USD 70.1217

-0.4

EUR 76.2245

-0.08

BRENT 83.06

-0.25

AИ-95

0

AИ-98

0

ДТ

0

, Обновлено 18 декабря 09:25
31786

Котлоагрегат

Это комплекс устройств для получения под давлением пара или горячей воды за счет сжигания топлива

Котлоагрегат

Котлоагрегат (котельный агрегат, котел) - это конструктивно объединенный в единое целое комплекс устройств для получения пара под давлением или горячей воды за счет сжигания топлива.

Главной частью котлоагрегата являются топочная камера и газоходы, в которых размещены поверхности нагрева, воспринимающие тепло продуктов сгорания топлива (пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель).
Элементы котлоагрегата опираются на каркас и защищены от потерь тепла обмуровкой и изоляцией.
Котлоагрегаты применяются:
  • на тепловых электростанциях (ТЭС) - для снабжения паром турбин; 
  • на НПЗ - для производства технического пара низкого и высокого давления, необходимого в техпроцессах нефтепереработки;
  • в промышленных и отопительных котельных - для выработки пара и горячей воды на технологические и отопительные нужды;
  • в судовых котельных установках.
Конструкция котлоагрегата зависит от:
  • его назначения, 
  • вида применяемого топлива,
  • способа сжигания, 
  • единичной паропроизводительности,
  • давления и температуры вырабатываемого пара.

Конструкция котлоагрегата

Топочная камера

Здесь происходят сгорание топлива и частичное охлаждение продуктов сгорания в результате лучистого теплообмена между нагретыми газами и покрывающими стены топочной камеры трубами, по которым циркулирует охлаждающая их среда (вода или пар).
Система этих труб называется топочными экранами.
На выходе из топки газы имеют температуру порядка 1000°С.

Пароперегреватели

Для дальнейшего охлаждения газов на их пути устанавливают трубчатые поверхности нагрева (пароперегреватели), выполняемые обычно в виде ширм - трубчатых змеевиков, собранных в плоские пакеты.
Теплообмен в ширмовых поверхностях осуществляется излучением и конвекцией, поэтому часто такие поверхности называют полурадиационными.
Пройдя ширмовый пароперегреватель, газы с температурой 800-900°С поступают в конвективные пароперегреватели высокого и низкого давления, представляющие собой пакеты труб.
Теплообмен в этих и последующих поверхностях нагрева осуществляется в основном конвекцией, и они называются конвективными.

Водяной экономайзер

После пароперегревателя на пути газов, имеющих температуру 600-700°С, устанавливается водяной экономайзер.

Воздухоподогреватель

Здесь газы (в зависимости от вида сжигаемого топлива) охлаждаются до 130-170°С.
Дальнейшему снижению температуры уходящих из котлоагрегата газов путем полезного использования их тепла для нагрева рабочей среды препятствует конденсация на поверхностях нагрева паров воды и серной кислоты, образующейся при сжигании сернистых топлив, что приводит к интенсивному загрязнению поверхностей нагрева золовыми частицами и к коррозии металла.

Устройство очистки от золы и серы

Охлажденные газы, пройдя устройства очистки от золы и, в некоторых случаях, от серы, выбрасываются дымовой трубой в атмосферу.
Твердые продукты сгорания топлива, уловленные в котлоагрегате, периодически или непрерывно удаляются через системы золоудаления и шлакоудаления.

Комплекс обдувочных и обмывочных аппаратов, вибраторов и дробеочистительных устройств

Для поддержания поверхностей нагрева в чистоте в предусматривается комплекс периодически включаемых обдувочных и обмывочных аппаратов, вибраторов и дробеочистительных устройств.

По характеру движения рабочей среды котлоагрегаты бывают:

  • с многократной естественной циркуляцией,
  • с принудительной циркуляцией,
  • прямоточные.
В котлоагрегатах с многократной циркуляцией рабочая среда непрерывно движется по замкнутому контуру (состоящему из обогреваемых и необогреваемых труб, соединенных между собой промежуточными камерами - коллекторами и барабанами), частично испаряясь в обогреваемой части контура.
Образовавшийся пар отделяется от воды в барабане, а испаренная часть котловой воды возмещается питательной водой, подаваемой питательным насосом в водяной экономайзер и далее в барабан.

Движение рабочей среды по циркуляционному контуру в котлоагрегатах с естественной циркуляцией осуществляется вследствие разности плотностей пароводяной смеси в обогреваемой (подъемной) части контура и воды в необогреваемой или слабо обогреваемой (опускной) его части.

В котлоагрегатах с принудительной циркуляцией рабочая среда по контуру перемещается под действием циркуляционного насоса.

Непрерывное упаривание котловой воды в котлоагрегатах с многократной естественной или принудительной циркуляцией приводит к возрастанию концентрации растворенных и взвешенных в ней примесей (солей, окислов, гидратов окислов), которые могут, отлагаясь на внутренней поверхности обогреваемых труб, ухудшать условия их охлаждения и стать причиной перегрева металла и аварийной остановки котлоагрегата из-за разрыва труб. 
Чрезмерное повышение концентрации примесей в котловой воде недопустимо из-за уноса их паром из барабана с капельками воды или в виде парового раствора в пароперегреватель, а также в турбину, где примеси оседают на лопатках турбомашины, уменьшая ее кпд.

С целью недопущения возрастания концентрации примесей в котловой воде производятся непрерывные и периодические продувки котла. 
Предельно допустимая концентрация примесей определяется конструкцией и параметрами котлоагрегата, составом питательной воды и тепловыми напряжениями экранных поверхностей нагрева.

В прямоточном котлоагрегате нагрев, испарение воды и перегрев пара осуществляются за 1 проход среды по тракту. 
При такой организации процесса генерации пара примеси, содержащиеся в питательной воде, не могут быть выведены из котлоагрегата продувкой части котловой воды, как это имеет место в котлоагрегате с естественной или принудительной многократной циркуляцией.

В прямоточном котлоагрегате часть примесей осаждается на внутреннюю поверхности труб, а часть (вместе с паром) поступает в турбину, где отлагается на лопатках. 
Поэтому к питательной воде прямоточных котлоагрегатов предъявляются более жесткие требования в отношении ее качества. 
Вода, поступающая в такие котлоагрегаты, предварительно обрабатывается в системе водоподготовки.

В энергетических установках для повышения экономичности используются схемы с вторичным (промежуточным) перегревом: пар после срабатывания части его тепловой энергии в турбине возвращается в котлоагрегат, подвергается дополнительному перегреву в пароперегревателе низкого давления и опять направляется в турбину.
Температура вторично перегретого пара обычно принимается такой же, как первично перегретого или близкой к ней.
Для поддержания температуры первичного и вторичного перегрева пара на требуемом уровне котлоагрегата снабжен регулирующими устройствами в виде смесительных и поверхностных теплообменников, систем рециркуляции части охлажденных дымовых газов в топочную камеру, приспособлениями для изменения угла наклона горелок.

Котлы для НПЗ

Потребности только в техническом паре на обычном НПЗ составляют около 500 т/час:
  • в ректификационных колоннах - где происходит разделение исходной смеси на компоненты при относительно небольшом избыточном давлении, основное потребление, там пар снижает температуру кипения продуктов переработки нефти;
  • в пароструйных эжекторах - пар создает вакуум, 
  • в паровых нагревателях - пар обеспечивает нагрев фракций нефтепродуктов,
  • пар высокого давления - применяется в приводах для насосов и компрессорах вместо менее мощной гидравлики.


Технологии переработки с использованием технического пара на НПЗ:

Паровые котлы также используются для обеспечения теплом помещений.


Паровое оборудование для НПЗ

  • трубчатые печи:
    • нагреваюют продукты жидкой фракции до 350-360 °С,
    • мощность - 0,5 - 5 МВт,
  • теплообменное оборудование, необходимое для плавной и непрерывной передачи тепловой энергии между жидкой и газообразной нефтяной фракции:
    • оснащено плавающей головкой и теплообменником с 2 трубками, 1 из которых вставлена в другую;
  • выпарные емкости, где из исходной смеси (сырой нефти) выпариваются необходимые фракции:
    • диапазон температур среды –30 до +270 °С.
Котлоагрегат для НПЗ
Это система сгорания топлива, куда входит топочная камера и горелка.
Конденсаторы передают теплоносителю теплоту сгорания топлива (природного газа, мазута, угля и др.), вырабатывая большое количество тепловой энергии, способной превратить воду в пар. 
Существуют жаротрубные и водотрубные конденсаторы:
  • в водотрубных котлах:
    • рабочая жидкость передвигается внутри металлических труб, 
    • продукт сгорания топлива проходит через систему узлов трубопроводов,
    • тепловая энергия нагретого газа поступают в теплоноситель, вслед за этим направляются наружу;
  • в жаротрубных агрегатах:
    • в трубе (газоходе) движется накаленный газ, 
    • газоход расположен внутри бака, наполненного водой.
Новости СМИ2




Подпишитесь на общую рассылку

лучших материалов Neftegaz.RU

* Неверный адрес электронной почты

Нажимая кнопку «Подписаться» я принимаю «Соглашение об обработке персональных данных»