Котельной установкой называется комплекс оборудования, предназначенный
для превращения химической энергии топлива в тепловую с целью получения
пара или горячей воды требуемых параметров.
Котельная установка состоит из котельного агрегата и вспомогательного
оборудования.
Котлоагрегат включает: топочное устройство; трубную систему с
барабанами; пароперегреватель, обеспечивающий перегрев пара выше
температуры насыщенного пара, получаемого в паровом пространстве котла;
экономайзер— устройство для нагрева воды, идущей на подпитку котла
(питательной воды); воздухоподогреватель для подогрева воздуха,
поступающего и топочное устройство. К котельному агрегату относят также
каркас с лестницами и помостами для обслуживания, обмуровку, газоходы и
арматуру.
К вспомогательному оборудованию относят: дымосос и дутьевой вентилятор;
питательные, водоподготовнтельные и пылеприготовительпые установки;
системы топливоподачи, золоулавливания (при сжигании твердого топлива);
газорегуляторную установку (при сжигании газообразного топлива); приборы
контроля и автоматики.
Котельные установки (котельные) по назначению подразделяются:
на отопительные — для обеспечения теплотой систем отопления, горячего
водоснабжения и вентиляции;
на отопительно-производственные — для обеспечения теплотой систем
отопления, вентиляции, для горячего водоснабжения и технологического
теплоснабжения;
на производственные — для технологического теплоснабжения.
Для котельных в качестве генераторов теплоты применяют паровые,
водогрейные и п про водогрейные котлы, изготовляемые промышленностью.
Параметры и паропроизводительность паровых котлов регламентированы ГОСТ
3019—82, введенным в действие 27 сентября 1982 г. и распространяющимся
на стационарные паровые котлы паропроизводительностью 0,16 — 3950 т/ч и
с давлением 0,9 — 25 МГ1а.
На котлы для локомобильных установок, котлы-утилизаторы,
энерготехнологические котлы, электрокотлы, а также другие котлы
специального назначения этот стандарт не распространяется. ГОСТ 3619 -
82 предусматривает изготовление паровых котлов следующих типов: П1( — с
принудительной циркуляцией; Прп — с принудительной циркуляцией, с
промежуточным перегревом пара; Е - с естественной циркуляцией; Е —с
естественной циркуляцией, с промежуточным перегревом пара; П —
прямоточные; Пп — прямоточные, с промежуточным перегревом пара; Кп--с
комбинированной циркуляцией, с промежуточным перегревом пара.
Совершенствование паровых котлов сопровождается повышением
паропроизводительности, параметров пара и его КПД, а также уменьшением
удельного расхода металла на изготовление котла.
Развитие простого цилиндрического парового котла проходило в двух
направлениях (рис. 1). Первое — создание газотрубных котлов, когда в
цилиндрический котел вставляли сначала от одной до трех труб большого
диаметра (жаровые трубы), а затем десятки труб малых диаметров
(дымогарные трубы). Второе — создание водотрубных котлов путем
увеличения числа цилиндров, составляющих котел, сначала от трех до
девяти относительно большего диаметра — батарейные котлы, а затем до
десятков и сотен цилиндров небольшого диаметра — кипятильные трубы.
Последние первоначально устанавливались иод углом до 12° к горизонту и
объединяли в пучки посредством камер или секций, присоединявшихся к
расположенным под ними горизонтальным барабанам,
горизонтально-водотрубные котлы. Затем прямые кипятильные трубы стали
устанавливать вертикально или под большим углом к горизонту и соединять
ими верхние и нижние горизонтальные барабаны. Прямые трубы постепенно
заменяли изогнутыми, а число барабанов котла уменьшали. Современные
вертикально-водотрубные котлы имеют один пли два барабан и. Водотрубным
называют и безбарабанный прямоточный котел.
В настоящее время в котельных применяют чугунные и
стальные котлы.
Чугунные котлы обычно используют как водогрейные, а при оборудовании их
паросборником как паровые котлы низкого давления. Чугунные водогрейные
котлы надежно работают только на твердом топливе, а при переводе на
жидкое или газообразное топливо быстро выходят из строя из-за появления
трещин в секциях.
Основное преимущество стальных водогрейных котлов по сравнению с
чугунными — экономичность и надежность в эксплуатации.
К недостаткам водотрубных котлов, работающих в водогрейном режиме,
относят низкие скорости воды около наиболее напряженной части — жаровой
трубы. В результате при работе котла интенсивно откладывается накипь на
жаровой трубе и забивается межтрубное пространство, Поэтому газотрубные
котлы менее перспективны в качестве водогрейных по сравнению с такими
котлами, как ТВГ, ВКС и ТГ, в которых поддерживаются повышенные скорости
воды в трубах.
Капитальные вложения в строительство котельных с чугунными котлами
составляют примерно 40 % ежегодных капитальных вложений в сооружения
всех котельных установок в стране.
Основная особенность современных котельных агрегатов— конструктивная
блочность узлов и элементов, а также плотное экранирование топочной
камеры и применение облегченной обмуровки.
В настоящее время основные центры современного котлостроения в нашей
стране — Таганрогский, Барна* ульский и другие специализированные
котельные заводы в соответствии с потребностями народного хозяйства
выпускают свыше 60 типов различных котлов.
В сельскохозяйственном производстве из водогрейных котлов наиболее часто
применяют унифицированные водогрейные котлы KB-ГМ, KB-ТС и КВ-ТК (К —
котел, В — водогрейный, ГМ — газомазутный, Т — на твердом топливе, С —
слоевой метод сжигания, К — камерный метод сжигания) тепловой мощностью
4,6; 7,5; 11,6; 23,0 н 34,8 МВт.
Котлы серии ПТ В М. для работы на жидком и газообразном топливе
выпускают тепловой мощностью до 210 МВт.
Из современных паровых котлов наибольшее применение нашли
вертикально-водотрубные (одно- и двухбарабанные) и прямоточные котлы.
В настоящее время появились новые малометражные паровые котлы
производительностью до 1 т/ч и давлением 0,9 МПа с естественной
циркуляцией воды.
Промышленность выпускает паровые котлы ДКВР (двухбарабанный,
водотрубный, реконструированный) с рабочим давлением 1,4 МПа,
номинальной паропроизводительностью 2.5; 4,0; 6,5; 10,0; 25,0; 35,0 т/ч,
а также рабочим давлением 2,4 и 3,9 МПа.
Котлы ДКВР, усовершенствованные в результате реконструкции котлов ДКВ, в
отличие от последних имеют меньшую длину верхнего барабана и
экранированную топку. При меньшей поверхности нагрева котлы ДКВР имеют
ту же паропропзводительность, что и ДКВ, за счет улучшения
теплопередачи. Экранированная топочная камера обеспечивает низкую
температуру уходящих газов, а небольшие тепловые напряжении экранов—
длительную сохранность обмуровки котлов.
Котлы ДКВР удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к котлам
малой производительности. Наличие развитого кипятильного пучка
обеспечивает глубокое охлаждение дымовых газов, в результате чего
обеспечивается экономичная работа котлов. КПД котлоагрегатов составляет
75.0...91,8 %.
Бийский котельный завод выпускает газомазутные двухбарабанные паровые
котлы 1.-35-24ГМ с давлением
2,4 МПа и паропронзводительностью 35 т/ч,
устройство которых аналогично устройству котлов ДК.ВР.
Наряду с двухбарабанными котлами низкого давления* получили
распространение однобарабанные вертикально-водотрубные паровые котлы со
средним давлением, производительностью 20, 25, 35, 50 и 75 т/ч и
температурой пара 440° С.