що кристалізуються в об’ємі води, утворюють завислі в ній частинки у вигляді шламу. Теплопровідність накипу (0,1 …0,2 Вт/мК) в багато разів менша від теплопровідності металу, тому через накип малої товщини різко погіршується теплопередача від газів до води і підвищу — ється температура стінок труб. Це, у свою чергу, знижує економічність котла в результаті підвищення температури димових газів і зменшує строк служби металевих стінок поверхонь нагріву.
Щоб запобігти відкладенню накипу, природну воду попередньо спеціально обробляють: освітлюють — видаляють механічні домішки відстоюванням і фільтруванням; пом’якшують — видаляють накипоутворювачі і деаерують — видаляють розчинені у воді гази.
У процесі пароутворення концентрація солей води, що знаходиться в об’ємі котла, збільшується. Для підтримки її на сталому рівні, що виключає випадання солей з розчину, застосовують безупинну або періодичну продувку, під час якої з барабана котла виводиться деяка частина води з великою концентрацією солей.
Для котлів малої потужності використовують лише внутрішньокот — лову обробку води, коли в живильну воду добавляють хімічні речовини — антинакипіни, що вступають в реакцію з солями і сприяють випаданню їх в вигляді шламу, який видаляють продувкою.
Щоб зменшити винесення солей з парою і небажане відкладення їх в трубах пароперегрівника і проточної частини турбіни, застосовують сепарацію пари в спеціальних пристроях барабана котла, що забезпечу — ють відділення крапель води від пари.
Система очищення газів існує у зв’язку з тим, що в продуктах згорання палива містяться шкідливі для навколишнього середовища токсичні складові: летка зола, оксиди сірки SO2 і SO3 і азоту NO і NO2. Під час роботи котельної установки на твердому паливі обов’язково треба застосовувати золовловлювачі. За принципом дії золовловлювачі поділяють на механічні сухі і мокрі й електростатичні. Механічні сухі золовловлювачі циклонного типу відокремлюють частинки від газу за рахунок відцентрових сил під час обертального руху потоку. Ступінь вловлювання золи в них 75-80 % при гідравлічному опорі 0,5…0,7 кПа.
Механічні мокрі золовловлювачі являють собою вертикальні циклони з водяною плівкою, що стікає по стінках. Ступінь вловлювання золи в них дещо вищий, ніж в механічних, і перевищує 80-90 %. Електрофільтри забезпечують високий ступінь очистки газів (95-99 %) при гідравлічному опорі 150…200 Па без зниження температури і зволоження димових газів.
1 азоповітряш допоміжні пристрої (вентилятори, димососи) подають повітря на горіння в топку котла й евакуюють продукти згорання.
Тяга може бути природною і штучною. Природна тяга виникає в димарі внаслідок різниці густини атмосферного повітря і гарячих газів в димарі.
В установках з великим гідравлічним опором газового тракту, коли димар не забезпечує природної тяги, застосовують штучну тягу, установлюючи димососи за котлом (після золовловлювача). Розрідження, створюване димососом, визначається гідравлічним опором газового тракту і потребою підтримувати розрідження в топці на рівні 20…30 Па. В невеликих котельних установках розрідження, створюване димососом, становить 1…2 кПа, ав потужних — 2,5…3 кПа.
Для подачі повітря в топку і подолання гідравлічного опору повітряного тракту (повітроводів, повітропідігрівника, шару палива або пальників) перед повітропідігрівником установлюють вентилятори. Опір повітряного тракту котла малої потужності становить 1 …1,5 кПа, великої — 2…2,5 кПа.
Система автоматичного регулювання котельних установок забезпечує зміну навантаження установки, зберігаючи задані параметри (тиск і температура пари) і максимального ККД установки. Крім того, ця система підвищує безпеку, надійність і економічність роботи котла, скорочує кількість обслуговуючого персоналу і полегшує умови його роботи. Автоматичне регулювання котла включає регулювання подачі води, температури перегрітої пари і процесу горіння. Живлення котла можна регулювати, щоб забезпечити відповідність між витратами води, що подається в котел, і виробленої пари, що характеризується сталістю рівня водив барабані.
У котельних установках, які працюють напилоподібному паливі, можна також регулювати роботу системи пилоприготування регулятором завантаження млинів, що забезпечують сталість завантаження кульових барабанних млинів, і регулятором температури пилоповітряної суміші за млином.