Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Основы газового хозяйства

Сжигание газового топлива в котлах


Сжигание газового топлива в котлах

Горячую воду и пар для нужд промышленности и коммунального хозяйства получают главным образом в специальных котлах, которые являются одним из видов теплообменных аппаратов поверхностного типа непрерывного действия. В котлах теплота отбирается от нагретых продуктов сгорания и передается холодной воде. Теплообмен в котлах происходит без непосредственного контакта воды и продуктов сгорания газа, отделенных друг от друга металлическими поверхностями нагрева. Такие теплообменники называются аппаратами непрерывного действия, так как горячие продукты сгорания, отдающие теплоту, и холодная вода, воспринимающая теплоту, находятся в непрерывном движении. Котлы в зависимости от их назначения бывают водогрейные и паровые. Если потребителю требуется горячая вода и пар, то применяются паровые котлы. В этих котлах часть получаемого пара используется для нужд производства, а часть направляется в специальный теплообменный аппарат — бойлер. В бойлере пар отдает часть теплоты воде, движущейся по трубам от водопровода к потребителю, конденсируется и вновь возвращается в котел для превращения в пар. Пар, идущий на нужды производства, также может быть собран после его использования и конденсации и возвращен обратно в котел для повторного нагрева.

Для нормальной эксплуатации котлов важное значение имеет качество питательной воды. В этой воде могут содержаться различные примеси в виде солей, которые при нагреве выделяются и оседают на стенках котлов. Эти отложения приводят к уменьшению площади поперечного сечения труб, по которым движется нагреваемая вода, ухудшают теплообмен между продуктами сгорания и водой и могут привести к перегревам отдельных участков поверхностей нагрева и, как следствие этого, разрушению этих участков.

Поверхности котла, обрабатываемые с одной стороны продуктами сгорания газа, а с другой — водой, называются поверхностям нагрева. Поверхность нагрева измеряется в квадратных метрах и подразделяется на конвективную и радиационную.

Радиационная поверхность обращена в топку и воспринимая теплоту в основном за счет излучения газового пламени, раскаленных огнеупорных стенок.

Остальная часть поверхности нагрева котла называется конвективной и воспринимает теплоту в основном за счет непосредственного соприкосновения с ней движущихся в газоходах продуктов сгорания, т. е. за счет конвекции.

Важной характеристикой работы котла является его теплов равновесие, когда расход и поступление теплоты равны друг друг.. Если такого соответствия нет, то давление пара в котле и температура воды в нем будут повышаться или понижаться. Другая характеристика работы котла — его материальное равновесие, когда количества поступающей и расходуемой питательной воды соответствуют друг другу. Естественно, что при быстрой подаче в котел большого количества воды давление и температура воды в нем уменьшаются. При кипении вся вода в котле имеет одинаковую температуру, которая незначительно превышает температуру, соответствующую давлению насыщенного пара в паровом пространстве. В котле одновременно находятся вода и пар, а насыщенный пар имеет практически ту же температуру, что и вода.

Часто для нужд промышленности требуется не насыщенный, а перегретый пар. Чтобы из насыщенного пара получить перегретый, его дополнительно нагревают в конвективном пароперегревателе, расположенном по ходу-продуктов сгорания за первым газоходом котла. Пароперегреватель представляет собой устройство из параллельно включенных змеевиков диаметром 28… 42 мм, соединенных коллекторами.

Продукты сгорания газа на выходе из газохода имеют еще значительный запас теплоты. Чтобы уменьшить эти потери теплоты, за котлами по ходу продуктов сгорания располагают дополнительные теплообменники — экономайзер и воздухонагреватель. В экономайзере поступающая в котел питательная вода подогревается за счет использования части теплоты продуктов сгорания. В воздухонагревателе за счет теплоты продуктов сгорания подогревается воздух, необходимый для сжигания газа. Использование более нагретого воздуха приводит к повышению температуры горения газа, улучшению процесса горения и увеличению температуры продуктов горения.

Важная характеристика котельного агрегата — его тепловая мощность, которая определяется как произведение поверхности нагрева на расчетный теплосъем с 1 м2. Расчетный теплосъем с 1 м2 поверхности нагрева зависит от типа котла и колеблется от 25…50 тыс. для чугунных секционных котлов, до 100 тыс. кДж/ч и более для водотрубных котлов.

Мощность паровых котлов определяется их паропроизводительностью, т. е. количеством тонн пара в час. В связи с тем, что количество теплоты в 1 кг пара зависит от его давления, то при определении паропроизводительности котла указывается и расчетное давление. Например, в обозначении котла ДК.ВР-10-13 первая цифpa показывает, что котел вырабатывает 10 т пара в час, а вторая цифра — давление пара в атмосферах (13 ат).

В отопительных котельных жилищно-коммунального хозяйства преимущественно используют небольшие чугунные или стальные секционные котлы без экономайзеров и воздухонагревателей. В производственно-отопительных котельных применяют водотрубные котлы с установкой индивидуальных или групповых экономайзеров, в котельных электростанций — крупные котлоагрегаты в комплексе с экономайзерами и воздухонагревателями. Особенности сжигания газа в топках котлов требуют правильного выбора типа, тепловой мощности, количества горелок и их рационального размещения.

Газовое топливо создает хорошие условия для автоматизации его сжигания, что значительно повышает безопасность и эффективность работы котлов и обеспечивает работу их в соответствии с заданным режимом. Современная комплексная автоматика газифицированных котельных включает приборы автоматики безопасности, регулирования, контроля и сигнализации. Автоматика безопасности обеспечивает прекращение подачи газа к горелкам при нарушениях режима работы агрегата, могущих привести к аварии. Автоматика регулирования обеспечивает поддержание заданного режима работы котла.

Приборы контроля и сигнализации обеспечивают условия для дистанционного управления работой агрегата с диспетчерского пункта. Установлен минимально необходимый объем автоматики газифицированных котельных; обеспечение прекращения подачи газа к горелкам при недопустимом отклонении давления газа, погасании пламени горелок, отсутствии разрежения и прекращения подачи воздуха к горелкам. Рассмотрим устройство и принцип действия наиболее распространенных комплексных систем автоматики газифицированных котельных.



Похожие статьи:
Оказание помощи пострадавшим

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Основы газового хозяйства

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум