промышленные паровые котлы

Промышленные паровые котлы

Традиционный промышленный паровой котел представляет собой техническое устройство для получения насыщенного или перегретого пара, который используется в технологических циклах предприятий. Параметры температуры и давления пара, а также производительности котельной установки зависят от конкретного технологического цикла, а вид используемого топлива выбирается по его цене и доступности в регионе нахождения предприятия.
Текущее состояние рынка котельного оборудования позволяет купить промышленный паровой котел практически любой мощности и производительности, однако универсального решения генерации заданного количества пара необходимогоо давления и температуры не существует. Все котельные установки имеют свои конструктивные особенности и оптимизированы под конкретную технологическую задачу.

Сферы применения

Паровые котлы промышленного назначения имеют несколько основных сфер применения, которые определяют основные конструкторские решения при проектировании паровой котельной установки:

• паровые установки теплоэнергетического комплекса производят насыщенный пар высокого давления для работы паровых турбин на электростанциях. Паровые установки этого типа отличаются высокой производительностью, а также высоким и сверхвысоким давлением получаемого пара;
• паровой промышленный котел под давлением до 3 МПа вырабатывает пар, который идет на технологические нужды — сушку древесины, пропаривание бетона, стеновых блоков и тротуарной плитки, стерилизации тары и т.д.;
• паровые установки для отопления и горячего водоснабжения работают преимущественно в сфере ЖКХ. Насыщенный пар выступает в качестве теплоносителя в пароводяных теплообменниках, которые установлены в контуре местной системы отопления.

Достаточно распространенным конструктивным решением выступают комбинированные паровые котлы, которые вырабатывают пар для технологических нужд и одновременно служат для подогрева теплоносителя местной системы отопления.

Виды паровых котлов

Виды паровых котлов — сравнительная таблица

Практически все промышленные паровые котлы проектируются по одной из двух конструктивных схем, каждая из которых определяет способ и площадь контакта продуктов сгорания топлива с теплоносителем паровой установки:

• в жаротрубных агрегатах продукты сгорания топлива перемещаются по комплекту жаропрочных труб, которые помещены в большой бак с теплоносителем. Достаточно низкое давление и небольшая производительность локализуют данный тип агрегатов как промышленные паровые установки для технологических нужд предприятий различного назначения;
• водотрубные паровые установки работают на обратном принципе — в камеру сгорания помещен комплект жаропрочных труб с теплоносителем, которые нагреваются теплом отходящих газов. Данные установки отличаются высоким давлением и производительностью и чаще

используются для работы с турбинами теплоэнергетического комплекса.
И тот и другой вид паровых котельных установок требует обязательного этапа водоподготовки, при котором из воды удаляются минеральные примеси. Такие примеси вызывают накипь на стенках труб и могут привести к их перегреву и аварии.

Конструкция промышленных паровых котлов

Конструкция парового котла представляет собой технологический прибор преобразования энергии сгорающего топлива в тепловую энергию водяного пара, которая используется в производственном или отопительном цикле. С технической точки зрения конструкция парового котла объединяет в себе несколько основных блоков и узлов, основными из которых выступают следующие позиции:

• камера сгорания с обычной или реверсивной топкой предназначена для непосредственного сжигания выбранного вида топлива, в процессе которого выделяется большое количество тепла:
• теплообменники из водяных или дымогарных труб передают тепло в водяной контур, закипание воды в котором приводит к образованию пара;
• пароотделитель или сепаратор пара удаляет из пара лишнюю воду, перед отправкой его потребителю. С помощью сепараторов удается достаточно чувствительно поднять КПД парового котла;
• пароперегреватель устанавливается на выходном участке паропровода и служит для увеличения температуры выходящего пара до 100-500ºC. Выбранная температура должна соответствовать требованиям технологических процессов, в которых используется перегретый пар.
  Часто в конструкции промышленных паровых котлов устанавливается дополнительное оборудование, состав и параметры которого соответствуют выбранному технологическому циклу парообразования:
• экономайзер подогревает поступающую в теплообменник воду, что увеличивает КПД и производительность котельной установки. Подогрев выполняют за счет энергии уходящих продуктов сгорания основного топлива;
• в котельных установках замкнутого цикла устанавливают циркуляционный или питательный насос, который обеспечивает перемещение воды по всему контуру образования и конденсации пара;
• устройство водоподготовки удаляет из используемой воды минеральные примеси, которые вызывают образование накипи на стенках теплообменных труб.

Блок управления и автоматики переводит все или часть процессов парообразования и конденсации в автоматический режим.

Принцип работы паровой котельной

Принцип работы промышленного парового котла заключается в последовательной передаче тепла от горящего топлива к теплообменным поверхностям, которые непосредственно контактируют с водой. Тепловая энергия сгорающего топлива доводит воду до точки кипения, после которой начинается интенсивное выделение пара.

На этапе обработки уже полученного пара из его состава удаляется лишняя вода, а сам пар дополнительно нагревают до необходимой температуры с помощью пароподогревателя.
Этап получения пара дополняется контуром сбора воды после конденсации пара, ее транспортировки к месту вторичного использования и монтажа контура подпитки, который компенсирует потери воды в технологических процессах производственного или теплоэнергетического циклов. В конуре подпитки в обязательном порядке устанавливается устройство водоподготовки. Перемещение воды по всем рабочим контурам обеспечивает циркуляционный (питательный) насос.

Автоматика промышленного парового котла

Средства автоматизации паровых котельных помогают контролировать рабочие параметры всего процесса образования, транспортировки и конденсации пара, что помогает избежать аварийных ситуаций и выхода из строя оборудования котельной. Также автоматика управляет работой топливного тракта и тракта дымоудаления.

В состав основных средств автоматизации входят датчики давления и температуры, исполнительные механизмы по их снижению или повышению, а также цифровые контроллеры с программируемыми алгоритмами различных режимов работы котельной установки.
Важной часть блока автоматики выступает газовый блок безопасности, которым оснащаются все котлы на природном газе. В состав этого блока входят регуляторы давления газа, клапаны блокировки подающих газопроводов и автоматика управления работой газовой горелки с устройством розжига и ионизационного контроля пламени горелки.
Еще одной часть автоматизации паровой котельной выступают средства визуального контроля и аппаратура удаленного доступа для диспетчеризации котельной.