Il dispositivo delle caldaie a vapore

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Il dispositivo delle caldaie a vapore

Installato su gru caldaie a vapore di tipo esclusivamente verticale con tubi da fumo o caldaia. In base alle prestazioni, queste caldaie possono essere classificate come caldaie bassa potenza. Sulla fig. 6 mostra una caldaia a vapore verticale con tubi antincendio, montata su una gru PK-TsUMZ-15.

Riso. 6. Caldaia con tubi antincendio della gru PK-TsUMZ-15:
A - fornace; B - spazio d'acqua; B - spazio vapore; Passaggi tra tubi espansi a G; D - foro per vite; E - fumogeno; 1 - foglio del focolare; g - griglia di cottura; 3 - anello di fango; 4 - guscio esterno; 5 - griglia antifumo; 6 - tubi antincendio; 7 - porta shurovochny; S - foglio riflettente; 9 - griglia; 10 - portello a filo; 11 - tombino; 12 - muratura della caldaia; 13 - cenere; 14 - cattura scintille; 15 - guscio del foro di perforazione; 16 - dispositivo di soffiaggio; 17 - spina di controllo; 18 - leva comando griglia; 19 - zampa della caldaia

Le caldaie di un tipo simile, con solo dati e dimensioni diversi, sono installate su gru PK-6.

Le parti principali di questa caldaia sono: un forno in cui viene bruciato il combustibile; la parte cilindrica della caldaia, formando intercapedini di acqua e vapore, dove l'acqua evapora trasformandosi in vapore; camera di fumo, dove vengono diretti i gas dei tubi di fuoco e da cui escono attraverso il camino nell'atmosfera.

Il forno a caldaia è formato da una lamiera del forno arrotolata in un tamburo cilindrico e una griglia antincendio. La lamiera del forno e la griglia del fuoco sono realizzate in lamiera d'acciaio del forno 15K.

La griglia del fuoco è realizzata per stampaggio ed è un disco con i bordi piegati verso il basso, collegato alla lamiera del forno.

La parte cilindrica della caldaia è formata da una lamiera della caldaia in acciaio 20K arrotolata in un tamburo. I bordi dei fusti cilindrici, delle griglie e degli elementi della caldaia sono uniti tra loro in un giunto saldato.

Riso. 7. Sportello di lavaggio

Il tamburo della parte cilindrica della caldaia ha un diametro leggermente maggiore rispetto al forno, grazie al quale il forno, entrando nel tamburo, forma la parte inferiore dello spazio idrico.

In basso, tra il tamburo cilindrico della caldaia e la fornace, vi è un anello di fango in S. 3 sezione rettangolare; le estremità dell'anello sono saldate di testa. Attraverso tale anello, la parte cilindrica della caldaia è collegata da un camino; la caldaia è montata su un telaio girevole per gru e rinforzata con zampe.

Il combustibile viene gettato nella fornace sulla griglia attraverso un foro nella lamiera esterna della parte inferiore della caldaia e nella lamiera della fornace stessa. I bordi di questi fori sono piegati e saldati alla giunzione, formando un foro per la vite. All'esterno è chiuso da una massiccia porta in ghisa.

Un foglio riflettente fissato su rack all'interno dell'anta del cassetto serve a proteggerlo dal riscaldamento eccessivo.
Per il lavaggio e la pulizia della caldaia, nella lamiera esterna sono ricavate due file di portelli a filo, la cui disposizione è mostrata in fig. 7.

La prima fila di portelli si trova sopra l'anello di fango e serve a pulire lo spazio d'acqua dallo sporco e dai fanghi che si depositano sull'anello, la seconda fila si trova a livello della griglia di cottura e serve a sciacquare e pulire la sua superficie.

Per facilitare la pulizia della caldaia, la riparazione e l'ispezione della sua parte interna, sul lato del forno opposto al foro di cottura, è posizionato un boccaporto (Fig. 8) di dimensioni 300 X 400 mm leggermente al di sopra del livello di la griglia del fuoco.

Riso. 8. Botola:
1 - lamiera esterna della caldaia; 2 - anello di rinforzo del tombino; 3 - guarnizione; 4 - tombino; 5 tornanti; 6 - staffa del portello

Nelle aperture del fuoco e delle griglie da fumo sono fissate le estremità dei tubi del fuoco (Fig. 9); un tappo di controllo è posizionato in uno dei tubi, la cui lega si scioglie quando il livello dell'acqua scende al di sotto del livello consentito. I tubi di fumo aumentano la superficie di riscaldamento. Come più tubi, più superficie totale riscaldamento e più vapore darà la caldaia. Nella caldaia considerata della gru PK-TsUMZ-15 ci sono 122 tubi antincendio.

Per facilitare l'accesso ai tubi del fuoco posti nella parte centrale della caldaia, questi sono posti sotto forma di quattro fasci separati l'uno dall'altro da due passaggi espansi tra loro perpendicolari.

La distanza tra i centri di due tubi adiacenti è chiamata passo dei tubi, e il corpo del reticolo tra i due fori per i tubi è chiamato ponticello, o ponte.

I ponti, specialmente nella griglia di cottura, a causa dei grandi effetti della temperatura, sono il punto più vulnerabile, in cui compaiono più spesso le crepe. Pertanto, le condizioni dei ponti devono essere attentamente monitorate durante il funzionamento della caldaia e durante le riparazioni non devono essere ridotte le loro dimensioni.
L'estremità superiore dei tubi è svasata a un diametro maggiore e quella inferiore, al contrario, si arrotola fino a un diametro inferiore, per cui, durante la sostituzione o la riparazione, vengono rimossi abbastanza facilmente verso l'alto anche se c'è un piccolo strato di squame sulla loro superficie. Le estremità inferiori dei tubi di diametro ridotto, inoltre, possono essere fissate nella griglia antincendio mediante anelli distanziatori in rame ricotto [rosso. Tali anelli non solo sigillano i giunti, ma proteggono anche i bordi dell'apertura della griglia da eventuali danni.

L'estremità inferiore dei tubi da fumo è posta nell'apertura della griglia del fuoco in modo tale che sporga di 8 mm verso il fuoco; dopo aver impostato il tubo, l'estremità sporgente di esso viene spenta e scottata a colpo sicuro.

Anche le estremità superiori dei tubi di fuoco sporgono oltre la griglia di 10-15 mm; sono sigillati con svasatura dall'interno. Nella parte superiore della caldaia è presente una camera da fumo realizzata in lamiera d'acciaio di spessore 4-5 mm. Per facilitare l'accesso alla griglia e ai tubi da fumo (per la pulizia), la parte cilindrica della camera da fumo è dotata di boccaporti o di un coperchio staccabile.

Nella parte inferiore del forno è installata una griglia, sulla quale giace uno strato di combustibile in fiamme.

Riso. 9. Tubo fumo: 1 - tubo; 2 - anello di guarnizione in rame; 3 - spina di controllo

La griglia è costituita da piastre grigliate separate, nel cui corpo sono ricavate delle fessure per il passaggio dell'aria. È installato in modo che lo strato di combustibile in fiamme si trovi leggermente al di sopra del livello dell'anello di fango. Ciò consente di evitare un eccessivo surriscaldamento della lamiera del forno in caso di accumulo di uno strato di fango sull'anello di fango. La portata d'aria e l'intensità della combustione del combustibile dipendono dalle dimensioni dell'area aperta (somma di tutte le fessure della griglia) della griglia. Di solito nella griglia delle caldaie a gru zhi-piena area della griglia.

Le piastre separate della griglia sono rese mobili, ruotano su perni orizzontali. Ciò semplifica la pulizia della griglia dalle scorie. Con l'aiuto di leve, tali piastre assumono una posizione inclinata, di conseguenza, lo strato di scorie viene allentato, incrinato e scaricato nel cassetto della cenere.

Per aumentare il tiraggio nella camera da fumo della caldaia, è installato un sifone: un tubo anulare con fori in cui viene fornito vapore, se necessario. Inoltre viene utilizzato un dispositivo di soffiaggio, che ha la forma di un corno sagomato con tre ugelli rivolti verso l'alto. Trascorso motore a vapore il vapore viene diretto a questo dispositivo e, uscendo dagli ugelli, forma un flusso a forma di ventaglio lungo il camino, creando un ulteriore vuoto al suo interno, a seguito del quale aumenta l'afflusso di aria che passa attraverso la griglia.

Per ridurre le perdite di calore, la superficie cilindrica della caldaia è ricoperta (rivestita) con uno strato (30-40 mm) di massa di amianto-argilla dall'esterno.

La massa laterizia sulla superficie della caldaia può essere applicata a caldo nel modo seguente. Nella caldaia, la pressione del vapore viene portata a 3-4 kg/cm2, quindi viene applicato uno strato di amianto liquido sulla superficie della caldaia e, mentre si asciuga, viene applicato uno strato di massa di amianto-argilla. La muratura della caldaia può essere eseguita anche a freddo, in questo caso, dopo la muratura, la caldaia viene immediatamente rivestita con un ferro da tetto e tenuta immobile per almeno un giorno.

L'uniformità dello spessore dello strato di rivestimento ed il rinforzo del rivestimento si ottengono posizionando sulla caldaia più cosiddetti anelli faro, distanziati dalla parte cilindrica della caldaia per lo spessore dello strato di rivestimento. Questi anelli del faro sono pressati con cinghie speciali pelle esterna caldaia.

Su un certo numero di gru, comprese le gru con una capacità di sollevamento di 7,5 tonnellate dell'impianto intitolato. Rivolta di gennaio, sono state installate caldaie con tubi bollenti.

Una caldaia con tubi di ebollizione (Fig. 10) è costituita da un tamburo verticale esterno chiuso dall'alto con un coperchio stampato. All'interno del tamburo c'è un tubo di fiamma, la cui parte superiore si restringe gradualmente e si trasforma in un tubo di fuoco. Per proteggere il tamburo dalla rapida combustione con dentro viene inserito un tubo di sicurezza che forma uno spazio anulare del gas. All'interno del tubo di sicurezza è posizionato un surriscaldatore a forma di serpentino tubolare a due ranghi.

Per aumentare la superficie di riscaldamento, due coppie di tubi della caldaia vengono saldati nel tubo della fiamma, posizionati parallelamente l'uno all'altro. Nella parte inferiore, il tubo di fiamma è collegato al tamburo esterno da un anello di fango.

Un guscio tondo saldato al tamburo esterno e al tubo di fiamma forma un foro per la vite, chiuso da una porta in ghisa con una lastra riflettente.

La caldaia è installata e fissata al telaio della gru per mezzo di un anello di fango portante, in cui è montato un contrappeso in ghisa, che è allo stesso tempo il cassetto cenere della caldaia; su questo contrappeso vengono posate delle griglie, che formano una griglia.

Per eliminare il surriscaldamento delle pareti nella zona dell'anello di fango, sulla griglia è stato posato un rivestimento in chamotte.

È stato praticato un foro speciale per l'ispezione e la riparazione della caldaia e sono stati installati portelli di ispezione contro ciascuna delle tubazioni della caldaia. In prossimità dell'anello di fango sono presenti tre piccoli portelli di lavaggio per la pulizia e la rimozione dei fanghi dal fondo della caldaia.

La parte inferiore del tubo di fiamma e la griglia formano il forno della caldaia.

Lo spazio tra il tubo di fiamma e il tamburo esterno, così come la parte interna dei tubi della caldaia, è il volume dell'acqua e lo spazio tra il tamburo esterno e il tubo di fuoco è lo spazio del vapore.

Riso. 10. Caldaia a vapore verticale con tubi di caldaia:
1 - tamburo esterno; 2 - tubo di fiamma; 3 - anello di fango; 4 - tubo bollente; 5 - batteria del surriscaldatore; 6 - tubo di campionamento del vapore; 7 - tubo di fumo; 8 - camino; 9 - tubo di sicurezza; 10 - porta del tour; 11 - rivestimento; 12- griglia; 13 - piatto di cenere del peso di deflessione; 14 - anello di supporto

Nel collo del tubo di fiamma sono installati due tappi di controllo, che danno un segnale nel caso in cui il livello dell'acqua scenda al di sotto del limite consentito.
Un tubo è posizionato all'interno dello spazio del vapore, attraverso il quale il vapore entra nel parte superiore serpentina del surriscaldatore e, attraversandola, entra nella linea di alimentazione del vapore.

Le caldaie si distinguono per le seguenti caratteristiche:

Su appuntamento:

Energicamentee- produzione di vapore per turbine a vapore; si distinguono per l'elevata produttività, l'aumento dei parametri del vapore.

Industriale- produrre vapore sia per le turbine a vapore che per le esigenze tecnologiche dell'impresa.

Il riscaldamento- produzione di vapore per il riscaldamento di edifici industriali, residenziali e pubblici. Questi includono caldaie ad acqua calda. Caldaia ad acqua calda: un dispositivo progettato per ricevere acqua calda con pressione superiore a quella atmosferica.

Caldaie a calore residuo- progettati per produrre vapore o acqua calda mediante l'utilizzo di calore da risorse energetiche secondarie (SER) nel trattamento dei rifiuti chimici, dei rifiuti domestici, ecc.

Tecnologia energetica- progettati per produrre vapore mediante energia secondaria e sono parte integrante del processo tecnologico (ad esempio, unità di recupero soda).

Secondo il design del dispositivo di combustione(Fig. 7):

Riso. 7. Classificazione generale dei dispositivi di combustione

Distinguere i focolari stratificato - per bruciare combustibile grumoso e Camera - per la combustione di gas e combustibili liquidi, nonché combustibile solido allo stato in polvere (o finemente frantumato).

I forni a strati sono suddivisi in forni a letto denso e fluidizzato e i forni a camera sono suddivisi in forni a svasatura a flusso diretto e forni a ciclone (vortice).

I forni a camera per combustibile polverizzato sono suddivisi in forni con rimozione delle ceneri solide e liquide. Inoltre, in base alla progettazione possono essere monocamerali e multicamerali e in modalità aerodinamica - sotto vuoto e sovralimentato.

Fondamentalmente, viene utilizzato uno schema del vuoto, quando viene creata una pressione inferiore alla pressione atmosferica nei condotti del gas della caldaia da un aspiratore di fumi, cioè il vuoto. Ma in alcuni casi, quando si bruciano gas e olio combustibile o combustibili solidi con rimozione delle ceneri liquide, è possibile utilizzare un circuito pressurizzato.

Schema di una caldaia pressurizzata. In queste caldaie fornisce un'unità di ventilazione ad alta pressione sovrapressione nella camera di combustione 4 - 5 kPa, che consente di superare la resistenza aerodinamica del percorso del gas (Fig. 8). Pertanto, in questo schema non esiste un aspiratore di fumo. La tenuta al gas del percorso del gas è assicurata dall'installazione di schermi a membrana nella camera di combustione e sulle pareti dei fumi della caldaia.

Vantaggi di questo schema:

Costi di capitale relativamente bassi per la muratura;

Inferiore rispetto ad una caldaia funzionante sottovuoto, consumo di energia elettrica per il proprio fabbisogno;

Maggiore efficienza grazie alla riduzione delle perdite con i fumi per l'assenza di aspirazione dell'aria nel percorso del gas della caldaia.

Difetto- la complessità della tecnologia di progettazione e produzione delle superfici riscaldanti a membrana.

Per tipo di liquido di raffreddamento generato dalla caldaia: vapore e acqua calda.

Per il movimento di gas e acqua (vapore):

Tubo del gas (tubo del fuoco e con tubi del fumo);

Tubo dell'acqua;

Combinato.

Schema di una caldaia a tubi di fuoco. Le caldaie sono progettate per sistemi chiusi di riscaldamento, ventilazione e fornitura di acqua calda e sono costruite per funzionare a una pressione di esercizio ammissibile di 6 bar e temperatura ammissibile acqua fino a 115°C. Le caldaie sono progettate per funzionare con combustibili gassosi e liquidi, inclusi olio combustibile e petrolio greggio, e forniscono un'efficienza del 92% quando si lavora a gas e dell'87% con olio combustibile.

Le caldaie ad acqua calda in acciaio hanno una camera di combustione reversibile orizzontale con una disposizione concentrica di tubi di fuoco (Fig. 9). Per ottimizzare il carico termico, la pressione in camera di combustione e la temperatura dei fumi, i tubi di combustione sono dotati di turbolatori in acciaio inox.

Riso. 8. Schema della caldaia in "pressione":

1 - albero di aspirazione dell'aria; 2 - ventola ad alta pressione; 3 - riscaldatore ad aria del 1° stadio; 4 - economizzatore d'acqua del 1° stadio; 5 - riscaldatore ad aria del 2° stadio; 6 - condotti dell'aria calda; 7 - dispositivo bruciatore; 8 - schermi a tenuta di gas realizzati con tubi a membrana; 9 - canna fumaria

Riso. 9. Schema della camera di combustione delle caldaie a tubi di fumo:

1 - copertina;

2 - forno a caldaia;

3 - tubi antincendio;

4 - tavole tubolari;

5- caminetto parte della caldaia;

6 - botola del camino;

7 - dispositivo bruciatore

Attraverso la circolazione dell'acqua tutta la varietà di design delle caldaie a vapore per l'intera gamma di pressioni di esercizio può essere ridotta a tre tipi:

- Con circolazione naturale - Riso. 10 bis;

- con circolazione forzata multipla- Riso. 10b;

- Una volta attraverso - Riso. 10° secolo

Riso. 10. Metodi di circolazione dell'acqua

Nelle caldaie a circolazione naturale, il movimento del fluido di lavoro lungo il circuito evaporativo viene effettuato a causa della differenza di densità delle colonne del mezzo di lavoro: acqua nel sistema di alimentazione discendente e miscela vapore-acqua in quello evaporativo ascendente parte del circuito di circolazione (Fig. 10a). La pressione di pilotaggio di circolazione nel circuito può essere espressa dalla formula

, Papà,

dove h è l'altezza del contorno, g è l'accelerazione di caduta libera, , è la densità dell'acqua e della miscela vapore-acqua.

A pressione critica spazio di lavoroè monofase e la sua densità dipende solo dalla temperatura, e poiché queste ultime sono vicine tra loro nel discendente e sistemi di sollevamento, allora la pressione motrice della circolazione sarà molto piccola. Pertanto, in pratica, la circolazione naturale viene utilizzata solo per caldaie fino a alte pressioni, di solito non superiore a 14 MPa.

Il movimento del fluido di lavoro lungo il circuito di evaporazione è caratterizzato dal rapporto di circolazione K, che è il rapporto dell'orario flusso di massa del fluido di lavoro attraverso il sistema evaporativo della caldaia alla sua produzione oraria di vapore. Per le moderne caldaie ad altissima pressione K = 5-10, per le caldaie a bassa e media pressione K va da 10 a 25.

Una caratteristica delle caldaie a circolazione naturale è il metodo di disposizione delle superfici di riscaldamento, che consiste in quanto segue:

i pluviali non devono essere riscaldati per mantenerli sufficienti alto livello ;

· i tubi di sollevamento devono essere di progettazione tale da escludere la formazione di ristagni di vapore durante il passaggio della miscela vapore-acqua attraverso di essi;

le velocità dell'acqua e della miscela in tutti i tubi devono essere moderate per ottenere una bassa resistenza idraulica, che si ottiene scegliendo tubi di superficie riscaldante sufficiente grande diametro(60 - 83 mm).

Nelle caldaie a circolazione forzata multipla, il movimento del fluido di lavoro lungo il circuito di evaporazione viene effettuato a causa del funzionamento della pompa di circolazione, che è inclusa nel flusso verso il basso del fluido di lavoro (Fig. 10b). Il rapporto di circolazione è mantenuto basso (K=4-8), perché pompa di circolazione ne garantisce la conservazione durante tutte le fluttuazioni di carico. Le caldaie a circolazione forzata multipla risparmiano metallo per riscaldare le superfici, poiché sono consentite velocità dell'acqua più elevate e miscela di lavoro, migliorando così parzialmente il raffreddamento della parete del tubo. Allo stesso tempo, le dimensioni dell'unità sono alquanto ridotte, poiché il diametro dei tubi può essere scelto più piccolo rispetto alle caldaie a circolazione naturale. Queste caldaie possono essere utilizzate fino a pressioni critiche di 22,5 MPa, la presenza di un tamburo consente di asciugare bene il vapore e soffiare attraverso l'acqua contaminata della caldaia.

Nelle caldaie a passaggio singolo (Fig. 10c), il rapporto di circolazione è uguale a uno e il movimento del fluido di lavoro dall'ingresso all'economizzatore all'uscita dall'unità vapore surriscaldato forzato, effettuato da una pompa di alimentazione. Non è presente il tamburo (elemento piuttosto costoso), che dà un certo vantaggio alle unità a flusso diretto ad altissima pressione; questa circostanza determina tuttavia un aumento del costo del trattamento dell'acqua di stazione a pressione supercritica, in quanto aumentano i requisiti di purezza dell'acqua di alimentazione, che in questo caso non dovrebbe contenere più impurità del vapore prodotto dalla caldaia. Le caldaie monouso sono universali in termini di pressione di esercizio e, a pressione supercritica, sono generalmente gli unici generatori di vapore e sono ampiamente utilizzati nella moderna industria dell'energia elettrica.

Esiste un tipo di circolazione dell'acqua nei generatori di vapore a passaggio unico - circolazione combinata, effettuata da una pompa speciale o un circuito di circolazione parallelo aggiuntivo di circolazione naturale nella parte evaporativa di una caldaia a passaggio unico, che consente di migliorare il raffreddamento dei tubi schermati a bassi carichi della caldaia aumentando la massa circolante attraverso di essi del 20-30% dell'ambiente di lavoro.

Schema di una caldaia a circolazione forzata multipla per la pressione subcritica è mostrato in fig. undici.

Riso. undici. Schema strutturale caldaia a circolazione forzata multipla:

1 - economizzatore; 2 - tamburo;

3 - tubo di alimentazione inferiore; 4 - pompa di circolazione; 5 - distribuzione dell'acqua attraverso i circuiti di circolazione;

6 - superfici riscaldanti per radiazione evaporativa;

7 - festone; 8 - surriscaldatore;

9 - riscaldatore ad aria

La pompa di circolazione 4 funziona con una caduta di pressione di 0,3 MPa e consente l'utilizzo di tubi di piccolo diametro, risparmiando metallo. Il piccolo diametro dei tubi e il basso rapporto di circolazione (4 - 8) provocano una relativa diminuzione del volume d'acqua dell'unità, quindi una diminuzione delle dimensioni del tamburo, una diminuzione della perforazione in esso, e quindi un generale diminuzione del costo della caldaia.

Il piccolo volume e l'indipendenza della pressione di circolazione utile dal carico consentono di fondere e fermare rapidamente l'unità, ad es. operare in modalità di controllo. L'ambito delle caldaie a circolazione forzata multipla è limitato da pressioni relativamente basse, alle quali è possibile ottenere il massimo effetto economico grazie alla riduzione del costo delle superfici riscaldanti evaporative convettive sviluppate. Le caldaie a circolazione forzata multipla hanno trovato distribuzione negli impianti a recupero di calore e negli impianti a ciclo combinato.

Caldaie a flusso diretto. Le caldaie a passaggio diretto non hanno un confine fisso tra l'economizzatore e la parte evaporativa, tra la superficie riscaldante evaporativa e il surriscaldatore. Quando la temperatura dell'acqua di alimentazione, la pressione di esercizio nell'unità, il regime dell'aria del forno, il contenuto di umidità del combustibile e altri fattori cambiano, cambiano i rapporti tra le superfici riscaldanti dell'economizzatore, la parte evaporativa e il surriscaldatore . Quindi, quando la pressione nella caldaia diminuisce, il calore del liquido diminuisce, il calore di evaporazione aumenta e il calore di surriscaldamento diminuisce, quindi la zona occupata dall'economizzatore (zona di riscaldamento) diminuisce, la zona di evaporazione aumenta e la zona di surriscaldamento diminuisce.

Nelle unità passanti, tutte le impurità provenienti dall'acqua di alimentazione non possono essere rimosse con soffiaggio come le caldaie a tamburo e si depositano sulle pareti delle superfici riscaldanti o vengono portate via con il vapore nella turbina. Pertanto, le caldaie a passaggio unico richiedono elevati requisiti di qualità dell'acqua di alimentazione. Per ridurre il rischio di esaurimento dei tubi dovuto alla deposizione di sali al loro interno, la zona in cui evaporano le ultime gocce di umidità e inizia il surriscaldamento del vapore viene estratta dal forno a pressioni subcritiche in un condotto del gas convettivo (il cosiddetto zona di transizione remota).

Nella zona di transizione c'è una precipitazione energetica e una deposizione di impurità, e poiché la temperatura della parete metallica del tubo nella zona di transizione è inferiore a quella del forno, il rischio di bruciatura del tubo è notevolmente ridotto e lo spessore dei depositi può permettersi di essere maggiore. Di conseguenza, si allunga la campagna di lavoro interflushing della caldaia.

Per le unità di pressione supercritica, la zona di transizione, cioè è presente anche una zona di maggiore precipitazione salina, ma è molto estesa. Quindi, se per le alte pressioni la sua entalpia è misurata come 200-250 kJ/kg, per le pressioni supercritiche aumenta a 800 kJ/kg, e quindi l'implementazione di una zona di transizione remota diventa impraticabile, soprattutto perché il contenuto di sale nel mangime l'acqua è così bassa qui, che è quasi uguale alla loro solubilità in vapore. Pertanto, se una caldaia progettata per pressione supercritica ha una zona di transizione remota, ciò avviene solo per motivi di raffreddamento convenzionale. Gas di scarico.

A causa del piccolo volume di accumulo dell'acqua nelle caldaie a passaggio singolo ruolo importante svolge il sincronismo della fornitura di acqua, carburante e aria. Se questa conformità viene violata, il vapore umido o eccessivamente surriscaldato può essere fornito alla turbina e quindi, per le unità una tantum, l'automazione del controllo di tutti i processi è semplicemente obbligatoria. Caldaie monouso progettate dal professor L.K. Ramzin. Una caratteristica della caldaia è la disposizione delle superfici di riscaldamento radiante sotto forma di un avvolgimento ascendente orizzontalmente di tubi lungo le pareti del forno con un minimo di collettori (Fig. 12).

Riso. 12. Schema strutturale della caldaia unica di Ramzin:

1 - economizzatore; 2 - bypass dei tubi non riscaldati; 3 - in basso collettore di distribuzione acqua; 4 - tubi schermanti; 5 - collettore superiore di raccolta della miscela; 6 - zona di transizione remota; 7 - parte della parete del surriscaldatore; 8 - parte convettiva del surriscaldatore; 9 - riscaldatore ad aria; 10 - bruciatore

Come ha dimostrato in seguito la pratica, tale schermatura ha sia positivo che lati negativi. Positivo è il riscaldamento uniforme dei singoli tubi inclusi nel nastro, poiché i tubi passano lungo l'altezza del forno tutte le zone di temperatura nelle stesse condizioni. Negativo: l'impossibilità di eseguire superfici di radiazione con blocchi di grandi dimensioni in fabbrica, nonché una maggiore tendenza a farlo alesatori termoidraulici(distribuzione irregolare di temperatura e pressione nei tubi lungo la larghezza del condotto del gas) a pressione ultraelevata e supercritica a causa di un grande incremento di entalpia in una lunga bobina.

Per tutti i sistemi di unità a flusso diretto, alcuni Requisiti generali. Pertanto, in un economizzatore convettivo, l'acqua di alimentazione non viene riscaldata all'ebollizione di circa 30 °C prima di entrare negli schermi del forno, il che elimina la formazione di una miscela acqua-vapore e la sua distribuzione irregolare lungo i tubi paralleli degli schermi. Inoltre, nella zona di combustione attiva del combustibile, negli schermi, viene fornita una velocità di massa ρω ≥ 1500 kg/(m 2 s) sufficientemente elevata con una potenza nominale di vapore D n, che garantisce un raffreddamento affidabile dei tubi dello schermo. Circa il 70 - 80% dell'acqua si trasforma in vapore negli schermi del forno e l'umidità rimanente evapora nella zona di transizione e tutto il vapore viene surriscaldato di 10-15 ° C per evitare depositi di sale nella parte superiore di irraggiamento del surriscaldatore.

Inoltre, le caldaie a vapore sono classificate in base alla pressione del vapore e alla produzione di vapore.

Pressione del vapore:

Basso - fino a 1 MPa;

Medio da 1 a 10 MPa;

Alto - 14 MPa;

Altissimo - 18-20 MPa;

Supercritico - 22,5 MPa e oltre.

Per prestazione:

Piccolo - fino a 50 t/h;

Medio - 50-240 t/ora;

Grande (energia) - oltre 400 t / h.

Marcatura caldaia

I seguenti indici sono stabiliti per la marcatura delle caldaie:

- Tipo di carburante : A- carbone; B- lignite; CON- liste; m- carburante; G- gas (quando l'olio combustibile e il gas vengono bruciati in un forno a camera, l'indice del tipo di forno non è indicato); o- rifiuti, immondizia; D- altri tipi di carburante;

- tipo focolare: T- forno a camera con rimozione delle scorie solide; F- forno a camera con rimozione delle scorie liquide; R- forno a stratificazione (l'indice del tipo di combustibile bruciato nel forno a stratificazione non è indicato nella designazione); V- forno a vortice; C- forno a ciclone; F- forno a letto fluido; un indice viene introdotto nella designazione delle caldaie pressurizzate h; per la progettazione antisismica - indice CON.

- metodo di circolazione: E- naturale; Eccetera- forzata multipla;

pp- caldaie una tantum.

I numeri indicano:

- per caldaie a vapore- portata vapore (t/h), pressione vapore surriscaldato (bar), temperatura vapore surriscaldato (°С);

- per acqua calda- potenza termica (MW).

Ad esempio: Pp1600-255-570 J. Caldaia a passaggio unico con una capacità di vapore di 1600 t/h, pressione del vapore surriscaldato - 255 bar, temperatura del vapore - 570 °C, forno con rimozione delle ceneri liquide.

Disposizione della caldaia

Per disposizione della caldaia si intende la disposizione reciproca dei condotti del gas e delle superfici riscaldanti (Fig. 13).

Riso. 13. Schemi di layout della caldaia:

un --- A forma di U disposizione; b - disposizione a due vie; c - disposizione con due alberi convettivi (a T); g - disposizione con alberi convettivi a forma di U; e - layout con forno inverter; e - disposizione della torre

Il più comune A forma di U disposizione (Fig. 13a - senso unico, 13b - a due vie). I suoi vantaggi sono l'alimentazione di combustibile nella parte inferiore del forno e la rimozione dei prodotti della combustione dalla parte inferiore dell'albero di convezione. Gli svantaggi di questa disposizione sono il riempimento irregolare della camera di combustione con i gas e il lavaggio irregolare delle superfici riscaldanti situate nella parte superiore dell'unità con i prodotti della combustione, nonché la concentrazione irregolare di ceneri sulla sezione trasversale del convettivo lancia.

A forma di T la disposizione con due alberi convettivi posti su entrambi i lati del forno con il movimento di sollevamento dei gas nel forno (Fig. 13c) consente di ridurre la profondità del pozzo convettivo e l'altezza del condotto orizzontale, ma la presenza di due alberi convettivi complicano la rimozione dei gas.

tre vie la disposizione dell'unità con due alberi convettivi (Fig. 13d) è talvolta utilizzata per la posizione superiore degli aspiratori di fumo.

Quattro vie la disposizione (bidirezionale a T) con due condotti del gas di transizione verticali riempiti con superfici riscaldanti scaricate è utilizzata quando l'unità funziona con combustibile cenere con ceneri bassofondenti.

Torre lo schema (Fig. 13e) è utilizzato per generatori di vapore di punta funzionanti a gas e olio combustibile per utilizzare l'auto tiraggio dei condotti del gas. In questo caso, sorgono difficoltà associate al fissaggio di superfici riscaldanti convettive.

A forma di U la disposizione con un forno inverter con un flusso verso il basso dei prodotti della combustione e il loro movimento di sollevamento in un albero convettivo (Fig. 13e) garantisce un buon riempimento del forno con una torcia, una posizione bassa dei surriscaldatori e una resistenza minima dell'aria percorso a causa della breve lunghezza dei condotti dell'aria. Lo svantaggio di questa disposizione è l'aerodinamica degradata della canna fumaria di transizione, a causa della posizione dei bruciatori, degli aspiratori di fumo e dei ventilatori in quota. Tale disposizione può essere appropriata quando la caldaia funziona a gas e olio combustibile.

La caldaia è uno dei componenti di qualsiasi impianto di riscaldamento. È progettato per convertire l'energia della combustione del combustibile (nel caso di una caldaia a gas tale combustibile è gas) in calore per riscaldare il liquido, che viene poi fornito alle batterie di riscaldamento. Organizzazione interna le moderne caldaie a gas sono soggette alla soluzione del compito principale: garantire la massima praticità e sicurezza d'uso riducendo al minimo il controllo umano obbligatorio.

Prima di procedere a descrizione dettagliata i componenti principali delle caldaie a gas, è necessario prestare una certa attenzione alla loro classificazione. Nonostante tutte le caldaie siano disposte approssimativamente allo stesso modo, ogni varietà ha la sua caratteristiche specifiche, che richiedono alcune modifiche alle parti utilizzate per sostenerli. Quindi, le caldaie sono:

• Parete e pavimento. variante da parete più compatto e conveniente e viene solitamente utilizzato nelle case private. Il vantaggio di una caldaia a basamento è la possibilità di riscaldare grandi aree grazie alla potenza molto più elevata. Pertanto, tali unità sono spesso installate in locali industriali.
• atmosferico e turbo. Il principio di funzionamento di una caldaia atmosferica è lo stesso di una stufa tradizionale: l'aria viene prelevata dall'ambiente e scaricata in un apposito camino a causa del tiraggio naturale. Nei modelli turbocompressi, una ventola incorporata crea trazione, la camera di combustione è completamente chiusa e l'aria viene prelevata dalla strada.
• Circuito singolo e doppio. Il dispositivo con un circuito è inteso solo per il riscaldamento degli ambienti, il compito caldaia a doppio circuito- fornire anche acqua calda ai residenti.
• Con bruciatore convenzionale o modulante. Il dispositivo delle caldaie con bruciatore modulato comporta regolazione automatica potenza, ottenendo così un notevole risparmio nei consumi di gas.
• Con accensione elettronica o piezoceramica. L'accensione elettronica è più conveniente: l'accensione dei vapori di gas nella camera di combustione avviene senza l'intervento umano, mentre nei sistemi con accensione piezoelettrica è necessario premere ogni volta il pulsante corrispondente.

Gli elementi principali di una caldaia a gas

Come notato sopra, il dispositivo di una caldaia a gas è approssimativamente lo stesso per tutte le varianti della sua esecuzione. Ciò significa che i componenti principali da cui sono assemblate le caldaie sono gli stessi:

• Bruciatore. Ha un design traforato forma rettangolare. Al suo interno ci sono ugelli attraverso i quali il gas viene fornito alla camera di combustione. Gli ugelli forniscono una distribuzione uniforme della fiamma in tutto il bruciatore, creando così le condizioni per il riscaldamento più efficiente del liquido di raffreddamento all'interno della caldaia a gas.
• scambiatore di calore- una scatola di metallo con un radiatore incorporato, all'interno della quale sono presenti tubi con un liquido di raffreddamento. A causa dell'energia del gas che brucia, lo scambiatore di calore si riscalda e trasferisce il calore al liquido. Una caldaia a circuito singolo ha sempre uno scambiatore di calore, una caldaia a doppio circuito può averne due: primaria e secondaria.
• Pompa di circolazione. Fornisce la pressione di linea riscaldamento a gas con circolazione forzata. Non presente in tutti i modelli di caldaie a gas.
• Vaso di espansione. Serve per la rimozione temporanea del liquido di raffreddamento durante il suo riscaldamento ed espansione intensivi. Ha una capacità sufficiente per condizioni medie. Per il riscaldamento di grandi aree, nell'impianto viene spesso installato un serbatoio aggiuntivo.
• Dispositivo di rimozione dei prodotti della combustione. Per le caldaie atmosferiche, l'uscita deve essere collegata a un camino a tiraggio naturale separato, i modelli turbo sono dotati di doppio tubo coassiale per l'eliminazione dei gas di scarico, il cui tiraggio è creato da un ventilatore incorporato.
• Sistema di automazione. Questa è un'unità di controllo della caldaia, che include circuito elettronico, che imposta la modalità di funzionamento del sistema in base alle letture dei sensori collegati e integrati.

Una specifica modifica di una caldaia a gas può introdurre alcune funzionalità nel suo dispositivo. Quindi, ad esempio, per unità a circuito singolo una caldaia esterna può essere utilizzata per riscaldare l'acqua sanitaria e un dispositivo caldaia a gas a doppio circuito può includere uno scambiatore di calore combinato in cui è predisposto il liquido di raffreddamento per entrambi i circuiti.

Considera ora i componenti principali delle caldaie a gas in modo più dettagliato.

Bruciatore

A seconda del tipo di caldaia, il bruciatore può essere atmosferico o pressurizzato. Caldaie con bruciatori atmosferici più economico, meno rumoroso, ma ha prestazioni ridotte. I bruciatori pressurizzati, soprattutto come parte di una caldaia a gas a pavimento, possono fornire potenza fino a diverse migliaia di kilowatt.

Inoltre, i bruciatori sono suddivisi in:

• singola fase;
• a due stadi;
• modulato.

I più efficienti sono i bruciatori modulati. Consentono di regolare senza problemi l'altezza della fiamma e il grado di riscaldamento del liquido di raffreddamento in base alla temperatura nella stanza e offrono un notevole risparmio di carburante a gas.

scambiatore di calore

L'indicatore principale della qualità dello scambiatore di calore è il materiale con cui è realizzato.

Il più affidabile e durevole è la ghisa. Gli scambiatori di calore in ghisa possono funzionare per diversi decenni, determinando così lungo termine servizio dell'intera caldaia a gas. Questo materiale trattiene bene il calore, quindi è ottimo per una versione a doppio circuito del sistema di riscaldamento. Gli svantaggi della ghisa includono la sua fragilità e il suo peso elevato.

Gli scambiatori di calore in acciaio non si rompono o si rompono a causa di urti imprevisti o sbalzi di temperatura improvvisi. Ma si bruciano molto più velocemente e sono soggetti a corrosione. Nei costosi modelli di caldaie a gas vengono utilizzati scambiatori di calore realizzati con gradi speciali di acciaio, che sono paragonabili nella loro durata a quelli in ghisa. Spesso, per prolungarne la durata, gli scambiatori di calore in acciaio sono rivestiti all'interno con uno strato di rame e all'esterno con una speciale vernice resistente al calore.

Pompa di circolazione e gruppo idraulico

I parametri della pompa sono generalmente selezionati dal produttore in base alla potenza della caldaia. Pertanto, la pompa non ha un grande impatto sulla qualità del prodotto nel suo insieme. Vale la pena prestare attenzione al materiale dei tubi attraverso i quali il liquido di raffreddamento e l'acqua passano all'interno della caldaia a gas (nel caso di unità a doppio circuito). È meglio se sono fatti di rame o plastica di alta qualità. Puoi anche chiedere al produttore della pompa: va bene se è un'azienda nota, come Grundfos, Gileks, Vortex e altri.

Vaso di espansione

Questo è importante componente caldaie a gas. L'impianto di riscaldamento deve avere un vaso di espansione, dove viene scaricato il liquido di raffreddamento in eccesso quando viene riscaldato. La dimensione di questo serbatoio è calcolata utilizzando metodi speciali, può essere stimata approssimativamente come il 10% del volume dell'intero liquido nel sistema. Pertanto, quando si sceglie una caldaia, è opportuno conoscere la lunghezza della linea di riscaldamento e il volume richiesto del serbatoio.

È importante notare che il volume del vaso di espansione è calcolato solo dalla quantità di liquido di raffreddamento per l'impianto di riscaldamento. Pertanto, sia una caldaia a circuito singolo che una a doppio circuito richiedono lo stesso volume del vaso di espansione.

Sistemi di automazione

L'automazione integrata controlla il funzionamento della caldaia in tutte le sue modalità e comprende:

Conoscere i principi del dispositivo della caldaia a gas renderà il processo di scelta più semplice e comprensibile e aiuterà a risparmiare denaro sia quando si acquista un'unità termica che durante il suo funzionamento.

Ventilatore

produttività - 1000 m.h;

testa - 120 m. Arte.;

potenza motore 7,0 kW

numero di giri - 1000 giri/min;

tensione 380 v.

Bruciatori a gasolio

Produttività su olio combustibile - 9000 kg/h a Pmaz = 18 - 20 atm.

Il bruciatore ha un'alimentazione di gas periferica e un nebulizzatore meccanico di olio combustibile, gli ugelli sono raffreddati dall'aria delle ventole di soffiaggio durante il funzionamento. Gli iniettori non funzionanti devono essere rimossi.

Per pulire la superficie riscaldante convettiva della caldaia dai depositi eoliani, è previsto il soffiaggio con acqua di rete.

Qualità rete idrica l'ingresso nella caldaia deve soddisfare le seguenti norme:

A) la durezza carbonatica non deve superare i 4000 meq/kg;

C) l'anidride carbonica libera dovrebbe essere assente.

Camera di combustione della caldaia

La camera di combustione della caldaia è progettata per bruciare olio combustibile ad alto potere calorifico e gas naturale. Le dimensioni della camera di combustione sono 6,23 x 6,28 mq, l'altezza della parte prismatica è di 5,3 M. Le pareti sono completamente schermate con tubi  60 x 3,5 con passo 64 mm. Le parti inclinate dell'imbuto freddo del focolare sono ricoperte di argilla refrattaria. Le feritoie dei bruciatori sono costituite da anelli tubolari borchiati inclusi nella circolazione della caldaia, ricoperti da massa di cromite. Le feritoie dei bruciatori n. 3, 4, 13, 14 sono inclinate di 15 0 , le restanti di 10 0 0 , tutti i tubi schermanti sono collegati tra loro da cinghie di irrigidimento orizzontali con un gradino di altezza di 2,8 m.

Il volume della camera di combustione è di 245 m 3 , la superficie di irraggiamento degli schermi è di 224 m 2 . Durante il lavaggio, l'acqua di risciacquo viene scaricata attraverso le guarnizioni idrauliche delle vasche dei fanghi nella fossa dell'acqua acida.

parte convettiva

La parte convettiva è composta da 96 sezioni. Ciascuna sezione è costituita da serpentine ad "U" costituite da tubi 28x3 mm, estremità saldate in riser 88x3,5 mm. Le bobine sono sfalsate con un passo di 64 mm e 38 mm. Nel corso dei gas, la parte convettiva è divisa in 2 pacchetti, la cui distanza è di 60 mm. La superficie riscaldante della parte convettiva è di 2960 m 2 .

Pulizia caldaia

Per pulire la parte convettiva della caldaia dai depositi di cenere, è previsto il lavaggio con acqua di rete. Il lavaggio viene effettuato fornendo acqua di rete tramite ugelli fissati su tubazioni poste nella cassetta del gas sopra la parte convettiva.

Valvole di sicurezza caldaia

Le valvole di sicurezza sono installate all'uscita della tubazione della rete della caldaia:

Valvola di sicurezza “regolata a P = 16m/cm2, n. 2 a P = 16; # 3, # 4 lo stesso.

Protezione in PVC 1-2-3-4 quando le caldaie funzionano a gasolio.

Per garantire un funzionamento affidabile e senza interruzioni della caldaia, è prevista la seguente protezione PVK, che agisce sugli arresti della caldaia per combustibile:

Quando la pressione dell'acqua dietro la caldaia supera le 16 atm.

Quando la pressione dell'acqua dietro la caldaia scende al di sotto di 8,0 atm

Con una diminuzione del flusso d'acqua attraverso la caldaia:

in modalità di picco inferiore a 1750 t/h;

Quando la temperatura dell'acqua dietro la caldaia supera i 1550°C

Quando la pressione diminuisce, olio combustibile a P = 10 ata

Quando la torcia nel forno si spegne per 3 secondi.

Interblocchi tecnologici PVK 1-2-3-4

1. La valvola sulla tubazione comune dell'olio combustibile alla caldaia, la valvola sul ritorno dell'olio combustibile dalla caldaia può essere aperta solo se:

la presenza di una certa portata d'acqua attraverso la caldaia di almeno 1700 t/h, per la quale è necessario aprire le valvole 1640, 1641 e regolare la portata con la valvola 1642 almeno 1700 t/h;

portando la chiave del circuito di protezione in posizione “on”;

la pressione nell'oleodotto non è inferiore a 10 atm;

accendendo i ventilatori dei bruciatori pilota per ventilare il focolare almeno 2 - nella seguente combinazione: 5 e 12 oppure 6 e 11, oppure tutti i quattro ventilatori sopra indicati.

2. La valvola a saracinesca n. 1640 sulla tubazione dell'acqua alla caldaia può essere chiusa solo dopo che la valvola sulla tubazione comune dell'olio combustibile alla caldaia è stata chiusa e l'olio combustibile ritorna dalla caldaia.

3. L'alimentazione del combustibile ai bruciatori pilota è possibile solo dopo l'accensione delle chiavi, gli accenditori in posizione “on” e lo spegnimento dei ventilatori dei bruciatori pilota.

4. Quando si chiude la valvola n° 1640 a monte della caldaia, la valvola n° 1641 dopo la chiusura automatica della caldaia.

Gestione del PVC

Oltre ai bruciatori, dallo scudo termico vengono controllati:

saracinesche sull'alimentazione idrica della caldaia 31640

saracinesche sull'uscita dell'acqua dalla caldaia n. 1641

valvola della linea di bypass dell'acqua di rete n. 1642

valvola di alimentazione e prelievo dell'olio combustibile dalla caldaia

valvola di alimentazione del gas ai dispositivi di accensione.

Lo scudo ha:

interruttori tipo carburante 1pt 2pt

Interruttore di protezione PDT (per gas e olio)

chiave per testare l'allarme e la protezione dell'OZ

tasto per la ricezione del segnale KS.

Segnalazione di processo

Sul pannello luminoso della scheda, i segnali di funzionamento di una qualsiasi delle protezioni della caldaia, nonché i segnali di disconnessione dei circuiti di protezione, abbassamento della temperatura dell'olio combustibile alla caldaia e malfunzionamenti sui gruppi valvole n. 1640 e n. 1641, sono posti. Il segnale viene captato dal tasto KS. Il pannello luminoso si spegnerà solo dopo aver eliminato il malfunzionamento. Il collaudo della segnalazione si effettua con la chiave del COP. In questo caso, la chiamata e l'intero display vengono testati contemporaneamente.

Allarme

La segnalazione prevede un allarme luminoso e sonoro per l'arresto di emergenza di ventilatori, bruciatori e, inoltre, per i bruciatori automatizzati (n. 7, 8, 9, 10) - allarme luminoso e sonoro per discrepanza tra la posizione delle valvole di intercettazione e i ventilatori di i relativi bruciatori. Inoltre lo schema per ventilatori bruciatori automatizzati prevede un allarme per il loro arresto di emergenza. La segnalazione luminosa per tutti i bruciatori automatizzati è fornita da lampade di segnalazione.

Controllo tecnologico

Sullo scudo termico vengono visualizzati i seguenti dispositivi:

Misura e registrazione della temperatura dell'acqua di rete prima e dopo la caldaia e dei fumi.

Controllo accenditori di bruciatori pilota.

Misurazione della temperatura dell'olio

Misurazione della pressione dell'acqua prima e dopo la caldaia, olio combustibile.

Scarico nella fornace, dietro le caldaie.

Registrazione del flusso d'acqua attraverso la caldaia.

Un impianto caldaia (locale caldaia) è una struttura in cui il fluido di lavoro (vettore di calore) (solitamente acqua) viene riscaldato per un sistema di riscaldamento o fornitura di vapore, situato in una locale tecnico. I locali caldaie sono collegati alle utenze per mezzo di una conduttura di riscaldamento e/o di tubazioni del vapore. Il dispositivo principale del locale caldaia è una caldaia a vapore, a tubi di fuoco e / o ad acqua calda. Le caldaie sono utilizzate per la fornitura centralizzata di calore e vapore o per la fornitura di calore locale degli edifici.

L'impianto delle caldaie è un complesso di dispositivi ubicati in appositi locali che servono a convertire l'energia chimica del combustibile energia termica vapore o acqua calda. I suoi elementi principali sono la caldaia, dispositivo del forno(forno), dispositivi di alimentazione e tiraggio. In generale, un impianto di caldaie è una combinazione di una caldaia (caldaie) e apparecchiature, inclusi i seguenti dispositivi: alimentazione e combustione del combustibile; depurazione, trattamento chimico e disaerazione dell'acqua; scambiatori di calore per vari scopi; pompe dell'acqua di sorgente (grezza), pompe di rete o di circolazione - per la circolazione dell'acqua nel sistema di alimentazione del calore, pompe di reintegro - per compensare l'acqua consumata dal consumatore e le perdite nelle reti, pompe di alimentazione per la fornitura di acqua alle caldaie a vapore, ricircolo ( miscelazione); serbatoi di condensazione nutrienti, serbatoi di accumulo di acqua calda; soffiare i ventilatori e il percorso dell'aria; aspirafumi, percorso del gas e canna fumaria; dispositivi di ventilazione; sistemi di regolazione automatica e sicurezza della combustione del combustibile; scudo termico o pannello di controllo.

Una caldaia è un dispositivo di scambio termico in cui il calore dei prodotti della combustione del combustibile caldo viene trasferito all'acqua. Di conseguenza, nelle caldaie a vapore, l'acqua viene convertita in vapore e nelle caldaie ad acqua calda viene riscaldata alla temperatura richiesta.

Il dispositivo di combustione serve per bruciare combustibile e convertire la sua energia chimica in calore di gas riscaldati.

I dispositivi di alimentazione (pompe, iniettori) sono progettati per fornire acqua alla caldaia.

Il dispositivo di tiraggio è costituito da soffianti, un sistema di condotti del gas, aspiratori di fumo e un camino, con l'aiuto del quale importo richiesto aria nel forno e il movimento dei prodotti della combustione attraverso i condotti del gas della caldaia, nonché la loro rimozione nell'atmosfera. I prodotti della combustione, muovendosi lungo i condotti del gas ea contatto con la superficie riscaldante, trasferiscono calore all'acqua.

Per garantire un funzionamento più economico, i moderni impianti di caldaie hanno elementi ausiliari: economizzatore d'acqua e riscaldatore d'aria, rispettivamente, per il riscaldamento dell'acqua e dell'aria; dispositivi per l'alimentazione del combustibile e la rimozione delle ceneri, per la pulizia dei fumi e dell'acqua di alimentazione; dispositivi di controllo termico e apparecchiature di automazione che garantiscono il normale e operazione liscia tutte le parti del locale caldaia.

A seconda dell'uso del loro calore, le caldaie si dividono in energia, riscaldamento e produzione e riscaldamento.

Le caldaie elettriche forniscono vapore centrali a vapore generazione di elettricità e di solito fanno parte di un complesso di centrali elettriche. Riscaldamento e caldaie industriali sono imprese industriali e fornire calore agli impianti di riscaldamento e ventilazione, fornitura di acqua calda agli edifici e processi tecnologici di produzione. Le caldaie di riscaldamento risolvono gli stessi compiti, ma servono abitazioni e edifici pubblici. Sono divisi in separati, interbloccati, ad es. adiacenti ad altri edifici e incorporati in edifici. Di recente, sempre più spesso si costruiscono centrali termiche autonome e ampliate con l'aspettativa di servire un gruppo di edifici, un quartiere residenziale, un microdistretto.

L'installazione di centrali termiche in edifici residenziali e pubblici è attualmente consentita solo previa adeguata giustificazione e coordinamento con le autorità di vigilanza sanitaria.

Le caldaie a bassa potenza (singole e di piccoli gruppi) sono generalmente costituite da caldaie, pompe di circolazione e di reintegro e dispositivi di tiraggio. A seconda di questa attrezzatura, vengono principalmente determinate le dimensioni del locale caldaia.

2. Classificazione degli impianti di caldaie

Gli impianti di caldaie, a seconda della natura dei consumatori, si dividono in energia, produzione e riscaldamento e riscaldamento. A seconda del tipo di termovettore ottenuto, si dividono in vapore (per la produzione di vapore) e acqua calda (per la produzione di acqua calda).

Gli impianti di caldaie elettriche producono vapore per le turbine a vapore nelle centrali termoelettriche. Tali locali caldaie sono dotati, di regola, di ampi e media potenza, che producono vapore con parametri maggiorati.

Gli impianti di caldaie per riscaldamento industriale (solitamente vapore) producono vapore non solo per il fabbisogno industriale, ma anche per il riscaldamento, la ventilazione e la fornitura di acqua calda.

Gli impianti di riscaldamento (principalmente acqua-riscaldamento, ma possono anche essere a vapore) sono progettati per servire gli impianti di riscaldamento di locali industriali e residenziali.

A seconda dell'entità della fornitura di calore, le caldaie di riscaldamento sono locali (individuali), di gruppo e di distretto.

Le caldaie locali sono generalmente dotate di caldaie ad acqua calda con riscaldamento dell'acqua fino a una temperatura non superiore a 115 ° C o caldaie a vapore con una pressione di esercizio fino a 70 kPa. Tali caldaie sono progettate per fornire calore a uno o più edifici.

Gli impianti di caldaie di gruppo forniscono calore a gruppi di edifici, aree residenziali o piccoli quartieri. Sono dotati sia di caldaie a vapore che ad acqua calda di maggiore potenza termica rispetto alle caldaie per caldaie locali. Queste caldaie si trovano solitamente in edifici separati appositamente costruiti.

Le caldaie per teleriscaldamento sono utilizzate per fornire calore a grandi aree residenziali: sono dotate di caldaie ad acqua calda o vapore relativamente potenti.

Riso. uno.

Riso. 2.

Riso. 3.

Riso. 4.

Singoli elementiÈ consuetudine mostrare condizionatamente il diagramma schematico di un impianto di caldaia sotto forma di rettangoli, cerchi, ecc. e collegarli tra loro con linee (solide, tratteggiate) che denotano la tubazione, le condutture del vapore, ecc. schemi circuitali impianti di caldaie a vapore e acqua calda, ci sono differenze significative. Un impianto di caldaie a vapore (Fig. 4, a) di due caldaie a vapore 1, dotato di singoli economizzatori acqua 4 e aria 5, comprende un gruppo raccoglicenere 11, a cui Gas di scarico adatto per la raccolta della canna fumaria 12. Per l'aspirazione dei fumi nella zona tra il raccoglicenere 11 e camino Sono installati 9 aspiratori di fumo 7 con motori elettrici 8. Sono installati cancelli (alette) 10 per il funzionamento del locale caldaia senza aspiratori di fumo.

Il vapore delle caldaie attraverso linee vapore separate 19 entra nella linea vapore comune 18 e attraverso di essa all'utenza 17. Dopo aver ceduto calore, il vapore condensa e ritorna al locale caldaia attraverso la linea condensa 16 alla vasca di raccolta condensa 14. Attraverso la linea 15, viene fornita acqua aggiuntiva al serbatoio della condensa dalla rete idrica o dal trattamento chimico dell'acqua (per compensare il volume non restituito dai consumatori).

Nel caso in cui parte della condensa si disperda al consumatore, una miscela di condensa e acqua aggiuntiva viene fornita dal serbatoio della condensa dalle pompe 13 attraverso la tubazione di alimentazione 2, prima all'economizzatore 4, quindi alla caldaia 1. Il l'aria necessaria alla combustione viene aspirata da ventilatori centrifughi 6 in parte dal locale caldaia del locale, in parte dall'esterno e attraverso condotti d'aria 3 viene alimentata prima ai generatori d'aria 5 e poi ai forni delle caldaie.

L'impianto della caldaia ad acqua calda (Fig. 4, b) è costituito da due caldaie ad acqua calda 1, un economizzatore d'acqua di gruppo 5 che serve entrambe le caldaie. I fumi che escono dall'economizzatore attraverso un comune maiale di raccolta 3 entrano direttamente nel camino 4. L'acqua riscaldata nelle caldaie entra nella tubazione comune 8, da dove viene fornita al consumatore 7. Dopo aver ceduto calore, l'acqua raffreddata viene prima inviato attraverso la tubazione di ritorno 2 all'economizzatore 5 e quindi di nuovo alle caldaie. L'acqua in un circuito chiuso (caldaia, utenza, economizzatore, caldaia) è movimentata da pompe di circolazione 6.

Riso. 5. : 1 - pompa di circolazione; 2 - focolare; 3 - surriscaldatore; 4 - tamburo superiore; 5 - scaldabagno; 6 - riscaldatore ad aria; 7 - camino; otto - ventilatore centrifugo(aspiratore di fumo); 9 - ventola per l'alimentazione dell'aria al riscaldatore d'aria

Sulla fig. 6 mostra uno schema di un'unità caldaia con una caldaia a vapore avente un tamburo superiore 12. Nella parte inferiore della caldaia è situato un forno 3. Gli ugelli o bruciatori 4 sono utilizzati per bruciare combustibile liquido o gassoso, attraverso il quale viene fornito combustibile a la fornace insieme all'aria. Caldaia limitata muri di mattoni- rivestimento 7.

Quando il carburante viene bruciato, il calore rilasciato riscalda l'acqua fino a ebollizione negli schermi dei tubi 2 installati superficie interna forno 3, e ne assicura la conversione in vapore acqueo.

Fig 6.

I gas di scarico del forno entrano nei condotti del gas della caldaia, formati da rivestimento e partizioni speciali installate in fasci di tubi. In movimento, i gas lavano i fasci di tubi della caldaia e del surriscaldatore 11, passano attraverso l'economizzatore 5 e il riscaldatore d'aria 6, dove vengono anche raffreddati per il trasferimento di calore all'acqua che entra nella caldaia e all'aria fornita a la fornace. Quindi, i gas di combustione notevolmente raffreddati vengono rimossi per mezzo di un aspiratore di fumo 17 attraverso il camino 19 nell'atmosfera. I fumi della caldaia possono essere scaricati anche senza aspiratore fumi sotto l'azione del tiraggio naturale creato dal camino.

L'acqua dalla fonte di approvvigionamento idrico attraverso la tubazione di alimentazione viene fornita dalla pompa 16 all'economizzatore d'acqua 5, da dove, dopo il riscaldamento, entra nel tamburo superiore della caldaia 12. Il riempimento del tamburo della caldaia con acqua è controllato dal vetro indicatore d'acqua installato sul tamburo. In questo caso, l'acqua evapora e il vapore risultante viene raccolto nella parte superiore del tamburo superiore 12. Quindi il vapore entra nel surriscaldatore 11, dove viene completamente asciugato a causa del calore dei fumi e la sua temperatura aumenta .

Dal surriscaldatore 11, il vapore entra nella tubazione del vapore principale 13 e da lì al consumatore, e dopo l'uso si condensa e ritorna sotto forma di acqua calda (condensa) nel locale caldaia.

Le perdite di condensa presso il consumatore vengono reintegrate con acqua dal sistema di approvvigionamento idrico o da altre fonti di approvvigionamento idrico. Prima di entrare in caldaia, l'acqua viene sottoposta ad un trattamento adeguato.

L'aria necessaria alla combustione del combustibile viene prelevata, di norma, dalla sommità del locale caldaia ed è fornita dal ventilatore 18 al generatore di aria calda 6, dove viene riscaldata e quindi inviata al forno. Nei locali caldaie di bassa potenza, i riscaldatori d'aria sono generalmente assenti e l'aria fredda viene fornita al forno da un ventilatore oa causa della rarefazione nel forno creata da un camino. Gli impianti di caldaie sono dotati di dispositivi per il trattamento dell'acqua (non rappresentati nello schema), strumentazione e idonee apparecchiature di automazione, che ne garantiscono il funzionamento ininterrotto e affidabile.

Riso. 7.

Per corretta installazione vengono utilizzati tutti gli elementi del locale caldaia schema elettrico, di cui un esempio è mostrato in Fig. 9.

Riso. 9.

Gli impianti di caldaie ad acqua calda sono progettati per produrre acqua calda utilizzata per il riscaldamento, la fornitura di acqua calda e altri scopi.

Per garantire il normale funzionamento, i locali caldaie con caldaie ad acqua calda sono dotati degli accessori, della strumentazione e delle apparecchiature di automazione necessari.

Una caldaia ad acqua calda ha un vettore di calore: l'acqua, in contrasto con una caldaia a vapore, che ha due vettori di calore: acqua e vapore. A questo proposito, nella caldaia a vapore è necessario disporre di tubazioni separate per vapore e acqua, nonché serbatoi per la raccolta della condensa. Tuttavia, ciò non significa che gli schemi delle caldaie ad acqua calda siano più semplici di quelli a vapore. Gli impianti di riscaldamento dell'acqua e di caldaie a vapore variano in complessità a seconda del tipo di combustibile utilizzato, della progettazione di caldaie, forni, ecc. Sia un impianto di caldaie a vapore che uno di riscaldamento dell'acqua comprendono solitamente più unità caldaia, ma non meno di due e non più di quattro a cinque. Tutti sono interconnessi da comunicazioni comuni: gasdotti, gasdotti, ecc.

Dispositivo caldaia meno potenza illustrato di seguito al paragrafo 4 di questo argomento. Per comprendere meglio la struttura e i principi di funzionamento delle caldaie di diverse capacità, è auspicabile confrontare la struttura di queste caldaie meno potenti con il dispositivo delle caldaie più grandi sopra descritte e trovare in esse gli elementi principali che svolgono la stessa funzione funzioni, oltre a comprendere le ragioni principali delle differenze nei design.

3. Classificazione dei gruppi caldaia

Le caldaie come dispositivi tecnici per la produzione di vapore o acqua calda si distinguono per una varietà di forme costruttive, principi di funzionamento, combustibili utilizzati e indicatori di prestazione. Ma secondo il metodo di organizzazione del movimento dell'acqua e della miscela acqua-vapore, tutte le caldaie possono essere suddivise nei seguenti due gruppi:

Caldaie a circolazione naturale;

Caldaie con movimento forzato del liquido di raffreddamento (acqua, miscela acqua-vapore).

Nelle moderne caldaie industriali di riscaldamento e riscaldamento per la produzione di vapore vengono utilizzate principalmente caldaie a circolazione naturale e per la produzione di acqua calda - caldaie con movimento forzato del liquido di raffreddamento, funzionanti secondo il principio del flusso diretto.

Le moderne caldaie a vapore a circolazione naturale sono costituite da tubi verticali posti tra due collettori (tamburi superiore e inferiore). Il loro dispositivo è mostrato nel disegno in fig. 10, una fotografia del tamburo superiore e inferiore con tubi che li collegano - in fig. 11 e posizionamento nel locale caldaia - in fig. 12. Una parte delle tubazioni, dette "tubazioni di sollevamento" riscaldate, è riscaldata da una torcia e dai prodotti della combustione del combustibile, e l'altra parte, solitamente non riscaldata, delle tubazioni, si trova all'esterno del gruppo caldaia ed è denominata "pluviali ". Nei tubi montanti riscaldati, l'acqua viene riscaldata a ebollizione, evapora parzialmente ed entra nel tamburo della caldaia sotto forma di una miscela di acqua e vapore, dove viene separata in vapore e acqua. Attraverso tubi non riscaldati discendenti, l'acqua dal tamburo superiore entra nel collettore inferiore (tamburo).

Il movimento del liquido di raffreddamento nelle caldaie a circolazione naturale è dovuto alla pressione di azionamento creata dalla differenza di peso della colonna d'acqua nella colonna discendente e della colonna della miscela vapore-acqua nei tubi di colonna montante.

Riso. 10.

Riso. undici.

Riso. 12.

Nelle caldaie a vapore a circolazione forzata multipla, le superfici riscaldanti sono realizzate sotto forma di serpentine che formano circuiti di circolazione. Il movimento dell'acqua e della miscela vapore-acqua in tali circuiti viene effettuato mediante una pompa di circolazione.

Nelle caldaie a vapore a passaggio unico, il rapporto di circolazione è uno, ad es. L'acqua di alimentazione, riscaldandosi, si trasforma successivamente in una miscela di acqua e vapore, vapore saturo e surriscaldato.

Nelle caldaie ad acqua calda, quando ci si sposta lungo il circuito di circolazione, l'acqua viene riscaldata in un giro dalla temperatura iniziale a quella finale.

In base al tipo di vettore di calore, le caldaie sono suddivise in caldaie per il riscaldamento dell'acqua e caldaie a vapore. I principali indicatori di una caldaia per acqua calda sono la potenza termica, ovvero la potenza termica e la temperatura dell'acqua; indicatori chiave caldaia a vapore- portata vapore, pressione e temperatura.

Caldaie ad acqua calda, il cui scopo è ottenere acqua calda di parametri specificati, viene utilizzato per la fornitura di calore di sistemi di riscaldamento e ventilazione, consumatori domestici e tecnologici. Le caldaie ad acqua calda, che di solito funzionano secondo un principio unico con un flusso d'acqua costante, sono installate non solo nelle centrali termoelettriche, ma anche nel teleriscaldamento, nonché nei locali caldaie industriali e di riscaldamento come principale fonte di approvvigionamento di calore.

Riso. tredici.

Riso. 14.

In base al movimento relativo dei mezzi di scambio termico (fumi, acqua e vapore), le caldaie a vapore (generatori di vapore) possono essere suddivise in due gruppi: caldaie a tubi d'acqua e caldaie a tubi di fumo. Nei generatori di vapore a tubi d'acqua, l'acqua e una miscela vapore-acqua si muovono all'interno dei tubi ei gas di scarico lavano i tubi dall'esterno. In Russia nel 20 ° secolo, le caldaie a tubi d'acqua di Shukhov erano utilizzate prevalentemente. Nei tubi antincendio, invece, i fumi si muovono all'interno dei tubi e l'acqua lava i tubi dall'esterno.

Secondo il principio del movimento dell'acqua e della miscela acqua-vapore, i generatori di vapore sono suddivisi in unità a circolazione naturale e circolazione forzata. Queste ultime sono suddivise in a flusso diretto ea circolazione forzata multipla.

Esempi di posizionamento in caldaie a caldaia di diverse capacità e scopi, nonché altre apparecchiature, sono mostrati in fig. 14-16.

Riso. 15.

Riso. sedici. Esempi di posizionamento di caldaie domestiche e altre apparecchiature