Теоретические основы работы котельной
Основными целями работы промышленно-отопительной котельной являются:
1) производство и подача технологического пара требуемых параметров (р1, t1, x1) производственным потребителям c возвратом от них части конденсата пара, т.е. промышленная тепловая нагрузка;
2) нагрев поступающей из тепловой сети обратной сетевой воды до требуемой температуры (t1`) и подача её обратно в тепловую сеть к коммунальным потребителям, т.е. отопительная тепловая нагрузка;
3) восполнение за счет поступающей в схему сырой добавочной воды внешних потерь конденсата технологического пара и сетевой воды, а также потерь рабочей среды (воды и пара) в самой котельной;
4) подготовка, т.е. химочистка сырой воды и деаэрация питательной и подпиточной воды, причем сырая вода перед химочисткой подогревается до температуры 20…30 °С для интенсификации химических процессов;
5)
 |
уменьшение потерь теплоты с уходящими из котельной потоками рабочей среды и газов, для чего используются подогреватели: охладитель выпара, водяной подогреватель сырой воды продувочной водой, экономайзер и т.д.;
6) уменьшение потерь рабочей среды из котельной с целью уменьшения объема водоподготовки, для чего устанавливается расширитель непрерывной продувки, вторичный пар от которого сохраняется в схеме.
На рисунке В.1 изображена тепловая схема котельной (из примера расчета) на которой указаны точки характерных состояний рабочей среды. На рисенке В.2 на термодинамических hs- и Ts-диаграммах показаны данные состояния и термодинамические процессы между ними, характеризующие работу отдельных элементов котельной. Рассмотрим данные термодинамические процессы:
(1-2) – изобарный при давлении р2 процесс нагрева поступающей сырой воды в водяном подогревателе ВПСВ от температуры tсв до tсв1 теплотой удаляемой продувочной воды;
(2-3) – изобарный процесс нагрева сырой воды в паровом подогревателе ППСВ от температуры tсв1 до tхво теплотой конденсации греющего редуцированного пара;
(3-4) – изобарные процессы химочистки в блоке ХВО и нагрева сырой воды до температуры tсм в конденсатном баке КБ теплотой потоков обратного конденсата с образованием смеси сырой воды и конденсата;
(4-5) – изобарный процесс нагрева смеси до температуры насыщения t2 (при давлении р2) теплотой редуцированного и вторичного пара и деаэрация смеси в колонке деаэратора Д с образованием выпара;
(5-6) – адиабатный процесс сжатия и повышения давления деаэрированной воды в питательном насосе ПН от давления р2 до р1 и подача питательной воды в котлоагрегат;
(6-7) – изобарный процесс нагрева поступающей питательной воды от температуры tпв1 » t2 до tпв2 в экономайзере Э котлоагрегата (если экономайзер есть) теплотой уходящих продуктов сгорания (дымовых газов);
(7-8) – изобарные процессы нагрева (7-7`) до температуры насыщения t1 при давлении р1 котловой воды (если экономайзер некипящий) в барабане и изотермического парообразования в топочных экранах котлоагрегата КА за счет теплоты сгорания топлива с образованием влажного насыщенного пара со степенью сухости х1 и удаляемой продувочной воды с высоким солесодержанием. Данный пар (острый пар) подается промышленным потребителям;
(8-9) – изоэнтальпийный процесс дросселирования и охлаждения острого (влажного) пара в редукционно-охладительной установке РОУ от давления р1 до р2 с образованием перегретого пара;
(9-10) – изобарный процесс охлаждения перегретого пара в РОУ до температуры t2 и состояния сухого насыщенного редуцированного пара при давлении р2 за счет теплоты испарения впрыскиваемой в поток пара увлажняющей деаэрированной воды;
(10-11) – изобарный процесс изотермической конденсации редуцированного пара и охлаждения конденсата пара до температуры tкб в сетевых подогревателях (бойлерах Б) котельной с отдачей теплоты процесса на нагрев проходящей через бойлеры сетевой воды и подачей данной сетевой воды
 |
коммунальным потребителям;
(10-12) – изобарный процесс конденсации выпара и охлаждения конденсата выпара до температуры tкв в охладителе выпара ОВ с утилизацией теплоты процесса на нагрев проходящей через ОВ смеси из КБ и подачей данной смеси в деаэратор для деаэрации;
(10-13) – изобарный процесс конденсации редуцированного пара и охлаждения конденсата пара до температуры tкп в подогревателе ППСВ с использованием теплоты процесса на нагрев проходящей через ППСВ сырой воды;
(7`-14, 7`-5) – процессы дросселирования поступающей из котла в насыщенном состоянии продувочной воды на входе в расширитель непрерывной продувки РНП и изобарного вскипания в нем продувочной воды с образованием чистого влажного вторичного пара со степенью сухости х2 (т.14), идущего в деаэратор, и продувочной воды в насыщенном состоянии при давлении р2 (т.5);
(8-15-16-4) – процесс транспортировки технологического пара промышленным потребителям, его теплоиспользования и возврата конденсата в котельную, который состоит из следующих процессов:
(8-15) – процесс уменьшения давления и конденсации части влажного технологического пара вследствие тепловых потерь в транспортирующих паропроводах к промышленным предприятиям;
(15-16) – процесс теплоиспользования технологического пара на установках предприятий при некотором постоянном давлении рпроизв с отдачей теплоты его изотермической конденсации на технологические нужды;
(16-4) – возврат по конденсатопроводам части конденсата технологического пара в котельную (для уменьшения тепловых потерь источника и объема водоподготовки) и изобарное смешивание нескольких потоков в КБ.
Необходимо отметить, что в данном анализе не учитываются гидравлические потери в трубопроводах, паропроводах, в теплообменниках, в котлоагрегате и т.д. Считается, что в схеме всего два уровня давления – р1 и р2. В действительности же давление на выходе ПН (точка наивысшего давления) на 20¸30 % выше давления острого пара на выходе котлоагрегата. Процессы теплообмена в проточных и смешивающих теплообменных аппаратах считаются изобарными. так как уменьшение давления при течении потока по аппарату или изменение давления при смешивании в нём незначительно по сравнению с величиной самого давления.
В заключение следует сказать, что рисунок В.2 имеет качественный характер, и температуры на нем даны лишь для иллюстрации процессов.
Приложение Г
(справочное)