Sujet3. Chemins de chaudière. Disposition de la chaudière. Classification et désignation des chaudières à vapeur et à eau chaude
Carburant, vapeur-eau, air, gaz chemins et chemin
élimination des cendres et des scories ; schéma de principe du trajet vapeur-eau d'une chaudière à tambour avec
circulation forcée naturelle et multiple et flux direct ;
Schéma de principe du parcours gaz-air de la chaudière à tirage équilibré.
Disposition de la chaudière (en P, en T, en U, à trois voies, en tour). Classement KA
(par objectif, par organe de travail émis, par emplacement relatif
produits de combustion et fluide de travail, selon la méthode de création du mouvement du fluide de travail,
selon la pression de la vapeur générée, selon le mode d'installation). Désignation de la vapeur et
chaudières à eau chaude.
Conduits de la chaudière
Les voies principales de la chaudière sont le combustible, la vapeur, l'air,
voie d'évacuation des gaz et des cendres.
le carburant tract - complexe
éléments dont l'approvisionnement, la transformation (concassage, broyage,
chauffage, etc.), transport et alimentation en combustible de la chambre de combustion pour
incinération.
La voie des combustibles solides comprend : les équipements de concassage, les convoyeurs,
soute à combustible broyé, broyeur à charbon et canalisations de poussière.
Le circuit du combustible liquide comprend : un dispositif de vidange, des réservoirs pour
stockage, filtres de nettoyage mécanique grossier et fin, pompes de transfert,
réchauffeurs de mazout, instruments de mesure (pression, débit, température).
Le trajet du combustible gazeux se compose d'un point de contrôle du gaz,
qui comprend un régulateur de pression de gaz, des raccords de sécurité, un filtre
nettoyage mécanique, instruments de mesure (pression, débit, température) et
etc., et les gazoducs.
vapeur d'eau tract est un système en série
inclus des éléments d'équipement dans lesquels l'eau d'alimentation se déplace,
mélange vapeur-eau, vapeur saturée et surchauffée (sur les chaudières à vapeur surchauffée)
(Fig. 3.1).
Riz. 3.1. Schéma de principe du parcours vapeur-eau de la chaudière : une –
tambour à circulation naturelle; b - tambour à répétition
circulation forcée; v —
flux direct ; 1 - pompe d'alimentation ; 2
– économiseur d'eau; 3 - tambour ; 4 - tuyaux de descente; 5 - collecteur; 6 -
tuyaux de levage de la surface de chauffage par évaporation ; 7 - surchauffeur ; huit -
pompe de circulation ; I - eau d'alimentation; II - vapeur surchauffée.
Le trajet vapeur-eau d'une chaudière à tambour comprend généralement : un économiseur,
tuyaux de sortie (reliant l'économiseur au ballon de la chaudière), ballon, descentes
tuyaux et collecteurs inférieurs de distribution, tuyaux de grille de fumée (relevage
tuyaux), surchauffeur.
Selon le type de chemin vapeur-eau, on distingue ceux à tambour (dans lesquels le mouvement
(circulation) de l'eau s'effectue en circuit fermé (ballon supérieur - descente (tuyaux non chauffés) - ballon inférieur (collecteur) - tamis (tuyaux chauffés) - ballon supérieur)) et chaudières à passage unique.
Air tract - complexe
éléments d'équipement pour recevoir l'air atmosphérique (froid), son
chauffage, transport et alimentation de la chambre de combustion. trajet aérien
comprend : boîte à air froid, ventilateur soufflant, réchauffeur d'air
(côté air), boîte à air chaud et brûleurs.
Le trajet d'air (à l'exception du conduit d'admission) fonctionne généralement sous
surpression développée par un ventilateur soufflant.
Gaz tract - complexe
éléments d'équipement à travers lesquels s'effectue le mouvement des produits de combustion
avant de rejeter dans l'atmosphère. Le parcours des gaz commence dans la chambre de combustion, les fumées
passer séquentiellement dans le surchauffeur (le cas échéant),
économiseur, aérotherme (côté gaz), récupérateur de cendres
(installé lors de la combustion de combustible solide) puis l'extracteur de fumée est alimenté
par la cheminée jusqu'à l'atmosphère.
Code d'automatisation de processus
La chaudière est un appareil techniquement complexe. En tant qu'objet multidimensionnel, il contient de nombreux systèmes de contrôle. De nombreux paramètres technologiques doivent être maintenus pour un fonctionnement fiable et économique de la chaudière. Ces paramètres principaux sont :
- Système de charge thermique de la chaudière :
- processus de combustion dans le four;
- alimentation en air du four de la chaudière;
- raréfaction dans le fourneau;
- Système de contrôle de la température de la vapeur surchauffée ;
- Système de contrôle de l'alimentation de la chaudière.
Système de contrôle de l'alimentation de la chaudière | le code
Régulation de la puissance de la chaudière à vapeur s'effectue de la manière suivante. On suppose que l'écart maximal admissible du niveau d'eau dans le tambour est de ± 100 mm par rapport à la valeur moyenne. Une baisse du niveau peut entraîner des perturbations dans l'alimentation et le refroidissement des conduites d'eau. L'augmentation du niveau peut entraîner une diminution de l'efficacité des dispositifs intratambour. La suralimentation du tambour et l'envoi de particules d'eau dans la turbine peuvent causer de graves dommages mécaniques à son rotor et à ses aubes.
Système de contrôle automatique à trois impulsions pour l'alimentation en eau d'un générateur de vapeur à tambour
Schémas de régulation. En fonction des exigences de régulation du niveau d'eau dans le ballon, le régulateur automatique doit assurer la constance du niveau moyen quelle que soit la charge de la chaudière et les autres influences perturbatrices de l'eau et de la vapeur. Cette tâche est effectuée par un contrôleur à trois impulsions.
Le régulateur déplace la vanne lorsqu'un signal de déséquilibre apparaît entre les débits d'eau d'alimentation Dpv et de vapeur Dpp. De plus, il agit sur la position de la vanne d'alimentation lorsque le niveau s'écarte de la valeur de consigne. Une telle alimentation ACS, combinant les principes de régulation par déviation et perturbation, est la plus utilisée sur les chaudières à tambour puissantes.
Régulation du régime d'eau du groupe chaudière | le code
Régulation du régime d'eau de la chaudière à vapeur à tambour
La composition chimique de l'eau circulant dans les chaudières à tambour a un impact important sur la durée de leurs activités non-stop et non-réparatrices. Les principaux indicateurs de la qualité de l'eau de chaudière sont la teneur totale en sel et l'excès de concentration en phosphates. Le maintien de la teneur totale en sel de l'eau de la chaudière dans la plage normale est effectué à l'aide d'un soufflage continu et périodique du tambour dans des extenseurs spéciaux. Les pertes d'eau de la chaudière avec purge sont effectuées avec de l'eau d'alimentation dans la quantité déterminée par le niveau d'eau dans le ballon. La purge continue est contrôlée en actionnant le régulateur sur une vanne de contrôle dans la ligne de purge. En plus du signal de correction pour la salinité, l'entrée du régulateur PI 2 reçoit un signal pour le débit d'eau de purge Dpr et un signal pour le débit de vapeur Dpp. Le signal de débit de vapeur est envoyé au débitmètre 3, dont l'intégrateur électromécanique est utilisé comme pulseur, agissant par l'intermédiaire du dispositif de démarrage 4 pour allumer et éteindre la pompe à phosphate à piston 6.
Châssis de chaudière avec échelles et plateformes de service
Cadre - une structure métallique de colonnes, poutres et tirants qui sont installés sur la fondation et sont destinés à connecter et fixer les éléments de la chaudière.
Un cadre est une structure métallique conçue pour y installer des tambours et fixer toutes les surfaces de chauffage, revêtements, plates-formes, escaliers et autres parties et structures de la chaudière.
Le châssis d'une chaudière de taille moyenne est constitué de colonnes verticales installées sur les fondations, de poutres horizontales de support et auxiliaires, de fermes et de barres transversales de liaison. En règle générale, les principaux éléments du cadre sont retirés de la maçonnerie et le chauffage de ses éléments n'est pas autorisé au-dessus de 70 ° C.
Pour un entretien pratique et sûr de la chaudière, ses raccords et accessoires doivent être installés de manière permanente escaliers et plates-formes à partir de matériaux résistants au feu, équipés de garde-corps métalliques.
Les plates-formes métalliques et les marches d'escalier peuvent être réalisées:
- a) en tôle d'acier ondulée ou en tôles à surface non lisse obtenues par soudage ou d'une autre manière ;
- b) en nid d'abeille ou en feuillard d'acier (par bord) d'un maillage n'excédant pas 12 cm2 ;
- c) à partir de tôles déployées.
Il est interdit d'utiliser des plates-formes et des marches lisses, ainsi que de les fabriquer en acier (rond).
Les échelles d'une hauteur supérieure à 1,5 m, destinées à l'entretien systématique des équipements, doivent avoir un angle d'inclinaison par rapport à l'horizontale ne dépassant pas 50 degrés.
Les dimensions de l'escalier doivent être : en largeur - au moins 600 mm, en hauteur entre les marches - pas plus de 200 mm, et en largeur des marches - au moins 80 mm. Les escaliers doivent avoir des paliers tous les 3-4 m de hauteur.
La largeur des plates-formes destinées à l'entretien des installations, des dispositifs d'instrumentation et de contrôle doit être d'au moins 800 mm, et le reste des plates-formes - d'au moins 600 mm.
La distance verticale entre les plates-formes de service des dispositifs indicateurs d'eau et le milieu des murs indicateurs d'eau doit être d'au moins 1 m et d'au plus 1,5 m.
Les plates-formes et la partie supérieure du revêtement des chaudières à partir desquelles l'entretien est effectué doivent avoir des garde-corps métalliques d'une hauteur d'au moins 0,9 m avec un revêtement continu le long du fond sur une hauteur d'au moins 100 mm.
Les structures de support de la chaudière sont ses éléments les plus importants, assurant la sécurité de fonctionnement. Par conséquent, il est nécessaire de surveiller leur sécurité, en effectuant des réparations en temps opportun, pour éviter l'échauffement des poutres et en particulier des colonnes, l'effondrement de la maçonnerie.
chaudières à tambour
Circulation de l'eau dans la chaudière à tambour à circulation forcée 1 Pompe d'alimentation 2 Économiseur 3 Tuyaux de levage 4 Tuyaux de descente 5 Tambour 6 Surchauffeur 7 Vers turbine 8 Pompe de circulation
L'eau fournie à la chaudière par une pompe d'alimentation (par exemple, un injecteur de vapeur), après avoir traversé l'économiseur, pénètre dans le tambour (situé en haut de la chaudière), d'où, sous l'action de la gravité (dans les chaudières à circulation), il pénètre dans les conduites de descente non chauffées, puis dans les conduites de relevage chauffées où se produit la vaporisation (les conduites montantes et descendantes forment un circuit de circulation). En raison du fait que la densité du mélange vapeur-eau dans les tuyaux de tamis est inférieure à la densité de l'eau dans les tuyaux de descente, le mélange vapeur-eau monte à travers les tuyaux de tamis dans le tambour. Il sépare le mélange vapeur-eau en vapeur et eau. L'eau rentre dans les tuyaux de descente et la vapeur saturée va au surchauffeur. Dans les chaudières à circulation naturelle, la fréquence de circulation de l'eau le long du circuit de circulation est de 5 à 30 fois.
Les chaudières à circulation forcée sont équipées d'une pompe qui crée une pression dans le circuit de circulation. La multiplicité de circulation est de 3 à 10 fois. Les chaudières à circulation forcée sur le territoire de l'espace post-soviétique n'ont pas été distribuées.
Les chaudières à tambour fonctionnent à une pression inférieure à la pression critique.
Code de classement
Sur rendez-vous:
- Chaudières à vapeur électriques - conçues pour produire de la vapeur utilisée dans les turbines à vapeur.
- Chaudières à vapeur industrielles - produisent de la vapeur pour les besoins technologiques, les soi-disant "générateurs de vapeur industriels".
- Chaudières à récupération de vapeur - utilisent des ressources énergétiques secondaires pour produire de la vapeur - la chaleur des gaz chauds générés dans le cycle technologique. Les chaudières de récupération de chaleur dans le cadre de CCGT utilisent la chaleur des gaz d'échappement des turbines à gaz.
Selon le mouvement relatif des fluides d'échange de chaleur (gaz de combustion, eau et vapeur), les chaudières à vapeur peuvent être divisées en deux groupes :
- chaudières à tubes de gaz (foyer, carneau)
- chaudières à tubes d'eau
Chaudières à tubes d'eau basées sur le principe du mouvement de l'eau et du mélange vapeur-eau
subdivisé en :
- tambourinage (avec ru naturelfr et circulation forcée : en un passage à travers les surfaces d'évaporation, seule une partie de l'eau s'évapore, le reste retourne au tambour et traverse les surfaces à plusieurs reprises)
- à passage unique (le fluide entre l'entrée et la sortie de la chaudière se déplace séquentiellement sans revenir)
Dans les générateurs de vapeur à tubes d'eau, l'eau et un mélange vapeur-eau se déplacent à l'intérieur des tuyaux et les gaz de combustion nettoient les tuyaux de l'extérieur. En Russie au XXe siècle, les chaudières à tubes d'eau de Shukhov étaient principalement utilisées. Dans les conduites de gaz, au contraire, les gaz de combustion se déplacent à l'intérieur des conduites et le liquide de refroidissement lave les conduites de l'extérieur.
notation | le code
Type-D-P-T-FOH
- Un type
- Pr - à circulation forcée (l'eau du tambour est fournie aux surfaces d'évaporation par des pompes spéciales);
- Prp - avec circulation forcée et surchauffe intermédiaire de la vapeur;
- E - à circulation naturelle (sous l'influence de la différence de densité de l'eau et de la vapeur);
- Ep - avec circulation naturelle et surchauffe intermédiaire de la vapeur ;
- P - flux direct ;
- Pp - flux direct avec surchauffe intermédiaire de la vapeur ;
- K - avec circulation combinée (naturelle sur certaines surfaces, forcée sur d'autres);
- Kp - avec circulation combinée et réchauffage intermédiaire à la vapeur.
- ré
- Capacité de vapeur de la chaudière, t/h.
- P
- Pression à la sortie de la chaudière, MPa (auparavant souvent indiquée en kgf/cm²)
- J
- Température de sortie de la chaudière, °C (non spécifié pour les chaudières générant de la vapeur saturée). Si la température après réchauffage diffère de la température de la vapeur primaire, elle est indiquée sous forme de fraction.
- F
- Type de combustible (si la fournaise n'est pas stratifiée) :
- K - charbon et semi-anthracite (charbon maigre);
- A - anthracite, fines d'anthracite (boues);
- B - charbon brun, lignites;
- C - schistes;
- M - mazout;
- G - gaz naturel ;
- O - déchets, ordures ;
- D - autres types de carburant.
- O
- Type de four (non indiqué pour le gas-oil, sauf pour "B") :
- T - four à chambre avec élimination des scories solides;
- Zh - four à chambre avec élimination du laitier liquide;
- R - foyer en couches (grille);
- B - four vortex;
- C - four cyclone;
- F - un four à lit bouillant (fluidisé) (stationnaire et circulant);
- Et - d'autres types de foyers, y compris ceux à deux zones.
- H
- "H" si la chaudière est sous pression.
Les paramètres de la chaudière, si possible, sont sélectionnés en fonction de la gamme standard. Après la désignation selon GOST, la marque d'usine peut être écrite entre parenthèses, par exemple, E-75-3.9-440BT (BKZ-75-39FB).
38 Pourquoi un schéma d'évaporation étagée avec un cyclone externe est-il meilleur qu'avec une chicane installée à l'intérieur du tambour.
fait un pas
l'évaporation est celle de l'eau
volume du ballon de la chaudière, des zones sont créées
avec une teneur en sel différente dans la chaudière
l'eau. Ceci est obtenu en séparant
volume d'eau du ballon de la chaudière avec son
surfaces chauffantes en individuel
compartiments. Une purge continue est effectuée
du compartiment avec la salinité la plus élevée,
et la sélection de vapeur avec le plus petit. Plus haut
le tambour est divisé par une cloison
trou (tuyau de trop-plein) pour deux
compartiment - propre et salin. Nutritif
l'eau entre dans un compartiment propre et le sel
alimenté à partir d'un compartiment propre à travers
tuyau de trop-plein. Dans un compartiment propre
environ 80% de la vapeur se forme, dans le sel
vingt%. Ainsi, du pur au salin
compartiment reçoit 20% de l'eau de la chaudière, qui
pour un compartiment propre est une purge.
Par conséquent, purgez le compartiment propre
se produit sans perte de chaleur,
assurer une faible salinité
l'eau de la chaudière dedans.
Essentiel
l'inconvénient est la possibilité
retour d'eau dans un compartiment propre
avec une circulation « ralentie ». Pour l'élimination
cette lacune est appliquée par étapes
évaporation avec des cyclones à distance, qui
sont des compartiments à sel (DKVR-20). À
utilisation de cyclones à distance dans
comme différence de volume de séparation
les niveaux dans les compartiments peuvent être sélectionnés
suffisant dans les conditions de la prévention
écoulement inverse de l'eau. Par conséquent, les régimes
avec des cyclones déportés sont préférés,
surtout à bas rendement
compartiment à sel.
Nutritif
l'eau entre dans le tambour, qui sert
compartiment propre. Purger l'eau de
tambour entre dans les cyclones, pour lesquels
cette eau est nutritive. Cyclone
a un circuit de circulation séparé et
fournit de la vapeur au tambour de la chaudière. La vapeur passe
à travers le dispositif de séparation
compartiment et ensuite nettoyé.
Une purge continue est effectuée
seulement du cyclone, s'il y en a un. À
diminution progressive de l'évaporation
perte de chaleur avec purge et augmentation
qualité de la vapeur
Efficacité
l'évaporation progressive augmente avec
augmenter le nombre d'étages d'évaporation,
cependant, cette augmentation avec l'augmentation du nombre
les pas s'estompent. Le plus grand
distribution a reçu deux et
schémas en trois étapes. Dans le même temps, le deuxième
l'étape d'évaporation peut être organisée
à l'intérieur ou à l'extérieur du tambour - dans
cyclone portable. En trois temps
régime, généralement les première et deuxième étapes
effectuer dans le tambour, et le troisième - dans
cyclone portatif.
fait un pas
l'évaporation améliore la pureté
vapeur à une qualité nutritive donnée
l'eau et une valeur de purge donnée. Ce
permet également d'obtenir un résultat satisfaisant
pureté de la vapeur avec moins d'eau
qualité, ce qui le rend plus facile et moins cher
traitement de l'eau. Évaporation étagée
améliore également l'économie
centrale à turbine à vapeur en raison de
réduction de la purge sans perceptible
réduction de la qualité de la vapeur.
Surfaces d'évaporation de la chaudière
Il a été noté précédemment que les principaux éléments de la chaudière sont les suivants : surfaces de chauffage par évaporation (tubes muraux et faisceau de chaudière); surchauffeur avec régulateur de surchauffe vapeur; économiseur d'eau, réchauffeur d'air et dispositifs de tirage.
Les surfaces chauffantes génératrices de vapeur (par évaporation) diffèrent les unes des autres dans les chaudières de divers systèmes, mais, en règle générale, elles sont situées principalement dans la chambre de combustion et perçoivent la chaleur par rayonnement - rayonnement. Ce sont des tuyaux à tamis, ainsi qu'un faisceau convectif (chaudière) installé à la sortie du four des petites chaudières (Fig. 7.15).
Riz. 7.15. La disposition des surfaces d'évaporation de l'unité de chaudière à tambour:
- 1 — le contour du revêtement de la chambre de combustion ; 2, 3,4— panneaux d'écran latéraux ; 5 - écran avant ; 6 — collecteurs à écran et à faisceau convectif; 7 - tambour;
- 8 - feston; 9 — faisceau convectif; 10— écran arrière
Les écrans des chaudières à circulation naturelle, fonctionnant sous vide dans le four, sont constitués de tubes lisses (écrans à tubes lisses) d'un diamètre intérieur de 40 à 60 mm. Les écrans sont une série de tuyaux de levage verticaux reliés en parallèle les uns aux autres par des collecteurs (voir Fig. 7.15). L'écart entre les tuyaux est généralement de 4 à 6 mm. Certains tuyaux de tamis sont insérés directement dans le tambour et n'ont pas de collecteurs supérieurs. Chaque panneau d'écrans, avec les descentes placées à l'extérieur du garnissage du four, forme un circuit de circulation indépendant.
Les tuyaux de l'écran arrière au point de sortie des produits de combustion du four sont élevés en 2-3 rangées. Cette décharge de tuyaux s'appelle festonnage. Il vous permet d'augmenter la section transversale pour le passage des gaz, de réduire leur vitesse et d'éviter le colmatage des espaces entre les tuyaux par des particules de cendres fondues qui ont durci lors du refroidissement et sont réalisées par les gaz du four.
Dans les générateurs de vapeur à haute puissance, en plus des générateurs muraux, des écrans supplémentaires sont installés qui divisent le four en compartiments séparés (Fig. 7.16). Ces écrans sont éclairés par des torches des deux côtés et sont appelés double-lumière. Ils perçoivent deux fois plus de chaleur que les muraux. Les écrans à double lumière, en augmentant l'absorption totale de chaleur dans le four, permettent de réduire ses dimensions.
Riz. 7.16. Placement des écrans dans la section transversale du four :
- 1 - écran avant ; 2 — écrans latéraux; 3 — écran arrière ;
- 4 — écran à deux lumières; 5 - brûleurs ; 6 — aperçu de revêtement de four
