Часть 2. Теплоэнергетические установки

Теплогенерирующие установки

Котельные установки

Приступая к изучению данного раздела, студент должен по схемам котельных установок и их описаниям, приведённых в учебниках, изучить общее устройство современного котельного агрегата, уяснить сущность процесса парообразования в котле. Затем следует ознакомиться с основными характеристиками котельных агрегатов, с направлением развития котельной техники. После этого необходимо ознакомиться с устройством и работой отдельных агрегатов по схемам котельных установок и их описаниям, приведённых в учебниках.

Изучение топок следует начинать с принципиальных схем топочных устройств, после чего приступить к изучению их конструктивных особенностей.

Наиболее экономичными видами топлива являются природный газ и мазут, но их использование в промышленности и в сельском хозяйстве до последнего времени было ограниченным, так как они служат сырьем для химической промышленности. Поэтому до настоящего времени в сельском хозяйстве преобладали котлы, работающие на твердом топливе. Последние годы в РФ и в нашем регионе ознаменовались переводом многих котельных на газ. При изучении топок следует ознакомиться с принципиальными схемами топочных устройств котлоагрегатов, работающих на твердом, газообразном и жидком топливе, после чего приступить к изучению их конструктивных особенностей.

Основной упор должен быть сделан на разбор вертикально-водотрубных котлов, выпускаемых в настоящее время нашей промышленностью и импортных котлов, которые находят применение в сельскохозяйственном производстве. На тепловых электрических станциях чаще всего устанавливаются котлы большой паропроизводительности с естественной циркуляцией и прямоточные.

При изучении конструкции котлов и их работы следует обратить особое внимание на котлы, применяемые в сельском хозяйстве, а именно: на котлы парообразователи типа КМ, КВ, Д-721А, Д-000 производительностью 100-900 кг пара в час, а также на котлы типа ДКВР паропроизводительностью от 2,5 до 20 т/ч, которые в настоящее время успешно применяются и найдут ещё более широкое применение для нужд сельскохозяйственного производства.

Все шире применяются в сельском хозяйстве новые котлы: МЗК-7А, Е-2, 1Т, Г, М; Е-1/9-1М, Е-1/9-2М, ВК-1,6 и др.

В сельском хозяйстве находят применение также и чугунные секционные водогрейные котлы типа Универсал, Энергия, Тула и др.

При изучении теплового расчёта котельного агрегата особое внимание надо обратить на методику составления его теплового баланса и расчёта теплообмена в топке. Следует запомнить, что общий коэффициент теплоотдачи газов складывается из коэффициента конвективной теплоотдачи и коэффициента теплоотдачи лучеиспусканием. Необходимо знать, какая разница между определением коэффициента теплоотдачи для испарительной части котлоагрегата, пароперегревателя, водяного экономайзера и воздухоподогревателя и чем эта разница обуславливается. Разбирая вопросы теплообмена в топке и газоходах котельного агрегата, следует проанализировать пути интенсификации передачи теплоты, а также причины, ограничивающие рост коэффициента теплоотдачи в различных поверхностях нагрева.

Запоминать эмпирические расчётные формулы студенту не обязательно.

Литература: 2, 161-187.

Вопросы для самопроверки

1. Какова принципиальная схема компоновки оборудования современной котельной?

2. Какие существуют способы сжигания топлива в топках паровых котлов? Какие существуют типы котельных топок?

3. Почему для осуществления процесса полного горения в топку приходиться подавать избыточное количество воздуха? Что называется коэффициентом избытка воздуха, каковы его значения для различных типов топок и топлива, чем определяются эти значения?

4. Какие причины вызывают потери при механической и химической неполноте сгорания топлива, какова величина этих потерь для основных видов топлива и основных типов топок? Какие характеристики топлива, и в каком направлении влияют на величину этих потерь?

5. Что определяет тепловое напряжение топочного пространства и тепловое напряжение зеркала горения; каков порядок величин этих параметров для слоевых топок? Каковы приблизительные значения теплонапряжения топочного пространства для камерных топок при различных видах топлива?

5. Каким путём отдаётся теплота продуктов сгорания поверхностям нагрева в топке, каковы при этом средства увеличения и уменьшения количества теплоты?

6. Какие существуют типы механизированных слоёв топок и какова область их применения по роду топлива и паропроизводительности котельного агрегата?

7. Какие существуют типы мельниц для размола топлива? Область их применения.

8. Какие существуют типы топок для сжигания пылевидного, жидкого и газообразного топлива? Назовите существующие типы горелок для жидкого, газообразного и пылевидного топлива.

9. Напишите уравнение теплового баланса котла и охарактеризуйте каждую составляющую баланса.

10. Каковы основные схемы пароперегревателей, водяных экономайзеров и воздухоподогревателей.

11. Расскажите об основных правилах техники безопасности при эксплуатации котлов.

Теплогенераторы

Теплогенераторы широко используются в сельском хозяйстве для создания микроклимата в животноводческих, птицеводческих, производственных помещениях, в теплицах и парниках; применяются они и для сушки зерна, трав, семян и т.д. В холодное время их используют для прогрева двигателей тракторов и автомобилей перед пуском. Ознакомьтесь с устройством теплогенераторов, их типами и краткими характеристиками. В сельское хозяйство поступают теплогенераторы следующих марок: ТГ-75, ТГ-150, ТГ-1,5А, ТГ-2,5А, ТГ-3,5А, ТГ-400, ТГ-1000, ВПТ-400, ВПТ-600, УТ-130, УТ-15. Изучите устройство топливной системы, тягодутьевые устройства, горелки для сжигания топлива, систему автоматического управления.

Наряду с теплогенераторами находят применение газовые водонагреватели и газовые отопительные приборы. Рассмотрите типы этих приборов, их назначение, устройство и принцип работы.

Литература: 6, с. 24-28.

Вопросы для самопроверки

1. Как подсчитывается расход топлива расходуемого теплогенератором?

2. Каковы основные правила техники безопасности при эксплуатации теплогенераторов?

3. Назовите область применения в сельском хозяйстве газовых отопительных приборов.

4. Как рассчитывается число газовых горелок инфракрасного излучения для обогреваемого помещения?