Схема автоматического регулирования котельной установки

План  работы 

Введение 3

Понятие о котельной установке 4

Автоматическое  регулирование котельных  установок 7

Заключение 9

Список  литературы 10 

Введение

В современном  мире трудно представить себе жизнь  без использования топлива, причем не в первобытном смысле – путем  сжигания и только, а с максимальным использованием его теплового потенциала. Имеется ввиду использование  теплоты сгорания топлива для  ведения технологических процессов а также в энергетических установках непосредственно или путем передачи ее с помощью промежуточного теплоносителя. Самые распространенные теплоносители – водяной пар и вода.

Водяной пар  используют для отопления промысловых  и жилых зданий и сооружений, для  производства электроэнергии, вместе с горячей водой нагнетают  в пласты при добыче нефти для  увеличения нефтеотдачи месторождений, разогрева эксплутационных скважин, в паровых турбинах и машинах и т.д.

Можно долго  перечислять сферы применения водяного пара, но в нашей работе стоит  цель разобраться как получить промышленные количества водяного пара, как работает котельная установка, как происходит автоматическое регулирование котельных установок.

Понятие о котельной установке

Водяной пар  соответствующего давления и температуры (или горячую воду заданной температуры) получают в котельной установке, представляющей собой совокупность устройств и механизмов для сжигания топлива и получения пара. Котельная  установка состоит из одного или  нескольких рабочих и резервных  котельных агрегатов и вспомогательного оборудования, размещаемого в пределах котельного цеха или вне его. Общее представление о рабочем процессе котельного агрегата на жидком или газообразном топливе дает схема котельного агрегата с основными и вспомогательными устройствами.

Рисунок 1. Схема котельного агрегата

Жидкое или  газообразное топливо по топливопроводам котельной 1 и котельного агрегата 2 подается в мазутные форсунки или газовые горелки 4 и по мере выхода из них сгорает в виде факела в топочной камере.

Стены топочной камеры покрыты трубами 5, называемыми  топочными экранами. В результате непрерывного горения топлива в  топочной камере образуются нагретые до высокой температуры газообразные продукты сгорания. Продукты сгорания снаружи омывают экранные трубы  и излучением (радиацией) и частично конвективным путем передают теплоту  воде и пароводяной смеси, циркулирующим  внутри этих труб.

Продукты сгорания, охлажденные в топке до температуры 1000-1200°С, непрерывно двигаясь по газоходам котельного агрегата, омывают вначале разреженный пучок кипятильных труб 7, затем трубы пароперегревателя 9, экономайзера 12 и воздухоподогревателя 14, охлаждаются до температуры 150-200°С и дымососом 16 через дымовую трубу 17 удаляются в атмосферу.

Движение воздуха  и продуктов сгорания по газоходам  котельного агрегата обеспечивается тяго-дутьевой установкой (вентилятор 15, дымосос 16 и дымовая труба 17).

Питательная вода (конденсат и добавочная предварительно подготовленная вода) после подогрева  питательным насосом подается в  коллектор 13 водяного экономайзера 12. В экономайзере вода нагревается  до температуры, близкой к температуре  кипения при давлении в барабане котла, а иногда частично испаряется в экономайзерах кипящего типа и  направляется в барабан 8 котла, к  которому присоединены трубы топочных экранов 5 и фестона 7. Из этих труб в  барабан котла поступает образовавшаяся пароводяная смесь. В барабане происходит отделение (сепарация) пара от воды. Насыщенный пар затем направляется в сборный  коллектор 11 и пароперегреватель 9, где он перегревается до заданной температуры. Перегретый пар из змеевиков  пароперегревателя поступает в  сборный коллектор 10. Отсюда он через  главный запорный вентиль по паропроводу  котельного агрегата 18 направляется в  главный паропровод 19 котельной  к потребителям. Отделившаяся от пара в барабане котла вода смешивается  с питательной водой, по необогреваемым опускным трубам подводится к коллекторам 6 экранов и из них поступает в подъемные экранные трубы 5 и фестон 7, где частично испаряется образуя пароводяную смесь. Полученная пароводяная смесь снова поступает в барабан котла.

Последний элемент  котельного агрегата по ходу газообразных продуктов сгорания – воздухоподогреватель 14. Воздух в него подается дутьевым вентилятором 15, и после подогрева  до заданной температуры по воздухопроводу 3 направляется в топку.

Управление рабочим  процессом котельных агрегатов, нормальная и бесперебойная их эксплуатация обеспечиваются необходимыми контрольно-измерительными приборами, аппаратурой и средствами автоматики.

Необходимость в тех или иных вспомогательных  устройствах и их элементах зависит  от назначения котельной установки, вида топлива и способа его  сжигания. Основными параметрами  котлов являются: паропроизводительность, давление и температура питательной воды, КПД.

Автоматическое  регулирование котельных  установок

Система автоматического  регулирования котельных установок  обеспечивает изменение производительности установки при сохранении заданных параметров (давления и температуры  пара) и максимального КПД установки. Кроме того, повышает безопасность, надежность и экономичность работы котла, сокращает количество обслуживающего персонала и облегчает условия  его труда. Автоматическое регулирование  котла включает регулирование подачи воды, температуры перегретого пара и процесса горения. При регулировании  питания котла обеспечивается соответствие между расходами воды, подаваемой в котел, и вырабатываемого пара, что характеризуется постоянством уровня воды в барабане.

Регулирование питания котлов малой производительности обычно осуществляется одноимпульсными  регуляторами, управляемыми датчиками  изменения уровня воды в барабане. В котлах средней и большой  паропроизводительности с малым водяным объемом применяются двухимпульсные регуляторы питания котла по уровню воды и расходу пара, а также трехимпульсные. Управляющие питанием котла по уровню воды, расходу пара и перепаду давлений на регулирующем клапане.

Регулирование температуры пара осуществляется регулятором, управляемым датчиками изменения  температуры перегретого пара на выходе из пароперегревателя, изменения  температуры пара в промежуточном  коллекторе пароперегревателя и  изменения температуры газов  в газоходе пароперегревателя, а  иногда еще датчиком изменения давления пара.

Регулирование процесса горения в топке котла (в соответствии с расходом пара) осуществляется регуляторами подачи топлива II, воздуха III и регулятором тяги IV (см. рис 3.22). Регуляторы подачи топлива II и воздуха III управляются датчиком изменения давления перегретого  пара I, а регулятор тяги IV – датчиком изменения разрежения в топке 7 котла.

Рисунок 2. Схема автоматического  регулирования котельной  установки

В котельных  установках, работающих на пылевидном топливе, осуществляется также регулирование  работы пылеприготовительной системы регулятором V загрузки мельниц, обеспечивающим постоянство загрузки шаровых барабанных мельниц и регулятором VI температуры пылевоздушной смеси за мельницей.

Для предупреждения персонала о недопустимости отклонения важнейших параметров котельной  установки от заданных служат звуковые и световые сигнализаторы предельных уровней воды в барабане, предельных температур перегретого пара и низшего  давления питательной воды. Для обеспечения  правильной последовательности операций при пуске и остановке механизмов применяется блокировка. Так, при  аварийном отключении дымососов  отключаются дутьевые вентиляторы и прекращается подача топлива в топку. 

Заключение

Работа котельных  установок должна быть надежной, экономичной  и безопасной для обслуживающего персонала. Для выполнения этих требований котельные установки эксплуатируются  в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых  котлов и рабочими инструкциями, составленными  на основе правил Госгортехнадзора с  учетом местных условий и особенностей оборудования.

Котел должен быть оборудован необходимым количеством  контрольно-измерительных приборов, автоматической системой регулирования  важнейших параметров котла, защитными  устройствами, блокировкой и сигнализацией. Режимы работы котла должны соответствовать  режимной карте, в которой указываются  рекомендуемые технологические  и экономические показатели его  работы: параметры пара и питательной  воды, содержание RO₂ в газах, температура и разрежение по газовому тракту, коэффициент избытка воздуха и т.п. Большинство современных котельных установок полностью автоматизированы.

При нарушении  нормальной работы котла в следствие неисправностей, которые могут привести к аварии, он должен быть немедленно остановлен. Капитальный ремонт котлов производится через каждые два-три года. Котел периодически подвергается техническому освидетельствованию по трем видам:

• наружный осмотр (не реже одного раза в год);
• внутренний осмотр (не реже одного раза в четыре года);
• гидравлическое испытание (не реже одного раза в восемь лет).

Список  литературы

1. Кириллин В.А. и др. Техническая термодинамика: Учебник для вузов.- 4-е изд., перераб.- М.: Энергоатомиздат, 1983.
2. Поршаков Б.П., Романов Б.А. Основы термодинамики и теплотехники.- М.: Недра, 1988.
3. Тепловые схемы котлов /А.А,Паршин, В.В.Митор, А.Н. Безгрешников и др.- М.: Недра, 1987.
4. Теплотехника /под ред. В.И. Крутова.- М.: Машиностроение, 1986
5. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы (справочник).- М.: Энергия, 1980.