Министерство науки и образования Российской Федерации
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

В. М. Фокин

РАСЧЕТ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
КОТЕЛЬНЫХ

Допущено УМО по образованию в области энергетики и электротехники
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению 650800 — «Теплоэнергетика»
и специальности 101600 — «Энергообеспечение предприятий»

Волгоград 2004
УДК 621.182
ББК 31.361

Ф75

Рецензенты', доктор технических наук, заведующий кафедрой теплотехники
и котельных установок, профессор Московского государственного строитель-
ного университета Б. А. Пермяков; доктор технических наук, профессор
кафедры теплогазоснабжения Ростовского государственного строительного
университета Г. Ф. Алексеев

Фокин В. М.

Ф 75	Расчет и эксплуатация теплоэнергетического оборудования

котельных: Учеб.1Юсо&ю/ВолгГАСУ.—Вопгоград,2004.—228 с.
ISBN 5-98276-048-х

Приведен обзор основного и вспомогательного оборудования котельных
установок, водоподготовки, контрольно-измерительных приборов, системы
автоматики. Включены правила и инструкции по безопасной эксплуатации
паровых и водогрейных котлов. Показаны принципиальные тепловые схемы
котельных с паровыми и водогрейными котлами и компоновки' тепло-
энергетического оборудования. Представлены расчеты тепловых схем
котельных и теплоэнергетического оборудования. Рассмотрены вопросы
защиты окружающей среды от вредных выбросов и технико-экономические
показатели. Справочные сведения даны в объеме, необходимом для
выполнения курсового и дипломного проектов.

Пособие предназначено для студентов, аспирантов, научных и инженерно-
технических работников.

К 621.182

К 31.361

ISBN 5-98276-048-х

© В. М. Фокин, 2004

© Волгоградский государственный

архитектурно-строительный университет, 2004
ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие написано в соответствии с Государственным образовательным
стандартом высшего, профессионального образования и предназначено для студентов,
изучающих дисциплины: СД02 «Источники и системы теплоснабжения» по специально-
сти 101600 «Энергообеспечение предприятий» (направление подготовки дипломирован-
ного специалиста 650800 — «Теплоэнергетика», квалификация — инженер); СД 02 «Ко-
тельные установки и парогенераторы» по специальности 100700 «Промышленная тепло-
энергетика» (направление подготовки дипломированного специалиста 650800 —
«Теплоэнергетика», квалификация — инженер); СД. 10 «Теплогенерирующие установки»
по специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция» (направление подготовки
дипломированного специалиста 653500 — «Строительство», квалификация — инженер).

Учебное пособие может быть полезно при подготовке бакалавров и инженеров по
специализации «Энергоаудит и энергосбережение», магистров техники и технологии, а
также для самостоятельной работы студентов теплоэнергетических специальностей.

В учебном пособии содержатся материалы, необходимые для лекционных курсов,
практических занятий, а также курсового и дипломного проектирования теплоэнерге-
тического оборудования котельных. Рассмотрены вопросы эксплуатации котельных ус-
тановок, безопасности жизнедеятельности, по работе контрольно-измерительных при-
боров основного и вспомогательного оборудования. Описаны основные задачи водоподго-
товки и мероприятия по охране окружающей среды.

В пособии приводятся принципиальные тепловые схемы котельных с паровыми и во-
догрейными котлами для закрытых и открытых систем теплоснабжения Представлена
методика расчета тепловых схем котельных и компоновка оборудования Приведены
расчеты по определению тепловых нагрузок котельной и расхода топлива. Выполнены
расчеты и подбор трубопроводов, оборудования водоподготовки, теплообменных аппа-
ратов (пароводяных и водо-водяных), насосов (питательных, сетевых, подпиточных).
Для облегчения подготовки все методики расчета и компоновки теплоэнергетического
оборудования котельных иллюстрированы конкретными примерами. Подбор.теплоэнер-
гетического оборудования котельных, тепловой, гидравлический и аэродинамический
расчеты проведены в соответствии с действующими нормативными методами и доку-
ментами [1,3, 4,13,14,15,16], а также справочниками [9,10,18,19, 20].

Для рационального использования учебного пособия студент должен ранее усвоить
дисциплины «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях», «Теоретиче-
ские основы теплотехники». В процессе обучения и выполнения курсового проекта сту-
дент должен приобрести практические навыки в расчете, компоновке и подборе тепло-
энергетического оборудования котельных с перовыми и водогрейными котлами, более
глубоко усвоить теоретические положения и ознакомиться с действующими норматив-
ными и справочными материалами.

Особую признательность автор выражает рецензентам Б. А. Пермякову (МГСУ),
Б. А. Соколову (МЭИ ТУ), Г. Ф. Алексееву (РГСУ), И. В. Калинину (МЭИ ТУ), М. И. Баже-
нову (МЭИ ТУ) за ценные замечания и пожелания, учтенные при подготовке рукописи
к изданию.
ВВЕДЕНИЕ

В экономике России энергосберегающие технологии являются приоритет-
ными при внедрении их в производство. В связи с этим важное место занимает
всестороннее комплексное обследование теплоэнергетических систем и ресурсов
(или энергоаудит). Знания принципов работы, расчета и эксплуатации теплоэнер-
гетического оборудования котельных по большому счету позволяют определить
где, что, в каких количествах, куда и почему теряется. Альтернативы энергосбе-
режению, безусловно, нет. Тепловая энергия — необходимое условие жизнедея-
тельности человека, совершенствования общества, в котором он живет, и создания
благоприятных факторов его быта. Оптимизация систем производства и распреде-
ления тепловой энергии, корректировка энергетических и водных балансов, энер-
госбережение и энергоаудит позволяют улучшить перспективы развитая тепло-
энергетики, повысить технико-экономические показатели теплоэнергетического
оборудования. Пути и перспективы развитая теплоэнергетики определены энерге-
тической программой Российской Федерации.

Теплоэнергетическое оборудование котельных включает в себя котельные
установки, всевозможное теплообменное оборудование, трубопроводы, паропрово-
ды, насосы различного назначения, оборудование водоподготовки, деаэратор, баки
и ёмкости, тягодутьевые машины, топливное хозяйство, различные вспомогатель-
ные устройства, приборы и машины, предназначенные для обеспечения длительной
и надежной работы котельных агрегатов. И все это размещается в специальном зда-
нии, называемом котельной. Котельная представляет промышленное здание, в ко-
тором также расположены помещения для различных служб и мастерских.

Эффективность, безопасность, надежность и экономичность работы тепло-
энергетического оборудования котельных во многом определяются методом сжи-
гания топлива, совершенством и правильностью выбора оборудования и прибо-
ров, своевременностью и качеством проведения пуско-наладочных работ, квали-
фикацией и степенью подготовки обслуживающего персонала. Повышение
надежности и экономичности систем теплоснабжения зависит от работы котель-
ных агрегатов, рационально спроектированной тепловой схемы котельной, широ-
кого внедрения энергосберегающих технологий, экономии топлива, тепловой и
электрической энергии. Перевод предприятий на хозяйственный расчет и самофи-
нансирование, повышение цен на топливо, воду требуют пересмотра подходов к
проектированию и эксплуатации теплоэнергетического оборудования котельных.
Это в значительной степени зависит от обеспеченности подготовленными инже-
нерно-техническими работниками производственных, проектных и других орга-
низаций, а также от качества обучения и подготовки студентов высших и средних
специальных учебных заведений.
1.	УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ

При сжигании органического топлива химические элементы, входящие в со-
став топлива, соединяются с кислородом воздуха, выделяют теплоту и образуют
продукты сгорания. От продуктов сгорания тепловая энергия передается рабоче-
му телу, которым обычно служит вода, сжатая до давления, выше атмосферного.
Для превращения химической энергии топлива в тепловую существует комплекс
устройств, называемых котельной, или теплогенерирующей, установкой.

Котельной установкой называют комплекс устройств и механизмов, предна-
значенных для производства тепловой энергии в виде водяного пара или горячей
воды. Водяной пар используется для технологических нужд промышленных
предприятий и получения электроэнергии, в сельском хозяйстве, а также для на-
грева воды, направляемой на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
Горячую воду используют для отопления производственных, общественных и
жилых зданий, а также для коммунально-бытовых нужд населения.

В котельную установку необходимо подать некоторое количество топлива и
окислителя (воздуха); обеспечить сгорание топлива и отдачу теплоты от продук-
тов сгорания топлива рабочему тепу и удалить продукты сгорания топлива; по-
дать рабочее тело — воду, сжатую до необходимого давления, нагреть эту воду
до требуемой температуры или превратить ее в пар, отделить влагу из пара, а
иногда и перегреть пар, обеспечив надежную работу всех элементов установки.

Для осуществления перечисленных процессов котельная установка должна
включать в себя котельный агрегат (паровой или водогрейный котел), хвостовые
поверхности нагрева, а также различные дополнительные устройства. На рис. 1.1
изображена принципиальная схема котельной, работающей на газе или жидком
топливе. Производительность котла определяется количеством теплоты или па-
ра, получаемого из агрегата. Если теплота передается рабочему телу от продук-
тов сгорания излучением, поверхности нагрева называют радиационными, а при
передаче теплоты соприкосновением—конвективными.

Радиационные поверхности нагрева размещены в топочной камере и вос-
принимают теплоту от продуктов сгорания топлива, одновременно защищая сте-
ны топки от прямого воздействия излучающей среды. Конвективные поверхно-
сти нагрева установлены за топкой, в газоходах котла. К конвективным или хво-
стовым поверхностям нагрева также относят водяные экономайзеры, контактные
теплообменники, воздухоподогреватели, они предназначены для снижения по-
терь тепла с уходящими топочными газами, увеличения КПД котельного агрега-
та или установки и снижения расхода топлива.
Рис. 1.1. Принципиальная схема котельной:

I — водопровод; 2—подогреватель сырой воды; 3 — катионитовый фильтр; 4 — колонка де-
аэратора; 5 — питательный бак деаэратора; 6 — конденсатопровод от потребителей; 7'— кон-
денсатный бак; 8 — конденсатный насос; 9 — питательный насос; 10 — водяной экономайзер;
11 — барабан котла; 12 — опускные трубы фронтового и заднего экранов; 13 — экраны топоч-
ной камеры; 14 — фестон; 15 — пароперегреватель; 16 — пароохладитель или регулятор тем-
пературы перегретого пара; 17 — коллектор перегретого пара; 18 — главный запорный вен-
тиль; 19 — главный паропровод и коллектор; 20 — редукционно-охладительная установка;
21 — пар на собственные нужды котельной; 22 — водоуказательное стекло; 23 — предохрани-
тельный клапан; 24 — газопровод или мазутопровод; 25 — горелка; 26 — воздуховод забора
воздуха; 27 — вентилятор дутьевой; 28 воздухоподогреватель; 29 — воздуховод нагретого
воздуха; 30 — подземный газоход «боров»; 31 — дымосос; 32 — дымовая труба; 33 — обму-
ровка; 34 ~ арматура; 35 — пар к потребителю

Котельная установка также включает в себя: горелочные устройства для
подачи и подготовки топлива к сжиганию; дутьевой вентилятор для нагнета-
ния воздуха, необходимого для горения топлива; системы шлако- и золоуда-
ления для удаления очаговых остатков топлива; дымосос для удаления про-
дуктов сгорания; золоуловители ~ отделяющие золу из дымовых газов; ды-
мовую трубу для отвода дымовых газов; оборудование для химической
очистки воды от вредных примесей и деаэрации; питательные насосы для
увеличения давления воды и подачи ее в котельный агрегат.
Все эти устройства размещаются в специальном здании, называемом ко-
тельной, включающей в себя котельные установки, а также помещения для
различных вспомогательных служб и мастерских. Котельная представляет
промышленное здание, в котором имеются: устройства для хранения некото-
рого, запаса топлива, механизмы для его подготовки к сжиганию и подачи в
топку; оборудование для хранения, водоочистки, подогрева и перекачки воды
для питания котельного агрегата, теплообменников, деаэраторов, баков, пи-
тательных, сетевых и других насосов; различные вспомогательные устройст-
ва и машины, предназначенные для обеспечения длительной и надежной ра-
боты котельных агрегатов, в том числе и приборов, позволяющих контроли-
ровать ход процессов в котельном агрегате.

Вне здания котельной обычно располагаются: устройства для приемки,
разгрузки и подачи жидкого топлива по емкостям, аппаратам для подогрева,
фильтрации и транспорта в котельную; трубопроводы, подводящие газ к ко-
тельной, и газорегуляторные пункты (ГРП) для приема, очистки и снижения
давления газа перед котлами; склады для хранения материалов и запасных
частей, необходимых при эксплуатации и ремонтах оборудования котельной;
устройства для приемки и преобразования электрической энергии, потреб-
ляемой котельной установкой. На территории котельной регламентировано
устройство проездов и площадок разного назначения, зеленой зоны для за-
щиты окружающего пространства. Снабжение котельной топливом может
осуществляться различными путями: по железной дороге, автотранспортом, и
по трубопроводам.

При использовании жидкого топлива, подаваемого в железнодорожных
или автомобильных цистернах, на территории котельной предусмотрены
устройства для разгрузки топлива, его слива и хранения. Жидкое топливо из
хранилищ перекачивается насосами, подогревается для снижения вязкости и
фильтруется для освобождения от частиц, засоряющих форсунки.

Газообразное топливо, подведенное к котельной по газопроводу, поступает
в газорегуляторный пункт (ГРП) или газорегуляторную установку (ГРУ), где
его давление снижается до требуемой величины. Далее топливо поступает в
газопровод котельной, откуда к агрегатам и горелкам. Устройства для сниже-
ния давления газа перед котельной, магистрали для отвода газа и разводка
трубопроводов в котельной должны быть выполнены в соответствии с указа-
ниями «Правил безопасности в газовом хозяйстве» Госгортехнадзора.

Вода, предназначенная для подачи в паровые и водогрейные котлы или в
тепловые сети, должна удовлетворять ряду технических, санитарных и эко-
номических требований. В случае поступления воды в котельную из город-
ского водопровода обработка сводится к ее умягчению и снижению щелоч-
ности в специальных фильтрах, а при использовании воды из открытых водо-
емов к этому добавляется еще и очистка от взвешенных веществ. До
поступления в устройства для химической очистки вода должна быть нагрета
в теплообменниках. Загрязненный конденсат, возвращаемый от технологиче-
ских потребителей, также подвергается очистке. Подготовленные тем или
иным способом вода и конденсат направляются в устройства (деаэраторы)
для удаления из них растворенных газов. После деаэраторов с помощью пи-
тательных насосов вода направляется в котельный агрегат или подпиточны-
ми насосами в тепловые сети.

В промышленных котельных с паровыми котлами, как правило, исполь-
зуются центробежные насосы с электрическим приводом и с приводом от па-
ровой турбины. Для подпитки водой тепловых сетей, когда в качестве источ-
ника теплоснабжения установлены стальные водогрейные котлы, применя-
ются центробежные насосы, обычно с электрическим приводом. В
небольших котельных иногда для подачи питательной воды используют
поршневые паровые насосы или инжекторы.

Все котельные установки с давлением выше 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) и тем-
пературой выше 115 °C подлежат регистрации в государственной организа-
ции, контролирующей правильность конструкции котлоагрегата, соответст-
вие установленным правилам и нормам оборудования и здания котельной и
соблюдение обслуживающим персоналом Правил устройства и безопасной
эксплуатации паровых и водогрейных котлов Госгортехнадзора РФ, обяза-
тельных для всех министерств и ведомств [11]. Размеры зданий котельных,
материалы, из которых они выполняются, проходы между стенами и обору-
дованием, а также расстояния до ферм и перекрытий определяются Правила-
ми и нормами Госгортехнадзора и Госстроя РФ.

Эффективность работы котельных установок во многом определяется
правильностью выбора метода сжигания топлива, совершенством оборудо-
вания и приборов, своевременностью и качеством проведения пусконаладоч-
ных работ, квалификацией обслуживающего персонала и др. Безопасность,
надежность и экономичность работы котельных установок и теплоэнергети-
ческого оборудования зависят от степени подготовки обслуживающего пер-
сонала, правильности выполнения производственных и должностных
инструкций.

1.1.	БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ В КОТЕЛЬНОЙ

Надзор для обеспечения безопасной эксплуатации и безаварийной работы
паровых и водогрейных котлов осуществляет Государственная инспекция
котлонадзора. Она ведет надзор за изготовлением, установкой, эксплуатаци-
ей котлов и сосудов, работающих под давлением, а также разрабатывает
правила и инструкции, выдает разрешения на пуск и эксплуатацию, ведет
экспертизу и консультации, проверяет квалификацию персонала, обслужи-
вающего установки, и расследует причины аварий [4,11]. Для надзора и кон-
троля за безопасным использованием газа существует Государственная газо-
вая техническая инспекция. На всех предприятиях работу по технике безо-
пасности возглавляют главные инженеры.

К обслуживанию котлов и оборудования допускаются лица, достигшие
18-летнего возраста, прошедшие медицинское освидетельствование, обучен-
пые по соответствующей программе и имеющие удостоверение квалифика-
ционной комиссии (с участием инспектора Госгортехнадзора) на право об-
служивания котла, а также получившие производственную инструкцию под
роспись и назначенные приказом по предприятию [11]. Повторная проверка
знаний производится ежегодно комиссией предприятия, назначенной прика-
зом. Внеочередная проверка знаний обслуживающего персонала проводится
при переходе на другое предприятие или переводе на обслуживание котлов
другого типа или другого топлива, а также по решению администрации и
требованию Госгортехнадзора. При работе персонала в котельных, работаю-
щих на газообразном топливе, проверку знаний производят в порядке, уста-
новленном правилами безопасности в газовом хозяйстве.

Обслуживающий персонал несет ответственность за состояние котла,
оборудования, арматуры, контрольно-измерительных приборов и автоматики
(КИП и А) и за соблюдение правил техники безопасности. Для надежной,
экономичной и правильной работы оборудования котельной должна быть
следующая техническая документация:

•	технический паспорт, в котором имеются все данные: тип и название
котла, тепловая мощность, поверхность нагрева, допустимое давление, завод-
изготовитель, год изготовления, дата ввода котла в эксплуатацию, адрес ус-
тановки котла, марка металла, из которого он изготовлен;

•	вахтенный журнал — для записи приема и сдачи смены, распоряжений
о времени пуска и остановки оборудования, аварий и неполадок в работе
оборудования с указанием причин и способов их устранения;

•	ремонтный журнал — для отражения результатов осмотра котла до
очистки, с указанием толщины отложений накипи и шлама и всех дефектов
выявленных в период ремонта;

•	журнал по водоподготовке — для записей качества пара, а также ис-
ходной, питательной, котловой и сетевой воды;

•	журнал слесарей КИП и А;

•	журнал эксплуатации ГРУ и газового оборудования;

•	книга распоряжений (текущих и не предусмотренных инструкциями);

•	эксплуатационный журнал осмотра и записи дефектов оборудования,
обнаруженных персоналом во время дежурства, растопки и остановки котла;

•	суточные ведомости для записи параметров и режимов работы котлов
по показаниям контрольно-измерительных приборов.

В котельной должны находиться также схема трубопроводов и газопро-
водов и инструкции по эксплуатации котла, технике безопасности, противо-
пожарной безопасности и по ликвидации возможных аварий.
1.1.1.	Электрооборудование котельной

Ток в котельную подается по трехфазному проводу на щит управления, а
затем подводится к каждому отдельному потребителю. Напряжение между
фазами составляет 380 В. Параллельно подается нулевая фаза, между нуле-
вой и любой фазой напряжение 220 В, которое идет на освещение. Ток быва-
ет переменный (для основных потребителей электроэнергии) и постоянный
(для связи и сигнализации). Основными потребителями электроэнергии яв-
ляются электрические двигатели питательных, сетевых, подпиточных, кон-
денсатных и других насосов, вентиляторов, дымососов, приборы электроос-
вещения, а также автоматика регулирования и безопасности.

Для обеспечения безопасности делается защитное заземление — метал-
лическая шинка, проложенная вдоль стен котельной, к которой присоединя-
ются все корпуса электродвигателей и другого электрооборудования котель-
ной. Концы шинки приварены к трубам, забитым в землю на глубину не ме-
нее двух метров. При приеме смены оператор должен визуально проверить
соединения системы корпусов электрооборудования с заземлением (шинка).

Согласно правилам устройства электрических установок котельная долж-
на иметь рабочее и аварийное электрическое освещение в следующих местах:

•	фронтовая, боковые, тыльная стены котлов, а также верх и проходы
между котлами;

•	щиты и пульты управления;

•	водоуказательные и измерительные приборы;

•	зольные помещения;

•	площадки вентилятора и дымососа;

•	помещения для баков, деаэраторов и оборудования ХВО;

•	площадки и лестницы.

Оператор не должен:

•	работать вблизи открытых токоведущих частей без предварительного
устройства предохраняющих ограждений;

•	включать незаземленное оборудование;

•	прикасаться к находящимся под напряжением частям электрооборудо-
вания или проводам, даже если они изолированы;

•	производить смену плавких предохранителей и электроламп освеще-
ния;

•	пользоваться неисправными, немаркированными, непроверенными ин-
дивидуальными средствами (резиновые перчатки, галоши, коврики и т.п.);

•	включать и выключать рубильники, контакторы, кнопки и магнитные
пускатели без защитных средств, с открытыми крышками или разбитыми
штепсельными розетками, а также выключать их палочкой, рукояткой мо-
лотка или ключом.

При аварийной остановке электродвигателей повторное их включение
производят только после осмотра и получения разрешения энергетика. При
прекращении подачи электроэнергии все электродвигатели должны быть
выключены.

1.1.2.	Арматура и гарнитура котельных установок

К арматуре относятся устройства и приборы, обеспечивающие безопасное
обслуживание, управление работой элементов котельного агрегата и тепло-
энергетического оборудования, находящихся под давлением. Арматура — это
регулирующие и запорные устройства для подачи, продувки и спуска воды,
включения, регулирования и отключения трубопроводов воды, пара, топлива и
предохраняющие от превышения давления. К арматуре также принято отно-
сить основные контрольные и измерительные приборы — водоуказательные
стекла, манометры, предохранительные клапаны. Количество арматуры, ее
обязательные типы регламентированы Правилами Госгортехнадзора [11].

По назначению арматура делится на запорную (кран, вентиль, задвижка),
регулирующую (редукционный клапан), защитную (предохранительный и об-
ратный клапан). По способу соединения с трубопроводами арматуру разде-
ляют на фланцевую и муфтовую, а по материалу — на латунную, чугунную,
комбинированную. В местах соединения с фланцами устанавливаются про-
кладки или уплотнения. Запорная арматура должна иметь паспорт и марки-
ровку: завод-изготовитель, давление и температура среды, условный диа-
метр, направление потока.

1.	Вентиль — состоит из корпуса, внутри которого имеется перегородка с
горизонтальным седлом, из клапана, шпинделя маховика, коронки, сальнико-
вой гайки и втулки. Вентиль для воды имеет клапан с мягким уплотнителем
(кожа, резина, фибр), а для пара уплотнений нет. Маховик вентиля окраши-
вается красной краской для пара и голубой — для воды. Теплоноситель все-
гда должен подаваться под клапан, для чего на корпусе имеется стрелка.

2.	Задвижка — стальная или чугунная, имеет корпус, два вертикальных
седла, два диска, клин, шпиндель маховика, коронку, сальник, втулки. При
вращении маховика с гайкой шпиндель перемещается вниз или вверх по от-
ношению гайки крышки с подвешенными на шпинделе дисками, когда диски
полностью перекроют отверстие в корпусе, хвостовик клина, вставленного
между дисками, упирается в дно корпуса задвижки, раздвигает диски и про-
исходит уплотнение их с бронзовыми кольцами корпуса. Теплоноситель мо-
жет двигаться в любом направлении. .

Возможные неисправности: нет маховика, погнут шпиндель, разбит кор-
пус, отсутствует сальниковая набивка, негерметичность прилегания дисков к
корпусу.

3.	Запорный кран — устанавливают обычно на газопроводе. Кран имеет
корпус, внутри которого установлена коническая пробка с отверстием для
прохода газа, а в верхней части — риска для указания направления движения
газа. В сальниковых кранах пробка прижимается сверху крышкой сальника, а
в натяжных — снизу натяжной гайкой.
Возможные неисправности: разбит корпус, отсутствует риска, сорвана
резьба или ограничитель уровня поворота, или отсутствует натяжная гайка.

4.	Обратный клапан — служит для пропуска рабочей среды в одном на-
правлении. Состоит из корпуса, внутри которого имеется перегородка с гори-
зонтальным седлом, клапана, штока, крышки. При повышении давления под
клапаном он вместе со штоком перемещается вверх и пропускает рабочую
среду (основное рабочее положение). При падении давления в трубопроводе
или сосуде до обратного клапана рабочая среда (вода) давит на клапан, и он
садится на седло, перекрывая тем самым проход рабочей среды. Работу об-
ратного клапана можно определить по стуку клапана и штока о крышку.

5.	Предохранительный клапан — устройство для автоматического пре-
дотвращения повышения давления сверх допустимого путем выпуска рабо-
чей среды в атмосферу (или в дренаж). Клапаны бывают рычажно-грузовые
или пружинные и должны защищать котлы, пароперегреватели, экономайзе-
ры от превышения в них давления более чем на 10 %. Методика их регулиро-
вания и начальное давление их открытия должны быть указаны предприяти-
ем-изготовителем в инструкции. Предохранительные клапаны устанавлива-
ются на паровых котлах на верхнем барабане, в пароперегревателях — на
стороне выхода пара, в экономайзерах — по одному на входе и выходе, на
водогрейном котле — на выходных коллекторах. Предохранительных клапа-
нов должно быть установлено не менее двух, один из которых контрольный
(закрыт металлическим кожухом с замком или пломбой). Диаметр прохода
предохранительных клапанов должен быть не менее 20 мм. Оператор с рабо-
чего места воздействует на рычаг предохранительного клапана (через систе-
му блоков) и проверяет его методом принудительного кратковременного от-
крытия «подрывом»: для котлов с давлением до 1,4 МПа не реже одного раза
в смену, а с давлением от 1,4 до 4 МПа — одного раза в сутки.

Рычажно-грузовой предохранительный клапан состоит из корпуса с
фланцами, внутри которого имеется перегородка с горизонтальным седлом и
запрессованной втулкой, клапана с тарелкой, шпинделя с шарниром, трех на-
правляющих вилок, рычага с шарниром и груза. В пружинном клапане вме-
сто рычага и груза на штоке установлена пружина. Сила от веса груза (или
пружины) через рычаг и шпиндель (шток) давит тарелкой сверху, и клапан
садится на седло, а снизу под клапан давит пар (или вода). Если сила от дав-
ления рабочего тела (пара или воды) начинает превышать силу груза (пружи-
ны), то клапан поднимается и выпускает пар в атмосферу (воду в дренаж).
После снижения давления до рабочего клапан автоматически закрывается.
Пар, выходящий из клапана, выводится трубой на крышу котельной (в атмо-
сферу) во избежание ожогов персонала.

Возможные неисправности: а) клапан открывается раньше или после пре-
дельного давления, когда сдвинут груз; рычаг застревает в вилке или заржа-
вел шарнир; б) клапан пропускает, когда между тарелкой и седлом либо по-
пала грязь, накипь, либо тарелка плохо притерта к седлу или изношена, или
перекошена; в) клапан не открывается, когда тарелка прикипела к седлу или
заклинен рычаг, или груз чрезмерно велик, а также возможно засорение (за-
мерзание) пароотводящей или дренажной трубы.

6.	Редукционный клапан — применяется для понижения давления пара и
поддержания сниженного давления в определенных пределах. Он состоит из
корпуса с тарелкой, свободно скользящей по штанге, на нижнем конце кото-
рой укреплен поршень с резиновым уплотнительным кольцом. Над цилин-
дром поршня находится поперечина, служащая опорой пружины. Пар выхо-
дит в отверстие под тарелку и одновременно проникает в цилиндр, где про-
изводит давление вверх — на тарелку и вниз—на поршень. При одинаковых
диаметрах тарелки и поршня (площади их одинаковы) и свободном состоя-
нии пружины клапан уравновешен. При вращении по часовой стрелке махо-
вика штанга с тарелкой поднимается, и в образовавшийся зазор между сед-
лом и тарелкой начнет поступать пар, давление которого повысится до пре-
дела, соответствующего натягу пружины, а установка клапана на требуемое
понижение давления достигается вращением маховика. До и после редукци-
онного клапана должны быть установлены запорные устройства, а за клапа-
ном — предохранительный клапан и манометр.

Гарнитурой называют устройства, позволяющие безопасно обслуживать
топочную камеру, газоходы котельного агрегата и газовоздушный тракт, с
помощью которых осматривают, очищают от внешних загрязнений элементы
котла, осуществляют визуальное наблюдение за процессом горения. К ней
относят: топочные дверцы и лазы в обмуровке; гляделки для визуального на-
блюдения за горением и состоянием поверхностей нагрева, футеровки и тор-
крета; шиберы и заслонки для регулирования тяги и дутья; лючки для об-
дувки, а также взрывной предохранительный клапан.

В процессе неправильного розжига и нарушения эксплуатации котельно-
го агрегата возможно создание избыточного давления топочных газов (хло-
пок), что может привести к разрушению обмуровки котла, газоходов и дымо-
вой трубы. Взрывные предохранительные клапаны служат для предохране-
ния этих элементов и обычно устанавливаются иа обмуровке топки, газохода,
водяного экономайзера и на борове (подземном канале движения топочных
дымовых газов) перед дымовой трубой, в местах, исключающих травмы пер-
сонала.

Взрывной предохранительный клапан выполнен в виде металлической
рамки (500 х 500 мм), закрытой листом асбеста. Асбест выдерживает высо-
кие температуры, но не выдерживает избыточного давления. При взрыве то-
почной смеси (хлопок) создается избыточное давление внутри топочной ка-
меры и в газоходах, в результате чего асбест разрывается и выпускает часть
топочных газов в атмосферу через специальный канал, а обмуровка оборудо-
вания при этом остается не нарушенной. Если асбест нарушен, то пропадает
тяга и в этом случае необходимо установить новый лист асбеста и повторить
розжиг. Взрывной предохранительный клапан устанавливают на котлах, ра-
ботающих без наддува, и в процессе работы он проверяется визуально.
1.1.3. Контрольно-измерительные приборы

Контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИП и А) обеспечи-
вают безопасную работу котельной.

Для измерения температуры рабочего тела используются манометриче-
ские, ртутные термометры. В трубопровод вваривают гильзу из нержавею-
щей стали, конец которой должен доходить до центра трубы, заполняют ее
маслом (для улучшения теплопередачи) и опускают в.нее термометр.

Манометрический термометр состоит из термобаллона, медной или
стальной трубки и трубчатой пружины овального сечения, соединенной ры-
чажной передачей с показывающей стрелкой. Вся система заполняется
инертным газом (обычно азотом) под давлением МПа. При повыше-
нии температуры давление в системе увеличивается, и пружина через систе-
му рычагов приводит в движение стрелку. Манометрические термометры бо-
лее прочны, чем стеклянные, допускают передачу показаний на расстояние
до 60 м и бывают показывающие и самопишущие. Недостатки — значитель-
ное запаздывание показаний и трудность ремонта.

Действие термометров сопротивления основано на использовании зави-
симости электрического сопротивления вещества от температуры. Стандарт-
ные термометры сопротивления — платиновые (ТСП) и медные (ТСМ).

Действие термоэлектрического термометра основано на использовании
зависимости термоЭДС термопары от температуры. Термопара как чувстви-
тельный элемент термометра состоит из двух разнородных проводников
(термоэлектродов), одни концы которых (рабочие) соединены друг с другом,
а другие (свободные) подключены к измерительному прибору. При различ-
ной температуре рабочих и свободных концов в цепи термоэлектрического
термометра возникает ЭДС. Измерительные приборы могут быть показы-
вающие и регистрирующие (милливольтметры, автоматические потенцио-
метры КСП и др.). Присоединение термопары к прибору производится ком-
пенсационными проводами. Наибольшее распространение имеют термопары
типов 11111 (платинородий-платина), ТХА (хромель-алюмель), ТХК (хро-
мель-копель). Термопары для высоких температур помещают в защитную
(стальную или фарфоровую) трубку, нижняя часть которой защищена чехлом
и крышкой. У термопар высокая чувствительность, малое запаздывание по-
казаний, возможность установки самопишущих приборов на большом рас-
стоянии, а также отсутствие постороннего источника тока.

Для измерения давления используются барометры, манометры, вакууммет-
ры, тягомеры и др., которые измеряют барометрическое, избыточное давления
или разрежение в мм вод ст., мм рт. ст., м вод. ст., МПа, кгс/см2, кгс/м2 и др.
Для контроля работы топки котла (при сжигании газа и мазута) могут быть ус-
тановлены следующие приборы: 1) манометры (жидкостные, мембранные,
пружинные) — показывают давление топлива на горелке после рабочего крана;
2) манометры (U-образные, мембранные, дифференциальные) — показывают
давление воздуха на горелке после регулирующей заслонки; 3) тягомеры
(ТНЖ, мембранные) — показывают разрежение в топке.

Тягонапоромер жидкостный (ТНЖ) служит для измерения небольших
давлений или разрежений. Для получения более точных показаний применя-
ют тягомеры с наклонной трубкой, один конец которой опущен в сосуд
большого сечения, а в качестве рабочей жидкости применяют спирт (плотно-
стью 0,85 г/см3), подкрашенный фуксином. Баллончик соединяется штуцером
«+» с атмосферой (барометрическое давление), и через штуцер заливается
спирт. Стеклянная трубка штуцером «-» (разрежение) соединяется с рези-
новой трубкой и топкой котла. Один винт устанавливает «нуль» шкалы труб-
ки, а другой — горизонтальный уровень на вертикальной стенке. При изме-
рении разрежения импульсную трубку присоединяют к штуцеру «-», а баро-
метрического давления—к штуцеру «+».

В мембранных тягонапоромерах чувствительным элементом служит мем-
брана со штуцером и системой рычагов со стрелкой, а импульсная трубка
присоединяется к штуцеру мембранной коробки.

Мембранный дифференциальный манометр (ДМ) используется для
пропорционального регулирования уровня воды в барабанных паровых кот-
лах. Манометр состоит из двух мембранных коробок, сообщающихся через
отверстие в диафрагме и заполненных конденсатом. Нижняя мембранная ко-
робка установлена в плюсовой камере, заполненной конденсатом, а верхняя -
в минусовой камере, заполненной водой и соединенной с измеряемым объек-
том (верхним барабаном котла). С центром верхней мембраны соединен сер-
дечник индукционной катушки.

При среднем уровне воды в барабане котла перепада давления нет и мем-
бранные коробки уравновешены. При повышении уровня воды в барабане
котла давление в минусовой камере увеличивается, мембранная коробка
сжимается, и жидкость перетекает в нижнюю коробку, вызывая перемещение
сердечника вниз. При этом в обмотке катушки образуется ЭДС, которая че-
рез усилитель подает сигнал на исполнительный механизм и прикрывает вен-
тиль на питательной линии, т.е. уменьшает подачу воды в барабан. При по-
нижении уровня воды ДМ работает в обратной последовательности.

Уровнемерная колонка УК предназначена для позиционного регулиро-
вания уровня воды в барабане котла. Она состоит из цилиндрической колон-
ки (трубы) диаметром 250 мм, в которой вертикально установлены четыре
электрода, способные контролировать высший и низший допускаемые уров-
ни вода (ВДУ и ИДУ), высший и низший рабочие уровни воды в барабане
(ВРУ и НРУ), работа которых основана на электропроводности воды. Колон-
ка сбоку соединена с паровым и водным объемом барабана котла с помощью
труб, имеющих краны. Внизу колонка имеет продувочный кран.

При пониженном уровне воды в котле питательный насос работает с но-
минальной производительностью. При достижении уровня воды ВРУ вклю-
чается реле и контактором разрывается цепь питания магнитного пускателя,
отключая привод питательного насоса. Питание котла водой прекращается.
Уровень воды в барабане понижается, и при снижении его ниже НРУ проис-
ходит обесточивание реле и включение питательного насоса. При достиже-
нии уровня воды В ДУ и ИДУ электрический сигнал от электродов через блок
управления идет к отсекателю подачи топлива (газа или мазута) в топку.

Пружинный манометр предназначен для показания давления в сосудах
и трубопроводах и устанавливается на прямолинейном участке. Чувстви-
тельным элементом служит латунная овально-изогнутая трубка, один конец
которой вмонтирован в штуцер, а свободный конец под действием давления
рабочего тела выпрямляется (за счет разности внутренней и наружной пло-
щадей) и через систему тяги и зубчатого сектора передает усилие на стрелку,
установленную на шестеренке. Этот механизм размещен в корпусе со шка-
лой, закрыт стеклом и опломбирован клеймом Госстандарта. На шкале долж-
на быть установлена красная линия или пластинка, показывающая допусти-
мое давление. В электроконтактных манометрах ЭКМ на шкале установлены
два задаточных неподвижных контакта, а подвижный контакт — на рабочей
стрелке. При соприкосновении стрелки с неподвижным контактом электри-
ческий сигнал от них поступает на щит управления и включается сигнализа-
ция. Шкала выбирается из условия, чтобы при рабочем давлении стрелка на-
ходилась в средней трети шкалы.

Перед каждым манометром должен быть установлен трехходовой кран
для продувки, проверки и отключения его, а также сифонная трубка (гидро-
затвор, заполненный водой или конденсатом пара) диаметром не менее 10 мм
для предохранения внутреннего механизма манометра от воздействия высо-
ких температур. При установке манометра на высоте до 2 м от уровня пло-
щадки наблюдения диаметр его корпуса должен быть не менее 100 мм; от 2
до 3 м -не менее 150 мм; от 3 до 5 м - не менее 250 мм; на высоте более 5 м
- устанавливается сниженный манометр. Манометр должен быть установлен
вертикально или с наклоном вперед на угол до 30° так, чтобы его показания
были видны с уровня площадки наблюдения, а класс точности манометров
должен быть не ниже 2,5 — при давлении до 2,5 МПа и не ниже 1,5 — от 2,5
до 14 МПа.

Манометры не допускаются к применению, если отсутствует пломба
(клеймо) или истек срок проверки, стрелка не возвращается к нулевому пока-
занию шкалы (при отключении манометра), разбито стекло или имеются дру-
гие повреждения. Пломба или клеймо устанавливаются Госстандартом при
проверке один раз в год.

Проверка манометра должна производиться оператором при каждой
приемке смены, а администрацией — не реже одного раза в 6 месяцев с ис-
пользованием контрольного манометра. Проверка манометра производится в
следующей последовательности: 1) заметить визуально положение стрелки;
2) соединить манометр с атмосферой — стрелка при этом должна стать на
нуль; 3) медленно повернуть ручку в прежнее положение — стрелка должна
стать на прежнее (до проверки) положение; 4) повернуть ручку крана по ча-
совой стрелке и поставить ее в положение, при котором сифонная трубка бу-
дет соединена с атмосферой — доя продувки; 5) повернуть ручку крана в об-
ратную сторону и установить ее на несколько минут в нейтральное положе-
ние, при котором манометр будет разобщен от атмосферы и от котла — для
накопления воды в нижней части сифонной трубки); 6) медленно повернуть
ручку крана в том же направлении и поставить ее в исходное рабочее поло-
жение — стрелка должна стать на прежнее место.

Для проверки точности показаний манометра к контрольному фланцу
скобой присоединяют контрольный (образцовый, точный) манометр, а ручку
крана ставят в положение, при котором оба манометра соединены с про-
странством, находящимся под давлением. Исправный манометр должен да-
вать одинаковые показания с контрольным манометром, после чего результа-
ты заносят в журнал контрольных проверок.

Манометры должны устанавливаться на следующем оборудовании ко-
тельной:

1)	в паровом котельном агрегате: на барабане котла, а при наличии паро-
перегревателя — за ним, до главной задвижки; на питательной линии перед
вентилем, регулирующим питание водой; на экономайзере — входе и выходе
воды до запорного органа и предохранительного клапана; на водопроводной
сети — при ее использовании;

2)	в водогрейном котельном агрегате: на входе и выходе воды до запор-
ного вентиля или задвижки; на всасывающей и нагнетательной линиях цир-
куляционных насосов, с расположением на одном уровне по высоте; на ли-
ниях подпитки теплосети.

На паровых котлах паропроизводительностью более 10 т/ч и водогрей-
ных с теплопроизводительностью более 6 МВт обязательна установка реги-
стрирующего манометра.

Водоуказательные приборы. При работе парового котла уровень воды
колеблется между низшим и высшим положениями. Низший допускаемый
уровень воды в барабанах паровых котлов устанавливается (определяется)
для исключения возможности перегрева металла стенок элементов котлоаг-
регата и обеспечения надежного поступления воды в опускные трубы конту-
ров циркуляции. Положение высшего допускаемого уровня воды в барабанах
паровых котлов определяется из условий предупреждения попадания воды в
паропровод или пароперегреватель. Объем воды, содержащийся в барабане
между высшим и низшим уровнями, определяет «запас питания», т.е. время,
позволяющее котлу работать без поступления в него воды.

На каждом паровом котле должно быть установлено не менее двух указа-
телей уровня воды прямого действия. Водоуказательные приборы должны
устанавливаться вертикально или с наклоном вперед, под углом к горизонту
не более 30°, чтобы уровень воды был хорошо виден с рабочего места. Указа-
тели уровня воды соединяются с верхним барабаном котла с помощью пря-
мых труб длиной до 500 мм (с внутренним диаметром не менее 25 мм) или
более 500 мм (с внутренним диаметром не менее 50 мм). В паровых котлах с
давлением до 4 МПа применяются водоуказательные приборы с плоскими
стеклами, имеющими рифленую или гладкую поверхность, в которых пре
дольные канавки стекла отражают свет, благодаря чему вода кажется темно*
а пар светлым. Стекло вставлено в рамку (колонку) с шириной смотрово
щели не менее 8 мм, на которой должны быть указаны допустимые верхни
В ДУ и нижний НДУ воды (в виде красных стрелок), а высота стекла должн
превышать допускаемые пределы измерения не менее чем на 25 мм с каждо
стороны. Стрелка НДУ устанавливается на 100 мм выше огневой линии котл:
Огневая линия — это наивысшая точка соприкосновения горячих дымовы
газов с неизолированной стенкой элемента котла.

Водоуказательные приборы для отключения их от котла и продувк
снабжены запорной арматурой (кранами или вентилями). На арматуре доля
ны быть четко указаны (отлиты, выбиты или нанесены краской) направлена
открытия или закрытия, а внутренний диаметр прохода должен быть не ме
нее 8 мм. Для спуска воды при продувке предусматривается двойная воронк
с защитными приспособлениями и отводная труба для свободного слива, ;
продувочный кран устанавливается на огневой линии котла.

Оператор котельной должен проверять водоуказательное стекло (ВУС
методом продувки не менее одного раза в смену, для чего следует:

1)	убедиться, что уровень воды в котле не опустился ниже НДУ;

2)	заметить визуально положение уровня воды в стекле;

3)	открыть продувочный кран — продуваются паровой и водяной краны;

4)	закрыть паровой кран, продуть водяной;

5)	открыть паровой кран — продуваются оба крана;

6)	закрыть водяной кран, продуть паровой;	!

7)	открыть водяной кран—продуваются оба крана;

8)	закрыть продувочный кран и наблюдать за уровнем воды, которы:
должен быстро подняться и колебаться около прежнего уровня, если стекл<
не было засорено.

Не следует закрывать оба крана при открытом продувочном кране, та
как стекло остынет и при попадании на него горячей воды может лопнут^
Если после продувки вода в стекле поднимается медленно или заняла друго!
уровень, или не колеблется, то необходимо повторить продувку, а если по
вторная продувка не дает результатов — необходимо прочистить засоренный
канал.

Резкое колебание воды характеризует ненормальное вскипание за сче
повышенного содержания солей, щелочей, шлама или отбора пара из котл;
больше, чем его вырабатывается, а также загорания сажи в газоходах котла.

Слабое колебание уровня воды характеризует частичное «закипание» ил]
засорение водяного крана, а если уровень воды выше нормального — «заки
пание» или засорение парового крана. При полном засорении парового кран;
пар, находящийся над уровнем воды, конденсируется, вследствие чего вод
полностью и быстро заполняет стекло до самого верха. При полном засоре
нии водяного крана уровень воды в стекле будет медленно повышаться
вследствие конденсации пара или займет спокойный уровень, опасность ко
торого в том, что, не заметив колебания уровня воды и видя ее в стекле,
можно подумать, что воды в котле достаточно.

Недопустимо повышать уровень воды выше ВДУ, так как вода пойдет в
паропровод, что приведет к гидравлическому удару и разрыву паропровода.
При снижении уровня воды ниже НДУ питать паровой котел водой катего-
рически запрещается, так как при отсутствии воды металл стенок сильно на-
гревается, становится мягким, а при подаче воды в котел происходит сильное
парообразование, что приводит к резкому увеличению давления, утончению
металла, образованию трещин и разрывов.

Если расстояние от площадки наблюдения за уровнем воды более 6 м, а
также в случае плохой видимости (освещения) приборов должны быть уста-
новлены два сниженных дистанционных указателя уровня; при этом на ба-
рабанах котла допускается установка одного ВУС прямого действия. Сни-
женные указатели уровня должны присоединяться к барабану на отдельных
штуцерах и иметь успокоительное устройство.

Приборы для измерения расхода. Для измерения расхода жидкостей
(воды, мазута), газов и пара применяют расходомеры:

1)	скоростные объемные, измеряющие объем жидкости или газа по ско-
рости потога ч суммирующие эти результаты;

2)	дроссельные (ротаметры), с переменным и постоянным перепадом
давлении.

В рабочей камере скоростного объемного расходомера (водомера, неф-
темера) установлена крыльчатая или спиральная вертушка, которая вращает-
ся от поступающей в прибор жидкости и передает расход счетному механиз-
му. Основным элементом нефтемера является диск, который при заполнении
камеры совершает колебательное движение, передаваемое счетчику.

Объемный ротационный счетчик (типа РГ) измеряет суммарный расход
газа до 1000 м7ч, для чего в рабочей камере размещены два взаимно перпен-
дикулярных ротора, которые под действием давления протекающего газа
приводятся во вращение, каждый оборот которого передается через зубчатые
колеса и редуктор счетному механизму.

Дроссельные расходомеры с переменным перепадом давления имеют су-
жающие устройства — нормальные диафрагмы (шайбы) камерные и беска-
мерные с отверстием, меньшим сечения трубопровода. При прохождении по-
тока среды через отверстие шайбы скорость ее повышается, давление за
шайбой уменьшается, а перепад давления до и после дроссельного устройст-
ва зависит от расхода измеряемой среды: чем больше количество вещества,
тем больше перепад. Разность давлений до и после диафрагмы измеряется
дифференциальным манометром, по измерениям которого можно вычислить
скорость протекания жидкости через отверстие шайбы. Нормальная диа-
фрагма выполняется в виде диска из нержавеющей стали толщиной 3.. .6 мм
с центральным отверстием, имеющим острую кромку, и должна располагать-
ся со стороны входа жидкости или газа и устанавливаться между фланцами
на прямом участке трубопровода. Импульс давления к дифманометру произ-
водится через отверстия из кольцевых камер или через отверстие с обеих
сторон диафрагмы.

Для измерения расхода пара на импульсных трубках к дифманометру ус-
танавливают уравнительные (конденсационные) сосуды, предназначенные
для поддержания постоянства уровней конденсата в обеих линиях. При изме-
рении расхода газа дифманометр следует устанавливать выше сужающего
устройства, чтобы конденсат, образовавшийся в импульсных трубках, мог
стекать в трубопровод, а импульсные трубки по всей дайне должны иметь
уклон к газопроводу (трубопроводу) и подключаться к верхней.половине
шайбы. Расчет диафрагм и монтаж на трубопроводах производят в соответ-
ствии с правилами [4].

Ротаметр состоит из вертикальной конусной стеклянной трубки, внутри
которой помещен поплавок (ротор, обращенный широким концом кверху),
который может свободно перемещаться по всей длине трубы. Под действием
потока жидкости или газа, направленного по трубке снизу вверх, поплавок
поднимается до тех пор, пока не уравновесятся его сила тяжести и подъемная
сила, возникающая от перепада давления по обе стороны. По положению по-
плавка определяют расход рабочей среды, а шкалу ротаметра градуируют в
единицах объемного расхода.

Газоанализаторы предназначены для контроля полноты сгорания топли-
ва, избытка воздуха и определения в продуктах сгорания объемной доли уг-
лекислого газа, кислорода, окиси углерода, водорода, метана и др. По прин-
ципу действия они делятся: 1) на химические (ГХП, Орса, ВТИ), основанные
на последовательном поглощении газов, входящих в состав анализируемой
пробы; 2) физические — работающие по принципу измерения какой-либо
физической величины, характерной для газа (плотности газа и воздуха, их
теплопроводности); 3) хроматографические — основанные на адсорбции
(поглощении) компонентов газовой смеси определенным адсорбентом (акти-
вированным углем) и последовательной десорбции (выделении) их при про-
хождении колонки с адсорбентом газом.

1.1.4.	Приборы безопасности

На каждом котле должны быть предусмотрены приборы безопасности
[11], обеспечивающие своевременное и надежное автоматическое отключе-
ние котла или его элементов при недопустимых отклонениях от заданных
режимов эксплуатации. Паровые котлы должны иметь автоматические регу-
ляторы питания и звуковые сигнализаторы верхнего и нижнего предельных
положений уровней воды.

При камерном сжигании газа или мазута все паровые (независимо от дав-
ления и производительности) и водогрейные котлы оборудуются устройст-
вами и приборами, которые автоматически прекращают подачу топлива к го-
релкам в случаях: а) повышения или понижения давления газообразного топ-
лива перед горелками за пределы установленных норм; б) понижения
давления жидкого топлива перед горелками до предельных значений (за ис-
ключением ротационных форсунок); в) понижения или повышения уровня
воды в барабане; г) погасания факела горелок в топке; д) отключении дымо-
сосов и вентиляторов, прекращения тяги, уменьшения разрежения в топке;
е) понижения давления воздуха перед горелками (с принудительной подачей
воздуха).

Кроме того, в водогрейных котлах, во избежание гидравлического удара
трубопроводов, автоматически прекращается подача топлива к горелкам в
случае: а) повышения давления воды в выходном коллекторе более чем на
5% расчетного или разрешенного давления; б) понижения давления воды в
выходном коллекторе котла до значения, соответствующего давлению насы-
щения; в) повышения температуры воды на выходе из котла до значения,
меньшего на 20° С, чем температура насыщения; г) уменьшения расхода во-
ды через котел до значения, при котором недогрев воды до кипения на выхо-
де из котла при максимальной нагрузке и рабочем давлении в выходном кол-
лекторе достигает 20 °C.

Автоматика безопасности (АБ) состоит из датчиков, щита управления со
звуковой и световой сигнализацией, клапанов-отсекателей газа. Датчики кон-
тролируют аварийные значения: газа среднего давления, давления пара в
котле, давления воды на выходе из котла — элекгроконтактным манометром
(ЭКМ); наличие пламени - фотодатчиком (ФД); газа низкого давления, дав-
ления воздуха перед горелкой, разрежения в топке — датчиком тяги (ДТ) или
датчиком напора тяги (ДНТ); температуры на выходе из котла - электрокон-
тактным термометром (ЭКТ). Клапаны-отсекатели газа типа ПКН (ПЗК) с
электромагнитом и газовые клапаны типа КГ или СВГМ регулируют и отсе-
кают подачу газа. При аварийном значении контролируемого параметра сра-
батывает соответствующий датчик и подает электросигнал на щит управле-
ния, где также срабатывает схема и отключает напряжение с электромагнита
ПКН, который закрывает подачу газа (т.е. срабатывает клапан-отсекатель).
Одновременно включается звуковая сигнализация и загорается лампочка, по-
казывающая причину отсечки газа.

Оператор проверяет исправность АБ при приеме смены. Слесарь
КИП и А один раз в 10 дней в присутствии оператора проверяет исправность
АБ имитацией отсечки, а один раз в месяц в присутствии оператора и ответ-
ственного за газовое хозяйство проверяет исправность АБ с фактической от-
сечкой газа, в каждом случае делая запись в журнале АБ.

1.1.5.	Системы автоматики регулирования и безопасности

Управление безопасной работой теплоэнергетического и вспомогательно-
го оборудования котельной осуществляет персонал в соответствии с инст-
рукциями и правилами эксплуатации. Надежная, безопасная и экономичная
работа оборудования обеспечивается с помощью КИП и аппаратуры для кон-
троля и управления. Технологическому контролю подлежат следующие па-
раметры: давление, температура, расход пара; температура уходящих газов и
продуктов сгорания; давление и температура воздуха; разрежение в топке и
газоходах; количество и качество топлива; качество воды и пара; расход
электроэнергии и др.

Для автоматизации управления работой теплоэнергетического оборудо-
вания котельных кроме КИП применяют:

1)	устройства дистанционного управления (электродвигатели; электро-
магнитные приводы, гидравлические системы), предназначенные для пуска
оборудования (топок, вентиляторов, дымососов, насосов) и воздействия на
регулирующие и запорные органы;

2)	устройства защиты, служащие для предохранения котельных агрегатов
и оборудования от аварий;

3)	автоматические устройства для управления периодическими опера-
циями пуска и остановки оборудования;

4)	автоматические блокировки — устройства, ограждающие оборудова-
ние от неправильных операций, выполненных по ошибке персонала, непра-
вильного включения или отключения механизмов; обеспечивающие задан-
ную последовательность операций при растопке котла и автоматическое пре-
кращение подачи топлива при возникновении аварийных режимов;

5)	автоматическое регулирование с помощью авторегуляторов для под-
держания параметров на заданном значении или изменения их по определен-
ной программе;

6)	предупредительную, контрольную, аварийную и командную сигнали-
зацию.

Предупредительная сигнализация служит для извещения персонала о на-
рушениях нормального режима работы оборудования, связанных с измене-
нием параметров (давления, температуры воды, пара и др.). Контрольная
сигнализация предназначена для извещения персонала в данный момент о ра-
боте или остановке оборудования, о положении запорных и регулирующих
органов и др. Аварийная сигнализация извещает персонал о аварийной оста-
новке оборудования. Командная сигнализация применяется для передачи сиг-
налов (команд) от одного оперативного поста к другому.

Предупредительную и аварийную сигнализации выполняют световой и
звуковой (сирена). Контрольная и командная сигнализации осуществляются
обычно с помощью световых табло.

В систему автоматического регулирования процесса горения входят регу-
ляторы давления, соотношения «топливо — воздух» или «пар — воздух» и
разрежения в топке.

Автоматическое регулирование питания котельного агрегата водой про-
изводится авторегуляторами питания, которые воспринимают импульс по
уровню воды в барабане котла и по расходу пара из него (двухимпульсные)
или по расходу пара и расходу воды (трехимпульсные).
Регулирование температуры пара в пароперегревателе производится ре-
гулятором температуры, воздействующим на охлаждающую питательную
воду, поступающую в пароохладитель.

Автоматическое регулирование непрерывной продувки производится при
отклонении солесодержания котловой воды от установленной нормы. Основ-
ной импульс от датчика солемера котловой воды передается на регулятор, а
второй импульс поступает от дифманометра, воспринимающего изменение
расхода пара в котле. Регулятор воздействует на клапан непрерывной про-
дувки, изменяя ее значение.

Для автоматического регулирования работы котельных агрегатов приме-
няют различные системы: «Кристалл», АМК-У, КСУ, КУРС и др.

Система автоматического регулирования для котлов ДКВР, ДЕ и водо-
грейных с температурой воды более 115 °C поддерживает давление пара и
уровень воды в барабане котла, разрежение в топке и соотношение «газ —
воздух», температуру горячей воды. Система имеет комплекс датчиков (пер-
вичных приборов), усилителей, преобразователей, исполнительных механиз-
мов и регулирующих органов.

Первичные приборы контролируют:

•	давление пара в барабане котла — манометром электрическим, дистан-
ционным (МЭД);

•	соотношение «газ — воздух» и разрежение в топке — дифференциаль-
ными тягомерами (ДТ-2);

•	уровень воды в барабане — дифференциальным манометром (ДМ);

•	температуру наружного воздуха — термометром сопротивления (ТС).

Первичный прибор (датчик) реагирует на отклонение регулируемого па-
раметра от заданного значения, преобразует это отклонение в электрический
сигнал и подает его на усилитель.

Усилитель транзисторный (УТ) питает первичную обмотку датчика, сум-
мирует сигналы, поступившие от вторичной обмотки датчика и задатчика,
усиливает их и подает командный сигнал на исполнительный механизм (ИМ).
С помощью УТ осуществляется дистанционное управление ИМ для воздейст-
вия на регулирующий орган. Исполнительный механизм может быть гидрав-
лическим (ПШ), электрическим (ЭИМ) или пневматическим (ПИМ). Регули-
рующими органами служат: а) мазутный клапан или газовая заслонка — изме-
няют подачу топлива; б) направляющий аппарат вентилятора — регулирует
подачу воздуха в топку и соотношение «газ — воздух»; в) направляющий ап-
парат дымососа — обеспечивает поддержание устойчивого разрежения в топ-
ке в пределах 2—3 кгс/м2 (мм вод. ст); г) регулятор питания — поддерживает
уровень воды в заданных пределах.

На передней панели прибора имеются: сигнальные лампочки, сигнализи-
рующие отклонение того или иного параметра от заданного значения; ручка
задатчика; тумблер-переключатель управления режимом работы — «автома-
тика» или «дистанционное»; тумблер дистанционного управления ИМ —
«больше» или «меньше».
Так, например, при повышении давления пара в барабане котла МЭД п<
дает сигнал на УТ, где он суммируется с сигналом устройства обратной связ
(задатчика), при несовпадении усиливается, и командный сигнал поступас
на ИМ, который воздействует на регулирующий орган, т.е. на газовую з?
слонку, прикрывает ее, и подача газа уменьшается. При этом нарушается с<
отношение «газ — воздух», а отклонение данного параметра контролируете
датчиком ДТ-2, он срабатывает и дает электрический сигнал на свой УТ, о
куда поступает командный сигнал на ИМ вентилятора. Лопатки направляя
щего аппарата прикрываются, уменьшая подачу воздуха пропорциональ»
количеству газа, и соотношение «газ — воздух» восстанавливается. Разреж
ние в топке при этом увеличивается, так как количество газов уменыпилос
а дымосос работает с прежней производительностью. На это реагирует дат
чик разрежения ДТ-2 и подает сигнал на свой УТ, который подает комащ
ный сигнал на ИМ дымососа, и лопатки направляющего аппарата прикрыв?
ются, а разрежение в топке восстанавливается. При уменьшении горенв
процесс парообразования уменьшается, и уровень воды в барабане возраст?
ет. Реагирует ДМ и сигнализирует на УТ, откуда командный сигнал идет в
ИМ регулятора питания, и подача питательной воды уменьшается.

При понижении давления пара в барабане вся система работает в сторон
увеличения, и такое регулирование называется пропорциональным.

Система АМК-У предназначена для комплексной автоматизации работ
паровых котлов производительностью до 1,6 т/ч и водогрейных котлов, раб<
тающих на жидком и газообразном топливе; в зависимости от области npi
менения предусматривается восемь модификаций системы [28]. Комплев
средств управления (КСУ) предназначен для паровых котлов паропроизводв
тельностью до 2,5 т/ч и позволяет автоматизировать работу независимо с
тепловой схемы и вида топлива [28]. Котлы с естественной циркуляцие]
принудительной подачей топлива и принудительной тягой комплектуют^
средствами управления КСУ-2П-1, такие же котлы с топками под наддуво:
— КСУ-2П-2, а для прямоточных котлов с наддувом — КСУ-2П-3. В схема
автоматизации пароводогрейных котлов применяются управляющие устрой
ства КУРС-101 [28]. Система автоматизации газомазутных водогрейных ксг
лов типа KB-ГМ (теплопроизводительностью 11,6; 23,3; 34,9 МВт) построен
на базе комплекса КСУ-ЗО-ГМ [28].	*

I

1Л.6« Загазованность котельной

В заведомо загазованных помещениях возможны утечки газа иобразова
ние среды, способной вызвать удушение, пожар или взрыв (предел взрывае
мости газовоздушной смеси — от 4 до 16 % концентрации природного газа i
воздухе). Признаком загазованности является неприятный запах одоранта га
за. Степень загазованности определяется по показателям стационарных ил1
переносных газоанализаторов. Утечку газа можно определить по слуху ил]
путем обмыливания сварных, резьбовых и фланцевых соединений растворов
мыла или моющего средства (35 г моющего средства на 1 л воды) с добавле-
нием глицерина в холодное время года.

Во всех случаях до устранения утечки газа оператору запрещается:

•	включать и выключать электроосвещение;

•	пользоваться звонками и электроприборами;

•	вносить открытый огонь и применять его для отыскания утечки газа.

При обнаружении запаха газа необходимо:

•	усилить вентиляцию;

•	поставить дежурного на входе (следить, чтобы не курили);

•	сообщить начальнику и действовать йо его указанию и инструкции.

При загазованности помещений необходимо прекратить подачу топлива в
котельную, усилить вентиляцию и вызвать аварийную газовую службу (04).
Газоопасные работы должны проводиться рабочими, прошедшими специаль-
ное обучение, по особому наряду за подписью лица, ответственного за газо-
вое хозяйство.

При работе с мазутом необходимо учитывать, что пары мазута огне-
опасны, а смесь паров с воздухом взрывоопасна. На территории мазутного
хозяйства, насосной станции, колодца переключения топлива необходимо
иметь тщательную вентиляцию, исправную электропроводку, взрывобезо-
пасное освещение, железные ящики для хранения обтирочного материала,
омедненный инструмент (не дающий искры при ударе), противогазы, взры-
вобезопасные аккумуляторные фонари (которые включаются до входа в ре-
зервуар, а выключаются после выхода из него). Кроме того, должны быть от-
крытые шкафы для хранения спецодежды, соответствующие плакаты и щиты
по противопожарной технике безопасности, а также номера телефонов вызо-
ва пожарных машин.

При сливе мазута в резервуар шланг должен быть все время погружен в
жидкость, чтобы не было свободно падающей струи, так как это может вы-
звать электризацию. Проезды, проходы, подъезды к мазутному хозяйству
должны быть исправны, не загромождены и очищены от сухой травы, листь-
ев в радиусе не менее 100 м. Места, залитые мазутом, засыпают песком, ко-
торый потом со слоем земли, пропитанным мазутом, удаляют за пределы
территории.

На территории мазутного хозяйства запрещается курить, разводить огонь,
длительно (более 7 часов) хранить обтирочный материал или оставлять его
на солнце.

1.1.7.	Противопожарная безопасность

В случае возникновения пожара в котельной персонал должен немедлен-,
но вызвать пожарную команду по телефону 01, сообщить ответственному
лицу и принять меры к тушению пожара имеющимися противопожарными
средствами, не прекращая наблюдения за котлами.

Первичными средствами тушения пожара в котельной служат:
•	огнетушители (один на каждый котел, но не менее двух в котельной);

•	ящик с песком (не менее 0,5 м3), лопата и багор;

•	асбестовое полотно или войлок (размером 2 х 2 м).

При пожаре в котельной, работающей на газовом топливе, нужно немед-
ленно отключить газопровод котельной при помощи задвижки, установлен-
ной вне помещения котельной. Кроме того, оператор должен прекратить ра-
боту горелок, форсунок, вентилятора и дымососа, закрыть окна, двери, ши-
бер за котлом.

Если пожар угрожает котлам и невозможно быстро его потушить, необ-
ходимо остановить котлы в аварийном порядке, усиленно питая их водой до
наивысшего уровня, и выпускать пар в атмосферу (вне помещения) через
предохранительный клапан. Оператор может оставить рабочее место, если
пожар угрожает его жизни.

1.1.8.	Оказание первой медицинской помощи

При поражении электрическим током необходимо выключить ток в
установке или отстранить пострадавшего от токоведущих частей, пользуясь
сухой одеждой, доской или другим изолятором. Пострадавшего укладывают,
расстегивают одежду, обеспечивая приток свежего воздуха. Если он дышит с
перебоями, то ему делают искусственное дыхание «изо рта в рот», для чего
кладут на спину, откидывают голову назад (при этом восстанавливается про-
ходимость дыхательных путей), под лопатки подкладывают валик из сверну-
той одежды. Оказывающий помощь делает два-три глубоких вдоха через
марлю или платок в рот или нос пострадавшего (при этом нос или рот долж-
ны быть закрыты, чтобы облегчить поступление вдуваемого воздуха в лег-
кие). После каждого вдувания воздуха ритмично, четыре-шесть раз, надавли-
вают ладонями на нижнюю треть труди, осуществляя тем самым массаж
сердца. Частота искусственного дыхания 10... 12 раз в минуту.

При отсутствии сердцебиения необходимо одновременно с искусствен-
ным дыханием выполнять непрямой массаж сердца. Для этого на нижнюю
часть грудной клетки накладывается ладонь вытянутой руки, а другую ла-
донь для усиления надавливания накладывают на первую. После трех-
четырех надавливаний (с частотой в 1 секунду) делается вдох воздуха (две-
три секунды), после чего массаж повторяется.

При отравлении газом (тяжесть в голове, шум в ушах, общая слабость,
усиление сердцебиения, головокружение, тошнота и др.) необходимо подви-
гаться на свежем воздухе для освобождения крови от окиси углерода. Если
пострадавший находится без сознания, то необходимо расстегнуть одежду,
дать понюхать нашатырный спирт, если это не поможет, то выполнить ис-
кусственное дыхание.

При ожогах надо осторожно снять остатки обгоревшей одежды, разрезая
ее ножницами по частям, но не удаляя приставших к телу частей одежды. За-
вернуть мокрой простыней, укрыть и отправить в больницу. При легких ожо-
гах надо перевязать обожженное место стерильным бинтом. При ожоге ки-
слотой необходимо промыть рану водой и отправить пострадавшего в мед-
пункт.

1.1.9.	Ремонтные работы

Допуск людей внутрь котла или газоходов, а также открытие запорной
арматуры после удаления людей из котла должны производиться по пись-
менному разрешению в виде наряда-допуска, выдаваемого в порядке, уста-
новленном ведомством. В наряде-допуске указывается фамилия, имя, отчест-
во тех, кто будет проводить работы, а также основные правила по технике
безопасности. До начала производства работ внутри котла или коллектора,
соединенного с другим котлом, и перед осмотром элементов котла при нали-
чии опасности ожогов людей котел отключается от других котлов заглушка-
ми с хвостовиками. Отсоединенные трубопроводы необходимо заглушить.
Толщина заглушек должна определяться расчетом на прочность.

Общие правила техники безопасности, сварочные работы, работа в ко-
лодцах, каналах, резервуарах, с ртутными приборами, инструмент, такелаж,
приспособления, ремонт трубопроводов, котельного и вспомогательного
оборудования приведены в сборниках правил и руководящих материалов по
котлонадзору [4,11].

1.1.10.	Права и обязанности персонала

Ответственный за эксплуатацию котлов имеет право отстранять персонал
от работы за нарушение инструкций и плохие знания, а также вносить пред-
ложения по привлечению к ответственности ИТР и персонал. Ответственный
обязан хранить паспорта и инструкции завода-изготовителя, участвовать в
обследованиях и выполнять указания, выданные инспектором Госгортехнад-
зора, проводить аттестации по проверке и повышению знаний персонала,
техническое освидетельствование котлов, противоаварийные тренировки,
ежедневно осматривать работающие котлы и проверять записи в сменном
журнале с росписью в нем.

Оператор обязан вести ежечасно смотровой журнал, занося в него необ-
ходимые данные: давление в котле, температуру воды на входе и выходе (для
водогрейного котла), давление газа или мазута на вводе, температуру воды
до и после экономайзера и сетевых подогревателей, разрежение в топке, га-
зоходах, расход воды на котел, замечания по эксплуатации.

Кроме того, оператор обязан: знать порядок приема и сдачи смены, сле-
дить за работой основного и вспомогательного оборудования, выполнять
распоряжения ответственного лица, бесперебойно снабжать теплом потреби-
теля, экономить воду, топливо, электроэнергию, строго выполнять требова-
ния всех производственных инструкций. При этом оператор имеет право тре-
бовать спецодежду и защитные средства, самостоятельно отключать котел
при аварийной ситуации, не допускать в котельную посторонних лиц.

При приеме и сдаче смены оператор обязан приходить за 20 минут ранее
и ознакомиться с записями в журналах технической документации, а также
самостоятельно проверить:

•	наличие воды в котле и системе ХВО (химводоочистки);

•	температуру уходящих газов за котлом;

•	состояние котла и вспомогательного оборудования;

•	исправность предохранительных клапанов, водоуказательных стекол,
манометров, термометров;

•	плотность закрытия продувочных линий, а также запорной арматуры и
гарнитуры (шиберы и взрывные предохранительные клапаны);

•	состояние системы автоматики регулирования и безопасности, сигна-
лизации и связи;

•	исправность освещения, наличие аптечки, противопожарного инвента-
ря;

•	время последних обдувок, показания КИП, работу горелок и т.п.

После проверки в журнале проставляются подписи операторов сдающего
и принимающего. Обо всех имеющихся неполадках оператор обязан оповес-
тить начальника котельной и действовать по его указанию.

1.2. РАБОТА ПАРОВЫХ И ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЕЛЬНЫХ
УСТАНОВОК

Котельная установка включает в себя котельный агрегат, водяной эконо-
майзер, воздухоподогреватель, дутьевой вентилятор, дымосос, топочное и
горелочное устройства, арматуру, гарнитуру и др. Котельная — это здание, в
котором установлено несколько котельных установок, а также оборудование
водоподготовки, насосная, топливное хозяйство, дымовая труба, различные
склады и подъезды и др.

1.2.1.	Принцип работы парового котельного агрегата

Устройство, имеющее топку для сжигания топлива, обогреваемое про-
дуктами сгорания топлива, предназначенное для получения пара с давлением
выше атмосферного и используемого вне самого устройства, называют паро-
вым котлом. Теплота от топочных газов в топке передается радиационным
поверхностям нагрева, а за топкой — конвективным поверхностям нагрева, к
которым относят кипятильные трубы и пароперегреватель. К конвективным,
или хвостовым, поверхностям нагрева также относят водяные экономайзеры,
контактные теплообменники, воздухоподогреватели, которые предназначены
для снижения потерь тепла с уходящими топочными газами, увеличения
КПД котельного агрегата и, следовательно, снижения расхода топлива.
Элементы парового котельного агрегата представляют собой цилиндры
(трубы и сосуды) разного диаметра, соединенные между собой с помощью
сварки или вальцовки. Основными деталями парового котельного агрегата
являются барабан, коллекторы и трубы. Для возможности осмотра и очистки
барабанов и коллекторов выполняют отверстия, называемые лазами, или лю-
ками. Внутренний объем парового котла, заполненный водой, называют вод-
ным пространством, занятый паром — паровым пространством; поверхность,
отделяющая паровое пространство от водного, — зеркалом испарения. В па-
ровом пространстве устанавливают устройства для сепарации пара и влаги, а
иногда ставят дополнительный барабан — сухопарник.

При работе парового котла уровень воды в верхнем барабане колеблется
между низшим и высшим положениями. Низший допускаемый уровень
(НДУ) воды в барабанах паровых котлов устанавливается (определяется) для
исключения перегрева металла стенок труб и элементов котлоагрегата, а
также обеспечения надежного поступления воды в опускные трубы контуров
циркуляции. Обычно низший допускаемый уровень располагается выше на
100 мм над огневой линией, т.е. наивысшей линии соприкосновения горячих
дымовых газов с неизолированной стенкой барабана котла. Положение выс-
шего допускаемого уровня (ВДУ) воды в барабанах паровых котлов опреде-
ляется из условий предупреждения попадания Воды в паропровод или паро-
перегреватель. Объем воды, содержащейся в барабане между высшим и низ-
шим уровнями, определяет ’’запас питания”, т.е. время, позволяющее котлу
работать без поступления в него воды.

Основное условие, обеспечивающее надежную, безопасную и экономич-
ную работу парового котельного агрегата, — интенсивное охлаждение на за-
данном расчетном уровне температуры металла поверхностей нагрева, под-
вергающихся постоянному воздействию высоких температур топочных га-
зов. Охлаждение достигается путем непрерывной и постоянной циркуляции
теплоносителя внутри обогреваемых труб, который отводит от стенок тепло,
переданное им дымовыми газами. Если отвод тепла происходит недостаточ-
но интенсивно, то металл труб может сильно перегреться и потерять свою
механическую прочность. Это может привести к появлению на трубах отду-
лин, свищей и даже к разрыву труб.

Питательная вода из деаэратора питательным насосом подается вначале в
водяной экономайзер, где нагревается уходящими топочными газами, а затем
идет в верхний барабан парового котла. Одна часть воды из верхнего бараба-
на по кипятильным трубам, расположенным в области более низких темпера-
тур, опускается в нижний барабан, откуда по подъемным трубам, располо-
женным в области более высоких температур топочных газов, вода и парово-
дяная смесь поднимаются в верхний барабан. Другая часть воды из верхнего
барабана по опускным трубам, расположенным вне топки, подводится к
нижним коллекторам экранных труб, распределяется по коллекторам, нагре-
вается в экранных трубах, а образующиеся пузырьки пара поднимаются в
верхний барабан котла. Путь, по которому совершается движение теплоноси-
теля, называется циркуляционным контуром.

Пар, полученный в испарительных поверхностях нагрева, в верхнем ба-
рабане котла проходит через паросепарационные устройства, где из него от-
деляются капельки влаги, и после осушки полученный сухой, насыщенный
пар идет к потребителю или в пароперегреватель, где при этом же давлении
нагревается до большей заданной температуры.

Естественная циркуляция в паровом котле осуществляется за счет грави-
тационных сил, обусловленных разностью плотностей воды и пароводяной
смеси. Кроме того, пузырьки пара всегда стремятся занять верхнее положе-
ние, что улучшает естественную циркуляцию. В котле может быть несколько
контуров циркуляции. Отношение циркулирующей воды в контуре к количе-
ству образовавшегося пара называется кратностью циркуляции и может со-
ставлять К = 10... 100.

Интенсивность циркуляции зависит от нагрузки котла, с увеличением на-
грузки скорость движения теплоносителя возрастает, и работа котла прохо-
дит более устойчиво. Нарушение нормальной циркуляции может быть вы-
звано: неравномерным прогревом поверхностей испарения, что обычно имеет
место при шлаковании отдельных участков труб; неправильным распределе-
нием воды по трубам; несимметричным заполнением факелом топочного
объема и др. Весьма опасным является выпуск воды из барабана котла вслед-
ствие халатного отношения персонала. В этом случае в опускные трубы мо-
жет попасть пар из барабана, и циркуляция совершенно прекратится — про-
изойдет авария.

Для паровых котельных агрегатов ДКВР, ДЕ, КЕ и других серии Е номи-
нальная производительность приведена в справочной литературе [2, 6, 7, 12,
21, 22]. По рекомендации завода-изготовителя котлоагрегаты ДКВР могут
эксплуатироваться при повышенной паропроизводительности. Максимальная
производительность ДКВР при давлении 1,4 МПа допускается до 15 % от
номинальной при работе на твердом топливе и до 50 — при работе на газо-
образном топливе. Минимальная производительность котлоагрегатов ДКВР
при давлении 1,4 МПа допускается не ниже 25 % от номинальной при работе
на твердом топливе и не ниже 30 — при работе на газообразном топливе.

1.2.2.	Особенности работы стальных водогрейных
котельных агрегатов

Устройство, имеющее топку для сжигания топлива, обогреваемое про-
дуктами сгорания топлива, предназначенное для получения горячей воды с
давлением, выше атмосферного, называют водогрейным котлом.

Для максимальной унификации водогрейных котлов утверждена сле-
дующая шкала теплопроизводительности в Гкал/ч: 4; 6.5; 10; 20; 30; 50; 100;
180. Они предназначены для получения горячей воды, идущей на отопление,
вентиляцию и горячее водоснабжение, и работают на гачи. мазуте и твердом
топливе. В производственно-отопительных котельных с паровыми котлами
для получения горячей воды использовался пар как промежуточный тепло-
носитель, что требовало установки сетевых пароводяных подогревателей.
Водогрейные котельные агрегаты осуществляют непосредственный подогрев
сетевой воды, благодаря чему капитальные затраты на водогрейные котель-
ные агрегаты и вспомогательное оборудование ниже, чем при использовании
паровых котельных агрегатов, а тепловые схемы проще. Однако при отсутст-
вии пара усложняется процесс подогрева мазута, требуется вакуумная де-
аэрация воды и др.

Водогрейный котел состоит из топочного и конвективного блоков и мо-
жет иметь горизонтальную, П-образную или башенную компоновку. Топоч-
ный блок — это топка в виде параллелепипеда, полностью экранированная
трубами, которые на боковых экранах установлены вертикально, а на подо-
вом и потолочном экранах — горизонтально или с наклоном, и все эти эк-
ранные трубы приварены к коллекторам большего диаметра.

Конвективный блок устанавливается в шахте, где температура топочных
газов ниже, чем в топке, и состоит из экранов с нижними и верхними коллек-
торами, в которые вварены вертикальные стояки, а в эти стояки вварены го-
ризонтально расположенные U-образные трубы диаметром 28 мм. Экраны
топки и конвективной шахты всех водогрейных котлов выполняются с подъ-
емным и опускным движением воды. Надежность работы всех труб обеспе-
чивается при скорости воды в подъемных трубах 0,6... 1 м/с, а в опускных
1... 1,6 м/с, что достигается многоходовым движением воды по экрану, для
чего в коллекторе устанавливают заглушки и перегородки. Правильный под-
бор скоростей воды обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивле-
ние всего контура водогрейного котла—1,5. ..2 кгс/см2.

Кипение воды в водогрейном котле недопустимо, так как это приводит к
гидравлическим ударам, нарушению опускного движения, созданию замкну-
тых циркуляционных контуров, отложению накипи и пережогу отдельных
труб. Температура воды на выходе из экранов должна быть ниже точки ки-
пения на 20...30 °C, что достигается выбором соответствующего давления
воды на выходе из водогрейного котла. В соответствии с этим трубная часть
водогрейных котлов до 20 Гкал/ч рассчитывается на давление 16 кгс/см2, а
котлов 30 Гкал/ч и выше — 25 кгс/см2.

Для стальных водогрейных котлов 20 Гкал/ч и ниже температура воды на
выходе принимается до 150 °C, а для котлов 30 Гкал/ч и выше допускается
повышение температуры воды до 200 °C. Котлы производительностью от 4
до 20 Гкал/ч должны обеспечивать работу только в основном режиме, а кот-
лы 30 Гкал/ч и выше должны допускать работу как в основном, так и в пико-
вом режимах.

На водогрейных котлах установлена автоматика регулирования и автома-
тика безопасности (блокировки), которая прекращает подачу топлива в топку
в следующих случаях [11]:

•	при снижении давления воды ниже допустимого (так как при этом вода
закипит);

•	при повышении давления выше допустимого (во избежание разрыва
труб на прочность);

•	при снижении расхода воды через водогрейный котел ниже допустимо-
го (так как это приведет к закипанию воды);

•	при повышении температуры воды на выходе из котла до значения на
20 °C ниже температуры насыщения, соответствующей рабочему давлению
воды в выходном коллекторе котла;

•	при снижении давления газа или мазута перед горелками ниже допус-
тимого и др.

Во избежание низкотемпературной коррозии минимальная температура
воды на входе в стальной водогрейный котел должна быть не ниже 70 °C при
работе на газе и не ниже 90 и 110 °C при работе соответственно на сернистом
и высокосернистом мазутах. Это достигается путем рециркуляции — подачи
расчетного количества уже подотретой в котельном агрегате воды на ввод
обратной сетевой воды водогрейного котла с помощью рециркуляционных
насосов. После подогрева в котельном агрегате вода разделяется на три пото-
ка и идет в теплосеть, на рециркуляцию, на собственные нужды котельной.

Для определения расхода воды через котел, расчетов гидродинамических
режимов и других характеристик вспомогательного оборудования водогрей-
ные котельные агрегаты рассчитываются на пять режимов [7, 14] для сле-
дующих температур наружного воздуха: максимально-зимней — холодной
пятидневки; холодного месяца; отопительного периода; в точке излома тем-
пературного графика; летней.

При расчетной температуре наружного воздуха для максимально-зимнего
режима температура воды в подающем и обратном трубопроводах принима-
ется максимальной (150 и 70 °C). При температуре наружного воздуха, от-
личной от расчетной, температура воды в подающем трубопроводе регулиру-
ется путем перепуска части воды из обратного трубопровода в подающий по
подмешивающей перемычке, на которой установлен регулятор температуры.
Продолжительность отопительного периода и расчетную температуру для
заданного города принимаем в соответствии с [16]. Отопительный период за-
канчивается при температуре наружного воздуха 8 °C. Температура воздуха в
отапливаемом помещении в зависимости от назначения принимается равной
18...23 °C.

На всех водогрейных котлах устанавливается следующая арматура:

на входе воды в котел: запорная задвижка, манометр (с трехходовым кра-
ном), термометр;

на выходе воды из котла: запорная задвижка, обратный клапан, манометр
(с трехходовым краном), термометры (показывающий и регистрирующий),
два предохранительных клапана, расходомер воды.

Кроме того, в верхней части котла и перепускных трубах устанавливают-
ся воздушные вентили для выпуска воздуха при заполнении котла в режиме
пуска, а в нижней части котла и нижних коллекторах спускные вентили
для выпуска воды при остановке и ремонте котла.

Гарнитура: взрывной предохранительный клапан на топке и конвектив-
ной шахте; люки, гляделки и пр. в соответствующих местах.

Для стальных водогрейных котельных агрегатов KB-ГМ, ПТВМ и др- те-
пловая мощность и другие параметры приведены в справочной литературе [2,
6,7,12,21,22]. По расходу воды через котельные агрегаты, установленные в
котельной, определяется единичная теплопроизводительность водогрейного
котла и расход воды через каждый агрегат.

1.2.3. Топочные и горелочные устройства.

Топка — устройство, предназначенное для сжигания топлива с целью
получения тепла; выполняет функцию горения и теплообменного аппарата —
тепло передается излучением от факела горения к экранным поверхностям, в
которых циркулирует вода. Для сжигания пылевидного твердого топлива,
мазута и природного газа используются камерные топки, в конструкции ко-
торых можно выделить основные элементы: топочную камеру, экранную по-
верхность, горелочное устройство.

Топочная камера или топочный объем — пространство, отделенное об-
муровкой от окружающей среды. Обмуровкой называют ограждения, отде-
ляющие топочную камеру и газоходы котельного агрегата от внешней среды.
Обмуровку в разных частях котлоагрегата выполняют из красного или диа-
томового кирпича, огнеупорного материала или из металлических щитов с
огнеупорами. Например, в топочной камере обмуровка должна быть особо
высокоогнеупорной, стойкой к химическому воздействию шлаков, малотеп-
лопроводной, достаточно плотной. Внутренняя часть обмуровки топки —
футеровка (со стороны топочных газов и шлаков) выполняется из огнеупор-
ных материалов: шамотного кирпича, шамотобетона и других огнеупорных
масс.

Обмуровка может опираться непосредственно на фундамент, на металли-
ческие конструкции (каркас) или крепиться на трубах экранов топочной ка-
меры и газоходов. Поэтому существует три конструкции обмуровки: массив-
ная — имеет свой фундамент; накаркасная (облегченная) — фундамента не
имеет, крепится на металлический каркас; натрубная — крепится к экранным
поверхностям.

Каркас служит для крепления и поддержания всех элементов котельного
агрегата (барабанов, поверхностей нагрева, трубопроводов, обмуровки, лест-
ниц и площадок) и представляет собой металлические конструкции обычно
рамного типа, соединенные с помощью сварки или закрепленные болтами на
фундаменте.

Если теплота передается рабочему телу от продуктов сгорания излучени-
ем, поверхности нагрева называют радиационными. Экранная радиационная
поверхность нагрева выполнена из труб диаметром 51...76 мм с шагом
1,05... 1,1 мм, воспринимает лучистое тепло и передает его пароводяной сме-
си, а также защищает обмуровку от мощных тепловых потоков.

Горелочные устройства устанавливаются на поду, на одной или двух про-
тивоположных (встречных) поверхностях нагрева, или в углах топки. Для ус-
тановки горелки на стенах котла устраивают амбразуру.

Горелочные устройства. При сжигании твердого пылевидного топлива
применяют горелки смешивающего типа. В топочной камере устанавливают
амбразуры, представляющие собой отверстия в стене, обмурованные огне-
упорным материалом. Пылевоздушная смесь поступает в улитку, закручивает-
ся и по кольцевому каналу транспортируется к выходу горелки, поступая в
топку в виде закрученного короткого факела. Вторичный воздух подается че-
рез улитку и в виде мощного вихря (скорость 18...30 м/с) поступает в топку,
где интенсивно перемешивается со смесью. Производительность горелок
2.. .9 т/ч угольной пыли.

Горелочные устройства для сжигания мазута можно разделить на три
группы: механические, ротационные, паровоздушные (или паромеханиче-
ские).

Механическая форсунка. Подогретый мазут под давлением 2.. .4 МПа по-
ступает в канал, перемещается в насадок (распиливающая головка), в кото-
ром установлен завихритель-распылитель. При этом прямолинейное движе-
ние мазута изменяется на вращательное, и мазут с большой скоростью
(45...50 м/с) и сильным завихрением выбрасывается в топочную камеру, где,
взаимодействуя с газовой средой, распиливается на мелкие капли. Расход
мазута 0,2...4 т/ч. Достоинства: не нужен пар, нет движущихся частей. Не-
достатки: необходима двойная очистка мазута (грубая и тонкая); требуются
мощные нефтенасосы; малый диапазон регулирования (60... 100 %); образо-
вание нагара.

Ротационная форсунка. Топливо подается через канал и сопло на вра-
щающуюся чашу, дробится и сбрасывается в топочную камеру. Давление то-
плива 0,15...1 МПа, чаша вращается со скоростью 1500...4500 об/мин. Воз-
дух поступает вокруг чаши через конус, охватывает вращающийся поток ка-
пель и перемешивается с ним. Достоинства: не требуются мощные
нефтенасосы и тонкая очистка мазута от примесей; широкий диапазон регу-
лирования (15... 100 %). Недостатки: сложная конструкция и повышенный
уровень шума.

Паровоздушная или паромеханическая форсунка. Топливо подается по
каналу, по внешней поверхности которого поступает распиливающая сре-
да— пар или сжатый воздух (давлением 0,5...2,5 МПа), которые истекают из
канала со скоростью 1000 м/с и распиливают топливо. Воздух нагнетается
вентилятором через амбразуру.

Воздушные регистры. Любая форсунка должна иметь устройство для хо-
рошего перемешивания топлива с воздухом, что достигается использованием
разного вида завихряющих приспособлений — регистров. Комплект форсунки
с регистром и другими вспомогательными приспособлениями называется ма-
зутной горелкой.

Воздух нагнетается дутьевым вентилятором в топку через воздушные ре-
гистры или воздухонаправляющие аппараты, что обеспечивает интенсивное
завихрение и подачу со скоростью 25...30 м/с в наиболее узком сечении ам-
бразуры. Воздухонаправляющее устройство представляет собой лопаточный
завихритель осевого типа с подвижными (поворачивающимися вокруг своей
оси) лопатками либо с неподвижными профильными лопатками, установлен-
ными под углом 45...50° к потоку воздуха. Усиление завихрения потока воз-
духа интенсифицирует процессы смесеобразования и горения, но при этом
увеличивается сопротивление по газовоздушному тракту. Направляющие ап-
параты очень удобны для автоматического регулирования производительно-
сти вентиляторов и дымососов.

Газовые горелки. Газогорелочные устройства (горелки) предназначены
для подачи к месту горения (в топку) газовоздушной смеси или раздельно га-
за и воздуха, устойчивого сжигания и регулирования процесса горения. Ос-
новной характеристикой горелки является ее тепловая мощность, т.е. количе-
ство теплоты, выделяемое при полном сжигании газа, поданного через горел-
ку, и определяется произведением расхода газа на его низшую теплоту
сгорания. Основные параметры горелок: номинальная тепловая мощность,
номинальное давление газа (воздуха) перед горелкой, номинальная относи-
тельная длина факела, коэффициенты предельного и рабочего регулирования
горелки по тепловой мощности, удельная металлоемкость, давление в камере
сгорания, шумовая характеристика.

Существуют три основных метода сжигания газа [26]:

1)	диффузионный — в топку газ и воздух в необходимых количествах по-
дают раздельно, и смешение происходит в топке;

2)	смешанный — в топку подают через горелку хорошо подготовленную
смесь газа с воздухом, содержащую только часть (30...70 %) воздуха, необ-
ходимого для горения. Этот воздух называют первичным. Остальной (вто-
ричный) воздух поступает к факелу (устью горелки) путем диффузии. К этой
же группе относят горелки, у которых газовоздушная смесь содержит весь
воздух, необходимый для горения, и смешение происходит и в горелке, и са-
мом факеле;

3)	кинетический — через горелку подают в топку полностью подготов-
ленную газовоздушную смесь с избыточным количеством воздуха. Воздух
смешивается с газом в смесителях, и смесь быстро сгорает в коротком слабо-
светящемся пламени при обязательном наличии стабилизатора горения.

Наличие устойчивого пламени является важнейшим условием надежной и
безопасной работы агрегата. При неустойчивом горении пламя может про-
скочить внутрь горелки или оторваться от нее, что приведет к загазованности
топки и газоходов и взрыву газовоздушной смеси при последующем повтор-
ном розжиге. Скорость распространения пламени для различных газов не-
одинакова: наибольшая 2,1 м/с — для смеси водорода с воздухом, а наи-
меньшая 0,37 м/с — метана с воздухом. Если скорость газовоздушного пото-
ка окажется меньше скорости распространения пламени, происходит проскок
пламени в горелке, а если больше — отрыв пламени.

По способу подачи воздуха для горения различают следующие конструк-
ции горелок [26].

1.	Горелки с поступлением воздуха к месту горения за счет разрежения в
топке, создаваемого дымовой трубой или дымососом, или конвекции. Сме-
шение газа с воздухом происходит не в горелке, а за ней, в амбразуре или
топке, одновременно с процессом горения. Такие горелки называют диффу-
зионными, они равномерно прогревают всю топку, имеют простую конструк-
цию, работают бесшумно, факел устойчив по отношению к отрыву, проскок
пламени невозможен.

2.	Горелки с инжекцией воздуха газом, или инжекционные. Струя газа,
поступающего из газопровода под давлением, выбрасывается из одного или
нескольких сопл с большой скоростью, в результате в инжекторе смесителя
создается разрежение, а воздух подсасывается (инжектируется) в горелку и
при движении вдоль смесителя смешивается с газом. Газовоздушная смесь
проходит через горло смесителя (самая узкая часть), выравнивающее струю
смеси, и поступает в его расширяющуюся часть — диффузор, где скорость
смеси снижается, а давление возрастает. Далее газовоздушная смесь поступа-
ет или в конфузор (где скорость увеличивается до расчетной) и через
устье — к месту горения, или в коллектор с огневыми отверстиями, где сго-
рает в виде маленьких голубовато-фиолетовых факелов.

3.	Горелки с инжекцией газа воздухом. В них для подсоса газа использу-
ется энергия струй сжатого воздуха, создаваемого вентилятором, а давление
газа перед горелкой поддерживается постоянным с помощью специального
регулятора. Достоинства: подача газа в смеситель возможна со скоростью,
близкой к скорости воздуха; возможность использования холодного или на-
гретого воздуха с переменным давлением. Недостаток: использование регу-
ляторов.

4.	Горелки с принудительной подачей воздуха без предварительной под-
готовки газовоздушной среды. Смешение газа с воздухом происходит в про-
цессе горения (т.е. вне горелки), и длина факела определяет путь, на котором
это смешение заканчивается. Для укорочения факела газ подают в виде стру-
ек, направленных под углом к потоку воздуха, осуществляют закручивание
потока воздуха, увеличивают разницу в давлениях газа и воздуха и т.п. По
методу подготовки смеси данные горелки являются диффузионными (про-
скок пламени невозможен), они применяются как резервные при переводе
одного топлива на другое в котлах ДКВР, в виде подовых и вертикально-
щелевых.

5.	Горелки с принудительной подачей воздуха и предварительной подго-
товкой газовоздушной смеси, или газомазутные горелки. Они имеют наи-
большее распространение и обеспечивают заранее заданное количество сме-
си до выхода в топку. Газ подается через ряд щелей или отверстий, оси кото-
рых направлены под углом к потоку воздуха. Для интенсификации процесса
смесеобразования и горения топлива воздух к месту смешения с газом пода-
ют закрученным потоком, для чего используются: лопаточные аппараты с
постоянным или регулируемым углом установки лопаток, улиточная форма
корпуса горелки, тангенциальная подача или тангенциальные лопаточные за-
кручиватели.

В настоящее время на водотрубных котлах (ДЕ, ДКВР) и водогрейных аг-
регатах (KB-ГМ) устанавливаются газомазутные горелки различных конст-
рукций, удовлетворяющие требованиям экономичной и безопасной эксплуа-
тации. Главным при этом является обеспечение примерно одинакового каче-
ства сжигания и равной длины факела для обоих вадов топлива (природный
газ и мазут). Газомазутные горелки представляют собой комплекс Из газовой
горелки и мазутной форсунки и в зависимости от конструкции предназначены
для раздельного или совместного сжигания газового и жидкого видов топлива.

На котлах ДКВР наибольшее распространение получили короткофакель-
ные, газомазутные горелки ГМГ и их модернизированный вариант ГМГм, ос-
новные характеристики которых приведены в [12, табл. 7.52]. На котлах ДЕ
устанавливают горелки ГМ или ГМП, основные характеристики которых при-
ведены в [12, табл. 7.53]. На фронтовой стене каждого котла расположена одна
горелка, которая крепится с помощью специального фланца. Отверстие, обра-
зующееся при снятии фланца с завихрителем, используется в качестве лаза.
Конструкции всех типов горелок ГМ и ГМП одинаковы. На котлах КВ-ГМ-10
(-20, -30) коллекторы фронтового экрана образуют квадрат, в котором разме-
щена амбразура горелки, выполненная из пластичной хромитовой массы, на-
несённой по шипам. В амбразуру устанавливают ротационные газомазутные
горелки РГМГ-10 (-20, -30), основные характеристик которых приведены в
[12, табл. 7.51].

Газовые запальные устройства предназначены для розжига основных
горелок и контроля наличия пламени. Их можно разделить:

•	по принципу установки — переносные и стационарные;

•	по методу зажигания — ручные (от горящей спички, жгута, бумаги и
т. п.) и электрические (от искры, раскаленной спирали);

•	по способу подачи воздуха — диффузионные, инжекционные, с прину-
дительной подачей воздуха, с активной воздушной средой;

•	по функциональному назначению—без контроля и с контролем факела;

•	по условиям работы — для топок с разрежением и топок с наддувом
(избыточным давлением в топке).

1.	Переносные газовые запальники соединяются с газопроводом резинот-
каневыми шлангами. Штуцер на газопроводе и запальник должны иметь на-
катку (для натягивания конца шланга), а на газопроводе до шланга обяза-
тельна установка отключающего крана. В кладке топки для введения запаль-
ника должно быть отверстие диаметром J > 50 мм.

Для топок, работающих с разрежением до 8 кгс/м2 (мм вод. ст.), применя-
ется однофакельный запальник среднего или низкого давления. Он представ-
ляет собой горелку с частичной инжекцией воздуха. Газ выходит из сопла,
подсасывая воздух через отверстия в корпусе инжектора, образующаяся га-
зовоздупшая смесь проходит смеситель и выходит из огневого насадка в за-
щитный кожух с отбортовкой, где начинается горение газа. При изменении
давления и состава газа в запальнике необходимо изменить только диаметр
сопла. При наличии в топке избыточного давления запальник должен выда-
вать полностью подготовленную газовоздушную смесь, что обеспечивается
при среднем давлении газа в инжекционном запальнике, а при низком — в
запальнике с принудительной подачей воздуха.

2.	Стационарный запальник повышает безопасность и облегчает розжиг
основной горелки. Факел должен быть устойчивым на всех режимах работы
агрегата, надежно поджигать газовоздушную смесь основной горелки, легко
зажигаться переносным запальником или электрическим устройством. Ста-
ционарный запальник может быть: отдельным блоком газовой горелки или ее
частью; однофакельным или многофакельным; включаться от основной го-
релки (в период розжига) или работать постоянно; зажигаться электрически
или дистанционно. Газ к стационарному запальнику подают от газопровода
до запорных устройств основной горелки. Применяются запальники:

а)	с ручным зажиганием, без контроля пламени — в виде трубок с про-
сверленными в них отверстиями вдоль оси (трубки «бегущего огня»);

б)	с электрическим зажиганием, без контроля пламени — основной поток
газовоздушной смеси (90 %) поступает из смесителя к устью запальника, а
остальная часть смеси поступает из смесителя в камеру зажигания, где вос-
пламеняется от искры свечи напряжением 10...25 кВ;

в)	с электрическим зажиганием и контролем пламени — запально-
защитные устройства (ЗЗУ), предназначенные для автоматического или дис-
танционного розжига газовых и мазутных горелок, в комплект которых вхо-
дит управляющий прибор с датчиком, осуществляющий контроль за наличи-
ем в топке факела.

Также применяются элекгрозапальник ЭЗ или запально-контрольная го-
релка типа ЗК-Н. Основные показатели запально-защитного устройства типа
ЗЗУ приведены в табл. 7.60 [12].

1,2Д. Коррозия поверхностей нагрева

Внутри труб происходит нагрев воды, парообразование, в связи с этим
возможна коррозия от газов, растворенных в воде, и отложение накипи на
стенках труб. С наружной стороны поверхностей нагрева — процесс горения
топлива, износ, загрязнение летучей золой и сажей, которая удаляется с по-
мощью обдувочных устройств (паром) или сжатым воздухом.
Обдувочный аппарат представляет собой трубопровод с отверстиями или
соплами, который подводится в газоходы котла, вращается вокруг оси, а пар или
сжатый воздух, выходя с высокой скоростью, очищает внешние поверхности.

Обдувку поверхностей нагрева котлов и экономайзеров необходимо на-
чинать с обдувочного устройства, расположенного ближе к топке, и даль-
нейшую обдувку проводить по ходу газов и при полностью открытых лопат-
ках направляющего аппарата дымососа, строго следя за тягой. Давление пара
в обдувочном аппарате должно быть не менее 0,75 МПа (7,5 кг/см2), а время
обдувки не более 2 минут.

Высокотемпературная коррозия образуется при сжигании топлива, когда
в продуктах сгорания имеются продукты (окисли) ванадия, отрицательно
действующие на металл экранных труб и пароперегревателя. Для снижения
этой коррозии необходимо сжигать топливо (обычно мазут) с меньшим ко-
эффициентом избытка воздуха. Эту коррозию называют ванадиевой и ей
подвержены экранные трубы топки.

Низкотемпературная коррозия образуется в результате конденсации ка-
пелек влаги из продуктов сгорания (дымовых газов), т. е. образуется эффект
точки «росы». Обычно эта температура зависит от вида сжигаемого топлива,
состава продуктов сгорания и составляет « +65 °C при работе котельной на
природном газе или малосернистом мазуте и +90... ПО °C — при работе на
сернистом или высокосернистом мазуте. В продуктах сгорания имеются сер-
нистые соединения, которые соединяются с каплями влаги и образуют сер-
нокислые кислоты, отрицательно действующие на металлическую стенку.
Поэтому для исключения низкотемпературной коррозии (т. е. конденсации
водяных паров из топочных газов на внешней поверхности труб) необходи-
мо, чтобы температура стейки была на 5... 10 °C выше температуры точки
«росы». Этому виду коррозии подвержены водогрейные котлы, воздухопо-
догреватели, водяные экономайзеры и др.

1.2.5.	Пароперегреватели

Пароперегреватели предназначены для получения перегретого пара из
сухого насыщенного. Это наиболее ответственный элемент котельного агре-
гата, так как подвержен высоким температурам рабочего агента. Из сообра-
жений надежности работы, трубы пароперегревателя часто делают из специ-
альных легированных сталей. Конструкция состоит из ряда параллельно
включенных стальных петлеобразных труб, выполненных в виде змеевиков и
объединенных коллекторами — паросборниками. Они устанавливаются в
первом газоходе котла, за топкой, после одного-двух рядов кипятильных
труб, а иногда часть змеевиков размещают в топочной камере. В первом слу-
чае перегреватель будет конвективным, во втором — радиационным. Так как
перегреватель стараются расположить в зоне более высоких температур, то
необходимо обеспечить его надежную работу при всех режимах работы пра-
вильным выбором скорости движения пара, распределением его по змееви-
кам, подбором и изготовлением труб из металла, обладающего надлежащими
свойствами. Скорость пара в змеевиках составляет 10...25 м/с, а в коллекто-
ре — в два раза меньше.

В пароперегревателе, кроме нагрева пара, происходит испарение капелек
котловой воды, вносимой с насыщенным паром из барабана, что вызывает
образование накипи в змеевиках. Поэтому в верхнем барабане котла уста-
новлены паросепарационные устройства, предназначенные для отделения
капель влаги из пароводяной смеси. Для получения сухого насыщенного пара
используют физические принципы: гравитацию, инерцию и др. Для этого ус-
танавливаются:

•	в водном объеме — дырчатый лист с диаметром отверстий 10 мм для
выравнивания подъема паровых пузырей и козырек для предохранения от
проскока большого объема пара;

•	в паровом объеме — отбойные щитки; дырчатый потолок с отверстия-
ми для выравнивания подъема пара; жалюзийный сепаратор, проходя через
который, пар делает ряд поворотов, в результате капли воды как более тяже-
лые выпадают из потока, прилипают к металлической стенке и стекают вниз/

По отношению к потоку топочных газов пароперегреватель может вклю-
чаться по одной из схем: прямоточная — применяется при малых перегревах
пара и требует развитой поверхности нагрева; противоточная — применяет-
ся при перегреве пара до 400 °C и позволяет иметь наименьшую поверхность
нагрева; комбинированная — применяется при больших температурах пара
(более 450 °C).

На выходном коллекторе пароперегревателя устанавливают: манометр,
термометр, предохранительный клапан, продувочный вентиль (работающий
при растопке).

Повреждение труб пароперегревателя происходит по следующим причи-
нам: внутреннее загрязнение накипью, несвоевременная промывка котла, по-
вышение температуры газов вследствие неполготы горения в топке, шлако-
вание экранных труб, понижение температуры читабельной воды и др.

Регулирование температуры перегретого пара

Температура перегретого пара может колебаться в связи с изменением
коэффициента избытка воздуха, температуры питательной воды, (уменьша-
ется парообразование), нагрузки котла, производительности дымососа, шла-
кованием внешних поверхностей пароперегревателя и др. Для исключения
возможности повышения температуры перегретого пара и поддержания ее в
заданных пределах устанавливают специальные регуляторы пароохладители.
Пароохладители поверхностного или вспрыскивающего тинп устанавливают-
ся на входе пароперегревателя (по ходу движения пара) инн а рассечку. Па-
роохладители поверхностного типа выполняются в виде змеевиков, по кото-
рым проходит питательная вода, а охлаждаемый пар енвружн. В пароох-
ладителях вспрыскивающего типа для уменьшения >н i вньпии перегретого
пара используют конденсат, который подают под даалепмом через сопло.
Наиболее приемлема установка пароохладителей в рассечку (время инерции
составляет 40...50 с).

Температура перегретого пара повышается в случаях: снижение темпера-
туры питательной воды (уменьшается парообразование), уменьшение отбора
пара из котла, увеличение тяги в топке (пламя подсасывается) или увеличе-
ние температуры в топке. Температура перегретого пара понижается, если
температура в топке снижается, трубы снаружи покрыты сажей, а внутри —
накипью.

1.2.6.	Водяные экономайзеры

Водяные экономайзеры предназначены для нагрева питательной или сете-
вой воды за счет тепла уходящих топочных газов, благодаря чему уменьшают-
ся потери тепла и повышается КПД. По типу бывают групповые и индивиду-
альные экономайзеры, а по материалу — чугунные и стальные. В водяной
экономайзер вода подается питательным насосом, за счет напора которого и
осуществляется ее принудительное движение в трубах экономайзера.

Обычно устанавливают индивидуальные экономайзеры, а групповые —
на чугунных котлах и паровых с паропроизводительностью до 1 т/ч. Водяные
экономайзеры котлоагрегатов среднего и высокого давления изготавливают
только из стальных труб, для низкого давления — из чугунных или стальных.
При частичном испарении воды в трубах экономайзер считается кипящим.
Чугунные водяные экономайзеры выполняют только некипящими.

Температура воды на входе всех экономайзеров должна быть выше тем-
пературы точки «росы» топочных газов на 5?..10 °C для избежания низко-
температурной коррозии. Температура точки «росы» составляет « 60 °C при
сжигании природного газа и малосернистого мазута и « 90 °C — сернистого
мазута. Температура воды на выходе из чугунного экономайзера должна
быть меньше температуры насыщения на 20 °C, так как закипание воды в чу-
гунном экономайзере недопустимо. В стальном экономайзере допустимо за-
кипание воды.

Экономайзеры некипящего типа собирают из чугунных ребристых труб с
квадратными фланцами, торцевые стороны этих фланцев имеют канавки с
четырех сторон, в которые укладывается шнуровой асбест для уплотнения.
Отдельные чугунные ребристые трубы (длиной 1,5; 2; 2,5; 3 м) соединяют
между собой калачами. Для очистки от внешних отложений, особенно между
ребрами, чугунные трубы компонуются в блоки так, чтобы число горизон-
тальных рядов было от 4 до 8, между которыми устанавливается обдувочный
аппарат. Это необходимо для эффективной обдувки внешних поверхностей
чугунного экономайзера паром или сжатым воздухом, так как один обдувоч-
ный аппарат обслуживает только 4 ряда труб вверх и 4 ряда вниз.

При работе котлоагрегата с чугунным водяным экономайзером для его
охлаждения подается питательная вода. При растопке котла, пока котельный
агрегат не имеет достаточной паровой производительности, нагретая в чу-
гунном экономайзере вода сливается в деаэратор или бак с питательной во-
дой по «сгонной» линии. Вода в экономайзере должна двигаться только сни-
зу вверх со скоростью 0,3 м/с, так как при нагревании воды выделяется воз-
дух, который в верхней части экономайзера удаляется воздушником.

Дымовые газы в экономайзере могут двигаться в любом направлении со
скоростью 6... 10 м/с. Чугунные экономайзеры могут иметь обводной газоход
для топочных газов. При чрезмерном повышении температуры воды, выхо-
дящей из некипящего экономайзера, следует перевести газы частично или
полностью на обводной боров, открыть сгонную линию и усилить питание.

У двухколонковых экономайзеров между ребристыми трубами установ-
лена вертикальная металлическая перегородка, делящая экономайзер на две
равные части. Боковые стены имеют кладку из красного кирпича или двух-
слойную металлическую обшивку, внутри которой уложен, изоляционный
материал (шлаковата, асбестовермекулит и др.), а торцевые стены экономай-
зеров после калачей закрываются съемными металлическими крышками с.
прокладками из асбеста. В верхней части каждой секции установлены взрыв-
ные предохранительные клапаны.

На экономайзере некипящего типа устанавливается следующая арматура:

а)	на входе — обратный клапан, обводная линия с вентилем, вентиль запор-
ный, регулятор питания, манометр, термометр, предохранительный клапан;

б)	на выходе — вантуз (для выпуска воздуха), манометр, предохрани-
тельный клапан, термометр, сгонная линия, запорный вентиль.

Кроме того, на нижнем коллекторе должны быть установлены запорная
арматура и трубопроводы для спуска воды (сливной вентиль), на верхнем —
для удаления воздуха, а в удобных местах — устройства для отбора проб во-
ды и измерения температур и давления.

Экономайзеры кипящего типа выполняются из стальных труб диаметром
28.. .42 мм и устанавливаются горизонтально в шахматном порядке на карка-
се. Они выдерживают высокие давления, в них возможно частичное закипа-
ние воды (до 15 %), но они больше подвержены коррозии и не отключаются
от котла (т. е. остановка экономайзера влечет остановку котла).

На входе экономайзера кипящего типа устанавливается такая же армату-
ра, как на некипящих (за исключением обводной и сгонной линий, а также
вантуза), а на выходе арматура не устанавливается для обеспечения свобод-
ного прохода пароводяной смеси в барабан котла.

Питательные экономайзеры предназначены для пропуска* питательной
воды, а теплофикационные — сетевой воды. В теплофикационном экономай-
зере расход воды больше, чем в питательном, и воду через него пропускают
параллельными потоками.
1.2.7.	Воздухоподогреватели

Воздухоподогреватели предназначены для нагрева воздуха за счет тепла
уходящих топочных газов. Воздух, забираемый снаружи или с верхней части
котельной, вентилятором подается в воздухоподогреватель, нагревается до
температуры 200...400 °C и поступает в горелки топки, улучшает воспламе-
нение топлива и процесс горения, снижает потери от химического недожога
и тем самым повышается КПД котельного агрегата. Воздухоподогреватель
располагают обычно после водяного экономайзера. Воздух в воздухоподог-
реватель нагнетается дутьевым вентилятором через входные короба — воз-
духоводы и отводится к горелкам коробами горячего воздуха.

При сжигании в камере газообразного топлива весь воздух вводится через
горелку, в которой газ и воздух перемешиваются. При сжигании жидкого то-
плива также весь воздух вводится через горелку, но топливо с помощью фор-
сунок сначала превращается в мелкие капли, которые затем перемешиваются
с воздухом. В этом случае одна часть воздуха вводится через горелку в смеси
с топливом (первичный воздух), а другая — через специальные устройства в
той же горелке или рядом с ней (вторичный воздух).

По принципу тепловой работы воздухоподогреватели делятся на рекупе-
ративные и регенеративные, В рекуперативных воздухоподогревателях на-
грев воздуха осуществляется за счет охлаждения стенки трубы, нагреваемой
с другой стороны дымовыми газами. В регенеративных воздухоподогревате-
лях дымовые газы сначала нагревают материал с высокой теплоемкостью
(волнистые стальные листы, пустотелые керамические тела, металлические
шарики и др.), а затем этот материал нагревает воздух, т. е. поверхность теп-
лообменника попеременно, омывается дымовыми газами и воздухом.

Наибольшее применение получили трубчатые воздухоподогреватели, ко-
торые представляют собой куб из стальных труб. Дымовые газы проходят
внутри труб со скоростью 8... 12 м/с (обеспечивая самообдувку), а воздух
снаружи — со скоростью 6...8 м/с и может иметь два-три и более ходов.
Снаружи воздухоподогреватель закрыт коробом с изоляцией. Температура
воздуха на входе в воздухоподогреватель должна быть больше температуры
точки «росы» для предотвращения низкотемпературной коррозии. Для этого
применяют электронагреватели, калориферы или рециркуляцию (подсасыва-
ется часть горячего воздуха, который берется на выходе из воздухоподогре-
вателя).

1.2.8.	Контактные теплообменники с активной насадкой (КТАН)

Контактный теплообменник (КТАН) состоит из корпуса, системы ороше-
ния, активной насадки, выполненной в виде пучка труб с циркулирующей в
них водой. Трубный пучок может иметь несколько независимых рядов гори-
зонтальных трубок, которые объединяются своими коллекторами. Это позво-
ляет нагревать в КТАНе различные потоки воды (сырой, умягченной и др.).
Пучок труб выполняет роль насадки и предназначен для создания развитой
поверхности контакта орошающей воды и дымовых газов. Одновременно по-
верхность участвует в теплообмене и в этом отношении является активной,
по сравнению с пассивными насадками, например, кольцами Рашига. Наруж-
ная поверхность труб омывается дымовыми газами и орошающей водой,
чтобы интенсифицировать теплообмен в насадке. Теплота дымовых газов в
КТАНе передается воде, протекающей в активной насадке, двумя путями: за
счет непосредственной передачи теплоты дымовых газов и орошающей воды
и за счет конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах, на по-
верхности насадки.

Одновременно в КТАНе происходит очистка дымовых газов от содержа-
щихся в них вредных примесей. Уловленные механические примеси оседают
в баке-отстойнике, откуда периодически удаляются в дренаж.

Дымовые газы, пройдя насадку, поступают в сепарационное устройство
(для отделения остаточных капель воды), затем в подъемный участок газохо-
да, и далее влажные дымовые газы подсушиваются путем смешения с
7... 10 % горячих газов, не проходящих КТАН. Подсушенные газы дымосо-
сом удаляются в атмосферу через дымовую трубу.

1.2.9.	Тягодутьевые устройства

Подача воздуха в топку для горения топлива (дутье) и удаление топочных
дымовых газов (тяга) могут быть естественными — с помощью дымовой
трубы и искусственными — с применением дутьевого вентилятора и дымо-
соса. Дымовые газы, пройдя газоходы котлоагрегата, направляются в борова,
дымососы и дымовую трубу. Дымовые трубы предназначены для удаления
топочных дымовых газов и рассеивания вредных соединений (содержащихся
в продуктах сгорания) в атмосферном воздухе с целью снижения их концен-
трации в атмосфере, на уровне дыхания, до необходимого значения.

Продукты сгорания содержат токсичные вещества, оказывающие вредное
воздействие на биосферу (оксиды углерода, серы и азота и др.). Содержание
вредных веществ в воздухе определяется их концентрацией — количеством
вещества, мг, находящегося в 1 м3 воздуха (мг/м3). Максимальная концентра-
ция вредных веществ, не оказывающих вредного влияния на здоровье чело-
века, называется предельно допустимой концентрацией (ПДК). Высота ды-
мовой трубы проектируется таким образом, чтобы предупредить недопусти-
мое загрязнение воздушного бассейна в районе котельной.

Дымовая труба создает естественную тягу, и движение газов происходит
за счет гравитационных сил, обусловленных разностью плотностей холодно-
го наружного атмосферного воздуха и горячих газообразных продуктов сго-
рания, заполняющих газоходы, дымовую трубу, считая от уровня горелки до
устья трубы. Естественная тяга измеряется в Па, мм вод. ст. или кгс/м2. Чем
выше атмосферное давление, ниже температура наружного воздуха, выше
температура продуктов сгорания, а также выше дымовая труба — тем естест-
венная тяга больше. В ясную морозную погоду тяга сильнее, а в туманную,
ветреную, влажную — слабее.

При работе котельных агрегатов с давлением в топочной камере выше
давления атмосферного воздуха или при небольшой производительности ко-
тельной, когда оказывается достаточной тяга, развиваемая дымовой трубой,
дымососы не устанавливаются. В котельных малой производительности ино-
гда для обеспечения тяги и дутья достаточно использования только дымовой
грубы и ее самотяги и тогда можно обойтись и без дутьевых вентиляторов.
Естественная тяга в этом случае регулируется шибером, установленным в га-
зоходе за котлом, а управление выведено на фронт котла, где должен быть
фиксатор и указатель величины открывания заслонки. В верхней части ши-
бера должно быть отверстие диаметром не менее 50 мм для вентиляции топ-
ки неработающего котла (при закрытом шибере).

Дымовые трубы работают в сложных условиях: при перепадах темпера-
туры, давления, влажности, агрессивном воздействии дымовых газов, ветро-
вых нагрузках и нагрузках от собственного веса. Для котельной проектирует-
ся обычно одна общая для всех котлов дымовая труба. Дымовые трубы со-
оружаются по типовым проектам из кирпича, железобетона или металла.

Кирпичная дымовая труба имеет фундамент (цоколь) и ствол в виде усе-
ченного конуса. Минимальная толщина стенок 250 мм. Нижнюю часть трубы
футеруют огнеупорным кирпичом для защиты от действия горячих газов. В
цоколе предусматривают окна для газоходов (боровов), а также направляю-
щие перегородки (пандусы), в боровах и у основания трубы — лазы для уда-
ления золы. Кирпичные дымовые трубы сооружают диаметром не менее
0,6 м, высотой 30...75 м, они применяются при сжигании любого топлива
(газа, мазута).

Железобетонные трубы обладают высокой механической прочностью,
однако они не способны противостоять воздействию сернистых соединений,
влаги и повышенной температуры дымовых газов. Поэтому внутреннюю по-
верхность железобетонного ствола футеруют красным или кислотоупорным
кирпичом либо покрывают изоляцией (стеклотканью).

Металлические дымовые трубы изготавливают из стальных листов тол-
щиной 3...15 мм. Труба состоит из отдельных звеньев, соединенных между
собой сварными швами. Ствол трубы устанавливают на чугунной плите, а
для устойчивости на высоте, равной 2/3 высоты трубы; крепят растяжки из
стального прутка диаметром 5.. .7 мм.

Для предупреждения проникновения дымовых газов в толщу, стен кир-
пичных и железобетонных труб не допускается положительное статическое
давление на стенки ствола дымовой трубы. Для устранения избыточного ста-
тического давления наиболее целесообразно устанавливать диффузоры в
верхней части трубы. Они позволяю!' уменьшить сопротивление газового
тракта в случае его заноса золой или при подключении дополнительных кот-
лов, а также снизить расход энергии на транспортировку дымовых газов по
тракту.
Высота дымовых труб зависит от высоты застройки, предельно допусти-
мых концентраций вредных веществ (ПДК) и может быть от 30 до 180 м. При
сжигании природного газа возможна установка любых труб, а для мазута и
твердого топлива — только кирпичные или железобетонные трубы. Однако
применение высоких труб не всегда оправдано и поэтому чаще используют
невысокие трубы с установкой дутьевого вентилятора и дымососа. Это обес-
печивает более надежную и эффективную работу котельных установок, позво-
ляет поддерживать заданное разрежение или давление в топке, автоматизиро-
вать подачу воздуха и удаление продуктов сгорания, использовать КИП и А

Дутьевой вентилятор имеет металлический корпус в виде улитки, в ко-
тором установлен ротор с лопатками, а на одной оси с ротором — электро-
двигатель. При вращении рабочего колеса в центре создается разрежение,
куда через круглое отверстие поступает новая порция воздуха, который за
счет центробежных сил отбрасывается к стенкам корпуса и переходит в на-
гнетательное прямоугольное отверстие. Производительность дутьевого вен-
тилятора должна обеспечивать с 10%-ным запасом подачу действительного
объема воздуха, необходимого для горения, с учетом его температуры, а на-
пор вентилятора должен преодолеть сопротивление воздушного тракта (воз-
духовода, заслонки, горелки, направляющего аппарата). В качестве дутьевых
вентиляторов обычно используют центробежные вентиляторы среднего дав-
ления. Забор воздуха для дутья осуществляется из верхней зоны котельного
зала и частично снаружи с помощью специального клапана.

Дымосос — центробежный вентилятор, только с массивными лопатками
ротора. Производительность дымососа должна быть на 10% больше полного
объема топочных дымовых газов, удаляемых из котла, с учетом их темпера-
туры, а напор должен преодолеть гидравлическое сопротивление всего газо-
вого тракта (топки, газохода, экономайзера, воздухоподогревателя, борова,
шибера, дымовой трубы) за вычетом самотяги дымовой трубы.

Дутьевой вентилятор и дымосос должны синхронно работать так, чтобы в
топке котла поддерживалось разрежение L..3 мм вод. ст., а за котлом
4...6 мм вод. ст., чтобы при открытых дверках или гляделках пламя не вы-
брасывалось из топки. При разрежении в топке более 8... 10 мм вод. ст. про-
исходит значительный подсос холодного воздуха в топку, что резко снижает
температуру топочных газов и увеличивает расход топлива. Для измерения
небольших давлений или разрежений и получения точных показаний приме-
няют жидкостный тягонапоромер с наклонной трубкой (ТНЖ).

Отдельные котельные агрегаты (МЗК-7АГ и др.), имеющие герметичную
стальную обшивку, работают с наддувом воздуха и обеспечивают избыточ-
ное давление внутри котла 40 мм вод. ст., а сопротивление воздушного и га-
зового трактов (воздуховода, горелок, газохода, дымовой трубы) преодолева-
ется за счет напора, создаваемого только дутьевым вентилятором.

Регулирование тяги и подача воздуха осуществляется тремя способами:
1) дросселированием заслонки, шибера (наиболее простой);
2)	изменением числа оборотов вентилятора и дымососа, когда производи-
тельность изменяется прямо пропорционально числу оборотов, напор —
квадрату числа оборотов, а мощность — прямо пропорционально кубу числа
оборотов;

3)	направляющими аппаратами, устанавливаемыми перед дымососом или
вентилятором, которые имеют поворотные лопатки для закручивания потока
и механизм для открытия или закрытия отверстия. Пуск дымососа или вен-
тилятора осуществляется при закрытых регулирующих устройствах или ло-
патках направляющего аппарата, а когда рабочее колесо ротора наберет пол-
ные обороты, их открывают и регулируют дутье и тягу. Перед пуском венти-
лятора и дымососа (во избежание искры) следует убедиться, что рабочее
колесо не задевает корпус, для чего вал проворачивается вручную. Оператор
должен следить за током и напряжением электродвигателя, а также за темпе-
ратурой корпусов вентилятора и электродвигателей.

При работе водогрейных котлов более рационально осуществлять комби-
нированный способ регулирования работы тягодутьевых машин. В этом слу-
чае осуществляется ступенчатое регулирование: изменение частоты враще-
ния ротора машины при помощи многоскоростного электродвигателя и плав-
ное регулирование направляющим аппаратом.

Неполадки с вентиляторами и дымососами

1.	Соприкосновение рабочим колесом корпуса, что вызывает шум и дро-
жание корпуса. Причины: смещение вала вследствие неправильной установ-
ки шарикоподшипников; разбалансирование лопастного рабочего колеса
вследствие загрязнения лопаток и ослабления стяжек ввиду длительной рабо-
ты; попадание посторонних предметов между лопатками.

2.	Сильная вибрация и шум происходят при разбалансировании рабочего
колеса из-за износа лопаток и ослабления соединений болтов, шпонок, а так-
же нагрева подшипников и образования трещин вкладышей.

L2J0. Трубопроводы и питательные устройства

Трубопроводы должны быть стальными, бесшовными и соединяться на
сварке. Арматура соединяется на фланцах или резьбе. Муфтовые соединения
допускаются при диаметре менее 50 мм. Питательные трубопроводы проек-
тируются в две линии — рабочую и резервную, а паропроводы от.котлов —
одинарными, с компенсаторами (для компенсации температурных удлине-
ний). Трубопроводы пара и горячей воды должны окрашиваться по всей дли-
не в разные цвета, помимо этого на них наносятся цветные кольца (табл. 11
Н).

Трубопроводы должны иметь неподвижные и скользящие опоры; уклон
не менее 0,001, а расстояние от изолированной поверхности до стены или
оборудования должно быть не менее 25 мм. Дренаж паропровода осуществ-
ляется при помощи конденсатных горшков или конденсатоотводчиков. Для
уменьшения тепловых потерь паропроводы изолируются теплоизоляцион-
ными материалами.

Питание паровых котлов может быть групповым с общим питательным
трубопроводом и индивидуальным — для одного котла. Для питания допус-
кается применение центробежных и поршневых насосов с электрическим
приводом, центробежных и поршневых насосов с паровым приводом, паро-
вых инжекторов, насосов с ручным приводом, а также можно использовать
водопроводную сеть, если ее давление превышает расчетное на 0,15 МПа.

На корпусе насоса должна быть табличка с указанием завода-
изготовителя (товарный знак), номера, номинальной подачи, числа оборотов,
температуры воды перед насосом, максимальною напора. Подача одного пи-
тательного устройства должна составлять не менее НО % номинальной про-
изводительности котлов с учетом расхода воды на продувку, регулирование
температуры пара в редукционно-охладительной установке (РОУ), возмож-
ных потерь воды или пара.

Напор, создаваемый насосом, должен обеспечивать питание котла водой
при рабочем давлении с учетом гидростатической высоты и потерь давления в
тракте питательной воды (котла, регулирующего устройства и т.д.). Для пита-
ния паровых котлов должны быть установлены насосы с электрическим при-
водом и резервные: с электроприводом, а также с паровым приводом произво-
дительностью не менее 50 % расчетной. Для водогрейных котлов должно быть
не менее двух подпиточных и двух сетевых (циркуляционных) центробежных
электронасосов. Проверка исправности резервных, питательных насосов осу-
ществляется путем их кратковременного включения в работу.

Устройство и работа центробежного насоса. Работает по принципу
центробежной силы, которая заставляет воду двигаться между лопатками по
направлению от вала к окружности корпуса, при этом в центре лопастного
рабочего колеса создается разрежение. При вращении вала вода из каналов
лопастей непрерывно отбрасывается центробежной силой к корпусу, а на ее
место через всасывающий патрубок поступает другая вода. Из нагнетатель-
ного патрубка вода выходит под давлением. Насос состоит из корпуса, вала,
подшипников, лопастного рабочего колеса, сальника, всасывающего и нагне-
тательного патрубков. На всасывающем и нагнетательном патрубках уста-
новлены задвижки. Перед работой центробежный насос должен быть запол-
нен водой, для чего на нагнетательной линии устанавливают воронку с вен-
тилем.

Порядок пуска:

1)	закрыть задвижку на нагнетательной линии;

2)	открыть задвижку на всасывающей линии;

3)	включить кнопку «пуск» электродвигателя;

4)	когда электродвигатель наберет обороты, открыть задвижку на нагне-
тательной линии и убедиться по манометру в достаточном давлении.

Остановка насоса:

1)	закрыть задвижку на нагнетательной линии;
2)	выключить электродвигатель кнопкой «стоп»;

3)	закрыть задвижку на всасывающей линии.

Обслуживание заключается в наблюдении показаний манометра на выхо-
де и температуры подшипников, своевременной подтяжке гайки втулки
сальника, а при сильном шуме и вибрации насос следует остановить.

Возможные неисправности

1.	Насос не подает воду в котел — нет воды в питательном баке; мотор
вращается в обратную сторону (перепутаны фазы); через сальник проходит
воздух; упали диски задвижки; не открывается обратный клапан; Повысилась
температура воды на выходе (вода вскипает в насосе).

2.	Насос вибрирует и шумит—не отцентрирована муфта на валу насоса и
электродвигателя, изношены подшипники или нет смазки, плохое крепление
с фувдаме п ом или рамой, разбалансировано рабочее колесо или оно износи-
лось, или в попал посторонний предмет.

Для создания высоких давлений применяют насосы многоступенчатые
(типа ЦНСГ), когда вода с давлением после первой ступени подается во вто-
рую, где давление увеличивается еще больше, затем в третью ступень и т. д.
В результате на выходе давление воды достигает 20 МПа.

1.2Л1. Топливное хозяйство котельной

Газопроводы котельных. Городские газопроводы в зависимости от дав-
ления бывают: низкого — до 0,005 МПа (0,05 кг/см2), среднего — от 0,005 до
0,3 МПа (0,05...3 кг/см2), высокого давления — от 0,3 до 1,2 МПа
(3...12 кг/см2). Газопроводы вводятся в котельную либо в смежное с ней по-
мещение, при условии соединения их открытым проемом. На вводе газопро-
вода внутри котельной (в доступном месте) устанавливают отключающее
устройство (задвижку или кран) и заглушку (для проведения ремонтных ра-
бот или консервации котельной). Для газопроводов используют бесшовные
или электросварные трубы, которые после окончания монтажа и испытаний
окрашивают масляными красками в желтый или светло-коричневый цвет.
Прокладку газопроводов следует производить согласно СНиП. На газопрово-
де установлены: манометр с трехходовым краном, газорегуляторная установ-
ка (ГРУ), узел измерения расхода газа, газовый коллектор с ответвлениями на
котлы, продувочный трубопровод с краном, который выводят вне здания ко-
тельной на высоту не менее 1 м от карниза крыши для безопасного рассеива-
ния газа, а крицы загибают для защиты от атмосферных осадков.

На ответвлении от газового коллектора котельной к каждому котлу уста-
навливают главное отключающее устройство, а перед каждой горелкой —
рабочее отключающее устройство. За отключающим устройством котла рас-
полагают исполнительный механизм автоматики безопасности (отсечной
клапан), который обеспечивает прекращение подачи газа ко всем горелкам
котла при недопустимом отклонении давления газа от заданного, угасании
пламени хотя бы одной горелки, нарушении тяги и прекращении поступле-
ния воздуха.

Схемой газопроводов предусматривается применение контрольно-
измерительных приборов (КИП) для измерения давления газа и воздуха пе-
ред горелками и разрежения в топке, которые устанавливают в удобных для
наблюдения местах, а на отводах к приборам — отключающие устройства
(газовую арматуру).

Газорегуляторные пункты и установки. Газорегуляторный пункт
(ГРП), газорегуляторная установка (ГРУ) или шкафной газорегуляторный
пункт (ШРП) предназначены для: снижения давления газа до заданного зна-
чения; поддержания заданного давления вне зависимости изменения давле-
ния и расхода газа на входе в ГРП или ГРУ; прекращения подачи газа при
повышении или понижении его давления после ГРП или ГРУ сверх установ-
ленных норм; очищения газа от механических примесей. Функции, выпол-
няемые ГРУ, ГРП и ШРП, одинаковы, а отличия их следующие:

•	ГРУ размещается в котельной и предназначена для газоснабжения кот-
лов или агрегатов, расположенных в одном или смежных помещениях, со-
единенных открытым дверным проемом;

•	ГРП размещается в отдельно стоящем здании на городских газораспре-
делительных сетях или объектах;

•	ШРП размещаются в металлических шкафах снаружи котельной или в
помещении, встроенном в котельную.

Вентиляция помещения ГРП или ГРУ должна быть естественной, обеспе-
чивающей трехкратный воздухообмен. Приток свежего воздуха осуществля-
ется через жалюзийную решетку, а вытяжка —, через регулируемый рефлек-
тор в перекрытии или через фрамуги. В ГРП устанавливают контур заземле-
ния, молниеотвод и пожарный инвентарь.

Газовое оборудование ГРП включает в себя:

•	фильтр для очистки газа от механических примесей (сетчатый типа ФГ,
волосяной, висциновый с кольцами Рашита);

•	предохранительный запорный клапан (низкого ПКН и высокого ПКВ
давления), автоматически отключающий подачу тчза потребителям в случае
выхода из строя регулятора давления газа;

•	регулятор давления газа (РД или РДУК), снижающий давление газа и
автоматически поддерживающий его на заданном уровне;

•	предохранительно-сбросной клапан (гидравлический рычажно-
грузовой, пружинный или мембранно-пружинный) предназначен для страв-
ливания в атмосферу газа из газопровода за регулятором, в случае кратко-
временного повышения давления в нем при резком уменьшении расхода газа
потребителям или внезапном повышении давления перед регулятором;

•	манометры для замера давления газа на входе и выходе из ГРП, фильт-
ре и байпасе.
Основная линия, на которой размещена газовая аппаратура, оборудуется
обводным газопроводом (байпасом) с двумя задвижками, которыми вручную
производится регулирование давления газа в случае неисправности основной
линии. На выходе из ГРП ставятся ротационные счетчики или измеритель-
ные диафрагмы для замера количества израсходованного газа, а также све-
чи — для сброса газа и продувки газопровода.

Для контроля за работой оборудования и замера расхода газа устанавли-
вают следующие контрольно-измерительные приборы:

•	термометры для замера температуры газа и введения поправок при
подсчете его расхода (нормальных условий);

•	манометры, показывающие и регистрирующие (самопишущие), для за-
меров давления газа или перепада давлений (при необходимости).

' КИП с электрическим приводом, а также телефонные аппараты должны
быть во взрывозащищенном исполнении или устанавливаться в отдельном от
ГРП помещении, либо снаружи в запирающемся ящике. Для предохранения
газопроводов от блуждающих токов на вводе в котельную (снаружи) уста-
навливают изолирующий фланец, имеющий корпус, в отверстие которого ус-
танавливают изолирующие втулки со стержневыми болтами, а прокладка
между фланцами должна быть диэлектрической, усиленной.

Мазутное хозяйство. Мазут является резервным топливом (на 6...10 су-
ток), если котельная работает на природном газе; его доставляют в цистер-
нах, затем подогревают паром или горячей водой и сливают в приемные уст-
ройства, из которых он поступает в резервуары хранения мазута. Мазутные
резервуары бывают надземными или подземными и выполняются из стали
или бетона. Они должны сообщаться с атмосферой, а мазутопроводы утеп-
ляются и прокладываются обычно вместе с трубопроводами пара или горя-
чей воды.

При подготовке к сжиганию мазут разогревают в емкости до 60 °C (или
на 10 °C ниже температуры вспышки) и центробежным или шестеренчатым
насосом подают в котельную. Разогрев мазута осуществляется с помощью
змеевиков, заполненных паром или горячей водой.

Во избежание засорения насосов на всасывающих линиях устанавливают
фильтры грубой очистки. После насосов установлен подогреватель мазута
(до 100... 130 °C) второй ступени (он же отстойник для удаления влаги), вто-
ричные фильтры тонкой очистки (для механических форсунок) и расходомер,
после чего мазут поступает в форсунки котла. Для уменьшения липких отло-
жений при сжигании и хранении мазута в него добавляют присадки.

51
1.2.12.	Материаловедение котельных агрегатов

Для изготовления чугунных котлов, водяных экономайзеров, соедини-
тельных частей, гарнитуры применяется серый чугун СЧ, ковкий чугун КЧ
(смесь железа с углеродом), основные свойства и марки которого приведены
в табл. 4.22-4.24 [12], табл. 3.9.1 [4].

Для изготовления стальных котлов, труб, поковок, отливок, заклепок,
крепежных деталей применяют стали марки СТ, ГС и другие, свойства и на-
значение которых приведены в табл. 1, 2, 3, 4 и 5, с. 70—Т1 [4], табл. 3,4, 5,
7, с. 243—249 [4], а также разделе 4 [12].

Цветные металлы — медь, свинец, олово, цинк используются в виде
сплавов: бронзы Бр (сплав меди с алюминием или марганцем), латуни Л
(сплав меди с цинком), баббитов Б (сплав олова, свинца, меди) и др.

В качестве теплоизоляционных материалов применяются асбест, асбо-
зурит, совелит, ньювель, асбестовермекулит, диатомит, пеностекло, трепел,
шлаковая и стеклянная вата и др., основные свойства которых приведены в
литературе [12,19,20], табл. 4.35 [12].

Обмуровочным материалом для стен, боровов, фундаментов служит
красный обыкновенный кирпич (до t = 700 °C), а для футеровки , топочной
камеры и газоходов — шамотный огнеупорный кирпич (до 1400 °C) или
шамотный кирпич класса А, Б и В (до 1730, 1670 и 1580 °C соответствен-
но), см. табл. 4.27 [12]. В качестве вяжущих материалов применяют огне-
упорную глину и шамотный порошок. Асбест (шнур, картон и др.) исполь-
зуют для заполнения температурных швов и других целей. Для торкретной
массы можно использовать состав в следующем процентном соотношении:
глиноземистый цемент — 10, шамот молотый — 65, глина огнеупорная —
15, порошок асбеста — 10, жидкое стекло — 3 литра на 100 кг сухой мас-
сы. Подготовка различных обмазок, растворов, мастик, масс и прочее при-
ведена в табл. 4.28 [12].

Прокладочные материалы картон, резина, фи^ра, латунь, паронит и дру-
гие служат для уплотнения зазоров во фланцевч ч соединениях трубопрово-
дов и арматуры и применяются в зависимости ст рабочей среды, давления и
температуры (табл. 4.41 и 4.42) [12].

Для предотвращения утечек воды, пара через зазоры в сальниках задви-
жек, вентилей, клапанов, валов насосов и т.п. применяется сальниковая на-
бивка различных марок в зависимости от рабочей среды, давления и темпе-
ратуры (табл. 4.43) [12].

Притирочные материалы (порошки наждака, корунда, пасты ГОИ и
др.) применяют для притирки поверхностей уплотнения различной арматуры.

Смазочные материалы служат для уменьшения трения и уменьшения
износа между трущимися поверхностями теплотехнического оборудования.
Смазочные масла (жидкие, компрессионные) и пластинчатые консистентные
смазки (солидол, циатим и др.) применяются в зависимости от оборудования
(табл. 4.44) [12].

Общестроительные материалы (песок, известь, жидкое стекло, порт-
ландцемент и др.), используемые в котлах для растворов, обмазок, огнеупор-
ных мастик и пр., приведены в табл. 4.37 [12].

1.3. ВОДОПОДГОТОВКА В КОТЕЛЬНЫХ

При круговом движении воды в природе она поглощает на своем пу-
ти различные соединения: соли, механические примеси, органические и
неорганические вещества, а также различные газы (кислород, углекис-
лый, сернистый). В зависимости от времени года состав воды меняется.
Примеси, содержащиеся в природной воде, условно подразделяют на
1ри группы:

1)	механические — взвешенные вещества в виде частиц песка, глины и
др., с размером частиц от 0,2 мкм и выше, способные отстаиваться;

2)	коллоидно-растворимые — соединения железа, алюминия, кремния и
др., которые не отстаиваются;

3)	истинно растворенные примеси, состоящие из электролитов — поло-
жительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов, а так-
же неэлектролитов — газов.

Сырая вода для питания котлов и подпитки теплосети непригодна, так как
при нагревании из нее выделяются коррозионно-активные газы и примеси,
при наличии которых котлы зарастают накипью и забиваются шламом. Это
приводит к нарушению теплового (снижается коэффициент теплопередачи от
топочных газов к воде или пару) и гидродинамического (увеличивается гид-
равлическое сопротивление контуров циркуляции) режимов работы котлов.
Усиливается коррозия и пережог поверхностей нагрева, увеличиваются поте-
ри тепла с уходящими топочными газами, снижается КПД, увеличивается
расход топлива. В связи с этим в котельной осуществляют четыре основных
этапа водоподготовки*.

1)	фильтрация и коагуляция воды — удаление из воды механических и
коллоидно-растворимых примесей;

2)	умягчение — удаление из воды накипеобразующих солей жесткости;

3)	деаэрация—удаление из воды коррозионно-активных газов;

4)	продувка — поддержание в котловой воде постоянного солесодержа-
ния и щелочности.
13.1.	Основные показатели воды в котельной

Существует более десяти показателей качества воды в котельной. Причем!
они различны для питания паровых и водогрейных котлов, подпитки теплой
сети и прочих нужд [11]. Осветим лишь основные из них.

1.	Прозрачность по шрифту — показывает видимость эталонного образца,
погруженного в воду (см).

2.	Сухой остаток — характеризует содержание растворенных и коллоид-
ных неорганических и частично органических примесей. Примеси минераль-
ного и органического происхождения получают при выпаривании 1 кг воды й
просушке его в сушильном шкафу при 110 °C (мг/кг). Если этот остаток про-
каливать при 800 °C, то потери остатка будут условно характеризовать со-,
держание в воде органических веществ, т.е. общее солесодержаниё. Чем вы-
ше сухой остаток и солесодержание, тем хуже качество воды.

3.	Общая жесткость воды (мг-экв/кг; г-экв/м3) определяется суммарным-
содержанием в ней катионов кальция и магния и выражается в миллиграмм-i
эквивалентах на 1 кг воды; 1 мг-экв/кг соответствует содержанию в 1 кг воды
20,04 мг катионов Са2+ или 12,16 мг катионов Ма2+. Различают карбонатную!
и некарбонатную жесткость воды.

Карбонатная, или временная, жесткость Жк определяется по содержанию
в воде бикарбонатов кальция и магния [Са(НСО3)2; Mg(HCO3)2], которые при’
нагревании воды до 60...70 °C переходят в котловой воде в карбонаты, выпа-
дающие в виде шлама и накипи и дающие газ СО2. Некарбонатная жесткость
Жнк характеризуется содержанием в виде хлористых СаС12, МаС12, сернокис-
лых CaSO4, MgSO4, кремнекислых CaSiO2, MgSiO3, азотнокислых, фосфор-
нокислых и др. солей, которые при кипячении воды не выпадают в осадок.
Общая жесткость: Жо=Жк+Жнк« Иногда пользуются понятием жесткости
кальциевой и магниевой Жо=Ж(>+Жмв. Воду считают мягкой, если ее жест-;
кость доходит до 2 мг-экв/кг; средней — от 2 до 5; жесткой — от 5 до 10 и,
очень жесткой — более 10.

4.	Щелочность воды характеризуется содержанием в ней щелочных со-|
единений: гидратов, карбонатов, бикарбонатов, фосфатов, окисей натрия,,
кальция, магния. Общая щелочность Щобщ =Щг+Щк+Щб’ Относительной’
щелочностью воды называется общая щелочность; отнесенная к сухому ос-
татку и выраженная в процентах. Щелочность котловой воды в определен-
ных пределах полезна, так как парализует вредное коррозирующее воздейст-
вие на металлическую стенку растворенных в воде газов: кислорода и угле-
кислоты. Однако чрезмерная щелочность воды вызывает ее вспенивание и1
частичное выбрасывание вместе с паром, что может вызвать гидравлический
удар в паропроводе.

5.	Кремнесодержание характеризует общую концентрацию в воде раз-
личных соединений кремния в мкг/кг.
6.	Концентрация водородных ионов является одной из важнейших харак-
теристик. В воде происходит непрерывная диссоциация молекул воды, при
которой в 1 кг воды содержится одна десятимиллионная (10~7) грамма иона
водорода (ЬГ) и столько же гидроксильных ионов (ОН“). При уменьшении
концентрации ионов водорода меняется концентрация гидроксильных ионов,
поскольку (Н4) * (ОН~) ~ const Реакцию воды принято выражать отрица-
тельным логарифмом активности ионов водорода pH « -lg Н. При pH = 7 —
среда нейтральная; pH < 7 — среда кислая; pH > 7 — среда щелочная.

7.	Содержание коррозионно-активных газов в воде характеризуется содер-
жанием в ней кислорода и углекислого газа в мг/кг,

8.	Соединения железа, меди, нитритов и нитратов (мкг/кг), масла и тяже-
лые нефтепродукты (мг/кг).

1.3»2. Нормы качества питательной и котловой воды

Показатели качества питательной воды приведены в разделе 8.2 [11]. Для
водотрубных котлов с рабочим давлением пара до 4 МПа (40 кгс/см2) основ-
ные показатели приведены в табл. 1.1, где в числителе указаны значения для
котлов, работающих на жидком топливе, а в знаменателе - на природном газе.
Основные показатели качества подпиточной и сетевой воды водогрейных кот-
лов для открытой и закрытой систем теплоснабжения приведены в табл. 1.2.

Нормы качества котловой воды, необходимый режим её обработки, непре-
рывные и периодические продувки принимаются на основании типовых инст-
рукций предприятия-изготовителя котла или других нормативных документов.
При этом для паровых котлов давлением до 4 МПа включительно, имеющих
заклепочные соединения, относительная щелочность котловой воды не долж-
на превышать 20 %; для котлов со сварными барабанами и креплением труб
методом вальцовки (или вальцовкой с уплотнительной подваркой) относи-
тельная щелочность котловой воды допускается 50 %; для котлов со сварными
барабанами и приварными трубами относительная щелочность котловой воды
не нормируется. Для паровых котлов давлением более 4 МПа (40 кгс/см2) от-
носительная щелочность не должна превышать 20 %.

Таблица 1.1
Основные показатели питательной воды для водотрубных котлов
с рабочим давлением пара до 4 МПа (40 кгс/см2)

Показатель воды и размерность	Рабочее давление, МПа			
	_..0,9 ...-		1.4 _	2,4	4
Прозрачность по шрифту, см	30	40	40	40 •
Общая жёсткость, мкг-экв/кг	^30/40	75/20 '		10/15 _	5/10
Значение pH при 25° С		К.5	...10,5	
Таблица L2

Основные показатели качества подпиточной и сетевой воды водогрейных
котлов для открытой и закрытой систем теплоснабжения

Показатель воды	Температура воды, °C	
	115	150
Прозрачность по шрифту, см: - открытая система - закрытая система	40  30	40  30
Карбонатная жёсткость, при pH не более 8,5 мкг-экв/кг	800	750
Содержание растворённого кислорода, мкг/кг	50	30
Содержание нефтепродуктов, мг/кг	1,0	1,0

1.3.3.	Фильтрация и коагуляция воды

Грубодисперсные (механические) примеси удаляют в резервуарах и от-
стойниках, а более глубокое осветление производят в фильтрах. Воду следует
фильтровать, когда количество взвешенных частиц более 20 мг/кг. Для уда-
ления коллоидных примесей воду обрабатывают сернокислым алюминием
(глиноземом) или сернокислым железом. В результате образуется хлопье-
видный остаток гидрата окиси алюминия, который отделяется от воды
фильтрацией. При коагуляции карбонатная жесткость понижается, а некар-
бонатная возрастает на величину, эквивалентную дозе коагулянта, сухой ос-
таток снижается, а концентрация углекислоты увеличивается.

В качестве фильтрующего материала используют кварцевый песок, мра-
морную крошку или дробленый антрацит (0,6...1 мм). Скорость фильтрации
4...6 м/ч. Фильтр промывают осветленной водой в направлении, обратном
основному процессу, через каждые 18...20 ч работы в течение 6...8 мин, а
для улучшения промывки подается сжатый воздух давлением до 2 кг/см2.

13.4. Внутрикотловое умягчение воды

Умягчить воду — снизить ее жесткость, т.е. удалить из нее накипеобразо-
ватели (соли Са и Mg). Для этого нужна докотловая или внутрикотловая об-
работка воды. Внутрикотловую водоподготовку можно осуществлять по раз-
личным схемам, отличающимся между собой способом введения щелочных
реагентов: во всасывающий или нагнетательный патрубок питательного на-
соса, либо в барабан, в результате внутри котла образуется шлам, удаляемый
из нижних точек котла при продувке.

Химическая внутрикотловая обработка воды сводится к введению в паро-
вой котел каустической (NaOH) или кальцинированной (Na2CO3) соды, кото-
рая, вступая в реакцию с бикарбонатом Са и Mg, образует карбонаты, выпа-
дающие в осадок (шлам), едкий натр и углекислый газ. Для удаления карбо-
натной жесткости используют тринатрийфосфат (ЫазРОД Он способствует
взрыхлению накипи и образованию на поверхности металла защитной плен-
ки от коррозии углекислого газа. Дозировкой реагента-осадителя поддержи-
вается щелочность котловой воды в пределах 5... 10 мг-экв/кг. Образующий-
ся шлам удаляется из грязевиков.

В настоящее время накоплен опыт применения ингибиторов, прежде все-
го фосфонатов, таких, как ОЭДФ (гидроксиэтилодендифосфоновая кислота),
ИОМС, ПАФ-13А. Обычно область их эффективного применения ограничи-
вается как качеством исходной воды, так и температурой подогрева: для во-
догрейных котлов — не более 110 °C, для бойлеров — не более 130 °C.

Термическая обработка не требует химических реагентов и применяется
для воды, содержащей в основном бикарбонат Са, так как выпадение в оса-
док гидрата Mg происходит очень медленно. Метод прост и используется,
когда не требуется глубокого умягчения воды.

Магнитная обработка применяется для паровых котлов, и вода после
воздействия на нее магнитного поля определенной полярности и напряжения
при нагреве в котле выше 100 °C не дает накипных отложений на поверхно-
сти нагрева, а соли жесткости выпадают в виде шлама. Однако требуется
громоздкая аппаратура: противонакипное магнитное устройство (ПМУ),
шламоотделитель (Ш), а также дорогостоящее электрооборудование.

1.3.5. Водоумягчение методом катионирования

Метод катионного обмена основан на свойствах некоторых естественных
и искусственных химических соединений вступать в реакцию с солями жест-
кости Са и Mg. Водоподготовка по способу катионного обмена предусматри-
вает замену в процессе фильтрации накипеобразующих катионов кальция и
магния на катионы, соли которых обладают хорошей растворимостью или
образуют летучие соединения. Катионитными материалами, заполняющими
фильтры, являются глауконит, сульфоуголь и синтетические смолы [19, 20].
Наибольшее применение имеет сульфоуголь (КУ), который получают путем
обработки бурого или каменного угля парами дымящейся серной кислотой.
Сульфоуголь может насыщаться обменными катионами натрия, водорода или
аммония, потому различают Na-, Н-, НИЦ-катионирование. Сложная формула
катионитного материала, не участвующего в ионном обмене, условно обо-
значается буквой R. Сульфоуголь — дешевый катионит, но он пригоден толь-
ко для умягчения воды, температура которой не превышает 30...40 °C (при
слабощелочной среде) и 60 °C (при нейтральной и слабокислой среде). Ка-
тиониты из синтетических смол выдерживают температуру 100... 120 °C.

Основной характеристикой умягчающих свойств катионита является его
обменная способность, представляющая собой количество г-экв солей жестко-
сти, которое может поглотить между ро1снср|щиими 1 м' катионита. Различа-
ют полную и рабочую обменную способность катионита. Полная обменная
способность катионита представляет собой ikkoo коинчсспю (г- >кв) солей же-
сткости кальция и магния, которое может чндгржпгь I м' катионита до того
момента, когда жесткость выдаваемой умягченной воды сравнивается с жест-
костью исходной воды. Рабочая обменная способность представляет собой
такое количество (г-экв) катионов (Са и Mg), которое задерживает 1 м3 катио-
нита др момента начала увеличения жесткости выдаваемой воды. Значение
полной обменной способности различных катионов составляет: для сульфоуг-
ля 5ОО...55Ог-экв/м3, для других катионитов 600...1700 г-экв/м3.

Для водоумягчения методом катионирования требуется следующее ос-
новное оборудование.

1.	Катионитовый фильтр представляет собой цилиндрический сварной,
стальной сосуд диаметром от 1 до 3 м и высотой 3,5...6,5 м, приблизительно
на 2/3 высоты заполненный зернистой массой катионита. Вода, подлежащая
умягчению, по трубе поступает сверху в распределительную систему (или в
форсунки). Вода, проходя сквозь слой катионита, умягчается и поступает в
дренажное устройство (состоящее из щелевых колпачков или труб из нержа-
веющей стали со щелями), а затем по трубе выходит из фильтра и подается в
деаэратор. На цилиндрической части имеются два люка: верхний — для за-
грузки, нижний — для выгрузки катионита. Фильтр обвязывается трубопро-
водами с запорной арматурой для воды и реагента. В верхней части вварены
воздушники. В процессе умягчения воды катионит постепенно истощается, и
катионный обмен между водой и катионитом пре!фащается. Для восстанов-
ления умягчающей способности катионит подвергают регенерации, отключая
фильтр и пропуская через него водный раствор регенерирующего вещества.
Регенерация восстанавливает реактивную способность катионита. Регенери-
рующий раствор получают в солерастворителях, когда реагент твердый, или
в мерниках, когда он жидкий.

2.	Солерастворитель — это цилиндрический сварной, стальной сосуд
диаметром от 0,7 до 1 м и высотой около 1 м, в который загружают несколь-
ко слоев кварца различной крупности. Твердый реагент (обычно поваренную
соль) подают в солерастворитель через люк сверху, а воду—по водопроводу
сверху в распределительную систему. Растворенный реагент фильтруется че-
рез слой кварца, поступает в дренажное устройство и затем выводится из со-
лерастворителя и подается в катионитовый фильтр.

3.	Мерник — это металлический смесительный сосуд, в котором сильно
концентрированный раствор жидкого реагента (серной или соляной кислоты)
разбавляют водой до требуемой концентрации, а затем подают в катионито-
вый фильтр для регенерации.

В котельных установках часто используют мокрое хранение соли для ме-
ханизированного приготовления регенерационного раствора. Соль выгружа-
ют в бетонный бункер — резервуар (из расчета 1,5 м3 объема резервуара на
1 т соли) и заливают водой. В резервуаре получается раствор крепостью око-
ло 25 %. Далее раствор насосом подают в фильтр соленого раствора, затем в
бак, где разбавляют до 8...10 %, и тем же насосом — на регенерацию. На пу-
ти к фильтру часто устанавливается струйный аппарат для корректировки
подачи раствора требуемой концентрации (6...8 или 8...10 %).
Динамика работы фильтра заключается в том, что весь слой катионита
сверху вниз условно делят на три горизонтальные зоны: истощенного, рабо-
чего и свежего катионита. По мере работы фильтра слой истощенного катио-
нита увеличивается, зона работающего катионита опускается, а слой свежего
катионита становится все более тонким. Пока существует зона свежего ка-
тионита, фильтр выдает воду со стабильной остаточной жесткостью. Когда
зона свежего катионита исчезает, стабильный период работы фильтра закан-
чивается, он начинает выдавать все более жесткую воду, и в это время
фильтр необходимо перекрыть и восстановить его реактивную способность.
В момент полного истощения зон свежего и рабочего катионита жесткость
воды, выдаваемой фильтром, становится равной жесткости исходной воды.

Эксплуатация катионитового фильтра сводится к последовательному
проведению операций: взрыхления, регенерации, отмывки и умягчения.

Взрыхление. В процессе эксплуатации катионитовая масса уплотняется и
загрязняется. Для взрыхления и очистки слежавшейся массы ее промывают
водой снизу вверх. Взрыхление продолжается в течение 15 мин. Если по ис-
течении этого времени сливная вода не станет светлой, то промывку продол-
жают до полного осветления. При появлении в трубе с водой быстрооседаю-
щих зерен катионита интенсивность взрыхления снижается. Воду после
взрыхления удаляют в дренаж.

Регенерация. После взрыхления из солерастворителя в катионитовый
фильтр впускают регенерационный раствор в течение 12... 15 мин. Обеднен-
ный регенерационный раствор вытекает в отстойный бак для последующего
использования на промывку фильтра. При регенерации необходимо следить,
чтобы фильтр был все время под напором, во избежание разрежения в ниж-
ней части фильтра и подсоса воздуха в толщу катионита, так как воздух, по-
падающий в фильтр, вредно влияет на катионит. Расход реагента для сульфо-
угля примерно 4 м3 на 1 м3 катионита.

Отмывка. По окончании регенерации катионита из фильтра тщательно
вымывают регенерирующие вещества. Для отмывки фильтра применяют про-
зрачную или умягченную воду без всяких примесей, с температурой не выше
50 °C. Фильтр промывают в течение 25...30 мин. Воду после отмывки соби-
рают в бак для последующего использования ее для взрыхления фильтра.

Умягчение (основной режим, который в зависимости от качества воды
длится 8...30 ч). Вода для умягчения поступает в распределительное устрой-
ство, далее проходит слой катионита» дренажное устройство и отводится из
фильтра в питательный бак (деаэра тор).

1.3.6.	Na- и 11-кпти<и111ронннис

1.	Ъьгкатионирование. Растворенные в иоде голи <‘а и Mg при фильтра-
ции через катионитовый материал обменивак»п м ин нагноим Na и образуют в
умягченной воде натриевые соли большой растворимости. При этом увели-
чивается щелочность (NaOH) котловой воды и содержание СОг- При одно-
ступенчатой (параллельной) схеме установки фильтров жесткость воды сни-
жается до 0,05...0,1, а при двухступенчатой (последовательной) — до
0,001 мг-экв/кг. Регенерацию осуществляют 6...8%-м раствором поваренной
соли (NaCl) для первой ступени и 8... 10%-м раствором для второй ступени.

Снижение щелочности воды достигается установкой анионитовых
фильтров, загруженных анионитом (АН-2Ф), или применением частичного
Na-катионирования: одна часть исходной воды пропускается через фильт-
ры, а остальная направляется в бак с питательной или умягченной водой в
обход фильтра. Для снижения содержания СО2 применяют декарбонизато-
ры, заполненные кольцами Рашита. Общая схема Na-катионитовой установ-
ки приведена на рис. 1.2, а основные характеристики Na-катионитовых
фильтров первой и второй ступени — в табл. 12.14,12.17 [12].

Рис. 1.2. Схема Na-катионитовой установки:

/ — водопровод исходной воды (от осветительных фильтров); 2 —
катионитовый фильтр (цилиндрический, заполненный катионитом);

3 —трубопровод умягченной воды, идущей на деаэрацию; 4 — бак
с промывочной водой, используемой для взрыхления фильтра; 5 —
солерастворнтель, предназначенный для получения реагента; 6—
воронка подачи поваренной соли (NaCl); 7— дренаж; £—вентиль

2.	^капшошрование. Применяется для глубокого снижения сухого остатка и
прочности. Из воды удаляются все соли Са и Mg, но в воде появляется эквивалент-
ное количество серной, соляной и других кислот, присутствие которых нежелатель-
но, и они нейтрализуются щелочами, образующимися при натрий-катионировании.
Поэтому вода после Н-катионирования может быть использована только вместе с
водой, прошедшей Na-катионирование. При последовательной схеме установки
фильтров вода вначале полностью проходит Н-катионирование, а затем, окислен-
ная, поступает в Na-катионитовые фильтры. Между ними устанавливается декар-
бонизатор для удаления углекислоты. При параллельной схеме вода проходит че-
рез фильтры двумя параллельными потоками и, смешиваясь в нужных пропорци-
ях, получается умягченная вода с определенной и требуемой жесткостью.
Регенерация Н-катионитового фильтра производится 1... 1,5%-м раствором серной
кислоты.

Основные характеристики фильтров, материалов, баков, блочных водо-
подготовительных установок приведены в разд. 12 [12].

13.7.	Электродиализ и обратный осмос

Электродиализ — ионообменный процесс с использованием ионитных
мембран, получаемых полимеризацией смеси реагентов, формируемых на ме-
таллических сетках для повышения механической прочности мембраны. По-
ристые пленки — мембраны, под действием постоянного электрического поля
способные пропускать соответственно катионы или анионы, их используют
для опреснения соленых вод. Электродиализные установки (ЭДУ) имеют про-
изводительность 50... 1000 м3/ч, расход электроэнергии — 2,5 кВт ч/м3 и сте-
пень очистки — 60...85 % снижения содержания соли. Электродиализные ус-
тановки и соответствующее оборудование приведены в табл. 12.32 [12].

Обратный осмос применяется для очистки промышленных и сточных вод
и концентрирования полезных веществ в воде. Основной элемент аппара-
тов — пористые анизотропные мембраны, проницаемые для молекул воды и
одновременно непроницаемые для ионов растворенных веществ. Мембрана
имеет тонкий поверхностный слой, а для создания прочности — микропо-
ристую подложку.

13.8.	Деаэрация питательной воды

Вода и конденсат содержат растворенные газы (О2, СО2 и др.), которые
вызывают коррозию стенок котлов, и она увеличивается с повышением
давления пара. Для удаления газов из питательной воды применяется дегаза-
ция или деаэрация. Наибольшее применение имеет термический способ
дегазации» который основан на свойстве О2 и СО2 снижать степень раствори-
мости с повышением температуры воды, когда при кипении растворимость
этих газов в воде снижается до нуля. Обычно используют смешивающие
деаэраторы, в которых вода нагревается до температуры насыщения, и в за-
висимости от давления они бываю!': вакуумные (0,3...0,9 ата), атмосферные
(1,05...1,2 ата), высокого давления (3,5... 12 ата).

В котельных с паровыми котлами обычно устанавливают смешивающие
деаэраторы атмосферного типа ДА или Д(’А, основные характеристики кото-
рых приведены в табл. 1237,1238 [12]. Умягченная вода и конденсат от па-
ровых теплообменников подаются в верхнюю чат колонки деаэратора, от-
куда последовательно, через горизонтально установленные дырчатые тарел-
ки струйками сливаются в питательный бак. Пар подается снизу колонки и,
направляясь вверх, подогревает воду до кипения. Выделившиеся из воды га-
зы вместе с паром удаляются в атмосферу (выпар). Колонка снабжена гидро-
затвором, не допускающим повышения или понижения давления.

Питательный бак-деаэратор должен иметь тепловую изоляцию, а геоде-
зическая высота его установки не менее 7... 10 м для создания подпора воды
во всасывающем патрубке питательного насоса. При работе питательного на-
соса на его всасывающем патрубке создается разрежение и это может при-
вести к закипанию нагретой воды, расслоению потока, что приводит к явле-
нию кавитации и неполадкам насоса.

В котельных с водогрейными котлами обычно устанавливают вакуумные
деаэраторы, температура насыщения воды в которых 70...75 °C достигается
путем создания разрежения с помощью водоструйного эжектора и циркуля-
ционного насоса. Основные характеристики комплектующих изделий и ваку-
умных деаэраторов приведены в табл. 12.35,12.36 [12].

В комбинированных котельных, оборудованных одновременно паровыми
и водогрейными котлами, тип деаэратора определяется после технико-
экономического сравнения вариантов.

1.3.9.	Продувка котельных агрегатов

В паровой котел поступает вода, а выходит пар, который практически не
содержит примесей, поэтому концентрация солей в котловой воде все время
возрастает. Для котловой воды существуют нормы солесодержания и щелоч-
ности [11], и для поддержания их в заданных пределах осуществляется про-
дувка, т.е. удаляется часть воды из котла и заменяется питательной водой.
Конструктивно это выполняется в виде прокладки внутри барабана перфори-
рованной трубы диаметром 20 мм. Величина продувки зависит от качества
воды после водоподготовки, а потери тепла с продувочной водой не должны
превышать 10 % теплопроизводительности котла.

Непрерывную продувку выполняют из тех участков верхнего барабан, где
концентрация солей в котловой воде наибольшая. Непрерывная продувка про-
изводится из верхнего барабана котла в расширитель (сепаратор) непрерывной
продувки. За счет снижения давления продувочной воды от рабочего в котель-
ном агрегате до 0,12...0,15 МПа она вскипает в расширителе и разделяется на
остаточную воду и пар вторичного вскипания. Образовавшийся пар отводится в
термический деаэратор. Отделившаяся вода направляется в теплообменник для
подогрева исходной (сырой) воды перед фильтрами водоподготовки. Отдав те-
плоту, котловая вода (с высоким содержанием солей и щелочей) поступает в
колодец (барботер). Лаборант периодически отбирает пробы котловой воды на
анализ, устанавливает количество солей и, если их больше нормы, обязывает
оператора увеличить непрерывную продувку за счет дополнительного открытия
игольчатого вентиля, установленного на продувочной линии. В паровых котлах
со ступенчатым испарением (ДКВР-20, ДЕ-25 и др.) непрерывная продувка
производится из солевого отсека и выносных циклонов.

Периодическая продувка предназначена для удаления шлама из нижних
барабанов и всех нижних коллекторов, а периодичность и продолжитель-
ность выпуска воды устанавливается режимной картой котла. Воду периоди-
ческой продувки сбрасывают в барботер, который служит для приема и ох-
лаждения всех дренажных вод. В барботер также подают холодную техниче-
скую воду для охлаждения всех стоков до 60 °C, после чего смесь идет в
канализацию.

В современных конструкциях паровых котлов паропроизводительностью
до 10 т/ч непрерывная продувка совмещена с периодической.

Порядок периодической продувки. Перед началом продувки автоматика
переводится на дистанционное управление, котел запитывается водой выше
среднего уровня, горение снижается. Периодическую продувку проводят по-
следовательно для каждой точки два оператора - один следит за уровнем во-
ды в котле и подает команды другому. Вначале открывают дальний от котла
вентиль, а затем ближний (для избежания гидравлического удара трубопро-
вода), и последним вентилем регулируется продувка. Например: продувка
установлена в течение 1 мин, следовательно, после 30 с первый вентиль от
котла закрывают на пять-шесть секунд, а затем снова открывают, чтобы об-
щая продолжительность была не более 1 мин. После окончания продувки за-
крывают ближний от котла вентиль, а затем дальний, т.е. в обратной после-
довательности. Плотность закрытия вентилей проверяется через 10...15 мин
путем определения температуры трубопровода прощупыванием рукой
(тыльной стороной ладони). Если труба после вентилей холодная, — они не
пропускают, а если горячая, то необходимо кратковременно продуть котел
вентилями для удаления из-под клапанов окалины или накипи. Результаты
периодической продувки заносят в журнал.

1.3.10.	Ступенчатое испарение

Ступенчатое испарение — эффективный метод получения высокого каче-
ства пара при небольших расходах продувки барабанных котлов. Сущность
этого метода состоит в разделении водного объема барабанов котла и паро-
образующих циркуляционных контуров на два или три независимых отсека.
Подача всей питательной воды производится лишь в первый, чистый отсек, а
отвод воды в продувку — из последнего, солевого отсека [11]. При этом кон-
центрация примесей в воде нарастает от солесодержания питательной воды
до солесодержания продувочной воды. Пар, выдаваемый чистым отсеком ко-
тельного агрегата, будет хорошего качества.

1.4.	ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Производственная инструкция по обслуживанию котлов, схема трубопрово-
дов котельной должны быть вывешены на рабочем месте и выданы конкрет-
но каждому работнику котельной. Помещение котельной, котлы и все обору-
дование ее должны содержаться в исправном состоянии. При вступлении на
дежурство персонал котельной обязан ознакомиться с записями в сменном
журнале и проверить исправность котлов, оборудования, аварийного осве-
щения и сигнализации для вызова администрации, после чего прием и сдача
дежурства оформляются записью в сменном журнале. Запрещается: загромо-
ждать проходы и выходы; принимать и сдавать дежурство во время ли-
квидации аварий; оставлять котлы без надзора до полного прекращения го-
рения в топке, уходить с дежурства, не сдав смену, и др. [4,11].

Подготовка котла к растопке, сама растопка и остановка (за исключением
аварийной) производятся по письменному распоряжению администрации,
где также указывается продолжительность операций, а время их проведения
должно быть известно всему персоналу котельной.

1.4.1.	Подготовка котла к растопке

Перед растопкой парового или водогрейного котла следует проверить:

•	исправность топки, футеровки, газоходов, экономайзера, воздухопо-
догревателя, пароперегревателя, запорных и регулирующих устройств, арма-
туры, вентилей (на легкость хода), гарнитуры, КИП, дымососа и вентилятора
(ротор не должен задевать корпус), питательных и подпиточных устройств
(кратковременным пуском), горелок, газопровода;

•	отсутствие в топке и газоходах людей или посторонних предметов, за-
глушек на трубопроводах пара, воды, газа;

•	наличие естественной тяги, запаса питательной воды, электроэнергии,
противопожарного инвентаря, аптечки;

•	плотность набивки сальников, закрытие люков, вентилей на паропро-
воде, продувочной и спускной линиях (питательный вентиль и воздушник
должны быть открыты).

На газопроводе надлежит: провести контрольную опрессовку, проверить
давление газа (по манометру), исправность кранов и задвижек (вся запорная
арматура должна быть закрыта, а краны на продувочной линии открыты);
продуть газопровод через продувочную свечу; убедиться в отсутствии утечек
газа из оборудования и арматуры путем их обмыливания. На мазутопроводе
температура топлива должна быть доведена до установленной величины, а
паровая линия к форсункам должна быть прогрета. Неработающие котлы в
котельной должны быть отключены от газа и воды.

Провентилировать топку и газоходы в течение 10... 15 мин путем откры-
тия дверец топки, шиберов, заслонок, а при наличии дымососа и вентилятора
- путем их включения. При работе только вентилятором (с наддувом) гля-
делки, дверцы должны быть закрыты. После этого медленно заполняют во-
дой вначале экономайзер, а затем котел до низшего уровня водоуказательно-
го прибора при открытых воздушниках и поднятом предохранительном кла-
пане (при наличии пароперегревателя открывают его продувочный вентиль).
Котел считается заполненным и герметичным, если в течение 20...30 мин по-
сле заполнения при закрытой питательной арматуре уровень воды не пони-
жается. Температура воды при заполнении не должна превышать 90 °C в лет-
нее время и 60 °C — в зимнее. Наполнение котла водой с температурой ниже
5 °C не допускается. Если температура обмуровки котла ниже 0 °C, котел
следует прогреть, разжигая небольшой костер в топочной камере. Запреща-
ется вести пуск одновременно двух котлов. Водогрейный котел заполняют
водой путем открытия задвижки на входе до тех пор, пока она не пойдет из
воздушника (установленного перед запорной задвижкой), после чего вентиль
закрывают, а задвижку на выходе воды из котла открывают и включают сете-
вой (циркуляционный) насос.

1.4.2.	Растопка котла

Растопка производится при слабом огне, умеренной тяге, закрытом паро-
вом вентиле, открытом предохранительном клапане и постоянном наблюде-
нии за показаниями манометров, термометров, а также за тепловым расши-
рением элементов котла по указателям - реперам. Равномерный прогрев кот-
ла обеспечивается включением устройства для подогрева воды в нижнем
барабане (паром от работающих котлов). Необходимо включить устройство
(если оно имеется) для предохранения пароперегревателя от перегрева. В во-
дяном экономайзере некипящего типа горячие газы из котла направляют че-
рез обводной газоход (закрыв заслонки для пропуска газов через экономай-
зер). Перевод горячих газов на экономайзер производится при установив-
шемся регулярном питании котла. При отсутствии обводного газохода воду
через экономайзер прокачивают по сгонной линии в бак или дренаж. Эконо-
майзер кипящего типа включают в общую циркуляцию котла, открыв венти-
ли на линии, соединяющей водяной объем барабана с нижним коллектором
экономайзера.

Перед пуском выполняются общие требования подготовки и техники
безопасности. Еще раз необходимо убедиться в готовности топливного и
воздушно-дутьевого хозяйства: проверить наличие давления топлива и воз-
духа перед регулирующими органами горелки, убедиться, что условная вяз-
кость мазута З...6°, зажигание горелки производится двумя способами: дис-
танционно — запальником или вручную — факелом.

Запальник зажигают при давлении газа 50... 100 кг/м2 (низкое давление)
или 1000 кг/м2 (среднее давление) и, следя за факелом, вводят в запальное
отверстие (диаметром не менее 50 мм), расположенное сбоку или сверху го-
релки (трубка «бегущего огня») в зависимости от горелочного устройства.
Запальник должен иметь фиксатор глубины ввода.

Горелку, работающую на газообразном топливе, следует зажигать так:
ввести в топку к устью горелки запальник, подать газ, медленно открывая за-
движку перед горелкой и следя за тем, чтобы он загорелся сразу, тут же на-
чать подачу воздуха, затем увеличить подачу газа и воздуха, одновременно
регулируя разрежение в топке (1,5...2 кг/м2) и пламя у горелки, и после по-
лучения устойчивого факела — удалить запальник из топки.

При розжиге горелок на мазуте запальный факел помещается на некото-
ром расстоянии от горелки, воздушные заслонки при этом закрыты. Пуск па-
ромеханической форсунки следует производить при условии подачи пара в
паровую ступень форсунки.

Для зажигания форсунки:

а)	при паровом распылении жидкого топлива в топку вводится горящий
растопочный факел, подается пар к форсунке, а затем топливо путем посте-
пенного открытия вентиля, после воспламенения мазута необходимо отрегу-
лировать горение, изменяя подачу мазута, пара и воздуха;

б)	при механическом распылении мазута в топку вводится растопочный
факел, включается автоматика розжига, подается воздух, а затем мазут путем
медленного открытия вентиля, после воспламенения мазута необходимо от-
регулировать горение.

Во избежание отрыва факела нагрузку по топливу следует установить
25...50 % от номинальной нагрузки (при пуске котла). Растопочный факел
следует удалять из топки, когда горение станет устойчивым.

Если до розжига горелки или форсунки погасло пламя запальника или
растопочного факела или топливо (газ, мазут) не загорелось, следует немед-
ленно прекратить подачу газа (мазута), вынуть из топки запальник (расто-
почный факел) и провентилировать топку, газоходы, воздуховоды в течение
10...15 мин, установить причину незагорания и устранить ее. Только после
этого можно снова приступить к повторному зажиганию.

При наличии у котла нескольких горелок или форсунок зажигание их
производится последовательно. Если при растопке погаснут все или часть
работающих горелок (форсунок), следует немедленно прекратить подачу то-
плива к ним, убрать из топки запальник (или растопочные факелы) и провен-
тилировать топку, газоходы, воздуховоды в течение 10...15 мин (при рабо-
тающем дымососе и вентиляторе). После этого можно повторно зажигать го-
релки (форсунки). Разжигая горелки (форсунки), не следует стоять против
отверстий-гляделок (растопочных люков), чтобы не пострадать от случайно-
го выброса пламени. Обслуживающий персонал должен быть обеспечен
средствами индивидуальной защиты.

Запрещается зажигать: топливо без предварительной вентиляции топки
и газоходов; газовый факел от соседней горелки; факел форсунки от соседней
раскаленной кладки топки (без растопочного факела).

На котлах ПТВМ разжигают растопочные горелки, а остальные (по мере
надобности) зажигают от горящего факела этих растопочных горелок, при
этом желательно, чтобы число горелок, включенных с обеих сторон котла,
было одинаковым.

Когда из открытого предохранительного клапана или воздушного вентиля
начнет выходить пар, необходимо закрыть их и открыть продувочный вен-
тиль за пароперегревателем. При рабочем давлении пара до 0,5 кг/см2 необ-
ходимо продуть водоуказательные стекла, манометры, сифонные трубки,
проверить спускные и продувочные линии за вентилем на ощупь (чтобы они
не пропускали). При повышении рабочего давления (не более 3 кг/см2) необ-
ходимо осторожно произвести (в присутствии ответственного лица) подтяги-
вание болтов лазов, люков нормальным ключом (без удлиняющих рычагов).
После чего можно усилить горение, увеличить тягу, отключить подогрев
нижнего барабана и наблюдать за давлением пара и уровнем воды. При по-
вышении давления пара до 5...8 кг/см2 продувку пароперегревателя снизить,
прикрыв продувочный вентиль.

При достижении давления в котле 80 % от рабочего необходимо пригото-
виться к включению котла в работу, для чего повторно продуть водоуказа-
тельные приборы, сифонные трубки, манометры, а уровень воды держать не
выше среднего.

1.43. Включение котла в работу

Перед включением котла в работу должны быть произведены проверки:
исправности предохранительных клапанов, водоуказательных приборов, ма-
нометров, питательных устройств, автоматики регулирования, сигнализато-
ров. Продуть котел и включить автоматику безопасности. Включение котла в
паропровод должно производиться медленным открытием парового вентиля
на котле при открытом продувочном вентиле на конце паропровода. По мере
прогревания паропровода открыть паровой вентиль полностью. При прогреве
необходимо следить за исправностью паропровода, компенсаторов, опор и
подвесок. При возникновении вибраций, резких ударов необходимо приоста-
новить прогрев, для чего закрыть паровой вентиль на котле, приостановить
подачу пара, увеличить продувку паропровода и уменьшить горение в топке.
После продувки и устранения дефекта повторить прогрев паропровода..

При давлении на подключаемом котле ниже давления в сборном коллек-
торе или магистрали на 0,1...0,5 кг/см2 необходимо включить котел на па-
раллельную работу постепенным открытием парового вентиля у коллектора
(магистрали), закрытием продувочного вентиля в конце паропровода и про-
дувки пароперегревателя (если он установлен) или переводом продувки (дре-
нажа) паропровода на конденсационный горшок, при этом топку котла фор-
сировать не следует. Если при этом будут возникать гидравлические удары,
необходимо немедленно приостановить включение котла и увеличить про-
дувку паропровода.

После подключения котла в паровую магистраль включить в работу чу-
гунный экономайзер по воде и топочным газам, регулятор уровня воды и пи-
тательные устройства, а также проверить исправность действия арматуры и
водоуказательных приборов. Время начала растопки и включения котла в ра-
боту должно записываться в сменном журнале. После включения котла в ра-
боту включается аппаратура автоматического управления.

1.4.4.	Работа котла

Персонал должен следить за исправностью котла и всего оборудования и
строго соблюдать режим работы, принимать меры к устранению неисправно-
стей и поддерживать равномерное питание котла, работу горелок (форсунок),
а также нормальные параметры уровня воды, давления пара, температуры
перегретого пара и питательной воды после экономайзера. Проверять не ре-
же одного раза в смену и записывать в журнале показания манометров, водо-
указательных приборов, питательных насосов и работу предохранительных
клапанов.

Во время работы водогрейного котла необходимо контролировать: расход
воды через котел (не допуская его уменьшения ниже минимального), темпе-
ратуру и давление воды на входе и выходе, работу горелок и насосов, объем
подпиточной воды и давление в обратной магистрали теплосети.

При работе на газе для увеличения нагрузки следует постепенно сначала
прибавить подачу газа, затем воздуха и отрегулировать тягу; для уменьшения
нагрузки сначала убавить подачу воздуха, затем газа, после чего отрегулиро-
вать тягу. При работе на жидком топливе для увеличения нагрузки следует
прибавить тягу, увеличить подачу воздуха, а затем — мазута (на паровых
форсунках перед увеличением подачи мазута увеличивается подача пара);
для уменьшения нагрузки — сначала убавить подачу мазута, пара и воздуха,
а затем уменьшить тягу. Если при работе погаснут все горелки (форсунки),
следует немедленно прекратить подачу топлива, провентилировать топку, га-
зоходы, выяснить и устранить причину прекращения горения.

Продувку (периодическую) производят в сроки, установленные в котель-
ной, а уровень воды в котле перед продувкой должен быть выше нормально-
го. Открытие вентилей производится осторожно, постепенно, сначала второ-
го от котла, а затем первого, а после прекращения продувки — в обратной
последовательности. Во время продувки необходимо следить за уровнем во-
ды, а в случае вибрации трубопровода, ударов продувка должна быть пре-
кращена. По окончании продувки следует убедиться, что вентили закрыты и
не пропускают воду. Время начала и окончания продувки записывается в
журнал. Обдувка внешних поверхностей нагрева (газохода и экономайзера)
производится паром давления 7,5 кг/см2 в течение двух минут по ходу дви-
жения топочных газов: в топке, газоходе, экономайзере. Перед обдувкой кот-
ла необходимо увеличить тягу.

1.4.5.	Остановка котла

При остановке котла необходимо:

1)	поддерживать уровень воды в котле выше среднего рабочего положе-
ния;

2)	прекратить подачу топлива в топку;

3)	отключить его от паропровода после полного прекращения горения в
топке и прекращения отбора пара; если при этом давление в котле повышает-
ся, то открыть продувку и пополнить котел водой небольшими дозами (при
наличии пароперегревателя также следует усилить продувку пароперетрева-
теля);

4)	охлаждение котла вести медленно, за счет естественного остывания
(гляделки, дверцы, лазы, люки держать закрытыми); в случае остановки кот-
ла для ремонта через 3...4 часа можно открыть шиберы, лазы, дверки в газо-
ходах и за котлом;

5)	оператор может уйти от котла лишь при снижении давления в нем до
нуля, и оно не должно подниматься в течение 30 минут;

6)	водогрейный котел перевести на дистанционное управление и после
его охлаждения (в течение часа) открыть перепуск воды по обводной линии
(открытием соответствующих задвижек) и отключить котел от тепловой сети,
закрыв задвижку на входе, а затем на выходе, а если он останавливается на
короткое время, то циркуляцию воды в котле оставляют;

7)	выпускать воду из котла только по распоряжению ответственного лица
(выпуск воды производится при давлении нуль и температуре не больше
70 °C); спуск воды ведется медленно через дренажные или продувочные вен-
тили при поднятом предохранительном клапане или открытом воздушном
вентиле.

При остановке котла, работающего на газе с принудительной подачей
воздуха, надо уменьшить, а затем прекратить подачу в горелки газа, а вслед
за этим — воздуха (до 30 мин), а после этого, через 15 мин, выключить ды-
мосос; при инжекционных горелках следует сначала прекратить подачу воз-
духа, а потом газа; после отключения всех горелок необходимо отключить
газопровод котла от общей магистрали, открыть продувочную свечу, провен-
тилировать топку, газоходы (до 20 мин);

Остановка котла, работающего на жидком топливе, производится путем
плавного, пропорционального прекращения подачи топлива в форсунки и
вторичного воздуха. Прекращается подача пара в паровую форсунку или воз-
духа при воздушном распылении. После полного прекращения подачи топ-
лива следует в течение 10 мин подавать первичный (и вторичный) воздух для
охлаждения горелки. При наличии нескольких форсунок производить вы-
ключение их последовательно, уменьшая дутье и тягу. Затем следует про-
вентилировать топку, газоходы в течение 10... 15 мин, закрыть дутье и тягу и
вынуть форсунку, чтобы в топку случайно не попали капли топлива и не соз-
дали взрывоопасную смесь. После этого выключается дымосос.

При работе на жидком топливе следует обращать внимание на состояние
кладки, образование кокса или засорение форсунки. Во время остановки кот-
ла производится чистка всех мазутных горелок.

При ремонте, консервации (по инструкции) или длительной остановке на
летний период газопровод и трубопроводы должны быть закрыты и за ними
установлены металлические заглушки с хвостовиком.

В случае временного снижения расходов теплоты или пара котлы могут
быть переведены в «горячий резерв» - котел отключают от паропровода, а
воду из него не выпускают, поддерживая ее на верхнем допустимом уровне.

1.4.6.	Аварийная остановка котла

Аварийная остановка котла производится средствами автоматики безо-
пасности или обслуживающим персоналом. Устройства автоматической за-
щиты зависят от системы автоматики и подразделяются на отключающие
(переводят агрегат в неработающее состояние) и локализующие (препятст-
вуют выходу параметров за допустимые пределы).

Персонал в аварийных ситуациях должен немедленно остановить котел и
сообщить начальнику в случаях:

•	неисправности предохранительных клапанов (больше 50 % клапанов);

•	если давление поднялось выше разрешенного на 10 % и продолжает
расти, несмотря на прекращение подачи топлива, уменьшение тяги и дутья,
усиление питания водой, снижение уровня воды ниже низшего допустимого
уровня (подпитка котла водой при этом категорически запрещена);

•	повышения уровня воды выше допустимого и если продувкой котла не
удается снизить его, а также быстрого снижения уровня воды, несмотря на
усиленное питание котла водой;

•	прекращения действия всех питательных устройств; прекращения дей-
ствия всех водоуказательных приборов; если в основных элементах котла
(барабан, коллектор, сепаратор, паропровод и пр.) будут обнаружены трещи-
ны, выпучены, пропуски в сварных швах;

•	погасания факела в топке;

•	повышения или понижения давления воды сверх установленных зна-
чений в прямоточном котле (водогрейном) до встроенных задвижек; сниже-
ния расхода воды через водогрейный котел ниже минимально допустимого
значения или остановки насосов; повышения температуры воды на выходе из
водогрейного котла до значения на 20 °C ниже температуры насыщения;

•	прекращения подачи электроэнергии и выхода из строя КИП и автома-
тики; повреждения элементов котла, его обмуровки, создающих опасность
для персонала или угрозу разрушения котла; возникновения пожара в ко-
тельной или загорания сажи в газоходах.

Аварийная остановка котла записывается в журнал.

Для аварийной остановки необходимо:

•	прекратить подачу топлива (для чего перекрыть задвижки на газопро-
воде, мазутопроводе к котлу, а затем у каждой горелки, открыть продувоч-
ную свечу на газопроводе), воздуха и ослабить тягу (остановить вентилятор и
дымосос);

•	отключить котел от паровой магистрали;

•	выпускать пар через приподнятые предохранительные клапаны;

•	питать котел водой и понижать давление пара в нем (если остановка не
вызвана упуском воды).

При остановке котла из-за загорания сажи (и уноса топлива) в экономай-
зере, воздухоподогревателе или газоходах следует прекратить подачу топли-
ва и воздуха, остановить вентилятор и дымосос, полностью закрыть воздуш-
ные и газовые заслонки и, если возможно, заполнить газоход паром. Затем
закрыть главный паровой вентиль, питать котел водой, а пар выпускать в ат-
мосферу через вентиль (воздушник) или предохранительный клапан. После
прекращения горения провентилировать топку и газоходы котла.

При пожаре: остановить котлы в аварийном порядке, усиленно питая их
водой и выпуская пар в атмосферу; отключить газопровод задвижкой, уста-
новленной вне помещения котельной; вызвать пожарную охрану и принять
меры к тушению его, не прекращая наблюдения за котлами.

1.4.7.	Возможные аварии в котельной и их ликвидация

При эксплуатации и обслуживании парового или водогрейного котла и
другого теплоэнергетического оборудования котельной возможны следую-
щие аварийные ситуации.

1.	Отключение электроэнергии, приборов КИП и автоматики, сигнализа-
ции. Необходимо: а) прекратить подачу топлива (путем отсечки ПЗК на
ГРУ); б) включить питательный насос с паровым приводом; в) в ночное вре-
мя включить аварийное освещение (аккумуляторы, дизель); г) перевести
ключи управления автоматики в положение «дистанционное»; д) следить за
работой питательного насоса с паровым приводом и за уровнем воды по во-
доуказательному стеклу; е) сообщить дежурному электрику и начальнику.

2.	Отключение электроэнергии на щитах КИП и сигнализации. Необхо-
димо: а) снизить горение котлов на 50 %, для чего перевести ключи автома-
тики в положение «дистанционное»; прикрыть газ задвижкой перед горел-
кой, следя за факелом; следить за уровнем воды в котлах.
3.	Отключение электроэнергии на освещение. Необходимо: а) включить
аварийное освещение; б) снизить горение котлов на 50 %; в) вызвать дежур-
ного электрика.

4.	Упало давление в нагнетательной, питательной линии после насосов,
уровень воды снижен. Необходимо: а) проверить исправность насосов и пе-
рейти на резервный насос; б) сообщить начальнику.

5.	Уровень воды в котле понижается, несмотря на усиленное питание кот-
ла водой, насосы работают нормально, автоматика безопасности не срабаты-
вает. Необходимо: а) вручную перевести питание по обводной линии эконо-
майзера; б) если уровень воды снижен, остановить котел, для чего прекратить
подачу газа путем отсечки ПЗК и ГРУ, перевести ключи управления на «дис-
танционное», сообщить начальнику.

При упуске воды аварийно остановить котел, для чего прекратить горение
топлива, закрыть все вентили (питательный, паровой, продувочный), интен-
сивно охлаждать топку и газоходы, сообщить начальнику.

6.	Уровень воды в барабане поднялся выше высшего допустимого. Необ-
ходимо: а) открыть вентили на продувочной линии; б) прекратить подачу во-
ды в котел; в) следить за уровнем воды; г) при повышении уровня отключить
котел; д) сообщить начальнику.

7.	Давление в котле поднялось выше установленного и продолжает расти.
Необходимо: а) прекратить подачу топлива; б) уменьшить тягу и дутье;
в) остановить котел; г) открыть предохранительные клапаны; д) сообщить
начальнику. Если давление пара выше разрешенного на 10 %, то следует
аварийная остановка, при которой котел питают водой, а если уровень высо-
кий - открыть периодическую продувку с одновременной подкачкой пита-
тельной воды, выпускать пар на собственные нужды или в атмосферу, выяс-
нить и устранить причину, сообщить начальнику.

8.	Отказали все водоуказательные приборы: см. пункт 7.

9.	Отказали все питательные приборы: см. пункт 7.

10.	Питательный насос не создает требуемого напора, резерва нет. Необ-
ходимо: а) снизить горение котла до минимально устойчивого, чтобы суще-
ствующий напор был достаточен.

11.	Упало разрежение в топке до 0 мм вод. ст.: см. пункт 7.

12.	Не действует более 50 % предохранительных клапанов, произошло за-
горание сажи: см. пункт 7.

13.	Упало давление воздуха перед горелками до нуля, автоматика безо-
пасности не сработала. Необходимо: а) перевести ключи автоматики на «дис-
танционное»; б) закрыть газ и см. пункт 7.

14.	Отрыв факела горелки при розжиге котла. Необходимо: а) закрыть
подачу топлива; б) провентилировать топку и газоходы в течение
10...15 мин.

15.	Загазованность котельной. Необходимо: а) остановить котел путем
отсечки газа ПЗК на ГРУ; б) закрыть газовую задвижку на входе в котель-
ную; е) проветрить помещение, сообщить начальнику.
16.	Неожиданное прекращение подачи газа. Необходимо: а) прекратить
подачу газа на ПЗК ГРУ; б) выяснить причину падения давления газа; в) про-
вентилировать топку, газоходы в течение 15 мин.

17.	Разрушилась обмуровка, накалился корпус котла: см. пункт 7.

18.	Сработал ПЗК, вышел из строя ГРУ. Необходимо: а) прекратить пода-
чу газа к горелкам; б) доложить начальнику.

19.	Сработал клапан блокировки. Необходимо: а) закрыть газовый кран
перед горелками; б) открыть продувочные краны; в) выяснить причину сра-
батывания клапана.

20.	Разрыв наружного газопровода. Необходимо: а) остановить котлы;
б) доложить начальнику.

21.	Разрыв экранных или кипятильных труб. Необходимо: а) прекратить
горение; б) отключить котел от паропровода; в) питать котел, а пар выпус-
кать в атмосферу, снижая давление к нулю; г) охлаждать топку вентилятором
и дымососом; д) если уровень воды падает (уходит из водоуказательного
стекла), то прекратить питание. В водогрейном котле можно обеспечить
нормальный расход воды, если течь трубной части небольшая и есть разре-
шение ответственного лица. Если вода заливает топку, то необходимо оста-
новить котел, известить начальника и сделать запись в журнале.

1.4.8. Очистка котлов от накипи

Очистку производят последовательным разрыхлением накипи, промыв-
кой шлама водой и механической очисткой.

1.	Химический способ. В котел закачивается раствор соляной ингибиро-
ванной кислоты (максимальная концентрация раствора допускается не более
10 %), после чего из котла берут пробу раствора и проверяют ее на раствори-
мость накипи. Если накипь не растворяется при температуре подогрева воды
до 70 °C и ее концентрации 10 %, то добавляют на каждый лигр раствора еще
20...30 г фтористого натрия или фтористого аммония и наблюдают за про-
цессом разложения накипи. Кислотную промывку ведут принудительной
циркуляцией циркуляционным насосом из нижнего барабана в верхнюю
часть и заканчивают ее, если плотность раствора не будет изменяться. По
окончании котел промывают водой (для удаления отработанного раствора) и
нейтрализуют 1...2%-ным щелочным раствором каустической соды или три-
натрийфосфата.

2.	Щелочная промывка. Накипь разрыхляется каустической или кальци-
нированной содой, которую вводят в количестве I...2 % от веса воды после
охлаждения котла. Затем котел прогревается до давления IЛ.. 2 кг/см2 и воду
кипятят 10...15 часов, периодически продувая кого». Пооло остышшия котла
смывают оставшийся шлак струей воды и одновременно нрон тодят механи-
ческую очистку оставшейся накипи.
Для разрыхления карбонатной накипи в раствор соды добавляют тринат-
рийфосфат из расчета 1,5...2 кг на 1 м3 воды и ведут тот же процесс щелоче-
ния. После 24-часового кипячения воды котел продувают, удаляя более по-
ловины воды, и добавляют в него первоначальный раствор. Этот процесс по-
вторяют несколько раз, после чего приступают к выпуску шлама (с водой) и
механической очистке.

1.4.9. Консервация котлов и другие мероприятия

Для предотвращения коррозии котла в период его длительной стоянки
необходимо очистить котел изнутри от накипи и шлама и применить один из
следующих способов консервации.

1.	Мокрый способ. Котел заполняется водой щелочностью 5 мг-экв/кг и,
если вода не прошла деаэрацию, этот щелочной раствор доводят в котле до
кипения при открытом предохранительном клапане. При этом из воды уда-
ляются кислород и углекислота, после чего котел герметично закрывают, в
процессе консервации проверяют щелочность воды и при ее уменьшении до-
бавляют раствор щелочи.

2.	Сухой способ. После очистки и осушки котла внутрь барабанов в высо-
ких противнях размещают вещества, хорошо поглощающие влагу: хлори-
стый кальций (из расчета не менее 1 кг на 1 м3 объема котла) или негашеную
известь (не менее 2 кг на 1 м3 объема), после чего котел герметично закры-
вают.

3.	Газовый способ. После очистки и осушки от влаги котел заполняют
азотом (из баллона) через нижний спускной вентиль, а воздух выпускают из
воздушника или предохранительного клапана, где устанавливают горящую
свечу. Азот тяжелее воздуха и, заполняя весь объем котла и вытесняя воздух,
погасит огонь свечи. После этого котел герметично закрывают, в нем созда-
ется избыточное давление 100...200 Па из баллона с азотом, которое поддер-
живается в период всего процесса консервации.

Сухой способ консервации пригоден для паровых котлов, а мокрый и га-
зовый — для всех.

При эксплуатации паровых, водогрейных котлов и другого теплоэнерге-
тического оборудования котельных установок необходимо также проводить
и другие мероприятия: вальцовку, замену труб, сварку, установку заглушек,
сальников, ремонт оборудования, внутренний осмотр, техническое освиде-
тельствование, гидравлические испытания, противоаварийные и противопо-
жарные тренировки персонала и др. Они описаны в специальной литературе
[4, 7, 11, 12, 26, 27,28]. Расследование аварий котлов проводится Госгортех-
надзором, администрацией предприятия и другими организациями (профсо-
юз, прокуратура) в соответствии с инструкциями.

13. АВТОМАТИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ КОТЛОВ

1.5.1. Схемы автоматического регулирования
паровых барабанных котлов

Для котлов типа ДКВР, ДЕ, КЕ схемы автоматического регулирования
определяются техническими условиями завода-изготовителя и предусматри-
вают автоматическое регулирование процессов горения и питания котла во-
дой [8]. Автоматическое регулирование процесса горения обеспечивает по-
дачу топлива в топку в зависимости от нагрузки котла, поддерживает опти-
мальное соотношение топливо — воздух и устойчивое разрежение в топке.
Общность динамических свойств участков регулирования котла позволяет
применять типовые схемы автоматического регулирования [8]. Наиболее
распространенная схема автоматического регулирования построена на базе
регуляторов системы «Кристалл» (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Функциональная схема автоматического регулирования работы котла ДЕ
на базе регуляторов системы «Кристалл»

Регулирование подачи топлива в топку обеспечивает соответствие паро-
производительности котла паровой нагрузке. В котлах типов ДКВР, ДЕ, КЕ
роль регулятора нагрузки выполняет регулятор давления пара в барабане кот-
ла, воздействующий на изменение подачи топлива и имеющий жесткую или
гибкую обратную связь (рис. 13 и 1.4, а). Применение регуляторов с жесткой
обратной связью позволяет поддерживать значение регулируемой величины с
отклонением от заданного до 4...6 %. При более высоких требованиях к точ-
ности регулирования применяется регулятор с гибкой обратной связью. Изме-
нение д авления в барабане котла во время работы воспринимается датчиком дав-
ления — электрическим манометром МЭД, выдающим сигнал рассогласования в
виде напряжения переменного тока, который поступает в усилитель 2УГ. Усили-
тель 2УТ включает, в зависимости от знака отклонения давления, соответствую-
щее реле исполнительного механизма 2ГИМ(ГИМ-2Д ГИМ-2ДИ)У который пере-
мещает регулирующий орган подачи топлива—мазутный клапан или газовую за-
слонку. Одновременно с работой исполнительного механизма формируется сиг-
нал обратной связи, который снимается с устройства (датчика) обратной связи
УОС исполнительного механизма ГИМ-2Д (ШМ-2ДИ) и вводится в усилитель
2У1\ где суммируется с основным сигналом рассогласования. Введение обратной
связи прекращает действие регулятора несколько раньше стабилизации давления с
учетом инерционности завершения процесса регулирования.

Рис. 1.4. Структурные схемы регуляторов работы барабанных котлов:

а — регулятора нагрузки; б—г—регулятора воздуха; дрегулятора разрежения; е — регулятора питания;
Д Дь Д1—датчики; 3 — задатчик; ИМ— исполнительный механизм; РО — регулирующий орган; РН —
регулятор нагрузки; РВ—регулятор воздуха; РР— регулятор разрежения; РУ—регулятор уровня
Регулирование подачи воздуха обеспечивает оптимальное соотношение
между подаваемым в топку топливом и воздухом (оптимальный избыток
воздуха), чем достигается максимальная экономичность сжигания топлива на
всех режимах работы котла.

При работе на газе регулятор по схеме «топливо — воздух» (рис. 1.4, б)
получает импульс по расходу газа, подаваемого в котел, который непосред-
ственно измеряется расходомером, и импульс по перепаду давления воздуха,
который пропорционален расходу воздуха. Регулятор воздействует на на-
правляющий аппарат дутьевого вентилятора. В котлах типов ДКВР и ДЕ ис-
пользуется более простая схема (рис. 1.4, в), где импульс по расходу газа (ма-
зута) заменяется импульсом по давлению газа (мазута) перед горелками, кос-
венно характеризующим расход топлива. Такая замена допустима для кот-
лов, работающих с устойчивым разрежением в топке. В этом случае вторым
импульсом, поступающим на регулятор, будет импульс по давлению воздуха
перед горелками. Для котлов, работающих на жидком топливе, при измере-
нии его расхода сужающим устройством схема «топливо — воздух» не отли-
чается от аналогичной схемы, применяемой на котлах, работающих на газо-
образном топливе.

Иногда в схемах регулирования подачи воздуха вместо импульса от дат-
чика расхода топлива используется импульс от датчика перемещения испол-
нительного механизма регулятора топлива (при работе на жидком и твердом
топливе). Здесь следует иметь в виду, что расход топлива не всегда соответ-
ствует положению выходного звена исполнительного органа, на котором ус-
танавливается датчик перемещения. В результате не обеспечивается требуе-
мая точность поддержания соотношения «топливо—воздух».

На рис. 1.3 показана функциональная схема регулирования подачи возду-
ха по принципу «пар — воздух». Структурная схема такого регулирования
приведена на рис. 1.4, г. Эта схема удобна для котлов, работающих с частой
сменой топлива (газ или мазут), так как исключается необходимость на-
стройки регулятора воздуха каждый раз при переходе с одного вида топлива
на другой. Импульс по расходу пара от дифманометра 2ДМ-6 поступает на
усилитель ЗУТ. Сюда же поступает импульс по расходу воздуха от диффе-
ренциального тягомера 2ДТ2. В регуляторе воздуха РВ (усилителе ЗУТ) элек-
трические сигналы от дифманометров 2ДМ-6 и 2ДТ2 суммируются; при оп-
тимальном соотношении параметров алгебраическая сумма сигналов равна
нулю.

В случае рассогласования результирующий сигнал усиливается и разли-
чается по направлению, что приводит к срабатыванию соответствующего ре-
ле исполнительного механизма ИМ, который приводит в действие регули-
рующий орган РО расхода воздуха — дроссельную заслонку или. направ-
ляющий аппарат дутьевого вентилятора, что влечет увеличение или умень-
шение количества воздуха, подаваемого в топку. Регулирование
заканчивается установлением оптимального соотношения расхода воздуха с
расходом пара. В устройстве обратной связи используется импульс от датчи-
ка перемещения исполнительного механизма регулятора топлива (ДО).

Регулирование тяги обеспечивает автоматическое поддержание устойчи-
вого разрежения в топочной камере котла в пределах от -20 до -30 Па (от -2
до -3 кгс/м2). Регулятор разрежения получает импульс по разрежению в верх-
ней части топки от дифференциального тягомера ЗДТ2. Усилитель 4УГ регу-
лятора осуществляет управление исполнительным механизмом тяги 4ГИМ,
воздействующим на направляющий аппарат дымососа (рис. 1.4, д).

Регулирование питания осуществляется автоматическим поддержанием
уровня воды в заданных пределах. В котлах типов ДКВР, ДЕ, КЕ относи-
тельно большой объем барабана позволяет при отсутствии значительных ко-
лебаний нагрузок применять одноимпульсный (по уровню) регулятор пита-
ния. Датчиком уровня является дифференциальный манометр 1ДМ-6, ис-
пользуемый в качестве гидростатического уровнемера (рис. 1.3). Регули-
рующим органом является регулирующий клапан на питательном
трубопроводе, который управляется исполнительным механизмом 1ГИМ,
Перемещение регулирующего органа определяется суммой воздействий —
отклонения регулируемой величины (импульс от дифманометра 1ДА/-6) и
интеграла по времени от этого отклонения (импульс от устройства обратной
связи УОС). Время действия обратной связи определяется расчетным путем.

Помимо устройств автоматического регулирования схемами автоматиза-
ции предусматриваются автоматические защиты котлов, обеспечивающие
заданную последовательность операций при растопке котла, и автоматиче-
ское прекращение подачи топлива при возникновении аварийных режимов.

Паровые котельные агрегаты, работающие на газе или жидком топливе,
независимо от давления и паропроизводительности оборудуются устройст-
вами, прекращающими автоматически подачу топлива к горелкам в следую-
щих случаях: повышения или понижения давления газообразного топлива
перед горелками; понижения давления жидкого топлива перед горелками (за
исключением котлов с ротационными форсунками); уменьшения разрежения
в толке; понижения или повышения уровня воды в барабане; понижения дав-
ления воздуха перед горелками (для котлов, оборудованных горелками с
принудительной подачей воздуха); погасания факела горелок, отключение
которых при работе котла не допускается.

1.5.2. Система автоматизации газомазутных водогрейных котлов

Система автоматизации газомазутных водогрейных котельных агре-
гатов типа KB-ГМ тепловой производительностью 11,63; 23,3 и 34,9
МВт (10, 20 и 30 Гкал/ч) построена на базе комплекта КСУ-30-ГМ и
обеспечивает: автоматический пуск (останов котла) с выводом его на за-
данный режим и автоматическим включением регуляторов разрежения,
соотношения «топливо — воздух», а также температуры воды за котлом
или до котла; автоматическое поддержание и контроль основных пара-
метров в рабочих и пусковых режимах; сигнализацию выполнения опе-
раций при пуске и аварийном отклонении параметров при рабочих ре-
жимах; защиту котла при возникновении предаварийной ситуации; рабо-
ту котла без постоянного дежурного персонала.

Комплект автоматики КСУ-ЗО-ГМ функционально включает регули-
рующую часть, предназначенную для автоматической стабилизации ра-
бочих параметров, и логическую, осуществляющую автоматическое вы-
полнение операций пуска, останова, защиты, сигнализации, блокировки.
Питание комплекта производится переменным током 380/220 В и 50 Гц.

Данная система автоматики применяется и в котельных, где работа
без дежурного персонала не может быть обеспечена, для чего преду-
смотрены показывающие приборы и сигнализация (пусковая, рабочая и
аварийная). Принципиальная схема системы автоматического регулиро-
вания, защиты и сигнализации приведена в литературе [8] и на рис. 1.5.

Температура воды за котлом (или до него) в заданных пределах поддержи-
вается регулятором РТК, изменяющим подачу топлива в топку. В качестве
датчика температуры воды используется термометр сопротивления, устанав-
ливаемый на трубопроводе при выходе воды из котла (на входе воды в котел).

Оптимальное соотношение топлива и воздуха при работе котла обеспечи-
вается регулятором PC, входными сигналами для которого служат расходы
топлива и воздуха (давление воздуха перед горелкой). Регулятор изменяет
расход вторичного воздуха, воздействуя на направляющий аппарат вентиля-
тора, и поддерживает избыток воздуха в топке в соответствии с расходом то-
плива и режимной картой. В регуляторе предусмотрена возможность введе-
ния дополнительного корректирующего сигнала по содержанию кислорода в
дымовых газах.

Заданное разрежение в топке котла поддерживается регулятором разре-
жения РР9 воздействующим на изменение положения направляющего аппа-
рата дымососа. Регулирование расхода воды через котел производится регу-
лятором РРВ, который управляет регулирующим клапаном за насосом ре-
циркуляции, установленным на линии «прямая вода—обратная вода».

Необходимая температура воды на входе в тепловую сеть поддерживает-
ся регулятором РТС, изменяющим расход холодной воды с помощью пере-
пускного регулирующего клапана, установленного на перемычке. Входным
сигналом регулятора служит сигнал от термометра сопротивления, установ-
ленного на трубопроводе прямой воды.

В системе автоматизации используются электрические, исполнительные
механизмы типа МЭО. Регуляторы основных параметров обеспечивают про-
порционально-интегральное регулирование, позволяющее с высокой точно-
стью поддерживать заданные величины регулируемых параметров во всех
установившихся режимах работы ко гда.
Рис. 1.5. Принципиальная схема системы автоматического регулирования
водогрейных котлов

Давление газа перед горелкой регулируется регулятором РДУК. Перед
регулирующим органом основной горелки (поворотной заслонкой) и запаль-
ником установлены по два быстродействующих клапана-отсекателя, между
которыми на свече безопасности имеются электромагнитные продувочные
клапаны. Открытие клапанов-отсекателей перед основной горелкой произво-
дится автоматически за 45 с, а закрытие — практически мгновенно.

При работе на жидком топливе производится его предварительный по-
догрев до 85...95 °C. Давление топлива перед регулирующим поворотным
золотниковым краном поддерживается регулятором прямого действия «до
себя». Перед регулирующим поворотным краном установлен электромагнит-
ный быстрозапорный клапан. Сигналы от датчиков давления и температуры
жидкого топлива поступают в пусковую блокировку и систему защиты котла.

Контроль за наличием факелов запальника и основной горелки осуществ-
ляется запально-защитным устройством ЗЗУ-4 (ионизационным датчиком
для факела запальника и фотодатчиком для основного факела).

При аварийных отклонениях параметров в процессе работы котла обеспе-
чивается автоматическая защита его в следующих случаях:

-	отсутствие факела запальника (в пусковой период);

-	погасание факела основной горелки;

-	падение давления первичного и вторичного воздуха перед горелкой;

-	повышение давления газа перед регулирующим органом и понижение
давления его перед отсечным клапаном основной горелки;

-	снижение давления и температуры жидкого топлива перед регулирую-
щим краном;

-	повышение температуры жидкого топлива;

-	уменьшение или увеличение давления в топке котла;

-	снижение расхода воды через котел;

-	снижение давления за котлом;

-	повышение давления и температуры воды за котлом;

-	падение напряжения в цепях защиты и сигнализации;

-	открытие форсунки и повышение тока ее электропривода (при работе
на жидком топливе).

При работе котла на газе аварийная защита по мазуту отключается.

Срабатывание защиты сопровождается световым (красным) и звуковым
сигналами с фиксацией первопричины (при этом имеется возможность дис-
танционной подачи на диспетчерский пункт аварийного сигнала без расшиф-
ровки причины аварии).

Пусковая и рабочая сигнализация в системе управления (зеленый свето-
вой сигнал) дает информацию: о наличии электропитания элементов ком-
плекта; включении котла в работу; нормальной работе вентилятора первич-
ного и вторичного воздуха, дымососа, двигателя ротационной горелки, элек-
трозадвижек на входе и выходе из котла и на линии рециркуляционного на-
соса; наличии факела основной и запальной горелок; достижении
номинального значения давления воды в напорном патрубке рециркуляцион-
ного насоса и заданного значения температуры воды на выходе из котла; ис-
ходном (закрытом) состоянии клапанов-отсекателей подачи топлива, шибера
первичного воздуха и мазутной форсунки.

Автоматический розжиг газомазутного водогрейного котла происходит,
если выполнены следующие условия: давление газа перед отсеченными кла-
панами не менее 10 КПа (1000 кгс/м2); температура мазута перед отсеченным
клапаном не ниже 85; давление мазута перед регулирующим клапаном не
менее 0,2 МПа (2 кгс/см2); расход воды через котел отличается не более чем
на 7 % от номинального значения; давление воды после котла не менее
1,0 МПа (10 кгс/см2); получена информация о закрытии клапанов-
отсекателей, регулирующего органа подачи топлива, направляющих аппара-
тов дымососа и вентилятора вторичного воздуха и форсунки (от концевых
выключателей); поступил сигнал об открытии задвижки на линии нагнетания
рециркуляционного насоса.

Автоматический пуск котла предусматривает выполнение ряда операций
в следующей последовательности. После нажатия кнопки «Автоматический
пуск» через 30 с включается дымосос, а через 60 с пускается вентилятор
вторичного воздуха (при работе на мазуте дополнительно включается венти-
лятор первичного воздуха и электродвигатель мазутной форсунки), и одно-
временно включается регулятор разрежения. Как только открытие направ-
ляющего аппарата вентилятора вторичного воздуха достигнет 60 %, включа-
ется защита по минимально допустимому давлению вторичного воздуха и
минимально допустимому разрежению (при работе на мазуте дополнительно
включается защита по минимально допустимому давлению первичного воз-
духа и по максимальному току электродвигателя форсунки).

Открывание направляющего аппарата начинается через 30 с после вклю-
чения вентиляторов, В течение 10 мин осуществляется предварительная вен-
тиляция топки и газоходов котла, затем она отключается, и через 5 с после
закрытия направляющего аппарата вторичного воздуха подается команда на
автоматическое включение трансформатора зажигания. Спустя 5 с подается
сигнал на открытие двух клапанов-отсекателей запальника и на закрытие све-
чи безопасности. Если через 5 с после этой команды не поступит сигнал от
ионизационного датчика ЗЗУ-4 о наличии пламени на запальнике, то автома-
тически закрываются клапаны, открывается свеча безопасности, выключает-
ся трансформатор зажигания, и повторяется команда на повторение преды-
дущей операции. После розжига запальника через 5 с включается защита по
факелу на нем, и по истечении еще 10 с регулирующий орган на топливной
магистрали и направляющий аппарат вторичного воздуха автоматически пе-
реводятся в положение, соответствующее пусковой нагрузке котла. Затем
при работе на газе автоматически открывается два главных клапана-
отсекателя, и закрывается свеча безопасности на газопроводе, а при работе на
мазуте — открывается клапан-отсекатель на мазутопроводе. Вместе с этим
переводится в дистанционный режим регулятор разрежения и блокируется
датчик по минимальному разрежению в топке.

Включение защит по основному пламени, давлению газа перед основной
горелкой и регулирующим органом происходит через 5 с после начала откры-
тия запорного органа — основного клапана-отсекателя подачи топлива. Спус-
тя 30 с после включения этих защит, начинается открытие регулирующего ор-
гана подачи топлива и направляющего аппарата вентилятора вторичного воз-
духа до положения, соответствующего 30%-ной нагрузке котла, од новременно
с этим включается в автоматический режим регулятор разрежения.

При достижении регулирующим органом подачи топлива указанного по-
ложения включаются регулятор соотношения «топливо — воздух» (через
30 с в автоматический режим), защита по максимальному и минимальному
разрежению в, топке котла и автоматически отключается запальник (закры-
ваются его клапаны-отсекатели и открывается свеча безопасности). Регуля-
тор температуры воды па выходе из котла включается после достижения за-
данных значений температуры воды. После завершения перечисленных выше
действий оператором дистанционно включается регулятор температуры во-
ды, поступающей в тепловую сеть.

Отключение котла производится кнопкой «Стоп» и автоматически — в
аварийных ситуациях. Одновременно автоматически переводятся в положе-
ние «Дистанционно» регуляторы температуры воды на выходе из котла и по-
ступающей в сеть, а также регулятор соотношения «топливо — воздух»; от-
крывается свеча безопасности (при работе на газе); регулирующий орган по-
дачи топлива переводится в положение полного закрытия; направляющий
аппарат вентилятора вторичного воздуха—в положение 20%-го открытия.

Останов котла завершается 10-минутной послеостановочной вентиляцией
топки, переводом регулятора разрежения в положение «Дистанционно», за-
крытием направляющих аппаратов дымососа и вентилятора и отключением
их электродвигателей. На котлах, работающих на жидком топливе, кроме то-
го, отключаются электродвигатель форсунки и программа автоматического
розжига. Регуляторы расхода воды через котел и температуры поступающей
в теплосеть воды переводятся оператором в дистанционный режим.

1.5.3.	Система автоматического регулирования котла
малой мощности АМК-У

Система АМК-У предназначена для комплексной автоматизации работы
паровых котлов паропроизводительностью до 1,6 т/ч, а также водогрейных
котлов, работающих на жидком и газообразном топливах. В зависимости от
области применения и вида сжигаемого топлива предусматривается восемь
модификаций системы [8].

Все системы АМК-У обеспечивают: двухпозиционное, автоматическое
регулирование в заданных пределах давления пара и уровня воды в барабане
котла; пропорциональную подачу воздуха и поддержание разрежения в топ-
ке в соответствии с расходом топлива.

Защита котла включается при упуске воды, превышении давления пара
сверх допустимого, прекращении подачи воздуха и электроэнергии, погаса-
нии пламени горелки или форсунки, при прекращении тяги.

При срабатывании защиты по любому параметру происходит отключение
подачи топлива и включается звуковая сигнализация. В случае упуска воды,
кроме звуковой сигнализации, включается световое табло «Воды нет».

Автоматические защиты построены таким образом, что после их сраба-
тывания по любому аварийному параметру (кроме погасания пламени) и его
восстановлению до нормы, самозануск котла исключается — необходимо
вмешательство оператора. Источником питания системы автоматики служит
сеть переменного тока напряжением 220/380 В.

Подача газа или мазута в котел осуществляется через газовые клапаны
«большого» (К-70) и «малого» (К-40) горения. Управление клапанами осуще-
ствляется блоком соленоидов (соленоид «большого» и «малого» горения).

Регулирование давления пара производится двухпозиционным регулято-
ром. Импульс по давлению пара поступает от датчика — реле давления
(рис. 1.6). При нормальной работе котла, когда давление пара находится в за-
данных пределах, контакт датчика В4 замкнут, обмотка реле РЮ находится
под током и своим контактом РЮ! 1 зшыкзт цепь питания соленоида клапа-
на «большого» горения Эм4 (Эм8\

Превышение давления в котле сверх установки срабатывания защиты вы-
зывает размыкание контакта В4, обесточивание реле РЮ и отключение кон-
тактом РЮИ питания соленоида клапана «большого» горения Эм4 (Эм8).
Работа котла продолжается при открытых клапанах запальника ЭмЗ (Эм7) и
«малого» горения Эмб. Отключение клапана «большого» горения влечет
уменьшение расхода газа до 40 % (на жидком топливе до 50 %) и, как следст-
вие, снижение давления пара в котле.

При падении давления пара в котле до значения, определяемого настрой-
кой датчика, контакт В4 замыкается и вновь включается клапан «большого»
горения Эм4 (Эм8). Этим обеспечивается работа котла на газе в диапазоне
нагрузок 40... 100 % (на жидком топливе 50... 100 %).

Частота открытия и закрытия клапана «большого» горения определяется
характером изменения нагрузки котла и зоной возврата контактного устрой-
ства датчика давления.

Регулирование питания котла водой осуществляется двухпозиционным
регулятором уровня, датчиками которого являются два электрода (Э7 и Э2) в
уровнемерной колонке. Один датчик устанавливается на нижнем регулируе-
мом уровне (КРУ), другой — на верхнем регулируемом уровне (ВРУ).

В случае питания котла от индивидуального питательного насоса с элек-
троприводом М2 функцию исполнительного органа регулятора питания вы-
полняет магнитный пускатель Р39 управляющий работой электродвигателя
М2 питательного насоса.

При пониженном уровне воды в котле реле уровня PI1 обесточено,
включен контактами Р1П2 магнитный пускатель Р39 и питательный насос
работает с номинальной производительностью.
ИА

ОраМ
AtMocota

W
Р^З

not

8S(BS)

луыагеяь

лара

autarejUMOto

ЛйимщямиО

ИИ*

'Мгфижша*

фа&М

®

ядра

й

Рис. 1.6. Система автоматики АМК-У

Зро8ие*ериап
колонп W
сзюелщродами

&е*а
блокировочных
реле и защит*

РриМ
Оемтиркавра

Защита
по повышению
давление газа

бетшое
параше
топлива

3*43*8)

Спета
регулирована*

„вориалщаа

3*9(3*?)

\Р13/д

Защита
. лотдемша
жидкого топкОа

Задал
татшва
зеалае
горение газа

«♦//

7^/

\™/9

Схе*а
лотцроля
пла*еяи

зажииишя

Защита
ао понижению
Звбюкт газа

защита
ла разрежению
Рлщме

Защита
подавлению
воздуха















Как только уровень воды достигнет ВРУ, включается реле уровня РН и
контактом РН 12 разрывает цепь питания магнитного пускателя РЗ, отключая
привод питательного насоса. Питание котла водой прекращается. Реле РН
контактом Р1Ш блокируется. Уровень воды в барабане котла при его работе
постепенно понижается, и при снижении его ниже НРУ происходит обесто-
чивание реле РН и включение питательного насоса. Автоматическая система
АМК не предусматривает регулирование подачи воды питательным насосом;
уровень воды в барабане котла регулируется от НРУ до ВРУ путем включе-
ния насоса на номинальную производительность или отключения его.

Система автоматики АМК предусматривает пропорциональное изменение
подачи воздуха при изменении расхода топлива. Это достигается электриче-
ской блокировкой управления клапанами «большого» горения Эм4 (Эм8) и
электромагнитного, исполнительного механизма Эм1, осуществляющего от-
крытие воздушной заслонки вентилятора. Максимальному расходу топлива
соответствует максимальная подача воздуха. Исполнительный механизм Эм1
привода воздушной заслонки и соленоиды клапана «большого» горения Эм4
(Эм8) управляются контактами реле РЮ,

В котлах, работающих на жидком топливе, для обеспечения тонкого рас-
пыления и стабильного горения применяется подогрев топлива до темпера-
туры 80... 105 °C. Подогрев осуществляется электрическим нагревателем. Ре-
гулирование температуры топлива обеспечивается автоматическим включе-
нием и отключением нагревателя. В качестве датчика температуры использу-
ется комбинированное реле КРД-1 (КРД-2\ управляющее своим контактом
ВЗ цепью питания реле температуры жидкого топлива Р8. Если температура
жидкого топлива недостаточна, контакт ВЗ датчика температуры замыкается,
срабатывает реле Р8 и включается электронагреватель. Как только темпера-
тура топлива достигнет верхней регулируемой величины, контакт ВЗ размы-
кается, реле Р8 обесточивается и электронагреватель отключается.

Пуск котла в работу осуществляется дистанционно нажатием кнопки
«Пуск», сопровождается срабатыванием магнитного пускателя Р7, подачей
напряжения на цепи автоматики, включением блокировочного реле Р7. Маг-
нитные пускатели РЗ и Р4 включают в работу электродвигатели вентилятора
М4, дымососа Ml (при его наличии), питательного насоса М2, Загораются
сигнальные лампы «Напряжение» и «Воды нет» (если уровень ее в барабане
котла ниже минимального, аварийного уровня), вентилируется топка, и схема
подготавливается к подаче топлива и его зажиганию. После заполнения котла
водой гаснет табло «Воды нет» и срабатывает реле Р12. После замыкания
контактов датчика предельного давления пара В5, датчика давления воздуха
В8, датчика разрежения в топке В9, датчика аварийного понижения давления
газа В10, датчика превышения давления газа В11 и через 10... 15 с после пер-
вого нажатия кнопки «Пуск» срабатывает реле Р5, котел готов к розжигу.

При повторном нажатии кнопки «Пуск» после тщательной вентиляции
топки и газоходов происходит автоматический розжиг котла. Срабатывает
реле Р9, а у котлов, работающих на жидком топливе, срабатывает при этом
магнитный пускатель Р2 электродвигателя топливного насоса, и замыкается
контакт датчика давления жидкого топлива В7, Когда кнопка «Пуск» будет
выключена (при всех нормальных параметрах), реле Р9, блокируясь своими
контактами, включает схему блокировочных реле и защиты Р74, Р15.
Зажигание топлива происходит при устойчивом пробое зазора 6... 10 мм
на электродах напряжением 10 кВ, создаваемым на вторичной обмотке
трансформатора Тр2. В схеме автоматики котлов, работающих на газе, пре-
дусматривается один трансформатор зажигания, а у котлов, работающих на
жидком топливе — два параллельно включаемых трансформатора. Управле-
ние схемой зажигания осуществляет реле контроля пламени Р5. Если пламя в
топке погаснет, срабатывает реле Р5 и включает схему зажигания. Вместе с
этим включается в работу тепловое реле времени РТ, и в течение 25...40 с
производится повторение автоматического розжига.

В котлах, работающих на газообразном топливе, искра от трансформато-
ра зажигания подается на зажигание газа, выходящего из запальника при от-
крытом клапане Эм 5, а на жидком топливе — непосредственно на зажигание
топлива при открытом клапане малого горения Эм7. Появление факела со-
провождается включением исполнительного механизма Эм89 полностью от-
крывающего воздушную заслонку. При газовом топливе открываются клапа-
ны большого и малого горения, а при жидком — клапан большого горения.
При успешном запуске загорается сигнальная лампа «Нормальная работа».
Останавливают котел нажатием кнопки «Стоп».

Защита котла при превышении давления пара выше заданного настройкой
датчика (реле ДЦ-10-20К) происходит при размыкании контакта В 5 и сраба-
тывании схемы защиты, реле Р14 и Р9 обесточиваются, и подача топлива
прекращается.

Для защиты котла от упуска воды в уровнемерной колонке устанавлива-
ется датчик нижнего, аварийного уровня Э49 который включается в цепь пи-
тания реле Р72. Аварийное понижение уровня воды сопровождается разры-
вом цепи питания реле Р72, катушка реле обесточивается, срабатывает схема
защиты, реле Р99 Р14 обесточиваются, прекращается подача топлива, и от-
ключается питательный насос.

Защита котла от перепитки водой не предусматривается. Для исключе-
ния аварий, связанных с перепиткой котла, в схеме автоматики предусмотре-
на сигнализация верхнего, аварийного уровня, датчиком которой служит
электрод ЭЗ в уровнемерной колонке.

В защите котла от аварийного понижения разрежения применяется дат-
чик (реле напора и тяги ДНТ-100), настраиваемый на определенную тягу.
При уменьшении тяги срабатывает датчик, его контакт В9 разрывается, сра-
батывает схема защиты, и реле P9t Р14 обесточиваются.

Схема защиты котла при аварийном понижении давления жидкого топли-
ва построена с использованием в качестве датчика реле давления РД-12 с
пределами настройки от 0,5 до 2,0 Ml 1а (от 5 до 20 кгс/см2). При снижении
давления топлива ниже установленного давления срабатывает защита и вы-
зывает размыкание контакта реле В7, вследствие чего происходит обесточи-
вание реле Р9, Р14.

Устройство контроля пламени в автоматической системе АМК представ-
ляет двухкаскадный усилитель постоянного напряжения на двойном триоде
6Н6П. На вход схемы к зажимам 7,2 подключается чувствительный элемент.
Выходом схемы служит нагрузка реле контроля пламени Р5, контакты кото-
рого управляют включением и отключением газовых и мазутных клапанов и
системы зажигания. В котлах, работающих на газе, чувствительным элемен-
том является контрольный электрод Э5, устанавливаемый в топке изолиро-
ванно от корпуса горелки и котла таким образом, чтобы конец его охваты-
вался пламенем горелки (запальника). При работе котлов на жидком топливе
в качестве чувствительного элемента применяется фотоэлемент Э6 и фото-
электрический датчик (ФД). Устройство контроля пламени обеспечивает за-
щиту котла при аварийном погасании пламени.

1.5.4.	Система автоматики КСУ-2П

Комплект средств управления (КСУ) для паровых котлов паропроизводи-
тельностью до 2,5 т/ч, работающих на газообразном и жидком топливах, раз-
работан взамен системы автоматики АМК-У. Комплект средств управления
при различном сочетании приборов и устройств приведен в литературе [8] и
на рис. 1.7 и позволяет автоматизировать работу котлов независимо от теп-
ловой схемы и вида сжигаемого топлива.

Котлы с естественной циркуляцией, принудительной подачей воздуха и
принудительной тягой комплектуются средствами управления КСУ-2П-1, та-
кие же котлы с топками под наддувом — средствами управления КСУ-2П-2.
Для оснащения прямоточных котлов с топкой под наддувом предназначен
комплект КСУ-2П-3. Электрическое питание комплекта осуществляется от
трехфазной сети переменного тока напряжением 220/380 В или 127/220 В.

Комплект средств управления рассчитан на работу при температуре ок-
ружающего воздуха от +5 до +50 °C и относительной влажности от 30 до
80 % во всем диапазоне рабочих температур и обеспечивает регулирование:
уровня воды в барабане котла в пределах от нижнего регулируемого уровня
(НРУ) до верхнего регулируемого уровня (ВРУ) по сигналам датчика уров-
немерной колонки; подачи топлива и воздуха в диапазоне 50... 100 % по сиг-
налу датчика давления пара; температуры мазута в интервале 80...95 °C по
сигналам датчика регулирования температуры топлива.
Рис. 1.7. Схема электрических соединений системы автоматики КСУ-2П
для паровых котлов, работающих на газе
Автоматические защиты и блокировки обеспечивают останов котла и
блокировку его пуска при понижении уровня воды в барабане котла ниже
нижнего, аварийного уровня (НАУ); повышении давления пара в котле сверх
допустимого; понижении давления воздуха за заслонкой; понижении давле-
ния газа перед блоками клапанов или его аварийном повышении; понижении
температуры мазута или ее аварийном повышении; понижении давления ма-
зута перед клапаном-отсекателем; погасании пламени основного факела или
пламени запальника.

Световая сигнализация предусмотрена зеленым светом: «Сеть», «Котел
включен», «Регулирование»; красным светом: «Котел отключен» с расшиф-
ровкой причины отключения; «Давление воздуха низкое», «Давление пара
высокое», «Уровень воды низкий», «Уровень воды высокий», «Давление то-
плива низкое», «Давление газа высокое», «Температура мазута низкая»,
«Температура мазута высокая», «Нет пламени».

Автоматика формирует информационный сигнал на диспетчерский пульт
об окончании розжига и о нарушении нормальной работы котла или ком-
плекта.

Конструктивно комплект КСУ-2П выполнен в виде двух отдельных бло-
ков: блока управления и сигнализации (БУС) и блока коммутационных эле-
ментов (БКЭ). В блоке БУС размещены все элементы, обеспечивающие
управление пуском и остановом, регулирование, защиту, сигнализацию. На
передней панели располагаются сигнальные лампы, органы управления и
контроля. В блоке БКЭ размещены: реле и пускатели, автоматический вы-
ключатель сети, блок запального устройства схемы зажигания.

Электрическое соединение блоков БУС и БКЭ между собой осуществля-
ется с помощью соединительного кабеля с вилками типа РША, а соединение
блоков с внешними устройствами — через клеммные колодки, расположен-
ные на задней стенке блока БУС и в нижней части блока БКЭ.

Комплект содержит следующие основные, функциональные устройства:
программного управления и регулирования; защиты блокировок и сигнали-
зации; усилителей мощности; устройство питания. Схемы программного
управления и регулирования, защиты и сигнализации построены на элемен-
тах двоичной логики.

Устройство программного управления и регулирования формирует по-
следовательность команд управления исполнительными органами и приво-
дами в процессе работы котла. При выполнении программы пуска устройство
автоматически вырабатывает необходимую последовательность команд на
включение устройств защиты по отдельным параметрам и состояниям.

Устройство защиты и блокировки воспринимает сигналы датчиков защи-
ты и при аварийном значении любого из этих сигналов обеспечивает останов
котельной установки и блокировку ее пуска (путем воздействия на управ-
ляющие блоки), а также подачу команд на включение соответствующих уст-
ройств аварийной сигнализации. Включение в работу устройств защиты и
блокировки производится в процессе пуска котельной установки по сигна-
лам, поступающим от управляющих устройств. Устройство аварийной сиг-
нализации вырабатывает команды на включение световых и звуковых сигна-
лов по импульсам команд устройств защиты и блокировки. На передней па-
нели блока БУС имеются кнопки проверки исправности и отключения свето-
вой и звуковой сигнализации. Рабочая сигнализация управляется сигналами с
устройства программного управления и регулирования.

Усилители мощности служат для усиления мощности управляющих сиг-
налов, вырабатываемых управляющими устройствами и подаваемых на ис-
полнительные устройства котельной установки. Автоматическое регулирова-
ние параметров работы котла осуществляется двухпозиционными регулято-
рами, принцип работы которых аналогичен регуляторам системы АМК-У.

Система КСУ-2П (по сравнению с системой АМК-У) предусматривает
полную автоматизацию котла с возможностью контроля и управления с дис-
петчерского пункта, обеспечивает защиту, а также аварийную и рабочую
сигнализацию с запоминанием первопричины останова котла, повышает на-
дежность работы оборудования за счет более совершенной схемы с исполь-
зованием высоконадежных бесконтактных дискретных элементов.

1.5.5.	Управляющее устройство КУРС-101

В схемах автоматизации пароводогрейных котлов, работающих на газо-
образном или жидком топливах, применяются управляющие устройства
КУРС-101, которые приведены в литературе [8] и на рис. 1.8. Устройства
предназначены для работы в интервале температур от +5...50 °C при относи-
тельной влажности во всем диапазоне рабочих температур 30...80 %. Пита-
ние устройства осуществляется от сети трехфазного переменного тока на-
пряжением 220 В, потребляемая мощность не превышает 220 Вт.

Управляющее устройство КУРС-101 обеспечивает: автоматический пуск
и останов котла; предварительную вентиляцию топки; автоматический роз-
жиг горелочного устройства; необходимые в пусковой период блокировки;
позиционное автоматическое регулирование тепловой мощности котла; ав-
томатическую защиту при аварийных ситуациях; рабочую и аварийную сиг-
нализацию; формирование сигнала аварии па диспетчерский пункт.

Управляющее устройство конструктивно выполнено по блочно-
модульному принципу и включает панель управления и сигнализации (ПСУ),
шкаф с поворотной рамой и шкаф магнитных пускателей. Панель управления
и сигнализации (ПСУ) объединяет модуль сигнализации С-02 с индикатор-
ными лампами, показывающими работу предварительной вентиляции; зажи-
гание; клапан запальника; факел; температура воды (предельная); давление
пара (предельное); послеоаинопочная вентиляция.
1.8. Принципиальная схема автоматизации котла АВ-2 с устройством КУРС-101:

	Вода	Дь Д2.Д3, Д4.Д5— датчики реле напора, настроенные соответственно на 15, 100, 500, 1000 и2500 мм вод. ст.; КУ1, КУ2 — кнопки управления; Hl, Н2, НЗ — напорометры с пределами измерения соответственно 0...250; 0...400; 0...1600 мм вод. сг.; П1, П2, ПЗ, П4 — пускатели магнитные; Р1 — реле комбинированное с чувствительными элементами
	Мазут	
 UHW*	Воздух	
f'»»*	Газ	
	Дымовые газы	
✓	Заслонка регулирующая	
А	Кран трехходовой	
К	Арматура запорная	температуры и давления КРМ (50 °C и 1 кгс/см2); Р2 — реле комбинированное с чувствительными элементами температуры (настрой 80, 89, 95 °C); Т2— термометр манометрический ТПГ-4 (предел измерения 0... 150 °C); ТЗ — термометр манометрический ТПГ-4 (предел измерения 0.. .400 °C); У—устройство управляющее КУРС-101; Б—бобина Б1А12-1; BI, В2 — нормально закрытые вентили с электромагнитным приводом; ВЗ, В4 —
РЙ	Арматура регулирующая	
Хея	Клапан-отсекатель	
<23	Связь механическая	
BSD	Связь электрическая	
$	Электродвигатель	
«SO—	Манометрический термометр	
•ИР—	Термометр стеклянный	
G	Сосуд разделительный	
п	Кнопка управления	приводом; В5— вентиль с электромагнитным приводом; Д6 — jsjxfwk. плотного закрытия
>			Отбор импульсов	
П	Показывающий	форсунки, ЗРД ЗР2, ЗРЗ—заслонки регулирующие; 3 — запальник; И — ионизационный датчик; К1 — клапан регулирующий; К2— упапян трехходовой;
Р	Давление	
Сл	Следящий	
t	Температура	КЗ, К4— клапаны отсечные; Ml, М2— манометры, М— механизм электрический однооборотный МЭО; Т1— термометр ртутный; Ф—фоторезистор.
рду	Регулятор давления газа	
РДО	Регулятор давления мазута	
Индикаторная лампа «Работа» сигнализирует о нормальной работе уст-
ройства, индикаторные лампы «Газ» и «Мазут» — о виде топлива, на которое
включено устройство. В панель включены также индикаторные лампы «Во-
догр» и «Паровой», сигнализирующие о режиме работы котла, на который
включено устройство; индикаторная лампа «Напряжение», сигнализирующая
о наличии напряжения электрического источника питания на входе в устрой-
ство; индикаторная лампа «Авр. пит. насоса», сигнализирующая об автома-
тическом включении резервного, питательного насоса (при работе котла в
паровом режиме); индикаторная лампа «Авария» — о наступлении аварийно-
го режима по любому параметру. Модуль сигнализации С-01 с индикатор-
ными лампами сигнализирует первопричину аварийного отключения котла:
уровень низкий; уровень высокий; давление газа перед регулирующим орга-
ном высокое; температура мазута низкая; давление топлива перед клапаном-
отсекателем низкое; давление вторичного воздуха низкое; давление газа пе-
ред горелкой низкое; давление первичного воздуха низкое; факела нет; кла-
пан-отсекатель не закрыт; пламени запальника нет.

Блок кнопок управления имеет кнопку «Пуск» включения логической
схемы управляющего устройства и пуска котла; кнопку включения «Регули-
рование ВКЛ» и отключения «Регулирование ОТКЛ»; регулирования с моду-
лем К-01; кнопку «Стоп» для отключения устройства и приведения схемы в
исходное предпусковое состояние. В систему управления и сигнализации
включен указатель типа ИПУ положения регулирующего органа.

В шкафу с поворотной рамой размещены: блок П-11 А для обеспечения
электрического питания элементов схемы; блок У-04 для управления двига-
телем исполнительного механизма МЭО-4/100; блок Ф-03 для подачи напря-
жения на бобину катушки зажигания (Б-1), установленную на горелки котла.

Перечисленные устройства объединены в блок управления БУ-01. Здесь
же размещены блоки: переключателей БП-01 рода топлива (газ, мазут), ре-
жима работы (водогрейный, паровой); опробования питательных насосов
(№ 1, № 2), опробования и нормальной работы вентиляторов, включения и
отключения напряжения на входе устройства; блок Р-01 реле, управляющий
электромагнитными, исполнительными устройствами; блок Б-1 для размеще-
ния и межмодульного монтажа с помощью штепсельных разъемов и жгутов.
Электропусковая аппаратура размещается в шкафу магнитных пускателей.

Пуск котла (при включенном электрическом питании и отсутствии сигна-
лов, фиксирующих аварийное состояние какого-либо параметра или пре-
дельное состояние основного параметра - температуры воды или давления
пара) осуществляют нажатием кнопки «Пуск». После этого исполнительным
механизмом осуществляется полное открытие регулирующих органов топли-
ва и воздуха (об этом судят по показаниям указателя положения), включают-
ся магнитные пускатели первичного воздуха (только при работе котла на ма-
зуте) и вторичного воздуха, включается отсчет времени предварительной
вентиляции. По истечении времени предварительной вентиляции (120 ± 24) с
автоматика выдает сигнал на исполнительный механизм, прикрывающий
воздушную заслонку и регулирующий заслонку на подаче топлива до 20 %
открытия, подается напряжение на катушку зажигания Б-1 и на клапаны за-
пальника. Если в течение времени (10 ± 2) с не произойдет розжиг запальни-
ка, появляется сигнал «Авария», включается послеостановочная вентиляция,
обесточиваются клапаны запальника и катушка зажигания. Продолжитель-
ность послеостановочной вентиляции (60 ± 12) с, после чего обесточиваются
цепи магнитных пускателей вентиляторов.

В случае розжига запальника обеспечивается подача напряжения на кла-
паны отсекателя (на газовой и мазутной линиях) и обесточиваются катушки
зажигания Б-L Розжиг горелочного устройства происходит в течение
(7 ± 1,4) с на газе и (11 ± 2,2) с на мазуте. Если за это время розжиг горелоч-
ного устройства не произойдет, включаются сигнал «Авария» и послеостано-
вочная вентиляция, обесточиваются клапаны запальника и клапаны-
отсекатели на линии подачи топлива. По истечении времени послеостано-
вочной вентиляции обесточиваются магнитные пускатели вентиляторов.

При розжиге горелочного устройства по истечении времени окончания
пуска (35 ± 7) с регулирующие органы топлива и воздуха переводятся в по-
ложение 40 % открытия. Катушки клапанов запальника обесточиваются че-
рез (60 ± 12) с времени совместной работы запальника и горелочного устрой-
ства. Работа котла в режиме 40%-ной нагрузки продолжается в течение вре-
мени, оговоренного инструкцией по эксплуатации котла, необходимого для
прогрева всех элементов, после чего может быть включено кнопкой «Регули-
рование ВКЛ» автоматическое регулирование основного параметра котла —
температуры горячей воды или давления пара. Автоматическое регулирова-
ние осуществляется перемещением исполнительного механизма, регули-
рующего подачу топлива и воздуха, в положении 40 и 100 %.

В случае достижения предельного состояния регулируемого параметра
схемой обесточиваются цепи питания клапанов-отсекателей на линии подачи
топлива, происходит перемещение регулирующих органов топлива и воздуха
в положение 20%-ного открытия, включается послеостановочная вентиляция,
по истечении времени работы котла обесточиваются цепи питания магнит-
ных пускателей вентиляторов. При снятии сигнала предельного состояния
параметра и поступлении в управляющее устройство сигнала низкого со-
стояния параметра схемой обеспечивается автоматический пуск котла в ука-
занной выше последовательности. Автоматическое регулирование отключа-
ется нажатием кнопки «Регулирование ОТКЛ», сопровождающимся пере-
ключением исполнительного механизма в положение до 40%-ного открытия
регулирующих органов топлива и воздуха.

Отключение котла осуществляется нажатием кнопки «Стоп», сопровож-
дающимся обесточиванием цепей клапанов-отсекателей топлива, автомати-
ческим перемещением регулирующих органов топлива и воздуха в положе-
ние 20%-ного открытия, включением послеостановочной вентиляции, обес-
точиванием цепей управления магнитными пускателями вентиляторов.

Если в процессе нормальной работы или пусковом периоде в управляю-
щее устройство поступит сигнал об аварийном состоянии какого-либо пара-
метра, то в этом случае загораются сигнал «Авария» и индикаторные лам-
почки, соответствующие первопричине аварии, а также «Послеостановочная
вентиляция» (за исключением аварии, вызванной понижением давления пер-
вичного или вторичного воздуха). Одновременно обесточиваются цепи
управления клапанами-отсекателями топлива, что сопровождается погасани-
ем ламп «Работа» и «Факел»; регулирующие органы топлива и воздуха пере-
мещаются в положение 20%-ного открытия (за исключением аварии, вызван-
ной понижением давления первичного и вторичного воздуха). Как только ис-
течет время послеостановочной вентиляции, обесточиваются цепи управле-
ния магнитными пускателями вентиляторов, о чем свидетельствует
погасание индикаторной лампочки «Послеостановочная вентиляция». Снятие
сигнала «Авария» осуществляется нажатием кнопки «Стоп».

Система аварийной сигнализации управляющего устройства КУРС-101
предусматривает и позволяет фиксировать: понижение уровня воды в котле
или в деаэраторе; повышение уровня воды в котле; повышение давления газа
перед регулирующим органом; понижение температуры мазута; понижение
давления топлива перед клапаном-отсекателем; понижение давления вторич-
ного воздуха; понижение давления газа перед горелкой; понижение давления
первичного воздуха; погасание факела горелочного устройства; отсутствие
закрытия клапанов-отсекателей; погасание пламени запальника.
2.	ТЕПЛОВЫЕ СХЕМЫ КОТЕЛЬНЫХ

2.1.	КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ

Тепловая схема представляет собой графическое изображение оборудо-
вания котельной, соединяемого линиями различных трубопроводов. В прин-
ципиальной тепловой схеме основное оборудование и трубопроводы показы-
вают условно, не учитывая их количество и расположение. Развернутая теп-
ловая схема содержит все оборудование, трубопроводы и арматуру. На
рабочей, или монтажной, схеме показываются все отметки расположения
оборудования и трубопроводов, их уклоны, размеры, марка арматуры, тип
креплений и т.д. Развернутая и рабочая тепловые схемы могут быть состав-
лены лишь после разработки и расчета принципиальной тепловой схемы. По
результатам расчета определяют тепловую производительность котельной,
что позволяет выбрать тип котельных агрегатов и определить их необходи-
мое количество.

По характеру тепловых нагрузок котельные подразделяются на произ-
водственные, производственно-отопительные и отопительные.

Производственные — предназначены для получения пара или горячей
воды, используемых в технологических процессах предприятий, заводов и
фабрик. Для технологических процессов, отопления, вентиляции и горячего
водоснабжения производственных корпусов и административных зданий от-
пуск пара зависит от характера производства, количества смен работы, вре-
мени года, количества возвращаемого конденсата и его температуры, расхода
пара на собственные нужды, потерь энергоносителя и других причин. Произ-
водственные котельные установки до 58 МВт проектируются с паровыми
котлами, а при больших технологических нагрузках (по горячей воде) могут
включать как паровые, так и водогрейные котельные агрегаты;

Производственно-отопительные — предназначены для обеспечения те-
пловой энергией производственных и технологических потребителей пред-
приятий, а также отопления, вентиляции и горячего водоснабжения промыш-
ленных, общественных и жилых зданий и сооружений.

При общей тепловой нагрузке котельной менее 58 МВт рекомендуется
устанавливать только паровые котлы одинаковой тепловой мощности, и в
этом случае горячая вода теплосети подготавливается в паровых сетевых по-
догревателях. В более мощных котельных целесообразно устанавливать па-
ровые котлы для получения пара для технологических нужд, а также водо-
грейные котлы (работающие по самостоятельному контуру) для получения
горячей воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
Для технологических целей требуется обычно сухой насыщенный пар
давлением 0,6..Л,2 МПа, потребление которого зависит от мощности и ре-
жима работы предприятия. В летнее время расход пара на производственные
нужды обычно уменьшается, что обусловлено повышением температуры ис-
ходного сырья, воды, воздуха, используемых в технологическом процессе, а
также снижением тепловых потерь в окружающую среду от ограждающих
конструкций теплотехнического оборудования. В нижеприведенных расчетах
тепловых схем технологическая нагрузка условно принята с коэффициентами
0,8...0,9 в зимнем режиме и 0,7...0,8 в летнем режиме от максимальной тех-
нологической нагрузки 0тн в максимально-зимнем режиме. Расход теплоты
на отопление и вентиляцию QqA зависит от температуры наружного воздуха
/„.в, а потребление теплоты на горячее водоснабжение 2г.в — от суточного
|рафика (максимум расхода утром и вечером) и от дня недели (в последние
дни недели расход увеличивается в два раза).

Годовой график нагрузок строится путем сложения годовых нагрузок
отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, технологического произ-
водства, и суточная неравномерность потребления теплоты при этом не учи-
тывается. В этом случае для каждого конкретного города выстраивается тем-
пературный график регулирования температуры воды в подающей и обрат-
ной магистралях теплосети в зависимости от наружной температуры воздуха.
Пример температурного графика представлен на рис. 2.1.

Темпериту ри наружного аоидуха, °C

Рис. 2.1. Тсмпсрмурный график тепловой сети:
1,2 — подающий и обрпгимй трубопроводы
При расчетной температуре наружного воздуха ^н.в для максимально-
зимнего режима (холодной пятидневки) температура воды в подающем и об-
ратном трубопроводах теплосети принимается максимальной (соответствен-
но 4-150 и 4-70 °C). При температуре наружного воздуха, отличной от расчет-
ной, температура воды в подающем трубопроводе регулируется регулятором
температуры. Продолжительность отопительного периода и расчетные тем-
пературы наружного воздуха наиболее холодной пятидневки t?9 средняя
наиболее холодного месяца I?*, средняя отопительного сезона для кон-
фетного города принимают в соответствии со СНиП 2.01.01-82 [16]. Отопи-
тельный период заканчивается (и начинается) при температуре наружного
воздуха /л = 4-8 °C. Температура воздуха в отапливаемом помещении прини-
мается 4-18 °C. Точка излома температурного графика /изл определяется по-
сле построения температурного графика (рис. 2.1).

Тепловые нагрузки для расчета и выбора оборудования производственно-
отопительной котельной должны определяться для трех характерных режи-
мов: максимально-зимнего (при расчетной температуре наружного воздуха
наиболее холодной пятидневки), наиболее холодного месяца и летнего (рас-
четные параметры А) [16].

При построении годового п>афика нагрузка отопления и вентиляции 2о.в>
кВт, рассчитывается для заданных температур наружного воздуха ?н<в:

(?О.В =йов *(^вн	)>

где — расчетная нагрузка отопления и вентиляции в максимально-
зимнем режиме, кВт; fBH — температура воздуха в отапливаемом помещении
(в расчетах принимается 4-18 °C);	— расчетная температура наружного

воздуха отопительного периода (для нижеприведенных расчетных тепловых
схем в качестве примера принимается -22 °C).

Расход сетевой воды для отопления и вентиляции в зимнем отопительном
режиме составляет

С?оз=ео.в/4,19</с-/с),
где /с, tс — температура воды соответственно в подающем и обратном тру-
бопроводах теплосети, °C.

Нагрузка горячего водоснабжения (при построении годового графика)
принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха
как для отопительного, так и для летнего периода и составляет:

бг.В==$°вГ₽ *св 0г.в 4гсх)>
где — расход горячей воды у потребителя, кг/с; св — теплоемкость во-
ды, равная 4,19 кДж/(кг-К); /г.в — температура горячей воды в водоразбор-
ном кране у потребителя, принимается +60...70 °C; 7Исх — температура ис-
ходной воды, поступающей в тепловой пункт из водопровода, принимается
зимой +5, а летом +15 °C;

Однако в летнее время расчетная нагрузка на горячее водоснабжение Q^B
меньше, чем в зимний отопительный период g£B, так как расчетная темпера-
тура исходной воды из водопровода /Исх меняется, а температура воды, по-
ступающей на горячее водоснабжение /г.в, остается постоянной. Следова-
тельно, отношение нагрузок составит =0,82.

Подогреватели системы горячего водоснабжения могут быть подключе-
ны по независимой (параллельной) схеме включения теплообменников горя-
чего водоснабжения и системы отопления, а также по зависимой (последова-
тельной или смешанной) схеме. Основное преимущество последовательной и
смешанной схем теплового пункта заключается в более глубоком охлажде-
нии обратной сетевой воды, что обеспечивает снижение ее расчетных расхо-
дов. Однако в рассматриваемых тепловых схемах расчет выполнен для неза-
висимой (параллельной) схемы включения теплообменников.

Если в системе теплоснабжения не используются аккумулирующие емко-
сти (обычно закрытые системы теплоснабжения), то за расчетный расход те-
плоты на горячее водоснабжение принимают максимальный часовой (пико-
вый), а расход сетевой воды на горячее водоснабжение б£в (при параллель-
ном включении теплообменников горячего водоснабжения) составит

$г.в= 2ев/4,19-(*с~* с)-

Если в системе теплоснабжения установлены баки-аккумуляторы (обыч-
но открытые системы теплоснабжения), то за расчетный расход теплоты на
горячее водоснабжение принимают средний часовой за сутки, а расход воды,
поступающей к потребителю G™*? на горячее водоснабжение, является рас-
четной величиной, постоянной, не зависящей от сезона и режима работы, и
определяется исходя из нагрузки горячего водоснабжения gr.B:

Ghb*1* ~ бг.в /4,19‘(/Гз ~~ focx)*

Отопительные — предназначены только для обеспечения нагрузки на
отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение коммунально-бытовых по-
требителей. Отопительные котельные установки имеют паровые или водо-
грейные котлы. Разработаны и применяются в основном три схемы котель-
ных: отопительная с паровыми котлами, теплофикационная и отопительная с
водогрейными котлами.

Отопительная котельная с паровыми котлами работает так же, как и
производственно-отопительная, за исключением нагрузки на технологиче-
ское производство. Установки включают паровые водонагреватели (или бой-
леры) для подготовки сетевой воды.
Теплофикационная котельная имеет подогреватель-бойлер, устанавливае-
мый над паровым котлом, на высоте 1,5.. .2 м от горизонтальной оси верхнего
барабана парового котла. Пар из верхнего барабана поступает непосредствен-
но в бойлер, где отдает теплоту сетевой воде, а образующийся конденсат са-
мотеком стекает в нижний барабан котла. Малый расход питательной воды и
постоянный возврат конденсата из бойлера позволяют резко уменьшить вели-
чину непрерывной продувки и расход продувочной воды. В результате отпа-
дает необходимость в установке сепаратора (расширителя) непрерывной про-
дувки, а вся продувка производится непосредственно в барботер.

Особенностью теплофикационной котельной является, наряду с малым
расходом воды на питание парового котла, возможное закипание воды при
прохождении через чугунный водяной экономайзер, что недопустимо, так
как это будет сопровождаться гидравлическими ударами, которые могут по-
вредить экономайзер. Поэтому через экономайзер прокачивается не пита-
тельная вода, а вода тепловой сети; теплофикационный экономайзер в этом
случае и определяет название «теплофикационная котельная». При использо-
вании чугунных экономайзеров в качестве теплофикационных следует учи-
тывать, что при одинаковых прочих условиях (например, при одинаковом
количестве сжигаемого топлива) через них будет проходить воды примерно в
десятки раз больше, чем через питательные экономайзеры. Сетевую воду в
этих случаях следует пропускать по трубам экономайзера параллельными
потоками.

Расчет тепловых нагрузок и выбор оборудования в теплофикационных и
отопительных котельных с паровыми котлами должен определяться для трех
характерных режимов: максимально-зимнего, наиболее холодного месяца и
летнего.

В отопительных котельных с водогрейными котлами подогрев сетевой
воды осуществляют непосредственно в водогрейных котельных агрегатах.
Благодаря этому капитальные затраты ниже, чем в отопительных котельных с
паровыми котельными агрегатами, а тепловые схемы проще. Однако отсутст-
вие пара усложняет процессы нагрева мазута, требуется вакуумная деаэрация
воды. Особенности работы водогрейных котельных агрегатов описаны в 1.2.2.

Для определения расхода воды, расчетов гидродинамических режимов и
других характеристик вспомогательного оборудования водогрейные котель-
ные агрегаты рассчитываются на пять режимов [7, 14]: минимально-
зимний — при температуре наружного воздуха в наиболее холодную пяти-
дневку; наиболее холодного месяца — при температуре наружного воздуха в
холодном месяце; средней температуры за отопительный период; в точке из-
лома температурного графика; летний.

Результаты расчета пяти режимов тепловой схемы позволяют определить
рациональное количество, единичную производительность и другие характе-
ристики оборудования котельной. Значительное влияние на выбор тепловой
схемы и оборудования котельной оказывает тип системы теплоснабжения
(открытая или закрытая) и соотношение нагрузок на отопление, вентиляцию
и горячее водоснабжение.

По способу подачи воды системы теплоснабжения разделяются на за-
крытые и открытые, двух- и четырехтрубные и другие.

В закрытых системах вода тепловой сети используется только как тепло-
носитель в теплообменниках для подогрева холодной водопроводной воды,
поступающей в систему горячего водоснабжения, а вода из теплосети не от-
бирается.

Главные преимущества закрытой системы теплоснабжения: стабильное
качество горячей воды и простота контроля плотности системы. Основные
недостатки — сложность оборудования и эксплуатации абонентских вводов
горячего водоснабжения; коррозия установок из-за поступления в них неде-
аэрированной водопроводной воды, а также образование накипи и шлама в
трубопроводах горячего водоснабжения.

В открытых системах теплоснабжения вода забирается непосредственно
из тепловой сети и подается в систему горячего водоснабжения. Котельная
установка в этом случае имеет дополнительные элементы: бак-аккумулятор,
для создания запаса воды на горячее водоснабжение в часы максимального ее
расходования потребителями, перекачивающие насосы и др. Основные пре-
имущества открытых систем теплоснабжения: простые и недорогие абонент-
ские вводы горячего водоснабжения, их долговечность; возможность исполь-
зования однотрубных линий. Недостатки — усложнение и удорожание обо-
рудования водоподготовки и подпиточных устройств; нестабильность воды,
поступающей в водоразбор, по санитарным показателям (цветность, запах);
усложнение контроля утечек теплоносителя и герметичности системы.

Двухтрубные системы теплоснабжения имеют общий подающий трубо-
провод горячей воды для отопления вентиляции и горячего водоснабжения и
общий обратный трубопровод и применяются в основном при тепловых на-
грузках более 58 МВт.

Четырехтрубные системы теплоснабжения применяются при нагрузках
до 58 МВт и при небольшом радиусе расположения потребителей. Котельная ч
имеет две водонагревательные установки: одна — для подогрева воды систе-
мы отопления и вентиляции, другая - для подогрева воды системы горячего
водоснабжения.

Тепловые потребители могут присоединяться непосредственно к тепло-
вым сетям через центральные тепловые пункты (ЦТП) или индивидуальные
тепловые пункты (абонентские вводы), и которых осуществляется приготов-
ление и подача горячей воды нужных параметров для целей отопления, вен-
тиляции и горячего водоснабжения.

Подача воды на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснаб-
жения осуществляется через водо-водяные теплообменники, в которых водо-
проводная вода подогревается до темпера! уры »60. .65 °C, В открытых сис-
темах теплоснабжения вода на горячее водоснпОтенис отбирается непосред-
ственно из тепловой сети.
Система отопления присоединяется к тепловой сети по одной из схем:
- независимой, когда нагрев воды осуществляется в теплообменнике;

-	зависимой, с непосредственным подключением местной системы к теп-
ловой сети;

-	с подключением через элеватор, в котором смешивается вода из по-
дающего и обратного трубопроводов, и таким образом достигается нужная
температура воды, идущей на отопление;

-	с установкой подмешивающего насоса на перемычке между подающей
и обратной линией.

Тепловые нагрузки отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в
тепловых сетях регулируются централизованно с помощью изменения:

-	температуры воды в подающем трубопроводе без регулирования расхо-
да воды (качественноерегулирование);

-	расхода сетевой воды при сохранении постоянной температуры воды в
подающем трубопроводе (количественноерегулирование);

-	температуры воды в подающем трубопроводе с соответствующим из-
менением расхода воды (качественно-количественное регулирование).

Для корректирования регулирования (центрального) в тепловых сетях
проводится дополнительно групповое местное регулирование на централь-
ных тепловых пунктах, тепловых пунктах зданий, а также местное, индиви-
дуальное регулирование на отдельных приборах. В рассматриваемых тепло-
вых схемах котельных в тепловых сетях принято качественное регулирова-
ние тепловой нагрузки.

Потребителей теплоты по надежности теплоснабжения делят на потреби-
телей первой и второй категорий. К первой категории относятся потребители,
нарушение теплоснабжения которых связано с опасностью для жизни людей
или со значительным ущербом народному хозяйству, ко второй категории —
все остальные потребители [14].

Котельные по надежности отпуска теплоты потребителям разделяются
также на две категории. К первой категории относятся котельные, являю-
щиеся единственным источником теплоты системы теплоснабжения и обес-
печивающие потребителей первой категории, не имеющих индивидуальных
источников теплоты, ко второй — все остальные котельные [14].

Расчет принципиальной тепловой схемы состоит из нескольких этапов и
производится для характерных режимов работы. Для каждого элемента теп-
ловой схемы составляется уравнение теплового и материального баланса,
решение которого позволяет определить неизвестные расходы, температуры
и энтальпии теплоносителей. Сложность тепловых схем и большое количест-
во единиц оборудования, входящих в схему, расчет нескольких режимов ра-
боты приводят к необходимости задаваться некоторыми величинами (расход
теплоты на собственные нужды, потери в тепловых сетях и т.д.) с последую-
щим их уточнением. Если расхождение расчетных полученных величин с ра-
нее принятыми (невязка расчета) более 2 %, расчет следует повторить, ис-
пользуя вместо ранее принятых величин полученные расчетные.

Подбор оборудования котельной производится по максимальному значе-
нию параметров из расчетных режимов: минимально-зимнего; наиболее хо-
лодного месяца; среднего за отопительный период; в точке излома темпера-
турного графика; летнего.

Резюме*. выполняя энергосберегающие мероприятия и теплотехнический
расчет тепловой схемы, возможно и необходимо разработать и принять та-
кую тепловую схему котельной, в которой невязка расчета будет менее 2 %,
что и определяет в конечном итоге минимальную себестоимость тепловой
энергии и наименьший расход топлива.

2.2, ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ
С ПАРОВЫМИ КОТЕЛЬНЫМИ АГРЕГАТАМИ

Для технологических процессов и нужд отопления, вентиляций и горяче-
го водоснабжения производственных корпусов и административных зданий
отпуск пара зависит от характера производства, количества смен работы,
времени года, количества возвращаемого конденсата и его температуры, рас-
хода пара на собственные нужды, потерь энергоносителя и других причин.

Тепловая схема производственной котельной показана на рис. 22. Сырая вода
поступает из водопровода с давлением 1...4 МПа, а если напор воды недостато-
чен, то предусматривается насос исходной воды НИ. Температура исходной воды
/исх принимается летом +15 °C, зимой — +5 °C, а расход должен обеспечи-
вать питание котельных агрегатов, компенсацию расхода пара на собственные ну-
жды кегельной (выпар, продувка, обдувка, мазутное хозяйство и др.) и потерь теп-
лоносителя в тепловой схеме, тепловых сетях и у потребителя. Вода нагревается в
охладителе непрерывной продувки Т1 и в пароводяном подогревателе Т2 до тем-
пературы +25...35 °C. Указанный диапазон температур исключает конденсацию
водяных паров из воздуха на внешней поверхности трубопроводов и оборудова-
ния водоподготовки и обеспечивает стабильную работу катионита. Часть воды ис-
пользуется на собственные нужды химводоподготовки (взрыхление, регенерация,
отмывка и др.) и составляет 15...20% расхода С^т.е. GHCX= I^Gxbo- Далее вода
проходит через водоподготовительную установку ХВО, yjp из воды удаляются со-
ли жесткости кальция и магния, а температура воды при этом снижается на
2...3 °C. Затем вода нагревается в пароводяном подогревателе ТЗ и водо-водяном
подогревателе Т4 и направляется в колонку деаэратора ДАЪ где из воды удаляются
коррозионно-активные газы. В колонку деаэратора также поступает конденсат от
паровых подогревателей Т2, ТЗ и из конденсатного бака КБ. В нижнюю часть ко-
лонки деаэратора и в питательный бак (барботажное устройство) подается пар
давлением 0,12 МПа для подогрева умягченной воды до температуры кипения
+104 °C. Чем ниже температура воды и коидспсагп, поступающих в деаэратор, тем
больше пара требуется на деаэрацию /)д.
2

Рис. 2.2. Принципиальная тепловая схема производственной котельной
При использовании деаэратора атмосферного типа (ДСА или ДА) реко-
мендуемая температура воды на входе в деаэратор +60...90 °C, а при исполь-
зовании вакуумного деаэратора — +65...70 °C. Из деаэратора вместе с корро-
зионно-активными газами О2 и СО2 удаляется пар, выделяющийся из воды
(выпар), а количество пара Аып составляет 2...3 кг на 1 тонну деаэрирован-
ной воды. Теплота выпара используется в охладителе выпара (на схеме не
показано) для подогрева химически очищенной воды б\во, направляемой в
деаэратор; газы из охладителя выпара удаляются в атмосферу, а конденсат
сбрасывается в дренаж. Удельный расход выпара d из деаэратора составляет
0,002 кг пара/кг воды.

Вместимость питательного бака-деаэратора <7Д рассчитывается исходя из
(1...2)-часового запаса воды, достаточного для обеспечения питания всех кот-
лов в случае прекращения подачи конденсата или воды. Питательный бак-
деаэратор должен иметь тепловую изоляцию, а его геодезическая высота — не
менее 7...10 м для создания подпора во всасывающем патрубке питательного
насоса ПН. При несоблюдении этого условия перед насосом или внутри него
произойдет изменение давления и парообразование: это явление называется
кавитацией. Насос будет работать на двухфазной среде, сплошность потока
нарушится, что приведет к уменьшению производительности и напора насоса;
кроме того, появятся гидравлические удары и осложнения в работе насоса.

Питательная вода из бака деаэратора с температурой +102...104 °C посту-
пает в теплообменник Т4, где нагревает воду после ХВО. Jfysi исключения низ-
котемпературной коррозии водяного экономайзера (т.е. конденсации водяных
паров из топочных газов на внешней поверхности труб экономайзера) темпе-
ратура питательной воды после Т4 должна быть не менее +70 °C при работе
котельной на природном газе или малосернистом мазуте и +90...110 °C — при
работе на сернистом или высокосернистом мазуте. Затем питательным насо-
сом ПН вода нагнетается в водяной экономайзер ЭК, где нагревается до тем-
пературы +140.. .170 °C за счет теплоты уходящих топочных газов и поступает
в водный объем верхнего барабана парового котла. В экономайзере ЭК неки-
пящего типа вода не догревается до кипения на 20.. .40 °C.

В паровом котельном агрегате КЛ вырабатывается сухой насыщенный
пар (например, давлением 1,4 МПа), который идет в редукционно-
охладительную установку РОУ, где путем дросселирования (редуцирования)
получается сухой насыщенный пар (например, давлением 0,7 МПа или дру-
гого давления, необходимого для технологического производства). В резуль-
тате дросселирования вначале получается перегретый пар и поэтому в РОУ
(минуя экономайзер и паровой котел) подастся необходимое количество пи-
тательной воды Gpoy с температурой I70..,90 °C для охлаждения перегретого
пара и получения сухого насыщенно! о пара (например, давлением 0,7 МПа).

Сухой насыщенный пар D^iiociyimoT а парораспределительный коллек-
тор ПК (паровая гребенка), <пкуда пар отбирается к технологическому по-
требителю £>тех на производство ТП, а также на собственные нужды />с.н и
компенсацию потерь пара в тепловой схеме Атот-

Конденсат от технологического процесса возвращается в конденсатный
бак КБ или непосредственно в колонку деаэратора. Количество технологиче-
ского конденсата (7тех зависит от процента возврата конденсата —ц. Кон-
денсат с помощью конденсатного насоса КН подается из конденсатного бака
в колонку деаэратора. /

Сухой насыщенный пар (например, давлением 0,7 МПа) поступает на
собственные нужды, которые включают в себя расход пара:

•	А — на подогреватель Т2 жжряом. воды, а конденсат после подогре-
вателя в количестве С?2> равном А> с температурой +60...90 °C возвращается
в колонку деаэратора;

•	А—на подогреватель ТЗ химически очищенной воды, а конденсат по-
сле подогревателя в количестве бз, равном А? и с температурой +60...90 °C
возвращается в колонку деаэратора;

•	Рд — на деаэрацию воды, причем давление пара после редукционного
клапана РК снижается до 0,12 МПа путем дросселирования (энтальпия
i = const);

•	Аи.х — на нагрев мазута, зависит от расхода, теплоемкости, температу-
ры мазута и условно можно принять 0,6...3 % от внешнего потребления, т.е.
0,0062)^; конденсат от подогревателей в количестве равном Асх? воз-
вращается в деаэратор или конденсатный бак;

•	£>р.м — на распиливание мазута, зависит от типа форсунки и условно
можно принять 0,4... 1 % от внешнего потребления, т.е. 0,004/)тех;

•	на обдувку внешних поверхностей нагрева труб кипятильного пучка и
водяного экономайзера, на поршневые резервные, питательные насосы (в
расчете не учитывается).

Расход пара, кг/с, на собственные нужды А.н предварительно принима-
ется в размере 10... 15 % от внешнего потребления пара, т.е. он равен 0,1 Аех-

Расход пара, кг/с, на компенсацию потерь в тепловой схеме Dn0T подогре-
вателями в окружающую среду и другие неучтенные расходы пара принима-
ются в размере 2.. .3 % от внешнего потребления, т.е. он равен 0,03 Аех •

Такая форма учета потерь пара (и теплоты) упрощает тепловой расчет и
позволяет в уравнения теплового баланса оборудования не вводить коэффи-
циент сохранения теплоты rj, учитывающий потери от внешнего охлаждения
и другие потери. Предварительно принятые величины уточняются на заклю-
чительном этапе расчета при сопоставлении принятых Dcli и полученных в
результате расчета расходов пара на собственные нужды Из парового
сл
котельного агрегата давлением 1,4 МПа по продувочной линии котловая вода
(тпр поступает в сепаратор непрерывной продувки СНПУ который устанавли-
вают с целью уменьшения тепловых потерь с продувочной водой. Использо-
вание СНП экономически обоснованно при расходе продувки Gnp> 0,14 кг/с.
В сепараторе непрерывной продувки происходит снижение давления проду-
вочной воды от рабочего в котельном агрегате (1,4 МПа) до 0,12...0,15 МПа.
Котловая вода с высоким содержанием солей и щелочи в СНП вскипает и
разделяется на остаточную воду GCWI и пар вторичного вскипания , ко-
торый является «чистым» рабочим телом и может использоваться в деаэра-
торе. При расходе продувочной воды Gnp> 0,28 кг/с экономически целесооб-
разно использовать не только теплоту, содержащуюся в паре вторичного
вскипания, но и теплоту воды GCHn, сливаемой из сепаратора в водоподогре-
ватель 77, после которого вода с температурой +40...60 °C сбрасывается в
барботер БР и далее в канализационную сеть (дренаж).

Величина непрерывной продувки зависит от допустимого солесодержа-
ния котловой воды и питательной воды после водоподготовки. Продувка па-
ровых котлов по сухому остатку определяется по формуле, %

SL П,, 100

Пр = -^_х------1

'Sjc.b ~$х Пх

где S* — сухой остаток химически очищенной воды, мг/кг; П — доля по-
терь пара и конденсата (ранее химически очищенной воды); — сухой ос-
таток (солесодержание) котловой воды, мг/кг, принимается по паспортным
данным. Если процент непрерывной продувки неизвестен, то его величину
принимают равной 2... 10 % паропроизводительности котельных агрегатов.

В табл. 1 (прил. 1) приведен расчет принципиальной тепловой схемы про-
изводственной котельной с паровыми котлами, давлением пара 1,4 МПа, при
работе на мазуте для одного режима работы с максимальной нагрузкой. По
результатам расчетов тепловой схемы осуществляется подбор мощности и
числа теплотехнического и технологического оборудования, насосов из спра-
вочников и каталогов типового оборудования. При расхождении предвари-
тельной и расчетной паропроизводительностей котельной более чем на 2 %
расчет следует повторить, приняв DCII (прил. 1, табл. 1, п. 12) равным расхо-
ду пара d£h (прил. 1, табл. 1, п. 34). Если невязка расчета менее 2 %, расчет
режима работы тепловой схемы считается законченным. Расчет других ре-
жимов работы котельной производится аналогично. Определив суммарную
максимальную потребность в паре, выбирают тип и число котельных агрега-
тов исходя из того, что при выходе из работы одного агрегата остальные
должны обеспечить максимальную потребность пара.

Примечание. Если при расчете I'ciuionoM схемы (прил. 1, табл. 1) принять темпера-
туру продувочной воды после 77, шшримср, -МО °C, то исходная вода нагревается до
+24 °C, и в этом случае паровой водоподогреватель Т2 можно отключить. Если пита-
тельную воду из деаэратора охлаждать в теплообменнике Т4 ж температуры +70 °C, то
умягченная вода после ХВО нагреется в водо-водяном теплообменнике Т4 ж темпера-
туры +90...100 °C, и в этом случае паровой водоподогреватель ТЗ можно отключить.

Вывод: выполняя энергосберегающие мероприятия и технико-
экономический расчет, возможно и необходимо разработать такую тепловую
схему котельной, в которой себестоимость тепловой энергии будет мини-
мальная.

2.3.	ПРОИЗВОДСТВЕННО-ОТОПИТЕЛЬНЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ
С ПАРОВЫМИ КОТЕЛЬНЫМИ АГРЕГАТАМИ

2.3.1.	Закрытая двухтрубная система теплоснабжения

По этой схеме сетевая вода из подающего трубопровода поступает в по-
догреватели системы горячего водоснабжения, где холодная вода из водо-
провода нагревается и поступает к водоразборным кранам потребителей го-
рячего водоснабжения, а охлажденная сетевая вода возвращается в обратный
трубопровод тепловой сети. Отсутствие водоразбора из теплосети значитель-
но уменьшает расход подпиточной воды, проходящей водоподготовку и
идущей для компенсации потерь теплоносителя в тепловой схеме. Поэтому
оказывается экономически целесообразным не устанавливать дополнитель-
ный узел водоподготовки для подпиточной воды, а готовить ее в системе
ХВО питательной воды котельных агрегатов, несмотря на то, что стоимость
питательной воды выше, поскольку она проходит две ступени умягчения, в
то время как для подпиточной воды теплосети достаточно одной ступени.
Расход подпиточной воды б^подп для закрытых систем теплоснабжения при-
нимается в размере 1,5.. .2 % от расхода сетевой воды.

На рис. 2.3 представлена принципиальная тепловая схема производствен-
но-отопительной котельной для закрытой двухтрубной системы теплоснаб-
жения с независимой (параллельной) схемой подключения к тепловой сети
потребителей горячего водоснабжения ГВ9 отопления и вентиляции ОВ, Сы-
рая вода поступает из водопровода с давлением, или насосом НИ создается
напор, необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений в по-
догревателях, фильтрах ХВО и трубопроводах. Температура исходной воды
/исх принимается +15 °C летом и +5 °C зимой, а расход б^сх должен обеспе-
чивать питание котельных агрегатов КА, подпитку тепловой сети, компенса-
цию расхода пара на собственные нужды и потерь теплоносителя в тепловой
схеме, тепловых сетях и у потребителя. Вода нагревается в охладителе не-
прерывной продувки Пив паровом водоподогревателе Т2 до температуры
+25...35 °C.
Рис. 23. Принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной с закрытой
двухтрубной системой теплоснабжения
Указанный диапазон температур исключает конденсацию водяных паров
из воздуха на внешней поверхности трубопроводов и оборудования водопод-
готовки и обеспечивает стабильную работу катионита. Часть воды использу-
ется на собственные нужды химводоподготовки (взрыхление, регенерация,
отмывка и др.) и составляет 15...20 % расхода Gxbo, или Ghcx = 1,2 б\во- В
процессе химводоочистки ХВО из воды удаляются соли жесткости — Са и
Mg, а температура воды при этом снижается на 2...3 °C. Далее умягченная
вода нагревается в паровом водоподогревателе 73 и водо-водяном подогрева-
теле Т4 до температуры +60...90 °C и направляется в колонку деаэратора, в
верхнюю часть которой также поступает конденсат от всех паровых подогре-
вателей и от технологического производства ТП. В нижнюю часть колонки
деаэратора и в водный объем питательного бака ДА (через барботажное уст-
ройство) подается пар давлением 0,12 МПа для подогрева умягченной воды
до температуры кипения +104 °C. Чем ниже температура воды и конденсата,
поступающих в деаэратор, тем больше расход пара на деаэрацию 7>д. Выде-
лившиеся из воды коррозионно-активные газы вместе с паром удаляются в
атмосферу или поступают в охладитель выпара (на схеме не показан) для на-
грева умягченной воды, поступающей в деаэратор; при этом газы из охлади-
теля выпара уходят в атмосферу, а конденсат — в дренаж. Удельный расход
выпара d из деаэратора составляет 0,002 кг пара/кг воды.

Питательный бак-деаэратор ДА должен иметь тепловую изоляцию, а гео-
дезическая высота установки ДА не менее 8...10 м для создания подпора во-
ды на всасывающем патрубке питательного ПН и подпиточного насоса ППН.
Из бака деаэратора питательная вода с температурой +102...104 °C поступает
в теплообменник Т4, где охлаждается до +70...90 °C при сжигании природно-
го газа или малосернистого мазута и до +90... 100 °C — сернистого или высо-
косернистого мазута. Это условие необходимо для предотвращения низко-
температурной коррозии внешних поверхностей нагрева водяного экономай-
зера. Одна (большая) часть питательной воды питательным насосом ПН
нагнетается в водяной экономайзер ЭК, где нагревается за счет теплоты ухо-
дящих топочных газов. Другая (меньшая) часть воды 6гпод подпиточным на-
сосом ППН нагнетается в обратный трубопровод теплосети, перед сетевым
насосом СЯ, для компенсации потерь теплоносителя в тепловых сетях. Рас-
ход подпиточной воды для закрытых систем теплоснабжения принимается
1,5...2 % от расхода сетевой воды, т.е. <7Подп * 0,02Gc. В водяном экономай-
зере некипящего типа питательная вода не догревается до температуры на-
сыщения на 20...40 °C и по питательной линии поступает в водный объем
верхнего барабана парового котельного агрегата КА, где вырабатывается су-
хой насыщенный (или перегретый) пар.

Из КА по паропроводу пар поступает в редукционно-охладительную уста-
новку РОУ, где путем дросселирования (редуцирования) давление пара сни-
жается, например, с 1,4 до 0,7 МПа или до давления, необходимого для техно-
логического производства (0,5... 1,2 МПа). В результате дросселирования (при
i = const) получается перегретый пар, и поэтому в РОУ (минуя экономайзер и
паровой котел) подается необходимое количество питательной воды 6Роу с
температурой +70... 100 °C для охлаждения перегретого пара и получения су-
хого насыщенного пара. Далее сухой насыщенный пар поступает в парорас-
пределительный коллектор ЛК (гребенку), откуда расходуется на:

♦	технологическое производство ТП в количестве £>тн; конденсат воз-
вращается в конденсатный бак (на схеме не показан) или непосредственно в
колонку деаэратора, и его количество <?та зависит от процента возврата р, т.е.
GTH = 0,01цЗта; потери технологического конденсата = £>та - (7та;

•	подогреватели сетевой воды Т5, Тб в количестве где передает теп-
лоту воде теплосети Gc, а конденсат (GCT равен после теплообменников
возвращается в колонку деаэратора, так как он не загрязнен и находится под
бблыпим давлением, чем давление в деаэраторе;

•	собственные нужды котельной в количестве Всн, предварительно при-
нимаются в размере 7... 15 % от потребления пара, т.е. Dc.h ~ 0,1 (DTli + D^);

•	компенсацию потерь пара Dn<yr в тепловой схеме, потерь тепла подог-
ревателями в окружающую среду и другие неучтенные расходы пара; прини-
маются в размере 2.. .3 % от потребления пара, т.е. РПот = 0,03 (Z>th + Z>CT)*

Предварительно принятые величины уточняются на заключительном эта-
пе расчета при сопоставлении Вс н и полученных в результате расчета расхо-
дов пара на собственные нужды Z>£H, которые включают в себя расход пара:

•	£>2 — на подогреватель исходной воды Т2 и расход пара D$ на подогре-
ватель ТЗ умягченной воды; конденсат от подогревателей (ф, равный Z>2> и

равный 2>з) с температурой +60...90 °C возвращается в колонку деаэра-
тора;

•	£>д — на деаэрацию воды, причем давление пара после редукционного
клапана РК снижается до 0,12 МПа путем дросселирования (при i = const);

•	Ад.х — на мазутное хозяйство MX и зависит от расхода, теплоемкости,
температуры мазута, горелки, удельного расхода пара на распиливание мазу-
та в форсунках и условно можно принять 1...3 % от внешнего потребления
пара, т.е. £>мл = 0,01 (DTO +конденсат в количестве 50...60 % с темпе-
ратурой +50...80 °C возвращается в деаэратор;

•	на обдувку внешних поверхностей нагрева труб кипятильного пучка
котла и водяного экономайзера, а также на паровые, питательные насосы (в
расчете не учитывается и входит к Лтгг).

Из парового котельного arpciara по продувочной линии котловая вода
бпр поступает в сепаратор (расширитель) непрерывной продувки СНП, где
происходит снижение давления до 0,12...0,2 МПа; вода вскипает и разделя-
ется на остаточную воду GCHn и пар вторичного вскипания D^i5 (при давле-
нии 0,15 МПа). Пар из СНП используется в деаэраторе ДА, а вода направля-
ется в охладитель выпара Т1, где, отдавая тепло исходной воде, охлаждается
до температуры +40...60 °C и сбрасывается в барботер БР. Величина продув-
ки зависит от солесодержания котловой воды (зависит от типа КА) и пита-
тельной воды после водоподготовки или принимается равной 2...10 % от па-
ропроизводительности котельных агрегатов. Продувка паровых котлов по
сухому остатку определяется по формуле, %

_	$хПх400

ПР=с J ,п 
лк.в **х пх

где S* - сухой остаток химически очищенной воды, мг/кг; Пх— доля по-
терь пара и конденсата ранее химически очищенной воды; — сухой ос-
таток (солесодержание) котловой воды, мг/кг, принимается по паспортным
данным.

Таким образом, полная паропроизводительность котельной установки бу-
дет равна

Дк ~ ^тн + -^ст + Рс.Н + Даот,
а суммарные потери пара и конденсата

^пот~	+ ^вып + ^пот + $снп + ^подп +	•

Работа тепловой сети. Обратная сетевая вода с температурой +70 °C (в
максимально-зимнем режиме) сетевым насосом СН нагнетается в паровые
водоподогреватели Т5 и Тб, где нагревается паром до температуры +150 °C, и
поступает в теплосеть в количестве

Q +Q

G' - о в гв
с с -(f -Г) '
в vc с7

где 2о.в и бг.в — тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее во-
доснабжение соответственно, кВт; св= 4,19 кДж/кг-К — теплоемкость воды;
t' ,t” — соответственно температура сетевой воды в подающем и обратном
С с

трубопроводах,°C.

Температура воды, поступающей в систему отопления и вентиляции по-
требителя ОВ, регулируется с помощью элеваторного узла Э путем смешива-
ния прямой сетевой воды (/' = +150 °C в максимально-зимнем режиме) с об-
ратной из системы отопления (^Б = +70 °C) для получения воды с темпера-
турой (/qB = +95 °C), поступающей в систему ОВ коммунально-бытового
потребителя.

Температура воды (/рВ - +60 °C), поступающей в водоразборные краны
системы горячего водоснабжения ГВ, регулируется изменением расхода пря-
мой сетевой воды через подогреватели горячего водоснабжения 77, установ-
ленные в тепловом пункте.

При температуре наружного воздуха, отличной от расчетной (холодной
пятидневки), температура сетевой воды в подающем трубопроводе регулиру-
ется в соответствии с температурным графиком (рис. 2.1) путем перепуска
части воды из обратного трубопровода в подающий, минуя сетевые подогре-
ватели Т5 и Тб, по перемычке АВ, на которой установлен регулятор темпера-
туры РТ,

Тепловые нагрузки для расчета и выбора оборудования котельной долж-
ны определяться для трех характерных режимов:

•	максимально-зимнего — при средней температуре наружного воздуха в
наиболее холодную пятидневку;

•	наиболее холодного месяца — при средней температуре наружного
воздуха в наиболее холодном месяце;

•	летнего — при расчетной температуре наружного воздуха теплого пе-
риода (расчетные параметры А).

В табл. 2 (прил. 1) приведен расчет принципиальной тепловой схемы
производственно-отопительной котельной для закрытой двухтрубной систе-
мы теплоснабжения с независимой (параллельной) схемой подключения к
тепловой сети потребителей горячего водоснабжения, отопления й вентиля-
ции; при установке паровых котельных агрегатов серии Е (ДЕ, ДКВР, КЕ и
др,) низкого давления в 1,4 МПа и работе на мазуте. При работе на природ-
ном газе отсутствует нагрузка на мазутное хозяйство Рм,х. Определив сум-
марную максимальную потребность в паре выбирают тип и число ко-
тельных агрегатов по формуле N - dJ^ZDhom, где £>ном — номинальная па-
ропроизводительность котельного агрегата (2,5; 4; 6,5; 10; 16; 25 т/ч и т.д.).

Примечания, 1. В табл. 2 (прил.1) расчетные формулы в графе 4 выполнены для
максимально-зимнего режима. Расчет зимнего и летнего режимов работы произво-
дится аналогично. При расхождении предварительного и расчетного значении па-
ропроизводительности котельной, или невязки расчета Д более 2 %, расчет следует
повторить, приняв £>сн (прил. 1, табл. 2, строка 18) равным расходу пара Z>£H
(прил. 1, табл. 2, строка 46)). Если же невязка расчета Д< 2 %, расчет режимов ра-
боты тепловой схемы считается законченным.

2. Если при расчете тепловой схемы котельной (например в максимально-
зимнем режиме) принять температуру продувочной воды после Т1 не +60, а +40 °C,
то исходная вода нагревается до +25 °C зимой или до +36 °C летом, и в этом
случае паровой водоподогреватель Т2 можно отключить. Если питательную воду
из деаэратора охладить в теплообменнике Т4 до температуры +70 °C, то умягчен-
ная вода после ХВО нагреется в водо-водяном теплообменнике Т4 до температуры
+100 °C, и в этом случае паровой водоподогреватель ТЗ можно отключить. Следо-
вательно, в этих режимах расход пара /)2 •• Dj  0, что позволяет экономить тепло-
вую энергию.
Вывод: выполняя энергосберегающие мероприятия и технико-
экономический расчет, возможно и необходимо разработать такую тепловую
схему котельной, в которой себестоимость тепловой энергии и расход топли-
ва будут минимальные.

23.2 Закрытая четырехтрубная система теплоснабжения

В четырехтрубной системе теплоснабжения сетевая вода подается раз-
дельно для целей отопления, вентиляции QOB и горячего водоснабжения gr.B,
что значительно упрощает схему тепловых пунктов и процесс управления
тепловыми режимами. Однако из-за большого расхода металла на тепловые
сети четырехтрубные схемы применяются лишь в системах малой мощности.

На рис. 2.4 приведена принципиальная тепловая схема производственно-
отопительной котельной с закрытой четырехтрубной системой теплоснабже-
ния при сжигании природного газа (мазутное хозяйство отсутствует). Блок
водоподготовки и работа котельного агрегата аналогичны ранее рассмот-
ренной тепловой схеме (рис. 2.3) с закрытой двухтрубной системой тепло-
снабжения, а в блоке потребления можно выделить две группы оборудова-
ния: сетевые подогреватели Т8 и T9 для отопления и вентиляции ОВ и се-
тевые подогреватели Т5 и Тб для горячего водоснабжения ГВ. В контуре
ОВ установлен сетевой насос СЯ, а в контуре ГВ - насос горячего водо-
снабжения НГ. Подпитка производится из бака деаэратора ДА подпиточ-
ным насосом ППН в оба контура ОВ и ГВ, пропорционально расходам во-
ды g£b и циркулирующей в системе теплоснабжения. Причем в лет-
ний период нагрузка на отопление и вентиляцию отсутствует, и поэтому
сетевые подогреватели Т8 и T9 отключают от тепловой сети и парового
коллектора ПК; сетевые насосы СН также выключаются.

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе на отопление и
вентиляцию ОВ и горячее водоснабжение ГВ регулируется в соответствии с
температурным графиком (рис. 2Д) путем перепуска части воды из обрат-
ных трубопроводов в подающие, минуя пароводяные подогреватели, по пе-
ремычкам АВ иСД, на которых установлены регуляторы температуры РТ.
Принципы расчета закрытых систем теплоснабжения двух- и четырехтруб-
ных в основном одинаковы (прил. 1, табл. 2) но для четырехтрубной сис-
темы отличаются следующим:

•	производится отдельный расчет (прил. 1, табл. 2, строка 16) расхода пара
на подогреватели отопления и вентиляции Т8, T9 и подогреватели горячего водо-
снабжения 73, Тб, т.е.	£?ов/(*" - fo); А'.в^	- Ы;

•	соответственно расходам воды g£b, б£в в подающих трубопроводах на
отопление и вентиляцию иторячее водоснабжение изменится расход воды на под-
питку (прил. 1, табл. 2, строка 22): СПоДО ^подп +<?подп; Фвдд= 0,02- g£b;
^подп^ °>02' gf.b > причем в летнем режиме <7П0ДП = Gj^.

233. Открытая двухтрубная система теплоснабжения

В котельной с открытой системой теплоснабжения непосредственный во-
доразбор из тепловой сети на нужды горячего водоснабжения приводит к
существенному увеличению потерь теплоносителя и требует увеличения
производительности системы ХВО. Показатели качества подпиточной воды
тепловых сетей ниже, чем питательной воды паровых котлов, что позволяет
использовать одну ступень умягчения и термическую деаэрацию подпиточ-
ной воды. Вместе с тем в открытых системах теплоснабжения сетевая вода
должна отвечать требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». Основные
преимущества и недостатки этих систем описаны в разделе 1.3.

Открытые системы теплоснабжения целесообразно применять при малой
и очень большой жесткости исходной воды, так как при малой жесткости уп-
рощается схема водоподготовки, а при жесткой воде вместо водоподготовки
на каждом тепловом пункте экономически целесообразно использовать цен-
трализованную водоподготовку в котельной. В тепловой схеме предусматри-
вается бак-аккумулятор для подпиточной химобработанной воды, в связи с
чем все трубопроводы, арматура, оборудование (теплообменники, деаэратор,
насосы и др.), установленные до бака-аккумулятора, подбираются по средне-
часовым расходам за сутки, а после бака-аккумулятора (трубопроводы, арма-
тура, насосы) — по максимальным часовым расходам. Увеличение количест-
ва воды, проходящей водоподготовку, приводит к росту пара (кг/с) на собст-
венные нужды 7>СЛ1 котельной и составляет 15..30 % от внешнего
потребления £>с.н = (0,15...0,3) • (7)та + Z>cr)»

Принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной с
открытой двухтрубной системой теплоснабжения приведена на рис. 2.5. Сырая
вода из водопровода G^ насосом НИ подается в охладитель непрерывной про-
дувки Т1 и паровой водоподогреватель Т2, где нагревается до температуры
+25...35 °C. Указанный диапазон температур исключает конденсацию водяных
паров из воздуха на внешней поверхности трубопроводов и оборудования водо-
подготовки и обеспечивает стабильную работу катионита. Часть воды использу-
ется на собственные нужды химводоподготовки (взрыхление, отмывка и др.) и
составляет 15...20 % от расхода Gxbo. В процессе химводоподготовки ХВО из
воды удаляются соли жесткости Са и Mg, а температура воды при этом снижает-
ся на 2..3 °C. XBQ имеет две ступени умягчения, т.е. последовательную схему
установки катионитовых фильтров. Одна часть воды G^80 после первой ступени
умягчения нагревается в паровом водоподогревателе 77, водо-водяном подогре-
вателе Т8 и охладителе выпара T9 до температуры +60...90 °C и поступает в де-
аэратор подпиточной воды ДА2, откуда используется на подпитку тепловой сети.
Другая часть воды Gj®0 проходит две ступени умягчения и, нагреваясь в паро-
вом водоподогревателе ТЗ и водо-водяном подогревателе Т4 до температуры
+60...90 °C, поступает в деаэратор питательной вода ДА 1.
Рис. 2.5. Принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной с открытой
двухтрубной системой теплоснабжения
В верхнюю часть колонки деаэратора ДА1 также поступает конденсат от
всех паровых водоподогревателей 72, Т3> Т5, Тб, Т7, от технологического про-
изводства ТП и от мазутного хозяйства MX. В нижнюю часть колонки деаэрато-
ра ДА1 и ДА2 и в водяной объем питательного бака подается пар давлением
0,12 МПа для нагрева воды до кипения +102... 104 °C; давление пара снижается
в редукционном клапане РК. Чем ниже температура воды и конденсата, посту-
пающих в колонку, тем больший расход пара потребуется на деаэрацию.

Выделившиеся из воды коррозионно-активные газы вместе с паром удаля-
ются в атмосферу или поступают в охладитель выпара (на схеме не показан)
для нагрева умягченной воды, поступающей в деаэратор; при этом газы из ох-
ладителя выпара уходят в атмосферу, а конденсат — в дренаж. Удельный рас-
ход d выпара составляет 0,002 кг пара/кг воды. Деаэраторы питательной ДА1 и
подпиточной ДА2 ыуцл иметь тепловую изоляцию и установлены на
геодезической отметке не менее 8...10 м для создания подпора воды на всасы-
вающем патрубке питательного ПН и перекачивающего насоса/®

Из деаэратора питательной воды ДА1 вода с температурой +102 °C посту-
пает в теплообменник Т4, где охлаждается до +70...90 °C при сжигании при-
родного газа или малосернистого мазута и до +90...100 °C при сжигании сер-
нистого или высокосернистого мазута. Это условие необходимо для предот-
вращения низкотемпературной коррозии внешних поверхностей нагрева
водяного экономайзера. Охлажденная питательная вода, в количестве Спит,
питательным насосом ПН вначале нагнетается в водяной экономайзер ЭК,
где нагревается за счет теплоты уходящих топочных газов, а затем подается
в водяной объем верхнего барабана парового котельного агрегата КА.

Образующийся сухой насыщенный (или перегретый) пар по паропроводу из
КА поступает в редукционно-охладительную установку РОУ, где при дроссели-
ровании (редуцировании) давление пара снижается до 0,5... 1,2 МПа, необходи-
мого для технологического производства ТП. В результате дросселирования
(при i = const) получается перегретый пар и поэтому в РОУ (минуя экономайзер
и паровой котел) по отдельному трубопроводу подается необходимое количество
питательной воды <7роу с температурой +70...100 °C для охлаждения перегретого
пара и получения сухого насыщенного пара.

Пар поступает в парораспределительный коллектор ПК, откуда расходу-
ется на:

•	технологическое производство ТП в количестве Dm, а конденсат воз-
вращается в колонку деаэратора ДА1 (или в конденсатный бак); количество
конденсата <7та зависит от процента возврата ц, а потери технологического
конденсата, кг/с, определяются по формуле

$тн “ ^тн^тн>
•	подогреватели сетевой воды Т5, Тб в количестве £>ст, где передает теп-
лоту воде теплосети Gc, а конденсат GCT, равный после теплообменни-
ков возвращается в колонку деаэратора ДА 1, так как он не загрязнен и нахо-
дится под давлением, большим, чем давление в деаэраторе;

•	собственные нужды котельной в количестве Лсн, предварительно при-
нимаются в размере 15...30 % от внешнего потребления пара;

•	компенсацию потерь пара 7)пот в тепловой схеме, потерь тепла подог-
ревателями в окружающую среду и другие неучтенные расходы пара; прини-
маются в размере 2.. .3 % от внешнего потребления пара;

Расчетный расход пара на собственные нужды d£h включает в себя рас-
ходы пара:

•	Z>2 — на подогреватель исходной воды Т2; D$ — на подогреватель
умягченной воды ТЗ; Dj — на подогреватель подпиточной воды 77; конден-
сат от паровых подогревателей Ga, равный ; G3, равный £>з ; G7, равный
Z>7, с температурой +60...90 °C возвращается в колонку деаэратора ДА1, так
как он не загрязнен и находится под давлением, большим, чем давление в де-
аэраторе;

•	Dj4 — на деаэрацию питательной воды в ДА1, на деаэрацию под-
питочной воды в ДА2, причем давление пара после редукционного клапана
РК снижается до 0,12 МПа;

•	7>м.х — на мазутное хозяйство MX и зависит от расхода, теплоемкости,
температуры мазута, удельного расхода пара на распыливание мазута в фор-
сунках и условно можно принять равным 1...3 % от внешнего потребления
пара; конденсат GMX с температурой +50...80 °C в количестве 50...60 %, воз-
вращается в колонку деаэратора ДА1, а потери пара на распыливание мазута
составляют 40.. .50 % от расхода пара на мазутное хозяйство;

•	на обдувку внешних поверхностей нагрева труб кипятильного пучка и
водяного экономайзера, а также паровые, питательные насосы (в расчете рас-
ход пара не учитывается и входит в 7)пот).

Из парового котельного агрегата по продувочной линии котловая вода в
количестве Gnp поступает в сепаратор (расширитель) непрерывной продувки
СНП, где происходит снижение давления до 0,12...0,2 МПа; вода вскипает и
разделяется на остаточную воду GCnn и пар вторичного вскипания Г>д15(при
давлении 0,15 МПа). Пар из СНП используется в деаэраторе ДА1, а вода на-
правляется в охладитель выпара Г/, где отдавая тепло исходной воде, охлаж-
дается до температуры +40...60 °C и сбрасывается в барботер БР. Величина
продувки зависит от солесодсржания котловой воды и питательной воды (см.
разд. 2.1) или принимается равной 2... 10 % паропроизводительности котель-
ных агрегатов.
В деаэраторе подпиточной воды ДА2 выделившиеся коррозионно-
активные газы удаляются вместе с паром в атмосферу (выпар) или поступают
в теплообменник — охладитель выпара T9 для нагрева подпиточной воды,
поступающей в деаэратор; при этом газы из охладителя выпара уходят в ат-
мосферу, а конденсат - в дренаж.

Из деаэратора ДА2 подпиточная вода с температурой +102...104 °C в ко-
личестве поступает в водо-водяной теплообменник Т8, где охлаждается
до температуры +65...85 °C, а затем перекачивающим насосом НД подается в
бак-аккумулятор воды БА. Вода из бака-аккумулятора подпиточным насосом
ППН нагнетается в обратный трубопровод теплосети, перед сетевым насосом
СН, для подпитки открытой системы теплоснабжения в количестве Gn(Wl,
включая и расход воды на горячее водоснабжение .

Работа тепловой сети в зимнем режиме. Обратная сетевая вода с тем-
пературой (при максимально-зимнем режиме t* ~ +70 °Q сетевым насо-
сом СИ нагнетается в паровой водоподогреватель Тб и 75, где нагревается
паром до температуры (при максимально-зимнем режиме /' - +150 °C), и
поступает в подающий трубопровод теплосети.

Температура воды, поступающей в систему отопления и вентиляции по-
требителя ОВ, регулируется с помощью элеваторного узла Э путем смешива-
ния прямой сетевой воды с обратной из системы отопления для получения
воды с температурой +95 °C, поступающей в систему ОВ коммунально-
бытового потребителя.

Отбор воды на горячее водоснабжение ГВ обеспечивается подачей воды
из обратного трубопровода тепловой сети. При необходимости ее догрева до
= +60...70 °C в узел смешения S через регулятор температуры РТГ подает-
ся необходимое количество прямой сетевой воды.

Во избежание охлаждения воды в системе горячего водоснабжения (при
малых водоразборах) предусматривается циркуляция некоторого количества
воды Gji с возвратом ее в обратный трубопровод теплосети с помощью цир-
куляционного насоса ЦН. Участок KL при этом должен быть перекрыт с по-
мощью задвижки. В местных системах циркуляционная вода проходит через
полотенцесушители и охлаждается до температур +40...50 °C, а расход цир-
куляционной воды (7ц принимается в размере 5...10 % от среднечасового за
сутки расхода горячей воды у потребителя G" . Среднечасовой за сутки
расход горячей воды, поступающий к потребителю, определяется исходя из
нагрузки горячего водоснабжения (см. разд. 2).

При температуре наружного воздуха /н.в> отличной от расчетной, темпе-
ратура сетевой воды в подающем трубопроводе регулируется в соответствии
120
с температурным графиком (рис. 2.1), путем перепуска части воды из обрат-
ного трубопровода в подающий (минуя сетевые подогреватели Т5 и 76) по
перемычке АВ9 на которой установлен регулятор температуры РТ.

В максимально-зимнем режиме непосредственно к водоразборным кра-
нам ГВ поступает обратная сетевая вода с температурой +70 °C в количестве
и в этом случае в подающий трубопровод тепловой сети подается
только вода на отопление и вентиляцию	в, a G°B будет отсутствовать.

При других режимах работы (в течение отопительного периода) темпера-
тура обратной сетевой воды снижается ниже нормируемой для горячего
водоснабжения температуры (+60 °C), поэтому в узле смешения S приготов-
ление горячей воды потребителя ГВ производится путем подмешивания к
обратной сетевой воде через регулятор температуры РТГ необходимого
количества прямой сетевой воды из подающего трубопровода G^B в количе-
стве

СГ.В
с *'с -t'c

Полный расход сетевой воды, кг/с, в подающем трубопроводе Gc на нуж-
ды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения с учетом циркуляцион-
ного расхода определяется по формуле

Сс = go.b + бг.в +(7ц = G0.b +gt.b +O,b(?"Jip.

Потери воды, кг/с, в открытой системе теплоснабжения принимаются в
размере 1,5...2 % от расхода сетевой воды, а подпитка теплосети составляет
бдодп = 0,02 • Сс. Следовательно, полный расход воды, кг/с, на подпитку те-
пловой сети и на горячее водоснабжение (без учета выпара) составляет

^°=Й = (? +Gn0TP.

2	2 подп г.в

Работа тепловой сети в летнем режиме. В летнее время нагрузка на
отопление и вентиляцию ОВ отсутствует и поэтому сетевые пароводяные по-
догреватели Т5 и Тб отключают от тепловой сети и парового коллектора ПК\
сетевые насосы СН при этом также выключаются. Вода на горячее водо-
снабжение с температурой +60...70 °C подается подпиточным насосом ППН
(иногда их называют «летними») по перемычке СД, из бака-аккумулятора БА
непосредственно в подающий трубопровод тепловой сети, откуда вода по-
ступает в водоразборные краны ГВ. По обратному трубопроводу в бак-
аккумулятор БА по линии KL будет поступать циркуляционная вода с темпе-
ратурой +35...40 °C. Участок СК при этом должен быть перекрыт с помощью
задвижки. Расход воды, кг/с, через насос ПИН в летнем режиме составляет

G =<9	+ Gnoip+G .

ППН подл г.в ц

В табл. 3 (прил. 1) приведен расчет принципиальной тепловой схемы про-
изводственно-отопительной котельной с открытой двухтрубной системой теп-
лоснабжения при установке паровых котельных агрегатов низкого давления в
1,4 МПа и работе на мазуте. При работе на природном газе отсутствует на-
грузка на мазутное хозяйство Пм#х. В табл. 3 (прил.. 1) расчеты в графе 4 вы-
полнены для максимально-зимнего режима. Если при расчете невязка А > 2 %,
то расчет следует повторить, приняв 2>с.н равным расходу пара Д?н. Если не-
вязка А < 2 %, расчет режимов работы тепловой схемы считается закончен-
ным. Определив суммарную максимальную потребность в паре выбира-
ют тип и число котельных агрегатов.

23.4. Открытая четырехтрубная система теплоснабжения

В четырехтрубной системе теплоснабжения сетевая вода подается раз-
дельно для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, что зна-
чительно упрощает схему тепловых пунктов и процессы управления тепло-
выми режимами (центральное регулирование). Однако из-за большого расхо-
да металла на тепловые сети четырехтрубные схемы применяют лишь в
системах малой мощности.

На рис. 2.6 приведена принципиальная тепловая схема производственно-
отопительной котельной с открытой четырехтрубной системой теплоснабже-
ния. Блок водоподготовки и работа котельного агрегата будут аналогичны
ранее рассмотренной тепловой схеме (рис. 2.5) с открытой двухтрубной сис-
темой теплоснабжения, а в блоке потребления можно выделить две группы
оборудования: сетевые подогреватели воды Т5 и Тб для отопления и венти-
ляции; оборудование для аккумуляции и подачи воды на горячее водоснаб-
жение ГВ. Причем расход сетевой воды Gz обеспечивает только нагрузку
отопления и вентиляции, т.е. Gc = б£в > кг/с.

В течение отопительного периода (зимний режим) пар на коммунально-
бытовые цели подается в сетевые водоподогреватели Т5 и Тб и в деаэратор
подпиточной воды ДА2. Из деаэратора перекачивающим насосом НД вода
подается в бак-аккумулятор БА с температурой +65...80 °C, откуда подпиточ-
ным насосом НГ направляется на подпитку теплосети, по линии NM, в коли-
честве бгПОдп и на горячее водоснабжение, непосредственно к водоразборным
кранам ГВ, в количестве Gf^.

Во избежание охлаждения воды в системе горячего водоснабжения (при ма-
лых водоразборах) предусматривается циркуляция некоторого количества воды
бд с возвратом ее в бак-аккумулятор БА с помощью циркуляционного насоса ЦН.

В летний период нагрузка на отопление и вентиляцию ОВ отсутствует и
поэтому сетевые пароводяные подогреватели Т5 и Тб отключают от тепло-
вой сети и парового коллектора ПК\ сетевые насосы СН также выключаются.
Вода в водоразборные краны на горячее водоснабжение ГВ подается насосом
горячего водоснабжения НГ, непосредственно из бака-аккумулятора БА, с
температурой примерно 65 °C. Участок NM при этом должен быть перекрыт
задвижкой. Циркуляционная вода возвращается циркуляционным насосом
ЦН в бак-аккумулятор БА с температурой +40.. .45 °C.

Принципы расчета открытых систем теплоснабжения двух- и четырех-
трубных одинаковы (прил. 1, табл. 3). Однако при расчете открытой четы-
рехтрубной системы теплоснабжения необходимо определить расход:

•	сетевой воды на отопление и вентиляцию для отопительного периода;
рассчитывается аналогично двухтрубной системе ( прил.1, табл. 3, строка 31), а
в летнем режиме —	0;

•	горячей воды у потребителя рассчитывается аналогично (см.
прил. 1, табл. 3, строка 32);	является расчетной постоянной величиной

для всех режимов работы котельной;

•	циркуляционной воды бц; составляет 5... 10 % от расхода горячей воды
у потребителя, т.е. аналогично строке 33 (прил. 1, табл. 3);

•	сетевой воды на горячее водоснабжение G?M (прил 1, табл. 3, строка
34), рассчитывается как полный расход воды на горячее водоснабжение Gr.B с
учетом расхода циркуляционной воды бц и составляет ОГЛ =1,1 G^^;

•	сетевой воды Gc = G%# (прил. 1, табл. 3, строка 35), причем в летнем
режиме работы Gc = 0;

•	воды на подпитку; составляет 1,5...2 % от расхода сетевой воды, т.е.
аналогично строке 36 (прил. 1, табл. 3);

•	воды из бака-аккумулятора на подпитку теплосети и горячее водоснаб-
жение <?2д; определяется в строке 37 (прил. 1, табл. 3) по формуле

~ &тл + ^пода*
2.4.	ТЕПЛОФИКАЦИОННЫЕ И ОТОПИТЕЛЬНЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ
С ПАРОВЫМИ КОТЕЛЬНЫМИ АГРЕГАТАМИ

Отопительная котельная работает так же, как и производственно-
отопительная, за исключением нагрузки на технологическое производство. Рас-
чет выполняется аналогично описанному в разд. 22.1...2.2.4. и табл. 2 и 3
(прил. 1).

Принципиальная тепловая схема теплофикационной котельной с закрытой
двухтрубной системой теплоснабжения.представлена на рис. 2.7. Исходная
вода из водопровода насосом НИ подается в паровой теплообменник Т19 где
нагревается до температуры +25...35 °C и поступает на химводоочистку ХВО.
В процессе химводоочистки из воды удаляются соли жесткости, а умягченная
вода после ХВО нагревается в паровом подогревателе Т2 до +60...90 °C и по-
ступает в верхнюю часть колонки деаэратора ДА атмосферного смешивающе-
го типа. В нижнюю часть колонки деаэратора подается пар давлением
0,12 МПа для подогрева умягченной воды до температуры кипения
+102...104 °C, а выделившиеся из воды коррозионно-активные газы вместе с
паром удаляются в атмосферу (выпар).

Из бака деаэратора одна часть воды питательным насосом ПН подается в
верхний барабан парового котельного агрегата КА и в редукционно-
охладительную установку РОУ, другая часть воды подпиточным насосом
ППН подается в обратный трубопровод теплосети, перед сетевым насосом
СН, для компенсации потерь теплоносителя в тепловой сети.

В котельном агрегате КА вырабатывается сухой насыщенный пар, кото-
рый по паропроводу поступает в подогреватель-бойлер ПБ9 где отдает тепло-
ту сетевой воде, а полученный конденсат самотеком возвращается в нижний
барабан парового котла НБ. Другая часть пара из КА по паропроводу посту-
пает в редукционно-охладительную установку РОУ9 где путем дросселиро-
вания (редуцирования) давление пара снижается до 0,5...0,7 МПа. В резуль-
тате дросселирования (при i = const) получается перегретый пар, и поэтому в
РОУ подается необходимое количество питательной воды с температурой
-100 °C для охлаждения перегретого пара и получения сухого насыщенного
пара.

Далее сухой насыщенный пар поступает в парораспределительный кол-
лектор ПК9 откуда расходуется:

♦	на деаэрацию воды, причем давление пара после редукционного клапа-
на РК снижается до 0,12 МПа путем дросселирования (при i = const);

•	подогрев исходной воды в теплообменнике Т1 и умягченной воды в те-
плообменнике 72; конденсат от паровых подогревателей возвращается в ко-
лонку деаэратора ДА, так как он нс загрязнен и находится под давлением,
большим, чем давление в деаэраторе.

•	собственные нужды СН\ мазутное хозяйство, обдувку поверхностей на-
грева и др.
Рис. 2.7. Принципиальная тепловая схема теплофикационной (отопительной) котельной с закрытой
двухтрубной системой теплоснабжения
В максимально-зимнем режиме обратная сетевая вода, имеющая темпера-
туру +70 °C, сетевым насосом СН нагнетается в теплофикационный водяной
экономайзер ЭК, где нагревается за счет теплоты уходящих топочных газов,
а затем поступает в подогреватель-бойлер 17Б, где нагревается паром до тем-
пературы +150 °C, и поступает в теплосеть. Температура воды, поступающей
в систему отопления и вентиляции потребителя ОВ, регулируется с помощью
элеваторного узла Э путем смешивания прямой сетевой воды с обратной из
системы отопления для получения воды с температурой ~ 95 °C, поступаю-
щей в систему ОВ коммунально-бытового потребителя. В тепловой сети ис-
пользована последовательная схема включения подогревателей горячего во-
доснабжения. Обратная сетевая вода после систем отопления, вентиляции
поступает в подогреватели горячего водоснабжения первой ступени ТЗ, а уже
затем в обратный трубопровод тепловой сети. При необходимости догрев во-
ды горячего водоснабжения ГВ до +65 °C осуществляется прямой сетевой
водой в подогревателях второй ступени 7¥.

Вместе с тем для нормального функционирования системы отопления
снижение температуры сетевой воды в подогревателе второй ступени Т4 не
должно отражаться на количестве теплоты, подаваемой в отапливаемое по-
мещение. Поэтому для сохранения теплового режима отапливаемых поме-
щений необходимо повышение температуры воды в тепловой сети при со-
хранении нормального отопительного расхода сетевой воды (повышенные
температурные графики).

При температуре наружного воздуха, отличной от расчетной, температура
сетевой воды в подающем трубопроводе регулируется в соответствии с темпе-
ратурным графиком (рис. 2.1) путем перепуска части воды из обратного трубо-
провода в подающий, минуя теплофикационный экономайзер ЭК и бойлер ПБ,
по перемычке АВ, на который установлен регулятор температуры РТ.

Во избежание низкотемпературной коррозии теплофикационного водяного
экономайзера ЭК перед вводом обратной сетевой воды ее температура повыша-
ется путем подачи рециркуляционным насосом HP по линии рециркуляции СД
расчетного количества подогретой в бойлере воды. Минимальная температура
воды на входе в теплофикационный экономайзер при работе на газе и малосер-
нистом мазуте принимается не ниже +70 °C, а при работе на сернистом и вы-
сокосернистом мазуте — соответственно не ниже +90 и 110 °C.

23. ОТОПИТЕЛЬНЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ С ВОДОГРЕЙНЫМИ
КОТЕЛЬНЫМИ АГРЕГАТАМИ

2.5.1. Закрытая система теплоснабжения

Принципиальная тепловая схема отопительной котельной с водогрейны-
ми котлами для закрытой системы теплоснабжения представлена на рис. 2.8.
Вода из водопровода насосом исходной воды НИ подается в теплообменник
Т1, где нагревается до 4 25...35 °C и поступает на химводоочистку ХВО.
Рис. 2.8. Принципиальная тепловая схема отопительной котельной с закрытой двухтрубной
системой теплоснабжения *
Указанный диапазон температур исключает конденсацию водяных паров
из воздуха на внешней поверхности трубопроводов и оборудования водопод-
готовки и обеспечивает стабильную работу катионита. В процессе химводо-
очистки (обычно одна ступень умягчения) из воды удаляются накипеобра-
зующие соли жесткости кальция и магния, а температура воды при этом сни-
жается на 2... 3 °C.

Умягченная вода нагревается в теплообменнике Т2 до температу-
ры +60...65 °C и подается в колонку вакуумного деаэратора ВД, в баке кото-
рого собирается деаэрированная вода, где она дополнительно нагревается до
+70 °C горячей водой из котельного агрегата. В деаэраторе создается разре-
жение 0,03 Мпа, которое обеспечивает вскипание воды при температуре
+68,7 °C. Разрежение в ВД поддерживается водоструйным эжектором ЭЖ
или водокольцевым насосом (реже вакуумным), через который циркулирует
вода по замкнутому контуру: из бака рабочей воды БРВ насосом HP вода
подводится в эжектор ЭЖ, и совместно с откачиваемым конденсатом паро-
воздушной смеси вода обратно возвращается в бак БРВ, откуда выпар с кор-
розионно-активными газами выводится в атмосферу. Напор воды, эжекти-
рующей смесь, составляет 0,4...0,5 МПа. Теплоту, выносимую с выпаром, в
расчетах обычно не учитывают с целью их упрощения и ввиду относительно
малого расхода Рвып.

Из бака деаэратора ВД вода поступает самотеком в бак деаэрированной
подпиточной воды БД, откуда подпиточным насосом ППН подается во вса-
сывающий коллектор сетевых насосов СН. Расход подпиточной воды <?Подп
принимается в размере 2...2,5 % от расхода сетевой воды (7С, что компенси-
рует утечки воды в тепловой сети и тепловой схеме. Бак деаэрированной во-
ды БД, как правило, должен размещаться на нулевой отметке котельной, а
колонка вакуумного деаэратора ВД устанавливается на отметке 7,5...8 м, что
обеспечивает давление в баке деаэрированной воды, равное атмосферному.

Вода из обратного трубопровода тепловой сети с напором 0,2...0,4 МПа
подводится во всасывающий коллектор сетевых насосов СН. Туда же. пода-
ются вода от подпиточного насоса ППН и охлажденная сетевая вода от теп-
лообменников умягченной воды Т2 и исходной поды Т1.

Обратная сетевая вода сетевыми насосами СП нагнетается в водогрейный
котельный агрегат КА, где нагревается до температуры 4150 °C, и на выходе
из котла разделяется на три потока:

1)в тепловую сеть в количестве Gc, причем, согласно температурному
графику (рис. 2.1), температура воды в подающем трубопролодо регулирует-
ся путем перепуска части воды С/дм из обратного труПипронода п подающий
(минуя котельный агрегат) по подмешивающей перемычке Л/С па которой
установлен регулятор температуры РТ;
2)	на рециркуляцию, путем подачи рециркуляционным насосом HP рас-
четного количества уже подогретой в котельном агрегате воды <?рц на ввод
обратной сетевой воды по линии СД;

3)	на собственные нужды котельной Gc^, которые включают расходы го-
рячей воды на:

•	мазутное хозяйство GMJC в теплообменниках подогрева мазута МХ\

•	подогрев воды в вакуумном деаэраторе Grfl;

•	теплообменники Т2 и Т1 для нагрева умягченной и исходной воды Gr, а
охлажденная вода от теплообменников поступает во всасывающий коллектор
сетевых насосов СН.

Расход воды через котельные агрегаты GK, по условиям их работы, прини-
мается постоянным при всех различных режимах. При сжигании природного
газа и малосернистого мазута GK может быть определен для максимального
зимнего режима, так как температура воды в подающем и обратном трубопро-
водах тепловой сети соответствует номинальным параметрам теплоносителя в
котельном агрегате: = f' = +15O°C, £ = t”c =+70 °C, поэтому расходы по
линии рециркуляции Срц = 0 и по подмешивающей перемычке = 0. При
сжигании высокосернистого мазута расход воды через котельные агрегаты оп-
ределяется из условия температуры воды на входе в котел 4 = Ю °C, а на
выходе Г* = t'c = +150 °C, поэтому для максимального зимнего режима расход
воды по линии рециркуляции определяется расчетом, а по подмешивающей
перемычке он равен нулю Ghm = 0.

Температура воды, поступающей в систему отопления и вентиляции по-
требителя ОВ ~ 95 °C и регулируется с помощью элеваторного узла Э путем
смешивания прямой сетевой воды с обратной из системы отопления. Темпе-
ратура воды, поступающей в водоразборные краны системы горячего
водоснабжения ГВ, ~ 65 °C, регулируется изменением расхода прямой сете-
вой воды через подогреватели горячего водоснабжения ТЗ, установленные в
тепловом пункте.

В табл. 4 (прил. 1) приведен расчет принципиальной тепловой схемы ото-
пительной котельной с закрытой системой теплоснабжения при установке
стальных водогрейных котельных агрегатов, работающих на высокосерни-
стом мазуте. Следовательно, для предотвращения низкотемпературной кор-
розии необходимо выдерживать температуру воды на входе в котельные аг-
регаты не менее +110 °C, т.е. они должны работать в пиковом режиме. При
работе котельной на природном газе отсутствует нагрузка на мазутное хозяй-
ство GM.^ и поэтому температура воды на входе в котельные агрегаты долж-
на быть не ниже +70 °C. Тепловые сети работают по отопительному повы-
шенному температурному графику. Для горячего водоснабжения принимает-
ся параллельная схема подогрева воды у абонентов. Расчетные температуры
наружного воздуха для пяти характерных режимов работы приведены на
рис. 2.1.

Контроль правильности выполненного расчета режимов работы тепловой
схемы осуществляется проверкой соответствия принятых расходов теплоно-
сителя и полученных в результате расчета. При расхождении невязки более
2 % расчет повторяется. Определив расчетный расход воды, выбирают тип и
число котельных агрегатов.

Для водогрейных котельных агрегатов тепловая мощность и другие пара-
метры приведены в справочной литературе [2, 6, 7, 12, 21, 22]. Зная расход
воды через котельные агрегаты GK, установленные в котельной, определяется
единичная теплопроизводительность водогрейного котла и расход воды через
каждый агрегат. Если теплопроизводительность всех подобранных водогрей-
ных котлоагрегатов больше или равна общей тепловой мощности котельной
QK и если расход воды через каждый котел больше или равен расходу воды
завода-изготовителя, расчет можно считать законченным. После этого прове-
ряется, какое число водогрейных котлов должно работать при среднем зим-
нем и летнем режимах, а в некоторых случаях и при среднем режиме в наи-
более холодный месяц года.

2.5.2. Открытая система теплоснабжения

В открытых системах теплоснабжения подготовленная в котельном агре-
гате вода не только служит теплоносителем, но и поступает на нужды горя-
чего водоснабжения, т.е. разбор воды производится непосредственно из тру-
бопроводов тепловой сети без промежуточных подогревателей. Количество
подпиточной воды в этом случае определяется потерями воды в сетях, в ко-
тельной (2...2,5 % от расхода сетевой воды) и расходом воды для нужд горя-
чего водоснабжения. Для выравнивания суточного графика нагрузок на горя-
чее водоснабжение предусматриваю!' установку баков-аккумуляторов, объем
которых в 6...8 раз больше среднечасового суточного расхода воды на горя-
чее водоснабжение.

Принципиальная тепловая схема отопительной котельной с открытой
двухтрубной системой теплоснабжения представлена на рис. 2.9. Тепловые и
гидродинамические режимы водогрейных котельных агрегатов, водоподго-
товки ХВО, узлов рециркуляции (линия СД) и подмешивающей перемычки
АВ, создание разрежения в вакуумном деаэраторе ВД были рассмотрены ра-
нее (см. 2.5.1.). Теплота, выносимая с выпаром £вьт, используется для нагре-
ва умягченной воды в охладителе выпара ТЗ.
Рис. 2.9. Принципиальная тепловая схема отопительной котельной с открытой двухтрубной *
системой теплоснабжения
Из вакуумного деаэратора ВД вода поступает самотеком в бак деаэриро-
ванной воды БД, откуда перекачивающим насосом ПН подается в бак-
аккумулятор БА. Устанавливают обычно не менее двух металлических баков,
внутренняя поверхность которых защищается антикоррозийным покрытием,
а наружная — тепловой изоляцией. Из бака-аккумулятора БА вода забирается
подпиточным насосом ППН и подается в тепловые сети.

Работа тепловой сети в зимнем отопительном режиме. Вода из обрат-
ного трубопровода с напором 0,2...0,4 МПа подводится во всасывающий
коллектор сетевых насосов СН Туда же подается вода от подпиточных насо-
сов по линии КН (линии KLhEF перекрыты задвижками), а также охлажден-
ная сетевая вода от теплообменников умягченной воды Т2 и исходной воды
Т1 (рис. 2.9).

Обратная сетевая вода сетевыми насосами СН нагнетается в водогрейный
котельный агрегат КА, где нагревается до температуры +150 °C, и на выходе
из котла разделяется на три потока:

•	в тепловую сеть Gc, причем согласно температурному графику
(рис. 2.1) температура воды в подающем трубопроводе регулируется путем
перепуска части воды G^M из обратного трубопровода в подающий (минуя
котельный агрегат) по подмешивающей перемычке АВ, на которой установ-
лен регулятор температуры РТ;

•	на рециркуляцию, путем подачи рециркуляционным насосом HP рас-
четного количества подогретой в котельном агрегате воды Срц, по линии СД;

•	на собственные нужды котельной GCH, которые включают в себя рас-
ход воды на:

-	мазутное хозяйство (на схеме не показано),

-	подогрев воды до +70 °C в вакуумном деаэраторе (7ГД,

-	теплообменник Т2 для нагрева до +65 °C умягченной воды Grl,

-	теплообменник Т1 для подогрева до +30 °C исходной воды Gri.

Охлажденная сетевая вода от теплообменников Т1 и Т2 поступает во вса-
сывающий коллектор сетевых насосов СН Расход воды через водогрейные
котельные агрегаты GK определяется для максимально-зимнего режима и, по
условиям из работы, принимается постоянным при различных режимах.

Температура воды, поступающей в систему отопления и вентиляции по-
требителя ОВ, ~ 95 °C, регулируется с помощью элеваторного узла Э путем
смешивания прямой сетевой воды с обратной из системы отопления.

Среднечасовой за сутки расход горячей воды, поступающей к потребите-
лю является расчетной величиной, постоянной и не зависящей от се-
зона. В максимально-зимнем режиме к потребителю ГВ, непосредственно к
водоразборным кранам, поступает обратная сетевая вода от системы отопле-
ния и вентиляции. При других режимах работы в течение отопительного пе-
риода температура обратной сетевой воды снижается ниже нормируемых для
горячего водоснабжения температур, поэтому в узле приготовления горячей
воды S к обратной сетевой воде, через регулятор температуры РТГ9 подме-
шивается необходимое количество прямой сетевой воды g£b.

Часть воды (7ц в количестве 5... 10 % от расхода у потребителя проходит
через полотенцесушители, охлаждается до температуры +40»..45 °C и по цир-
куляционной линии циркуляционным насосом ЦН возвращается в обратный
трубопровод теплосети.

При работе в отопительный период необходимо учитывать, что, вследст-
вие больших расходов воды через узел водоподготовки, подаваемая в обрат-
ный трубопровод подпиточная вода и использованная греющая вода (узлы М
и N) смешиваются с обратной сетевой водой и существенно изменяют темпе-
ратуру потока. После расчета конечной температуры потока определяются
расходы теплоносителя по линии рециркуляции и через подмешивающую
перемычку.

На завершающем этапе правильность расчета режимов работы тепловой
схемы контролируется проверкой соответствия принятых и полученных в ре-
зультате расчета значений расхода теплоты на собственные нужды и общей
тепловой мощности котельной. При расхождении невязки более 2 % расчет
повторяется.

Работа тепловой схемы в летнем режиме. Наличие в баках-
аккумуляторах подпиточной воды в количестве и с температурой, соответст-
вующими целям горячего водоснабжения, позволяет в летнее время при от-
сутствии отопительно-вентиляционной нагрузки подавать эту воду непосред-
ственно в тепловую сеть. По обратному трубопроводу в котельную будет
возвращаться только циркуляционная вода от местных систем горячего водо-
снабжения, которая направляется через узел Е в баки аккумулятора БА по
линии EF.

Таким образом, в летний период водогрейный котельный агрегат отклю-
чается от тепловой сети на участке NE обратного трубопровода и на участке
BL подающего трубопровода. Вода на горячее водоснабжение б£в будет по-
даваться в подающий трубопровод теплосети непосредственно из баков-
аккумуляторов БА по линии KL подпиточным насосом ППНЬ который в этом
случае называют «летним» (линия ЛТУпри этом перекрыта задвижкой).

Котельный агрегат в летнее время оказывается включенным только на на-
грузку £>с.н> а расход воды через котельный агрегат складывается из потоков
греющей воды (?гЬ <7ГД, поступающей в теплообменники Т7, Т2 и ваку-
умный деаэратор БД. Поэтому при невысокой доле нагрузки горячего водо-
снабжения котельной (0,25...0,3) в летнее время количество котельных агре-
гатов снижается до одного.
В табл. 5 (прил. 1) приведен расчет отопительной котельной с открытой
двухтрубной системой теплоснабжения, работающей по отопительному тем-
пературному трафику. Котельные агрегаты — стальные водогрейные (пред-
положительно в количестве трех) работают на природном газе.

2.6.	КОТЕЛЬНЫЕ С ПАРОВЫМИ И ВОДОГРЕЙНЫМИ
КОТЕЛЬНЫМИ АГРЕГАТАМИ

В некоторых случаях для удешевления строительства и эксплуатации в
паровых производственных котельных применяют установку и водогрейных
котлов для покрытия пиковых теплофикационных нагрузок. На рис. 2.10
приведена принципиальная тепловая схема котельной с паровыми и водо-
грейными котельными агрегатами для закрытой системы теплоснабжения.

Сырая вода из водопровода насосом НИ подается в охладитель непре-
рывной продувки Т1, затем в паровой водоподогревагель 72, где нагревается
до температуры +25...35 °C и поступает на химводоочистку ХВО. Одна часть
воды после первой ступени умягчения нагревается в паровом подогревателе
Т5, водо-водяном подогревателе Тб и охладителе выпара 77 до температуры
+60...90 °C и поступает в деаэратор подпиточной воды ДА2, откуда использу-
ется на подпитку тепловой сети и на горячее водоснабжение (при открытой
системе теплоснабжения). Другая часть воды проходит две ступени умягче-
ния ХВО и нагреваясь в паровом водоподогревателе ТЗ и водо-водяном по-
догревателе Т4 до температуры +60...90 °C, поступает в деаэратор питатель-
ной воды ДА1. В верхнюю часть колонки деаэратора ДА1 также поступает
конденсат от всех паровых подогревателей 72, 73, Т5, Т10, Т119 от техноло-
гического производства 777 и от мазутного хозяйства MX. В нижнюю часть
колонки деаэратора ДА1 иДА2 и в водяной объем питательного бака подает-
ся пар давлением 0,12 МПа для нагрева воды до кипения (+102...104 °C); дав-
ление пара снижается в редукционном клапане РК. Выделившиеся из воды
коррозионно-активные газы вместе с выпаром удаляются в атмосферу или
поступают в охладитель выпара 77. Из деаэратора питательной воды ДА1 вода
поступает в теплообменник Т4, где охлаждается до +70...90 °C, и питательным
насосом ПН нагнетается в водяной экономайзер ЭК, а затем в паровой котельный
агрегат ПКА. Сухой насыщенный пар по паропроводу из котла направляется в
редукционно-охладительную установку РОУ, где путем дросселирования снижа-
ется его давление, а для охлаждения пара используется часть питательной воды.
Пар поступает в парораспределительный коллектор ПК, откуда расходуется на:

•	технологическое производство 777;

•	подогреватели сетевой воды Т10 и Т1Г9

•	подогреватели воды 72, ТЗ, Т5;

•	деаэрацию питательной воды ъДА1 пДА2\

•	мазутное хозяйство МХ\

•	собственные нужды котельной.
с в

Рис. 2.10. Принципиальная тепловая схема котельной с паровыми и водогрейными котельными
агрегатами для закрытой системы теплоснабжения
Непрерывная продувка из парового котельного агрегата производится в
расширитель (сепаратор) непрерывной продувки. Пар из СНП используется в
деаэраторе ДА19 а вода — в охладителе выпара Т19 после которого сбрасыва-
ется в барботер БР. Из деаэратора ДА2 подпиточная вода поступает в водо-
водяной теплообменник Тб9 где охлаждается до +б5...75 °C, и подпиточным
насосом ППН нагнетается во всасывающий коллектор сетевого насоса СН В
открытой системе теплоснабжения между Тб и ППН устанавливается бак-
аккумулятор воды для покрытия пиковых нагрузок горячего водоснабжения.

Работа тепловой сети. Обратная сетевая вода сетевым насосом СН на-
гнетается в водогрейный котельный агрегат ВКА. Часть воды из обратной
линии тепловых сетей, после сетевых насосов, перепускается в подающую
линию по подмешивающей перемычке АВ9 на которой установлен регулятор
температуры РТ9 где она смешивается с горячей водой из водогрейного котла
для поддержания требуемой температуры в тепловой сети согласно темпера-
турному графику (рис. 2Л). Для получения расчетной температуры воды на
входе в водогрейный котельный агрегат ВКА часть горячей воды из подаю-
щего трубопровода по линии СД9 рециркуляционным насосом ИР подается
на ввод обратной сетевой воды. В летнее время, когда водогрейные котлы не
работают, для подогрева сетевой воды для нужд горячего водоснабжения ис-
пользуется пар в пароводяных подогревателях Т10 и Т11, что позволяет не
подавать воду с низкой температурой в стальные водогрейные котлы.

Температура воды, поступающей в систему отопления и вентиляции по-
требителя ОВ, регулируется с помощью элеваторного узла Э, путем смеши-
вания прямой сетевой воды с обратной из системы отопления. При смешан-
ном включении подогревателей горячего водоснабжения с системой отопле-
ния сетевая вода после системы отопления и вентиляции поступает в
подогреватели горячего водоснабжения первой ступени Тб, а уже затем в об-
ратный трубопровод тепловой сети. Температура обратной сетевой воды по-
сле первой ступени будет ниже, чем температура, определяемая по темпера-
турному отопительному графику. Исходная вода из водопровода нагревается
в теплообменнике Тб и идет на горячее водоснабжение ГВ. При необходимо-
сти догрев воды горячего водоснабжения (до +65 °C) осуществляется прямой
сетевой водой в подогревателях второй ступени ТУ. Основное преимущество
последовательной (см. рис. 2.7) и смешанной (см. рис. 2.10) схем теплового пункта
заключается в более глубоком охлаждении обратной сетевой воды, что обеспечи-
вает снижение ее расчетных расходов.

При разработке принципиальной тепловой схемы котельной с паровыми
и водогрейными котлами для открытых систем теплоснабжения может быть
использована схема (рис. 2.10) с добавлением только бака-аккумулятора, не-
обходимого для выравнивания расхода воды на горячее водоснабжение, а
также узла смешения с циркуляционным трубопроводом (см. рис. 2.5), по-
догреватели Тб и T9 при этом не устанавливаются.

Особенностями котельной установки с паровыми и водогрейными агрега-
тами являются:
•	допустимость останова в летний период водогрейных котлов и перевод
подогрева сетевой воды для горячего водоснабжения в блок подогревателей
Т10иТ1Г,

•	возможность работы паровой и водогрейной частей котельной при полом-
ке одного из барботажных деаэраторов ДА1 ил&ДА2 (с перегрузкой другого);

•	возможность использования блока паровых подогревателей Т10 и Т11 в ото-
пительный период в качестве пиковых при наличии резервной паровой мощности;

•	применение двухступенчатой схемы подогрева сетевой воды, в которой
первой ступенью служат пароводяные подогреватели, второй — водогрейные
котлы, что обеспечивает подачу в них воды, нагретой до +90... 100 °C, т.е.
вводит водогрейные котлы в пиковый режим работы;

•	возможность при сравнительно небольших отопительных и вентиляци-
онных нагрузках работать только паровым котлам и сетевым пароводяным
подогревателям, а при росте тепловых нагрузок горячего водоснабжения во-
догрейные котлы могут быть легко и быстро включены в работу и доведены
до расчетной теплопроизводительности;

•	возможность для открытых систем теплоснабжения подогрева сетевой
воды в зимнее время в пароводяных подогревателях и водогрейных котлах,
особенно в максимально-зимнем режиме работы.

При разработке тепловых схем котельных с паровыми и водогрейными
агрегатами следует определять расходы теплоты и параметры теплоносите-
лей для всех пяти возможных режимов работы системы теплоснабжения. По
известным суммарным расходам пара и горячей воды производится выбор
типа, количества и производительности котельных агрегатов. В котельной,
как правило, устанавливают три-четыре однотипных котельных агрегата
одинаковой тепловой мощности. Котельные установки с паровыми и водо-
грейными котлами, несмотря на кажущуюся сложность, достаточно надежны
в эксплуатации и обладают большой маневренностью. Для экономии тепло-
вой и электрической энергии в котельных установках могут быть использо-
ваны комбинированные пароводогрейные агрегаты, контактные теплооб-
менники, а также различные схемы циркуляции теплоносителя для собствен-
ных нужд котельной. В котельных с пароводогрейными котлами от одного
агрегата получают два теплоносителя — пар и воду с разными параметрами
(давлением и температурой), что позволяет сократить число устанавливаемых
котлов и вспомогательного оборудования. Общее количество работающих ком-
бинированных котлов для максимально-зимнего режима выбирается из расчета,
что один или два комбинированных котла переводятся в чисто водогрейный ре-
жим работы, а остальные котлы несут всю паровую и часть водогрейной нагру-
зок. Для уменьшения расходов греющей вода или пара на собственные нужда
котельной в тепловых схемах предусматривается подогрев сырой и химически
очищенной вода в контактных теплообменниках с активной или пассивной
насадкой.
3.	РАСЧЕТ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
КОТЕЛЬНЫХ

Расчет и выбор теплоэнергетического оборудования котельных выполня-
ют для трех характерных режимов [14] при коэффициенте обеспеченности
Коб = 0,92: максимального зимнего — при средней температуре наружного
воздуха в наиболее холодную пятидневку; зимнего или наиболее холодного
месяца — при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодный
месяц; летнего — при средней температуре наружного воздуха теплого пе-
риода. Для более точного подбора теплоэнергетического оборудования и при
установке водогрейных котельных агрегатов расчет выполняют для пяти ха-
рактерных режимов, добавляя к указанным выше среднеотопительный пери-
од и в точке излома температурного трафика (рис. 2.1). Климатологические
данные некоторых городов приведены в табл. 3.1 или [16].

Потребители тепла — промышленные предприятия и объекты жилищно-
коммунального хозяйства — вначале распределяются на группы в зависимо-
сти от вида теплоносителя и его параметров, а затем подсчитывается сум-
марная тепловая нагрузка с определением максимальных расчетных расхо-
дов теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологи-
ческие нужды.

Примерная принципиальная схема пароснабжения и теплоснабжения по-
требителей от котельной с указанием длины участков (в метрах) приведена
на рис. 3.1.

/=100	/ = 300	/ = 500	/ = 700

Рис. 3.1. Схема пароснабжения и теплоснабжения потребителей А, Б, В, Г
от котельной К

Потребители А и Б (завод и промышленный цех) расходуют на техно-
логические нужды сухой насыщенный пар в количестве соответственно Z>A и
£>б (для последующих расчетов принимаем Db = 0,5DA) при рабочем давле-
нии РА = Рб = Раб- Доля возврата конденсата от технологии составляет
« 60 %, а его температура « 50 °C. Потребитель В — общественные здания,
где расходуется горячая вода на отопление, вентиляцию и горячее водоснаб-
жение. Потребитель Г относится к жилищно-коммунальному сектору и рас-
ходует горячую воду на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение*.

Та блиц а 3.1

Климатологические данные некоторых городов РФ (К об= 0,92)

Населенный пункт	Температура наружного воздуха, °C			Продолжитель- ность отопи- тельного периода л, сут
	холодной пятидневки	холодного месяца	средняя, за отопи- тельный период	
1	2	3	4	5
Астрахань	-23	-43	-13	167
Брянск	-26	-5,6	-23	205
Владивосток	-24	-7,7	-32 „	196
Волгоград	-25	-5.4	-2,2	178
Воронеж	-26	-63	-3,1 _	.196
Иваново	-30	-7,4	-32	219
Иркутск	-36	-13	-83	240
Казань	-32	-8,7	-52	215
Красноярск	-40	-11,1	-7,1	234
Курск	-26	-5,6	-2,4	198
Санкт-Петербург	-26	-5,1	-1,8	220
Москва	-28	-6,5	-3,1	214
Мурманск	-27	-6,6	-32	275
Новосибирск	-39	-12,4	-8,7	230
Омск	-37	-123	—8,4	221
Пенза	-29	-7,9	-4,5	207
Пермь	-35		-5,9.	229
Ростов-на-Дону	-22	-3,6	-0,6	171
Рязань	-27	-6,8	-33	208
Саратов	-27	-7,5	-43 _	196
Томск	-40	-12,4	—8,4	236
Тула	-27	-6,4	~з,о	207
Ульяновск	-31	-83	-5,4	212
Хабаровск	-31	-13,4	-93	211
Челябинск	-34	-10,1	-6,5	218
Чита	-38	-15,8	... -1М.		242

Прокладка паропроводов до потребителей А и Б — надземная, а трубо-
проводов теплосети до потребителей В и Г производится в проходных кана-
лах. Для компенсации температурного удлинения трубопроводов предусмот-
рены неподвижные и скользящие опоры, а также П-образные компенсаторы.
Система теплоснабжения— закрытая, двухтрубная (или четырехтрубная).

Для расчета любой принципиальной схемы паро- и теплоснабжения от
котельной до жилых, общественных, промышленных зданий и сооружений

* Исходные данные потребителей А, Б, В, Г приведены в разделе 4.2.
обычно выбирается объект, требующий наибольшего давления пара и макси-
мальной технологической нагрузки.

3.1.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК И РАСХОДА ТОПЛИВА

Рассмотрим параметры, необходимые для составления сводных таблиц,
характеризующих количество потребляемой теплоты и режим потребления.

1.	Технологические нагрузки потребителей QA, Qb, МВт
еА=Рд0Ая-200) 10-3,

(1)
6в=1>б0б”-20О)1О_3,

где /д”, 1БИ — энтальпия сухого насыщенного пара у потребителей А и Б,
кДж/кг, при давлении пара Раб, определяется по табл. 3.1 [12]; 200 — энталь-
пия конденсата, возвращаемого от технологии, кДж/кг.

2.	Внутренний диаметр паропровода от котельной до наиболее удаленно-
го объекта, м, требующего наибольшего давления пара или максимальной
технологической нагрузки:

<ZB= ^1,274 Z)-yn/(»n,

где D — максимальный расход пара, кг/с; уп — удельный объем пара при со-
ответствующем давлении потребителя, определяемый из табл. 3.1 [12], м3/кг;
сол — скорость пара, м/с, при расчетах доя перегретого пара рекомендуется
35...40, насыщенного — 25...30 м/с.

3.	По вычисленному значению dB принять ближайший, больший диаметр
паропровода d&ii из табл. 4.5 или 4.6 [12] и определить действительную ско-
рость пара СО, м/с

<0= 1,274 £>УпЧн2-

4.	Коэффициент сопротивления трения

1 = 0,11 (Яэ/^вн)0,25,

где Кэ — эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубы, м
(для паропроводов рекомендуется применять К3 = 0,0002 м, водяных тепло-
вых сетей — 0,0005).

5.	Удельные потери на трение, Па/м

AA = (l-®2y(2-Yn-JBH).

6.	Эквивалентная дойна, характеризующая местные сопротивления (если
отсутствуют данные о местных сопротивлениях):

/э = п/,

где а — коэффициент, учитывающий падение давления в местных сопротив-
лениях по отношению к падению давления на трение, определяется в зависи-
мости от конструкции компенсатора и диаметра условного прохода трубо-
провода (для П-образных компенсаторов с гнутыми отводами и диаметром
до 300 мм а = 0,5 для паровых сетей и 0,3 для водяных и конденсатных се-
тей); I - общая длина рассчитываемого участка, м.
7.	Приведенная длина паропровода, м

^.7 + /э.

8.	Потери давления в паропроводе от трения и местных сопротивлений,
МПа

ДЯ= Дй’/пр* КГ6.

9.	Потери теплоты от наружного охлаждения изолированного паропрово-
да максимального диаметра, МВт

6н=ЗЛ4аст-/в)(хв-/ IO’6,	(2)

где = 50 °C — температура наружной стенки изолированного трубопрово-
да; /в — температура окружающего воздуха, при прокладке в проходных ка-
налах /в = 40 °C, при надземной прокладке принимается равной температуре
наружного воздуха наиболее холодной пятидневки; ав— коэффициент теп-
лоотдачи конвекцией от наружной стенки к воздуху, при прокладке в каналах
«в ~ 8 Вт/^-К), при наземной прокладке ~ 10; Z — длина паропровода, м;

— наружный диаметр тепловой изоляции, м
^из = ^вн + 25 "Ь 25,
здесь 5 — толщина стенки трубы, м; s — предельная толщина слоя изоляции,
которая не должна превышать значений, приведенных в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Толщина тепловой изоляции трубопроводов $ в зависимости от теплоносителя, мм

Диаметр трубопровода ^вн, мм	25	50	100	150	250	350
Толщина тепловой изоляции s, мм: для горячей воды для пара	60  70	80 100	90 150	100  160	100  180	100  200

Номинальную толщину стенок 8, мм, выбирают в зависимости от давле-
ния и температуры протекающей среды, но во всех случаях минимальная
толщина стенки труб должна быть не менее: 1,75 при dH< 38; 2,0 при dH< 51;
2,5 при<4<70;	3,0 при <4^90;	3,5 при <4< 108;	4,0 при <4 > 108 мм.

Плотность теплового потока qa от ограждающих конструкции теплогене-
раторов и тепломассообменного оборудования можно определить по
формуле

= 4,6 ДТ+ 0,035 Д7® +1,5 AT4333,

где ДГ — температурный напор в интервале 0... 100 °C,
ДТ’^ 7пов“’ Твоз»

здесь Тда»—температура наружной поверхности ограждающей конструкции,
°C, Тщ»»—температура окружающего воздуха, °C.

10.	Общая тепловая нагрузка на технологические нужды от котельной
до потребителей А и Б, МВт
11.	Максимальный расход теплоты на отопление жилых зданий — Q*,
общественных — q° и промышленных — Q*, МВт:

е^оМго-ф-нг6,

£0=0,25-(3)
^^0,6-Уп(16^)10Л

где qo — отопительная характеристика жилого здания, Вт/(м3-К) (для расче-
тов принимается 0,49 ); Рж— наружный объем здания, м3 (объем жилого зда-
ния на одного жителя составляет 55 м3/чел., общественного — 12, следова-
тельно 55 т, здесь т — расчетное количество потребителей, т.е. число
жителей); — расчетная температура наружного воздуха наиболее холод-
ной пятидневки, °C; 0,6 — укрупненный расход теплоты на отопление про-
мышленных зданий, Вт/(м3-К);	— объем промышленного здания, м3 ( по

заданию).

12.	Максимальный расход теплоты на вентиляцию жилых зданий — Q*,
общественных — Q° и промышленных — Q*, МВт:

2в°=0Л-ео°,	(4)

ft" =0,233- Кп(16-ф-10Л

где 0,233 — коэффициент учитывающий укрупненный расход теплоты на
вентиляцию производственных зданий, Вт/(м3-К).

13.	Максимальный зимний расход теплоты на горячее водоснабжение
жилых зданий —	, общественных —е£в, промышленных — g£B, МВт:

егжв=о,з2-да- кг3,

б?,в=о^е*.	(5)

где 0,32 — расчетная тепловая нагрузка, кВт, на одного жителя.

14.	Максимальная (зимняя) тепловая нагрузка на отопление жилых, об-
щественных и промышленных зданий, МВт:

е0р = еож + ео° + ео-

15.	Максимальная (зимняя) тепловая нагрузка на вентиляцию жилых, об-
щественных и промышленных зданий, МВт:

а₽ = евж + а0 + 2в-

16.	Общая максимальная (зимняя) тепловая нагрузка на отопление и вен-
тиляцию жилых, общественных и промышленных зданий, МВт:
0P = £?Р+2Р.

vo.b в

17.	Максимальная (зимняя) тепловая нагрузка на горячее водоснабжение
жилых, общественных и промышленных зданий, МВт:

Q3 = 2Ж +2° + 2П •
г.в *г.в ^г.в

18.	Общая максимальная (зимняя) теплопроизводительность котель-
ной, МВт:

О -Q +2Р +03 .
1Н ио.в иг.в

19.	Годовые расходы теплоты жилыми, общественными и промышлен-
ными зданиями, ГДж/год:

на отопление о£°д = 86,4 • п • бр;

вентиляцию д£°д - 64,8 • п * Qf

горячее водоснабжение ей? б£в [86,4 • п + 70,8(350 - «)];

технологические нужды Q™ = Qm -nQ- 103,
где п — продолжительность отопительного периода, сут; ло — продолжи-
тельность рабочей смены технологического предприятия, ч/сут (ориентиро-
вочно принимается 12... 16).

20.	Общие годовые расходы теплоты, ГДж/год:
Сщ=Сд+Сд+Сд+Сд-

21.	Расчетный расход топлива в котельной: газа, м3/с, или мазута, кг/с,

Яр = Йс-105/(е‘-11бр),

где бк — теплопроизводительность котельной, МВт; Q* — низшая теплота
сгорания топлива (газа или мазута), кДж/м3, кДж/кг; т|бР — коэффициент по-
лезного действия (брутто) котельных агрегатов, %.

22.	Годовой расход натурального топлива : газа, тыс-м3/год, или ма-
зута, т/год

23.	Годовой расход условного топлива В™, т/год

^ = ^’6^/29308,	(8)

где 29308 кДж/кг—теплота сгорания условного топлива.

По общей теплопроизводительности котельной QK или расчётному расхо-
ду топлива Вр ориентировочно выбираем серийно выпускаемые (или экс-
плуатируемые) котельные агрегаты.

Расчет падения давления в паропроводе от котельной до потребителя,
требующего наибольшего давления пара, сводим в табл. 3.3. Потеря давления
пара в котельной ДЯк ориентировочно принимается 0,05 МПа. Полученное
суммарное сопротивление паропровода до потребителя А (или потребителя с
максимальной тепловой нагрузкой) и его давление Раб не должны превышать
давления пара, вырабатываемого в паровом котельном агрегате (Рк), или дав-
ления пара после РОУ (редукционно-охладительной установки).

Расчет расхода теплоты каждым объектом для заданного города сводится
в табл. 3.4.

Таблица 3.3

Расчет падения давления от котельной К до потребителя А

Показатель и размерность	Расчетная формула	Участки	
		К —Б	Б —А
1	2	3	4
1. Давление технологи- ческого пара, МПа	Максимальное Раб	ft	ft
2. Расход технологического пара Д кг/с	По заданию	Z>A+ft	Да
3. Энтальпия пара, кДж/кг	Табл. 3.1 [12]	»Б	£
4. Удельный объем пара, м7кг	Тоже	_ Уп	Уп
5. Скорость пара, м/с	соп = 25+35		
6. Внутренний диаметр паропровода, м	(1,274-D-y Y’5  D = 	  ВН	(О  \	п )	—	—
7. Диаметр паропровода, приня- тый по ГОСТ, м	, ив табл. 4.5,4.6 [12]  </н = </вн+ 28	— ,	—
8. Действительная скорость пара в паропроводе, м/с	<в = 1,274				
9. Коэффициент сопротивления трения	1=0,11 (AydBH)a,“	—	—
10. Удельные потери на трение, Па/м	ДЛ = (Х-ш2У(2'Тп- <*н)				
11. Длина участка /, м	См. схему пароснабжения	—	—
12. Коэффициент а	Для паровых сетей а ~ 0,5	—	—
13. Эквивалентах длина, м	l^al	—	—
14. Приведенная длина, м		—	—
15. Потери давления в паропроводе, МПа		АЯкб	ДНба
16. Потери давления в котельной, Мпа	ДЯк =0,05	—	—
17. Суммарное сопротивление пара в паропроводах, МПа	АЯп ~ АЙкб + АЙба+ АЙк	—	—
18. Давление пара в котельной по- сле РОУ, МПа	Рроу я -Раб + Айп	—	—
Расчет расхода теплоты при Р
о

Таблица 3.4

Показатель и размерность	Расчетная формула	Потребители			
		А	Б	В	г
1	2	3	4	5	6
1. Расчетная температура наружного воздуха, °C	/р,табл. 3.1 о				
2. Продолжительность отопительного периода, сут.	Nt табл. 3.1				
3. Число жителей т, чел.	По заданию	-	-		
4. Объем зданий V, м3	То же или нормативы	Ка	Кб	Ив	Кг
5. Технологическая нагрузка, МВт	Ра. 2б; ф-ла(1)				—
6. Максимальный расход теплоты на отопление, МВт	Р?.Ро.Р?.Ф-ла(3)				
7. Максимальный расход теплоты на вентиляцию, МВт	евж,РвС ,РВП, Ф-ла(4)				
8. Максимальный зимний расход тепло- ты на горячее водоснабжение, МВт	С’С’С’ф’ла(5)				
9. Потери теплоты от наружного охлаж- дения паропровода, МВт	0н; Ф-ла (2)				
10. Общая тепловая нагрузка на техно- логические нужды, МВт	бгн“Сл±&+бй				
11. Максимальная зимняя часовая на грузка на отопление, МВт	Q^Qo+Qo+QS				
12. Максимальная зимняя тепловая на- грузка на вентиляцию, МВт					
13. Общая максимальная (зимняя) теп- ловая нагрузка на отопление и вентиляцию, МВт					
14. Максимальная зимняя тепловая на- грузка на горячее водоснабжение, МВт	QrjB ~ бгв + Srb + ЙЙв				
15. Общая (максимальная зимняя) теп- ловая нагрузка котельной, МВт	8к = Sth + So .в + Sr ,в				
16. Годовые расходы теплоты, ГДж/год	Р™Д,Р™Д	ф-ла(6)				
17. Общий годовой расход теплоты, ГДж/год	еХ=е~д+евгод+^д+е^д				
18. Расчетный расход топлива, м3/с, кг/с	вР=бК1о5/е§-чвр				
19. Годовой расход натурального и ус- ловного топлива, тыс. м3/год; т/год	ф-лы (7), (8)				
3.2.	РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ КОТЕЛЬНЫХ

Тепловые схемы котельных с паровыми или водогрейными котлами для
закрытой и открытой двух- и четырехтрубной систем теплоснабжения описа-
ны в разд. 2. Расчеты тепловой схемы сводят в таблицу. Мощности, требую-
щиеся потребителям, определяют по их заявкам или подсчитывают, как было
показано ранее (3.1). Количество теплоты, расходуемое на собственные нуж-
ды и покрытие потерь в котельной и тепловых сетях, приходится предвари-
тельно принимать с последующей проверкой.

Расчет тепловой схемы позволяет определить суммарную теплопроизво-
дительность котельной при нескольких режимах ее работы. По известным
суммарным расходам пара и горячей воды производится выбор типа, количе-
ства и производительности котельных агрегатов.

Единичная номинальная (справочная) мощность б„ом или паропроизво-
дительность Рном> а также число котельных агрегатов N выбираются по рас-
четной мощности QK или паропроизводительности D& определяемой для
максимального зимнего режима. Тогда количество котлов, устанавливаемых
в котельной, определяется по формуле

N= Qk/Qrom ~
а затем округляется в большую сторону.

Резервные котельные агрегаты не устанавливаются. При этом выбор чис-
ла котлоагрегатов должен быть произведен так, чтобы при выходе из строя
котла наибольшей мощности в котельных первой категории оставшиеся в ра-
боте котлы обеспечивали отпуск теплоты потребителям первой категории на
следующие нужды: технологическое теплоснабжение и системы вентиляции
в количестве, определяемом минимальными допустимыми нагрузками (неза-
висимо от температуры наружного воздуха); отопление и горячее водоснаб-
жение в количестве, обусловленном режимом наиболее холодного месяца.

Как минимум в котельной первой категории следует устанавливать два
котла, а в производственных котельных второй категории допускается один
котёл. Максимальное количество котлов в котельной определяется на осно-
вании технико-экономического расчета, однако практика проектирования по-
казала, что при строительстве новых котельных устанавливать более четырех
котлов не рекомендуется, а при реконструкции или расширении котельной
число котлов может быть бблыпим.

Для паровых котельных агрегатов ДЕ, ДКВР и других номинальная про-
изводительность Dhqm приведена в справочной литературе [2,6,7,12,21].

Для водогрейных котельных агрегатов номинальная тепловая мощность
биом и другие параметры приведены в справочной литературе [2,6,7,12,21].
Зная расход воды через водогрейные котельные агрегаты G& установленные
в котельной, определяется единичная теплопроизводительность и расход во-
ды через каждый из агрегатов. Если теплопроизводительность всех подоб-
ранных водогрейных котлоагрегатов больше или равна общей тепловой
мощности котельной gK и если расход воды через каждый котел больше или
равен расходу воды завода-изготовителя, расчет можно считать закончен-
ным. После этого проверяется, какое число водогрейных котлов должно ра-
ботать при среднем зимнем и летнем режимах, а в некоторых случаях и при
среднем режиме в наиболее холодный месяц года.

После составления и расчета тепловой схемы котельной, а также выбора
котельных агрегатов производят расчет и подбор различных подогревателей,
насосов, баков, фильтров, установок (РОУ, ХВО и др.), а также основных
трубопроводов, исходя из максимальных значений требуемых параметров
для всех вычисленных режимов работы тепловой схемы котельной.

3.3.	ТЕПЛООБМЕННИКИ

В котельных применяются рекуперативные теплообменники (ТО) по-
верхностного типа, где передача теплоты от греющей среды к нагреваемой
происходит через стенки труб, расположенных внутри корпуса теплообмен-
ника. В зависимости от расположения трубной системы теплообменники
разделяются на вертикальные и горизонтальные. Вертикальные ТО приме-
няются в крупных паровых котельных для подогрева сетевой воды, и их ус-
тановка требует меньшей площади, но высота помещений должна обеспечи-
вать возможность выема трубной системы. Горизонтальные ТО устанавли-
ваются в производственно-отопительных и отопительных котельных с
паровыми и водогрейными котлами (ДКВР, ДЕ, ТС, Е 1/9, ПТВМ, KB-ГМ и
др.) для подогрева сетевой, умягченной, исходной и другой воды. В качестве
теплоносителя в ТО используется пар или горячая вода. Выбор теплообмен-
ников производится после составления тепловой схемы и на основании рас-
чета тепловой схемы котельной. В производственно-отопительных котель-
ных с паровыми котлами следует рассчитать и подобрать паровые и водо-
водяные теплообменники.

Паровые подогреватели сетевой воды. По максимальному значению (из
всех режимов работы тепловой схемы котельной) расхода сетевой воды для
отопления и вентиляции горячего водоснабжения g£b или общего рас-
хода из табл. 12.51—12.53 [12] или табл. 3.5 выбирают марку подогревателя
— ПП, ПСГ, ПН или МВН-2494 и выписывают все его характеристики.

Паровые водоподогреватели изготавливаются двух- и четырехходовыми.
Двухходовые ТО предназначаются для нагрева воды с разностью температур
20...25 °C, а также для установки в системах отопления. Четырехходовые
служат для нагрева воды на 60...70 °C, а также для установки в системах го-
рячего водоснабжения. Корпуса водоподогревателей стальные, трубки ла-
тунные или стальные.

Во всех паровых водоподогревателях нагреваемая вода поступает в ниж-
ний патрубок и, пройдя трубки с площадью поверхности нагрева wxqjwk
из верхнего. Пар поступает в межтрубное пространство fMn через верхний
патрубок, а конденсат удаляется через нижний патрубок. Трубки в водопо-
догревателях поддерживаются опорными трубными решетками. Компенса-
ция температурных удлинений трубок осуществляется перемещением неза-
крепленной задней камеры.

Подогрев сетевой воды может производиться по одноступенчатой схеме,
когда сетевая вода и пар проходят через ТО параллельными потоками. При
двухступенчатой (последовательной) схеме сетевая вода вначале нагревается
в ТО первой ступени, где используется пар низких параметров и конденсат
пара, а затем сетевая вода нагревается в паровых ТО второй ступени.

Количество паровых подогревателей сетевой воды всегда должно быть не
менее двух, работающих параллельно, а резервные не устанавливаются. При
использовании подогревателей с давлением пара более 0,7 МПа сетевую воду
можно подогреть от 70 до 150 вС по одноступенчатой (параллельной) схеме,
а двухступенчатая не является обязательной. Конденсат от теплообменников
возвращается в колонку деаэратора самотеком или собирается в конденсат-
ном баке. В тех случаях, когда по условиям теплового баланса котельной
нельзя возвращать конденсат с высокой температурой в деаэраторы пита-
тельной воды, на линиях конденсата устанавливают охладители конденсата.
На каждую группу паровых подогревателей необходим один охладитель
конденсата.

Для двухступенчатой (последовательной) схемы подогрева сетевой воды
нужно максимально использовать поверхности нагрева подогревателей пер-
вой ступени (пароводяных), т. е. добиваться максимального температурного
перепада по сетевой воде, так как для подогревателей первой ступени приме-
няется пар низких параметров (менее 0,7 МПа).

При выполнении расчетов и выборе конструкций пароводяных теплооб-
менников для подогрева сетевой воды необходимо учесть следующее:

•	рекомендуемая скорость воды	в трубах —1,5.. .2,5 м/с;

•	максимальная скорость пара FFn на входе в трубную систему не должна
превышать 50 м/с для насыщенного и 75 м/с для перегретого пара;

•	во избежание вскипания воды и гидравлических ударов в трубках дав-
ление пара перед теплообменниками сетевой воды принимается ниже давле-
ния сетевой воды.

Паровые водоподогреватели также подбираются и по поверхности нагре-
ва F, м2, из уравнения теплопередачи

Г=103-С/(£Д/ц),
где Q — тепловая нагрузка, кВт; к — коэффициент теплопередачи,
Вт/(м2 К), при учебных расчетах принимается равным 2500...3000; Д/ —
температурный напор, °C; г| — коэффициент, учитывающий потери те-
плоты от наружного охлаждения, принимается равным 0,98.

Тепловая нагрузка Q определяется по расходу пара D (£>ол, 2)гв или £>ст)
на нагрев воды или расходу нагреваемой жидкости G^

Q Wn GR’ сй (tK— /н),
где D — расход пара, кг/с; /п , /к — энтальпия пара и конденсата, кДж/кг;
св=4,19 — теплоемкость воды, кДж/(кг • К); /н, tK — начальная и конечная
температура нагреваемой воды до и после теплообменника, °C.

Среднелогарифмический температурный напор А/ зависит от температу-
ры насыщения пара Тг поступающего в теплообменник:

(Т-/Н)-(Г-/К)
Н(Т-<н)/(Т-Гк)]’

Для подогрева сетевой воды по двухступенчатой схеме используют водо-
водяные теплообменники (табл. 12.47 [12] или табл. 3.6), которые подбирают по
расходу нагреваемой (сетевой) и греющей (конденсата) воды после паровых ТО.

Водо-водяные теплообменники. Водо-водяные водоподогреватели ком-
понуются из отдельных секций, соединяемых между собой калачами. Корпус
секций стальной, трубки латунные. При установке водоподогревателей в сис-
темах отопления греющая вода пропускается по трубкам а нагреваемая —
через межтрубное пространство fun, в системах горячего водоснабжения
греющая вода — через межтрубное пространство, а нагреваемая — по труб-
кам. Температурные удлинения корпуса компенсируются линзовыми ком-
пенсаторами.

Теплообменники подбирают по поверхности нагрева Г, м2, из уравнения те-
плопередачи

F=103 •(?/(*• А'-41).

где Q — тепловая нагрузка, кВт; к — коэффициент теплопередачи, Вт^м2 -К),
при учебных расчетах принимается равным 1980...2100; Az - температурный
напор, °C, определяется по формуле

Д/ = ( Д/б - Д/м) / In (Д/б / Д/м),
здесь Д/б и — большая и меньшая разности температур греющей и нагре-
ваемой жидкостей; — коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение
трубок, принимается 0,7.. .0,8.

Тепловая нагрузка Q определяется по максимальному значению расхода
греющей или нагреваемой жидкости GB, кг/с, и разности температуры этой
жидкости Д/в, °C, на входе и выходе из ТО:

0 = С -с «Д/ ,
в в в

где св=4,19 кДж/(кг • К)—теплоемкость воды.

Поверхности нагрева F серийно изготавливаемых теплообменников
должны быть несколько больше требуемых по расчету, т. е. выбор по F про-
изводится в большую сторону с некоторым запасом. Основные конструктив-
ные характеристики секционных водо-водяных подогревателей с длиной
секций 2 и 4 м по ГОСТ 27590 (выпускаемых заводом Главмосстроя взамен
подогревателей по МВН-2052 и ОСТ 34-588-68) приведены в табл. 3.7.

При выборе теплообменников необходимо проверять допустимую ско-
рость воды со, м/с, или уточнять требуемое живое сечение / м2, для пропуска
заданного расхода воды G, кг/с. Во всех случаях используют уравнение не-
разрывности потока, согласно которому массовый секундный расход тепло-
носителя G = где р — плотность теплоносителя, кг/м3; со — скорость
теплоносителя, — сечение канала, м2.

Пример расчета и подбора теплообменников. Выберем тепловую схему
производственно-отопительной котельной с закрытой двухтрубной системой
теплоснабжения (см. рис. 23), табл. 2 (прил. 1).

Теплообменники Т5, Тб,

На основании максимального значения расхода сетевой воды Gc == 17,4 кг/с
(см. табл. 2 прил. 1) или Gc = 62,6 т/ч по табл. 12.51 [12] подбираем два паровых
водоподогревателя ПП 1-24-7-IV с номинальным расходом 41,7 т/ч и давлением
греющего пара 0.7 МПа. Вторая ступень не устанавливается.

Теплообменник ТЗ.

Согласно расчету тепловой схемы котельной умягченная вода с расходом
бкво ~ 2,3 кг/с нагревается от /н = 27 °C до tK=47 °C сухим насыщенным па-
ром с давлением 0,8 МПа, расходом D3 = 0,08 кг/с; температура насыщения
пара Т = 169,6 °C. Тогда

Q = D 8 - iK3 )= 0,08 (2768 - 335) = 193,2 кВт,

_ (169,6- 27)-(169,6-47)

4-U —	_	"	- - - —	--- -.-Hi	—. £,>3

.М|А

2500433 0,98

Из табл. 3.5 подбираем паровой водоподогреватель 01 (типа МВН-2494) с
поверхностью нагрева 0,625 м2. Аналогично подбираются другие паровые
подогреватели воды.

Теплообменник Т4.

Умягченная вода с расходом (7ХВО « 2,3 кг/с нагревается от 47 до 85 °C, а пи-

тательная вода с расходом Сд - 7,36 кг/с охлаждается от 102 до 90 °C. Тогда
Q = <?хво ‘ Си (85 47) - 2,3 • 4,19 • 38 = 366 кВт,
Л/Б= 90 - 47 * 43 °C, А/м= 102 - 85 = 17 °C,
AL,	43-17

А/- /'’	-м-аж5.—!Z= 28°С,

«•Ф'в/'М In 2,53
’.°3 V .	366 _93ьд

А-Л/1)' 2000-28 0,7	’

По табл. 3.7 подбираем лодо-иодиной подогреватель (ГОСТ 27590) с по-
верхностью нагрева 10,28 м;. Аналогично подбираются другие водо-водяные
подогреватели как в проичаодстнонно-оюнительных, так и в отопительных
котельных с водогрейными koi нами.
Технические характеристики паровых водоподогревателей (типа МВН-2494)

Таблица 3.5

Обозначение водоподогревателя (нормаль)	Поверхность нагрева, м2	Внутренний диаметр Рв? мм	Число трубок Z, шт.	Число ходов	Живое сечение трубок в одном ходу /гр, м2	Живое сечение межтрубного пространства /мл, м2
01	0,625	150	10	2	0,000822	0,0157
02	0,950	150	10		0,000822	0,0157
03	1,62	207	26		0,00214	0,0284
04	2,47	207	26		0,00214	0,0284
05	1,37	207	22	4	0,000905	0,0282
Об	2,09	207	22		0,000905	0,0282
07	2,24	259	36		0,001480	0,0454
08	3,41	259	36		0,00148	0,0454
09	4,93	309	52		0,00214	0,0645

Таблица 3.6

Технические характеристики водо-водяных подогревателей (типа МВНЛ437)

Число ходов	Обозначение водоподогревателя (нормаль)	Поверхность нагрева, м2	Внутренний диаметр £>в,мм	Число трубок Z, шт.	Живое сечение трубок в ОДНОМ ХОДУ/д», м2	Живое сечение межтрубного пространства _4ui, м2
2	01	9,15	257	49	0,0037	0,042
	02	14,5	309	76	0,0058	0,060
4	03	16,35	357	86	0,0033	0,083
	04	19,0	412	100	0,0038	0,113
	. *05	40,5	515	-	214	0,0082	. 0,165
	06	62,3	.616	330	0,0127	0,232
Таблица 3.7

Технические характеристики водоподогревателей по ГОСТ 27590

. Наружный диаметр корпуса секции Дк,мм	Число трубокв секции п, шт.	Площадь сечения межтрубного пространства, /мл, м2	Площадь сечения трубок, /тр, м2 '	Эквивалентный диаметр межгрубного пространства cfei®, м	Поверхность нагрева одной секции/сыс, м2, при длине, м		Тепловая производительность QCEK, кВт, секции длиной, м			
							Система из труб			
							гладких  (исполнение 1)		профилированных (исполнение 2)	
					2	4	2	4	2	4
57	4	0,00116	0,00062	0,0129	0,37	0,75	8	18	10	23
76	7	0,00233	0,00108	0,0164	0,65	1,32	12	25	15	35
89	10	0,00327	0,00154	0,0172	0,93	1,88	18	40	20	50
114	19	0,005	0,00293	0,0155	1,79	3,58	40	85	50	ПО
168	37	0,0122	0,00570	0,019	3,49	6,98	70	145	90	195
219	61	0,02139	0,00939	0,0224	5,75	11,51	114	235	150	315
273	109	0,03077	0,01679	0,0191	10,28	20,56	235	475	315	635
325	151	0,04464	0,02325	0,0208	14,24	28,49	. 300	630	400	840

Примечания.

1.	Наружный диаметр трубок 16 мм, внутренний —14 мм.

2.	Тепловая производительность определена при скорости воды внутри трубок 1 м/с, равенстве расходов теплообменивающихся сред и
температурном напоре 10 °C.

3.	Гидравлическое сопротивление в трубках не более 0,004 МПа для гладкой трубки и 0,008 — для профилированной при длине секции
2 м и соответственно не более 0,006 и 0,014 МПа при длине секции 4 м; в межтрубном пространстве гидравлическое сопротивление
равно 0,007 МПа при длине секции 2 м и 0,009 при длине 4 м.
ЗА. БАКИ И ЕМКОСТИ

Для приема производственного конденсата, создания резерва емкостей
для питательной воды котлов и подпиточной воды тепловых сетей, а также
для других целей в котельных устанавливают конденсатные баки, баки пита-
тельной воды, баки-аккумуляторы подпиточной воды, баки технической во-
ды. Все баки-емкости должны изготавливаться по межведомственным нор-
малям (МВН).

Все поверхности теплообменников и баков с температурой выше 45 °C
изолируют снаружи теплоизоляционными материалами для уменьшения по-
терь теплоты и создания безопасных условий работы обслуживающему персо-
налу. Для защиты внутренней металлической поверхности аккумуляторных и
других баков от коррозионного разрушения применяется герметик АГ-4 тол-
щиной 3...5 см. Поверхность изоляции оборудования покрывают масляной
краской в два слоя. В нижней части бака устанавливают контрольное устрой-
ство, устраняющее попадание герметика в трубопроводы.

1. Питательный бак-деаэратор атмосферного давления (ДА или ДСА)
подбирают по расходу воды из деаэратора (7Д (т/ч) из табл. 12.37 [12].
Высоту установки деаэраторов, насосов, баков следует принимать исходя из
условия создания подпора у центробежных насосов, исключающего
возможность вскипания воды в насосах. Например, по табл. 2 (прил. 1)
<?д=7,36 кг/с или (7Д = 26,5 т/ч, что соответствует деаэратору ДА-50.

Вакуумный деаэратор (ДВ) подбирают по расходу воды на подпитку
бъодп, т/ч, из табл.12.35 [12], а изделия, комплектующие его, из табл. 12.36
[12]. Бак деаэрированной воды размещают на нулевой отметке, а колонку ва-
куумного деаэратора устанавливают на отметке 7,5...8 м, обеспечивающей
давление в баке деаэрированной воды, равное атмосферному. Для водо-
струйных эжекторов предусматривают насосы и баки промежуточной воды.
Напор воды, эжектирующей смесь, составляет 0,4...0,5 МПа. Расход воды
через эжектор зависит от параметров парогазовой смеси, температуры и дав-
ления эжектирующей воды. Температура воды в резервном баке не должна
превышать 30 °C. Обязательным условием нормальной работы вакуумного
деаэратора является его хорошая воздушная плотность и герметичность всей
системы трубопроводов, находящихся под разрежением.

Суммарная емкость баков деаэрированной подпиточной воды тепловых
сетей выбирается:

• для закрытых систем теплоснабжения — из расчета 20-минутной про-
изводительности деаэратора;

♦ для открытых систем — равной 6-8-кратному среднечасовому за сутки
расходу воды на горячее водоснабжение.
Рекомендуется не менее двух, желательно равной емкости, баков-
аккумуляторов, которые устанавливаются в здании котельной на нулевой от-
метке или на площадках под деаэрационной колонкой (для закрытых систем
теплоснабжения) или за пределами котельной (для открытых систем).

2.	Объем расширителя (сепаратора) непрерывной продувки (СНП) опреде-
ляют исходя из допустимого напряжения - 1000 м3 образующегося пара в 1 ч
на 1 м3 полезного объема. Например (табл. 2 прил. 1), расход пара из СНП со-
ставляет Dc - 0,034 кг/с. Удельный объем пара уп = 1,18 м3/кг при давлении
0,15 Мпа (табл. 3.1.[12]). Тогда часовой расход пара из СНП составит

D =3600 уп = 3600 • 0,034 • 1,18 = 144 м3/ч,

а полезный объем СНП в этом случае должен быть не менее Гснп= 0,144 м3.
Обычно для всех паровых котлов устанавливают один расширитель.

3.	Конденсатные баки служат для сбора конденсата, дренажной воды паро-
проводов и перепуска воды из деаэраторов. Желательно устанавливать два бака,
а емкость каждого конденсатного бака выбирать из расчета обеспечения приема
получасового количества возвращаемого конденсата. Например, расход кон-
денсата с производства вщ = 2,4 кг/с (см. табл. 2.2), или 8,64 м^ч. Тогда полез-
ный объем конденсатного бака должен быть не менее 8,64/2 = 4,32 м3.

4.	Для охлаждения подшипников механизмов котельной (вентилятора,
дымососа и др.) на отметке 10... 12 м устанавливают бак технической воды,
емкость которого выбирают из расчета покрытия получасового расхода воды.

5.	При доставке реагентов (соли, кислоты, коагулянта) по железной доро-
ге должны использоваться цистерны емкостью 50...60 т. Объемы баков для
мокрого хранения соли и коагулянтов следует принимать из расчета 1,5 м3 на
1 т соли. Баки-резервуары для хранения реагентов рекомендуется размещать
за пределами котельной, около железнодорожных путей.

6.	Для охлаждения продувочных и всех сточных вод от котлов сооружают
продувочный колодец (барботер), который размещают вне здания котельной.
Емкость такого подземного железобетонного резервуара определяют из рас-
чета охлаждения продувочных вод до температуры 50...60 °C.

3.5.	ТРУБОПРОВОДЫ И АРМАТУРА

Система трубопроводов в котельной предназначена для соединения меж-
ду собой всего действующего оборудования: котельных агрегатов, насосов,
деаэратора, теплообменников и т. д. Арматура предназначена для регулиро-
вания количества транспортируемого теплоносителя и изменения его на-
правления [4]. Она должна располагаться в местах, удобных для ремонта и
обслуживания.

Рабочим давлением в трубопроводах считается давление в напорном пат-
рубке насоса при его работе на закрытую задвижку, а в трубопроводах, отво-
дящих воду из баков, — сумма гидравлического давления столба воды над
низшей точкой трубопровода и давления над поверхностью воды в баках.
Трубопроводы должны прокладываться с уклоном не менее 0,001. Верхние
точки снабжают вентилями для выпуска воздуха или пара, а нижние - шту-
церами или вентилями для дренажа. Соединение трубопроводов должно пре-
дусматриваться на сварке, а присоединение к арматуре и оборудованию - на
фланцах.

Для крепления трубопроводов следует предусматривать неподвижные и
скользящие опоры. Расстояние между опорами в зависимости от диаметра
трубопровода составляет 3.. .8 м.

При нагреве трубопровода происходит его удлинение Д£, мм, которое
пропорционально температуре и может быть найдено по формуле

AL ~ b'Lt (/2 ~ Л)>
где b — коэффициент расширения металла труб (для практических расчетов
принимается 0,012...0,016); L — длина трубопровода, м; Л и 12 — температу-
ра металла трубы при монтаже ее и нагреве, °C.

Установлено, что при нагреве металла на каждые 100 °C один метр тру-
бопровода удлиняется примерно на 1,6 мм. Компенсация температурных уд-
линений трубопроводов достигается упругостью труб и может быть осуще-
ствлена путем установки компенсаторов — гибких и осевых. Гибкие — из
труб, в виде различных геометрических форм (П-образные, лирообразные,
5-образные), воспринимают температурные удлинения вследствие упругой
деформации изгиба. Осевые (односторонние и двухсторонние) - компенси-
руют температурные удлинения при простом перемещении труб внутри кор-
пуса компенсатора через сальниковые уплотнения.

Все трубопроводы с температурой выше 45 °C подлежат тепловой изоля-
ции (табл. 4.35 [12]). Трубопроводы пара, горячей воды, газа, воздуха после
монтажа, испытания, изоляции должны окрашиваться по всей длине в цвет,
соответствующий рабочей среде.

Расчет диаметров трубопроводов производят по максимальному расходу
теплоносителя (пара или воды) и рекомендуемой скорости. Скорость воды в
трубопроводах рекомендуется принимать 0,5...1,5 м/с перед насосами,
2...3 м/с за ними, а также 2...2,5 м/с - во всех остальных трубопроводах. Ре-
комендуемые скорости насыщенного пара от 25 до 35 м/с, а перегретого —
от 35 до 50 м/с. Внутренний диаметр </вн паропроводов и теплопроводов, м,
определяется по формулам ____________________

^вн = V^74 * рп Уп / ®n»

^вн = -Д274 • <?в/(фвРв)»
где Z>n, GB—расход пара или воды, кг/с; уп— удельный объем пара при соот-
ветствующем давлении, м3/кг; со п, <в в — скорость пара или воды, м/с; р8 —
плотность воды, кг/м3.

При учебном курсовом проектировании рассчитывают диаметры и под-
бирают основные магистральные трубопроводы:

•	паропровод от котельного агрегата, согласно расходу пара	= Df4/N;

•	общий паропровод котельной от всех котлов, по расходу пара D*4;

•	питательный трубопровод от деаэратора, по расходу воды (тд;

•	подпиточный от деаэратора, по расходу воды <znoA;

подающий и обратный теплосети, по расходу воды Gc.

После определения диаметра трубопровода подбирают по ГОСТу наруж-
ный диаметр мм, близкий к вычисленному, и по окончательно принятому
проверяют действительную скорость теплоносителя. Для трубопроводов ко-
тельных применяют бесшовные (холоднотянутые и горячекатаные), электро-
сварные и водогазопроводные трубы, диаметры и толщина стенок которых
приведены в табл. 4.5...4.8 [12].

Магистральные питательные трубопроводы паровых котлов следует про-
ектировать двойными, а остальные одинарными или согласно [14].

3.6.	НАСОСЫ

Насосы — машины, предназначенные для нагнетания, перемещения жид-
костей и сообщения им энергии. В котельных применяют лопастные (цен-
тробежные, вихревые, осевые) и струйные насосы (эжекторы, инжекторы).
Приводным двигателем к насосу служат электродвигатели, которые обычно
соединяются с помощью муфты. Марки асинхронных электродвигателей
приведены в табл. 5.27 [12].

В котельных устанавливают питательные, подпиточные, сетевые, конден-
сатные, циркуляционные и другие насосы. Их подбирают по производитель-
ности и напору. Количество насосов должно быть не менее двух, один из ко-
торых резервный. В котельных рекомендуется предусматривать установку
однотипных насосов (по назначению), что улучшает условия их эксплуата-
ции и выполнение ремонтных работ, вследствие взаимозаменяемости от-
дельных частей насосов. Производительность одного насоса (7Н с электро-
приводом должна составлять не менее 110 % номинальной, т. е. с коэф-
фициентом запаса К = 1,1. Напор Ян, создаваемый насосом, должен преодо-
леть гидравлическое сопротивление сети трубопроводов или оборудования
(котлов, бойлеров, арматуры и т. д.) при расчетном максимальном расходе
воды с коэффициентом запаса = 1,15.

После подбора насоса определяют (ориентировочно) установочную мощ-
ность электродвигателя Яу, кВт.

Ny з 130 G'H,
где G—производительность, кг/с; Н— напор, МПа,

Длина переходных патрубков насосов I, м, определяется по формуле:

/ = 5.. .7 (<4 - 40, гДе <4 , da—диаметры трубопровода и патрубка насоса, м.

Диаметры подсоединяемых к насосу трубопроводов не должны быть
меньше диаметров патрубков. На подающей линии насоса устанавливают
манометр, обратный клапан, вентиль (или задвижку), а на всасывающей ли-
нии отключающее устройство (вентиль или задвижку). Регулирование пода-
чи воды осуществляется задвижкой на напорной стороне насоса.

1.	Питательные насосы. В котельных с паровыми котлами устанавливаются
питательные насосы, которые могут быть центробежными и поршневыми (с элек-
трическим или паровым приводом). Число их должно быть не менее двух с неза-
висимыми приводами, а один насос (или более) должен быть с паровым приводом.
Производительность одного насоса с электроприводом, кг/с

Qlh - М (Ас+ $пр + $роуX

где DK — паропроизводительность котельной, кг/с; Одр — расход продувоч-
ной воды, кг/с; Gpoy—расход питательной воды на РОУ.

Напор, создаваемый питательным насосом, МПа
Яял«1,15(Рк-Рд) + Яс,
где Рк — избыточное (максимально возможное) давление в барабане котла,
МПа; Рд— избыточное давление в деаэраторе, МПа (0,12...0,15); Яс — сум-
марное сопротивление всасывающей и нагнетательной магистралей с учетом
сопротивления водяного экономайзера и геометрической разности уровней
воды в деаэраторе и барабане котла, МПа (ориентировочно 0,2).

Подбор насоса производят по табл. 15.3 [12] или табл. 3.8.

Производительность питательного насоса (резервного) с паровым приво-
дом должна быть не менее 50 % номинальной производительности всех кот-
лов, т. е. = 0,5 • (?пЛн, а напор насоса такой же -~.Нпл Подбор поршневых
паровых насосов производится по табл. 15.7 [12] или табл. 3.9.

2.	Сетевые насосы» Предназначены для создания циркуляции и устанав-
ливаются на обратной линии тепловых сетей, где температура воды не пре-
вышает 70 °C. Производительность сетевого насоса определяют по общему
расходу сетевой воды Gc, а насосов для системы отопления и горячего водо-
снабжения (при четырехтрубной системе) - по соответствующим расходам
Gc и Gc , т. е. G = 1,1 G .
О.В Г.В	см	с

Напор сетевого (циркуляционного) насоса, МПа

ЯС.Н = 1,15(ЯК + ЯН.С+ЯС.О),

где Як, Ян с, Нс>0— потери напора в котельной, наружных сетях, системе ото-
пления и т. п.

Так как в учебном пособии представлен расчёт только котельной, то ориенти-
ровочно можно принять Ясн= 0,6... 1 МПа. Подбор сетевых насосов производят
потабл. 15.4...15.6 [12] илитабл. 3.10.
3.	Подпиточные насосы. Служат для восполнения утечки воды из системы
теплоснабжения. Производительность подпиточного насоса выбирают вдвое
большей для возможности аварийной подпитки тепловой сети и составляет
^подпл = 2 ^подп-

Необходимый напор подпиточного насоса определяется давлением воды
в обратной магистрали теплосети и сопротивлением трубопроводов и арма-
туры на линии подпитки (ориентировочно ЯПОДПЛ2 0^-Яс.н). Подбор подпи-
точных насосов производят по табл. 15.10 [12] или табл. 3.10.

4.	Конденсатные насосы. Конденсат из баков, куда он поступает с про-
изводства или из бойлерных установок (паровых водоподогревателей), пере-
качивают в деаэраторную колонку. Производительность конденсатных насо-
сов определяют исходя из максимального количества конденсата, а напор
должен быть достаточным для преодоления сопротивления конденсатопро-
водов, давления в деаэраторе и гидростатического напора из-за разности
уровней мест установки насоса и деаэратора (ориентировочно можно при-
нять Якн s 0,15 МПа). Для нормальной работы конденсатного насоса необхо-
димо обеспечивать подачу конденсата из бака к насосу самотеком с доста-
точным подпором, а при расположении баков насосов на одном или близких
уровнях температура конденсата должна быть не выше 80 °C. Подбор кон-
денсатных насосов производят по табл. 15.6 [12] или табл. 3.10.

5.	Насосы исходной воды. Предназначены для подачи воды от источника
водоснабжения котельной (резервуара, водопровода, скважины) в систему водо-
подготовки (ХВО). В качестве насосов сырой воды используются обычные насо-
сы марки К или Д (табл. 3.10). Производительность насоса равна = 1,ЮИСХ.
Необходимый напор насосов исходной (сырой) воды выбирают в зависимости от
гидравлического сопротивления трубопроводов, арматуры, катионитовых
фильтров и гидростатического напора воды, он лежит обычно в пределах
0,4.. .0,6 МПа.

6.	Рециркуляционные насосы водогрейных котлов. Их устанавливают
для повышения температуры воды па входе в котел путем подмешивания го-
рячей воды из прямой линии тепловых сетей. Подача рециркуляционных на-
сосов (Ур н = 1,1 ’СрЦ , а напор определяется гидравлическим сопротивлением
водогрейного котла и соединяющих насосы и котел трубопроводов (практи-
чески в пределах 0,2...0,3 МПа). В качестве рециркуляционных используют-
ся насосы типа НКУ (табл. 15.5 (121). которые рассчитаны на перекачку воды
с температурой до 200 °C.

7.	Насосы для подачи ряст поров, реагентов, кислоты. Применяют на-
сосы-дозаторы марки НД, тпбп. 15.9 |12). Подача таких насосов зависит от
объема мерника-дозатора, су точит о расхода соли или других реагентов.
Технические данные насосов ЦВ

Таблица 3.8

		Насос						Электродвигатель			Масса, кг
Марка	Производительность G		Напор Я, м вод. ст.	Вакуумметрическая высота всасывания  >м вод>	Тип	Мощность, кВт	Число оборотов в минуту	
	м3/ч	л/с						
2,5ЦВ-0,8	5	1,4	190	7	А 61-2	14	2900	286
2,5ЦВ-1,1	10	2J .....	190	7	А 62-2	20	2900	301
2,5ЦВ-М	15	4,2	190	7	А 71-2	28	2900	381
2,5ЦВ-1,5	20	5,5	190	7	А 72-2	40	2900	406

Примечание. Температура перекачиваемой воды не должна превышать 105 °C.

Таблица 3.9

Характеристики паровых поршневых насосов

Показатели	Марки насоса		
	ПНП-1	ПНП-3	ПНП-15
Подача F, м3/ч	10...25	5,5...14	25
Давление на нагнетание р& кгс/см*	20	20	38
Число двойных ходов п в минуту	32-60	27-60	60
Максимальное разрежение перед насосом W, м	6	6	6
Давление пара, кгс/см2 (начальное/конечное)	12/3	12/3	23/3
Удельный расход пара, кг/(л-с-ч) (насыщенного/перегретого)	40/31	38/30	38/25
Предельная температура пара, °C	270	270	270
Вес насоса, кг	735	433	770
Диаметр цилиндра, мм	'	130	100	130 *
Ход поршня, мм	150	150	150
Таблица 3.10

Технические данные насосов марки К

1		 	Насос							Электродвигатель		
Марка	Производительность Р		Напор Я, .м. вод. ст.	Допустимая вакуумметри- ческая высота всасывания  ** вак > м	КПД насоса	Тип	Мощность, кВт	Число оборотов в минуту
	ьг/ч	л/с						
К 8.18 ; 6—16 '	1,6-3,9			20,3-14	6,6-6,0	0,44-0,53	4А80А2	1,5	2900
К 2030	10—30 I	I	2,8-8,3	34,5-24,0	8,7-5,7	0,51-0,64	А02-32-2	4,0	2900
К 20/18	11—22	3,0-6,1	21-17,5	8,0-6,4	0,56-0,66	А02-32-2	2Д	2900
К 45/55	20—65	8,3-18	45-30	7,5-5,3	0,55-0,66	А02-52-2	14,0	2900
К 45/30	30—54	8,3-15,0	34,8-27,0	7,0-2,9	0,62-0,72	А02-42-2	7»5	2900
К 90/85	65—135	18-37,5	98-72,6	7,1-4,0	0,63-0,66	А02-82-2	55,0	2900
К 90/35	65—120	18-33,3	37,7-28	6,7-3,3	0,72-0,75	4А16052	14	2900
К 90/20	60—100	16,7-27,8	25,7-18,9	5,4-4,2	0,76-0,77	А02-42-2	7	2900
К160/30	100—200	28-55,8	36,5-29,2	6,6-5,2	0,70-0,75	А02-72-4	28	1450
К 160/20	100—200	28-55,6	22,7-17,1	8,5-7,0	0,76-0,79	А02-71-4	22	1450
К 290/30	220—340	61,1-94,5	32-25,4	6,5-4,7	0,80-0,79	А02-81-4	40	1450
К 290/18	220—360	61-100	20,7-15,0	6,2-5,0	0,81-0,78	А02-71-4	20	1450
8.	Вакуумные насосы. Предназначены для создания вакуума и удаления
газов из вакуумных деаэраторов. Обычно используются вакуумные насосы
ВК-25, пароструйные или водоструйные эжекторы. Для отопительных ко-
тельных с водогрейными котлами малой и средней теплопроизводительно-
сти, как правило, применяют водоструйные эжекторы (табл. 12.36 [12]).

При непрерывно работающей деаэраторной установке необходимо иметь
один резервный насос или эжектор. Производительность каждого агрегата
выбирают с двух- или трехкратным запасом по отношению к расчетной. Рас-
ход воды через эжектор зависит от параметров парогазовой смеси, темпера-
туры и давления эжектирующей воды и колеблется в пределах от 4 до 50 м3
на один килограмм отсасываемых газов. Температура воды не должна пре-
вышать 30 °C.

Результаты расчета и подбора всех насосов сводят в итоговую таблицу.

Итоговая таблица подбора насосов

Назначение Насоса	Мар- ка	Производительнность	На- пор	кпд	Мощ- ность	Число оборотов	Эл. двига- тель, его мощность
1	2	3	4	5	6	7	8

3.7.	ОБОРУДОВАНИЕ ВОДОПОДГОТОВКИ

Надежность работы поверхностей нагрева котельных агрегатов и систем
теплоснабжения зависит от качества питательной и подпиточной воды. Ос-
новные показатели качества воды, пара и конденсата приведены в [11].

При использовании в котельной воды из открытых источников для удале-
ния взвешенных и органических веществ рекомендуется: фильтрование через
однослойные или двухслойные механические фильтры; осветление с после-
дующим фильтрованием через механические фильтры; известкование с коа-
гуляцией и последующим осветлением или фильтрованием. Для глубокого
удаления из воды грубодисперсных (механических), коллоидных частиц
применяются вертикальные, однопоточные фильтры, засуженные дробле-
ным антрацитом или кварцевым песком с размерами зерен 0,35...2 мм.

Скорость фильтрования 5...6,5 м/ч. Продолжительность фильтро-
цикла должна быть не менее 8 ч, а количество фильтров не менее двух. Об-
щую площадь фильтрования F, м2, определяют исходя из призводительности
установки м3/ч

Г=Сф/1Гф.

Стандартные осветительные фильтры приведены в табл. 12.13 [12].

Для умягчения и снижения щелочности исходной воды применяется
катионирование (Na; Na-H; Na-NHi и др.). Выбор метода обработки зави-
сит от качества исходной воды, требований к качеству питательной и под-
пяточной воды» системы теплоснабжения (закрытая или открытая) и др.
Na-катионитовая установка используется при отсутствии в обрабатывае-
мой воде грубодисперсных и коллоидных примесей. Причем для паровых
котлов, требующих более глубокого умягчения, осуществляется двухступен-
чатая схема Na-катионирования, а для тепловых сетей (водогрейные котлы и
подпитка теплосети) достаточно одноступенчатого Na-катионирования.

В двухступенчатых схемах умягчения воды следует предусматривать не
менее четырех фильтров: два — первой ступени, один — второй и один —
резервный, работающий в период регенерации основного фильтра или ре-
монта одного из фильтров. Водоумягчение методом катионирования, режи-
мы работы фильтров описаны в 1.3 и [6]. Общую жесткость исходной воды
Жо, мг-экв/кг, рек и водоемов для заданного города принимают из табл. 12.1
[12]. Линейная скорость фильтрования умягчаемой воды W зависит от ее
общей жесткости Жо и составляет 15 м/ч при 5 < Жо< 10 или 20 м/ч при
Жо < 5 мг-экв/кг. Жесткость воды после катионирования снижается и мо-
жет составлять: после первой ступени умягчения (параллельная установка
фильтров) — Ж1 z 0,1, после второй (последовательная установка фильт-
ров) — Жп s 0,005 мг-экв/кг.

Взрыхление катионита (сульфоугля или КУ-2) производится сырой или
отмывочной водой, которая подается самотеком из бака, расположенного
выше фильтра, или насосом (расположенным внизу). Вода после взрыхления
направляется в дренаж.

Регенерационный раствор готовится в солерастворителе, загруженном не-
сколькими слоями кварцевого песка или антрацита разной крупности. Соле-
растворитель (металлический цилиндр-сосуд) имеет диаметр от 450 до
1000 мм. При регенерации Na-катионитового фильтра через него пропускают
6...10%-ный раствор поваренной соли со скоростью 3...4 м/ч. Продукты ре-
генерации направляются в дренаж.

Отмывка обычно производится прозрачной коагулированной или освет-
ленной водой. Отмывочную воду вначале спускают в дренаж, а затем
направляют в специальный бак, из которого она в дальнейшем повторно ис-
пользуется, для взрыхления, Удельный расход воды на отмывку катионита
составляет 4...5 м3 па каждый кубометр загруженного материала. После
окончания отмывки фильтр подключают в работу. Продолжительность ос-
новного рабочего цикла катионитового фильтра должна быть не меньше
6...8 ч. Расчет' и выбор оборудования химводоочистки при двухступенчатой
(последовательной) схеме умш чсиия воды в Na-катионитовых фильтрах сво-
дят в табл. 3.11.

Следует заметить» чю нрн расходе технической соли в месяц Смес < 3 т
допускается приготовление регенерационного раствора по схеме сухого хра-
нения соли, и решен i понучакн в солерастворителе. При GMec> 3 т применя-
ют мокрое хранение соли в резервуаре объемом РЪ20 •	Доставка

технической соли пронтодиюм автотранспортом.
Расчет оборудования ХВО

№ п/п	Параметры и размерность	Метод определения	1-я ступень	2-я ступень
1	2	3	4 ‘	5
1	Общая жесткость воды, посту- пающей на фильтр, мг-экв/кг	Табл 12.1 [12]	Жо	Жо=0,1
2	Скорость фильтрования, м/ч	FKi=15...2O Wi = 25. ..30		
3	Расход вода после 1- и 2-й ступеней ХВО, кг/с	Из расчета тепловой схемы	$ХВО1	$ХВО2
4	Необходимая площадь фильт- рования, м2	F~3fi-G™JW	Fx	Fi
5	Количество фильтров, п	Принимается	п\=2	П1- 1
6	Диаметр фильтров, м	</= 1,13 (FltiP	d\	di
7	Внутренний диаметр корпуса стандартного фильтра и высо- та фильтрующей загрузки, м	Подбирается по табл. 12.14, 12.17 [12] с округлением d в сторону увеличения	d$i, hi	d^2»hi
8	Фактическая скорость филь- трования, м/ч	И'ф = 4,59 •		
9	Фактическая площадь сечения фильтра, м2	Кф=0,785-^	£ф1	£ф2
10	Рабочая обменная способность катионита, г-экв/м3	Для сульфоугля Eis 300; £23 100	Б,	E2
11	Количество регенераций фильтра всутки,рег/сут	з.б-о^.Жр-гд R_ F^-h-E-n ф	Я1	R2
12	Межрегенерационный период (продолжительность фильтро цикла), ч	7= --1,5 R *	Ti	T1
13	Удельный расход поваренной соли NaCl, кг/г-экв	Для сульфоугля		b^O.4
14	Расход поваренной соли на одну регенерацию фильтров, кг/рег.	С«86,4СхвоЖо-/>	Gi	<J?2
15	Суточный расход NaCl, кг	(?с	Gci	<Jc2
16	Суточный расход техни- ческой соли, кг	<?тех=1,08<?с	G-rexi	<7tcx2
17	Суточный расход воды на приготовление регенерацион- ного раствора, м3	брег = 0,01 • Стех	Gperi	Gper2
18	Суточный расход воды на от- мывку фильтров, м3	^<угм~ 4,5 *£ф *h 'Л п	^OTM l .	
19	Суточный расход воды на взрыхление фильтра, м3	£*взр =* 2,5 * £ф • R * п	$B3pl	<?B3p2
20	Общий суточный расход тех- нической соли, кг	$тех = ^тех 1 + бтех 2		
21	Расход технической соли в ме- сяц, кг	^мес= ^тех * 50		
3.8.	ТЯГОДУТЬЕВЫЕ МАШИНЫ

Каждый котельный агрегат должен иметь индивидуальный вентилятор и
дымосос, и только при производительности котлов до 1 Гкал/ч (1,16 МВт)
допускается установка групповых тягодутьевых машин, состоящих из одного
дымососа и одного вентилятора, обслуживающих все котлы. Для правильно-
го выбора тягодутьевых машин паровых и водогрейных котлов следует поль-
зоваться утвержденным указанием по комплектации (табл. 8.22, 8.33 [12]).

Для регулирования производительности вентилятора и дымососа уста-
навливают направляющие аппараты, которые закручивают поток в направле-
нии вращения колеса. При работе водогрейных котлов во всех режимах более
рационально осуществлять комбинированный способ регулирования работы
тягодутьевых машин, а именно: ступенчатого изменения частоты вращения
ротора машины при помощи многоскоростного электродвигателя, а также
плавное регулирование направляющими аппаратами.

Основными параметрами тягодутьевых машин являются их производи-
тельность и создаваемый напор. Напор, создаваемый вентилятором или ды-
мососом, должен с 10%-ным запасом преодолеть суммарное гидравлическое
сопротивление воздушного или газового тракта, которое определяется в со-
ответствии с требованиями нормативного метода аэродинамических расчетов
котельных установок [1]. Производительность тягодутьевой машины, м3/ч,
составляет:

• дымососа Кд =1,05в[гг°+(ауХ-1)и0]^^^,

< вентилятора Кв = 1,05 • В • К0 • ат	,

где 1,05 — коэффициент запаса; В — расчетный часовой расход топлива ка-
ждого котельного агрегата при номинальной нагрузке, м3/ч, кг/ч; У®, У0 —
теоретическое количество топочных газов и воздуха, mVm3; м3/кг; Оух, «т —
коэффициенты избытка воздуха в топке и уходящих топочных газах (из теп-
лового расчета котлоагрегата); /д — температура дымовых газов перед дымо-
сосом или после экономайзера, °C;/в—температура воздуха перед венти-
лятором, °C.

Расчетный часовой расход топлива для одного котельного агрегата, мг7ч,
кг/ч, определяется но формуле В = (3600 • B^IN9 где — расчетный се-
кундный расход топлива в котельной, м3/с, кг/с; N— количество котельных
агрегатов.

3.9.	ДЫМОВЫЕ ТРУБЫ

Из дымовых труб котельных в атмосферу выбрасываются продукты сго-
рания, которые содержат токсичные вещества, оказывающие вредное воздей-
ствие на биосферу (оксиды углерода, серы и азота и др.). Содержание вред-
ных веществ в воздухе определяется их концентрацией — количеством ве-
щества, мг, находящегося в 1 м3 воздуха (мг/м3). Максимальная концентра-
ция вредных веществ, не оказывающая вредного влияния на здоровье чело-
века, называется предельно допустимой концентрацией (ПДК).

Количество основных, вредных веществ М9 г/с, выбрасываемых в атмо-
сферу с продуктами сгорания, рассчитывают на основании имеющихся реко-
мендаций и санитарных норм следующим образом.

•	Оксиды серы: A/SO2 -20 • В? • Sp или М30г s 18,8 • В? • (H2S),
где В? — расчетный расход жидкого или газообразного топлива (кг/с, м3/с);
Sp — рабочая масса серы в топливе, %; H2S — содержание сероводорода в
газообразном топливе, % (при отсутствии данных принимается 0,01 %).

•	Оксиды углерода: Afco ~Чз ’*1 ’ Он * В? >

где дз — доля потерь теплоты от химического недожога, % (для газа, мазута
Чз ~ 0,5); zi—коэффициент, равный 0,5 для газа и 0,65 для мазута; Qh—низ-
шая теплота сгорания топлива, МДж/кг, МДж/м3.

•	Оксиды азота: AfN02 s z2-z3-5P • 0н,

где z2—коэффициент, равный 0,9 для газа и 1 для мазута; Z3—коэффициент,
характеризующий выход оксидов азота (ориентировочно принимается 0,1).

Минимально допустимая высота дымовой трубы определяется из условия
обеспечения отвода продуктов сгорания и рассеивания их в атмосфере. Это
такая высота трубы, когда концентрация вредных веществ у поверхности
земли будет меньше максимальной разовой предельно допустимой концен-
трации (ПДК) данного вещества в атмосферном воздухе, утвержденной
Минздравом РФ. Предварительная минимальная высота дымовой трубы Н, м,
из условия выброса и рассеивания в атмосфере с учетом суммарного дейст-
вия оксида углерода (СО) и диоксида серы и азота (SO2 и NO2) будет равна

Г	/ х	I0’5

( ОДКбо, ) ПДК80

.	s°2 ПДКио No2 ПДКс0 С0

А*р_____________\_______2 7____________________

(Кд-.ДП0’33'	пдк$02

где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосфе-
ры; F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вред-
ных веществ в атмосферном воздухе; Гдг — полный объемный расход дымо-
вых газов, м3/с; АТ — перепад между температурой выбрасываемых (уходя-
щих) дымовых газов [24] и температурой окружающего атмосферного
воздуха tw которая равна максимальной температуре наружного воздуха наи-
более жаркого месяца года [16]; М — масса вредного вещества, выбрасывае-
мого в атмосферу в единицу времени, г/с; ПДК — максимальная разовая пре-
дельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе,
лимитирующая чистоту воздушного бассейна, мг/м3.

Значение коэффициента А принимается равным: 200 — для европейской
территории РФ южнее 50° с.ш., Сибири, Дальнего Востока; 180 — для евро-
пейской территории РФ от 50° до 52° с.ш.; 160 — для европейской террито-
рии РФ севернее 52° с.ш. и Урала; 140 — для Московской, Тульской, Рязан-
ской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

Безразмерный коэффициент F принимается равным единице для газооб-
разных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыль, зола, газ).

Полный объемный расход дымовых топочных газов, м3/с, удаляемых в
атмосферу через трубу, определяется по формуле

Д.Г

=ЯР

Гр°+(«

L г v 7 J 273

V

где —расчетный расход топлива в котельной, м3/с, кг/с; Кг°— теоретиче-
ское количество топочных газов, м3/м3, м3/кг; V0 — теоретически необходи-
мое количество воздуха для сжигания топлива, м3/м3, м’/кг; «уХ— коэффици-
ент избытка воздуха в уходящих топочных газах; /у* — температура уходя-
щих топочных газов, °C.

Предельно допустимые концентрации, мг/м3, для газов составляют:
ПДКсо = 3,0; ПДК80г = 0,5; ИДК^ 0,085.

После расчета минимальной высоты дымовой трубы Я, м, имея значения
Кдг, ДТ, необходимо предварительно принять скорость продуктов сгорания
на выходе из дымовой трубы Wo == 20 м/с и определить диаметр устья дымо-
вой трубы Д^р, м, а также коэффициентыУ, т по формулам:

z \0,5	о v

V I War 1	Ио'Лтр

> / = 1000-^-а;

F (ЗД4Г0 J	Я2 .др

0,65 • [(Кд- • ДТ)/Я] 033; т = [0,67 + 0,1(0 03 + 0,34(0 033]-1-

В зависимости от параметра Vнаходят безразмерный коэффициент и:
Г<0,3 я = 3;

03<F<2 n = 3~[(K-0,3)-(4,36-F)]°'5;
V>2 и=1.

Далее рассчитывают минимальную высоту дымовой трубы в метрах, во
втором приближении Hi - Н (т • л) . Если разница между Hi я Н больше 5 %,
выполняют второй уточняющий расчет, который производится по формуле

/	ч0*5



Н2==Я|

т*п

где ть «1 — коэффициенты, определяемые при значениях/ь и уточненной
высоте дымовой трубы

При высоте дымовой трубы Н2 определяют максимальную приземную
концентрацию каждого из вредных веществ по формулам
п - А МСЬ'т\'п\ . Г> - H A*SO2 'т\'п\	_ л	"Ч *Л1

СО~ Я^дгЛГ?-33 ’	S°2 Я^Кдг.Дг/>'33’	N°2 Я^-ДТ^33 ’

Проверяют условие, при котором безразмерная суммарная концентрация
не должна превышать 1, т. е.

_So_ + _^2_ + _5^2_ S !.

ВДксо	wN02

Если указанные условия не соблюдаются, следует увеличить высоту ды-
мовой трубы до значения, при котором безразмерная концентрация будет
меньше или равна 1.

Окончательно минимальная допустимая высота дымовой трубы принима-
ется из условий, что труба должна быть выше конька кровли зданий (распо-
ложенных в радиусе 25 м от здания котельной) не менее чем на 5 м, при на-
личии зданий высотой более 15 м в радиусе 200 м — высота не ниже 35 м,
что обеспечит рассеивание в атмосфере летучей золы и газов, содержащих
соединения серы, азота и углерода. Высота устья дымовых труб для встроен-
ных, пристроенных и крышных котельных должна быть выше границы вет-
рового подпора, но не менее 2 м над кровлей более высокой части здания
или самого высокого здания в радиусе Юм.

Диаметры выходных отверстий кирпичных и железобетонных труб опре-
деляют на основании требований § 7.16 [14]. Диаметр основания дымовой
трубы (кирпичной) Д^н = Д^р + дЯ2, где i =0,02 — средний уклон внутрен-
них стенок трубы.

В соответствии с [14] следует выбрать дымовую трубу из кирпича или
железобетона из следующего ряда значений диаметров выходного отверстия:
1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4 м и т. д. до 9,6 м. Высота дымовых труб должна прини-
маться 30,45,60,75,90,120,150 и 180 м.

3.10.	МАЗУТНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Мазут используют в качестве основного топлива или резервного. Когда
основным топливом является природный газ, то мазут применяют только в
зимние месяцы. Он может также использоваться в качестве аварийного топ-
лива при непродолжительном прекращении подачи газа и растопочного, ко-
гда основным является твердое топливо.

Доставка мазута осуществляется по железной дороге, а для небольших
котельных — автоцистернами. Комплекс мазутного хозяйства состоит из сле-
дующих сооружений и устройств: подъездных железнодорожных путей;
сливной эстакады с промежуточной емкостью; мазутной насосной с разме-
щением в ней насосов; электрических щитов и бытовых помещений; мазуто-
хранилища с железобетонными или металлическими резервуарами; комму-
никаций между емкостями мазута насосной и котельной; установки для сбо-
ра конденсата; очистных устройств сточных вод; устройства для пожароту-
шения; установки для приема, хранения и ввода в мазут жидких присадок.

Объем мазугохранилища, м3, определяется по формуле

86400-Вр-т

Р

где 86400 — число секунд в сутках; расчетный расход топлива в ко-
тельной, кг/с; т — количество суток, на которые рассчитано хранилище; р —
плотность мазута, кг/м3 (табл. 2.8 [12]).

Емкость хранилищ мазута для котельных рассчитывается: на 10-суточный
расход при доставке по железной дороге в случае, когда мазут является ос-
новным или резервным видом топлива; 5-суточный расход при доставке ав-
томобильным транспортом; 3-суточный, если мазут является аварийным ви-
дом топлива; 2-суточный при доставке мазута по трубопроводам. При проек-
тировании мазутных складов должны применяться типовые проекты
подземных и наземных железобетонных резервуаров.

3.11.	ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНДЕНСАТА И ОЧИСТКА
СТОЧНЫХ ВОД

Конденсат от технологического производства, как правило, содержит за-
грязнения в виде механических примесей, соединений железа, меди, кисло-
рода, углекислоты, аммиака и др. Для очистки конденсата путем фильтрации
применяют следующие фильтрующие материалы: уголь активированный,
сульфоуголь, катионит КУ-2, антрацит, кокс и др. Способы обработки кон-
денсата описаны в § 10.54... 10.57 [14].

Очистку конденсата в котельной рекомендуется осуществлять при за-
грязнении, мг/кг, не более: 300 — взвешенными веществами; 70 — соедине-
ниями железа; 2 — смолой; 10 — фенолами, бензолами. При большем загряз-
нении конденсата и при невозможности его обработки совместно с исходной
водой прием последнего в котельную предусматривать не следует.

Непосредственный сброс сточных вод водоподготовительных установок в
водоемы недопустим. Для очистки сточных вод применяют нейтрализацию,
отстаивание, флотацию, фильтрование [2,6, 7,13,14,29].

3.12.	ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОТЕЛЬНОЙ

При проектировании следует производить сравнение технико-эконокшческих
показателей варишпин выбора основного и вспомогательного оборудования, степе-
ни автоматизации, компоновочных и схемных решений, а также размещения ко-
тельной на гешшано [ 14|, Сравнение следует производить по приведённым затра-
там. Экономически целесообразным признаётся вариант с наименьшими приведён-
ными затратами, а при равных приведённых затратах предпочтение отдаётся вари-
анту с наименьшими, капитальными вложениями (или сметной стоимостью).

При выполнении курсового проекта определяют себестоимость тепла, отпу-
щенного потребителям, которая отражает техническую вооружённость котель-
ной, степень механизации и автоматизации процессов, расходование материаль-
ных ресурсов. Для расчёта себестоимости вычисляют годовые эксплуатационные
расходы, которые включают следующие статьи: топливо, электроэнергию, воду,
амортизацию, текущий ремонт, заработную плату персонала и прочие (на охрану
труда, технику безопасности, пожарную и сторожевую охрану, приобретение
спецодежды, реактивов для химической очистки воды и т. д.).

Для производственно-отопительных котельных, работающих на газе и мазу-
те, примерные значения некоторых показателей приведены в табл. 3.12. Резуль-
таты расчёта технико-экономических показателей сводятся в табл. 3.13.

Таблица 3.12

Примерные значения показателей производственно-отопительных
котельных, работающих на газе и мазуте

Показатель и обозначение	Размерность	Мощность котельной, МВт			
		до 15	15...30	30...50	свыше 50
1.	Удельный расход элек- трической мощности на собственные нужды Кэл  2.	Удельные капиталовложе- ния Кк  3.	Штатный коэффициент  Кщ						кВт/МВт тыс. р./МВт чел / МВт	38  200  3,3	33  150  2,0	28  100  0,9	18  60  0,6

Таблица 3.13

Расчет технико-экономических показателей

Показатель и размерность	Расчетная формула или способ определения	Рас- чет
1	2	3
Исходные данные  1.	Общая максимальная теплопроизводитель- ность котельной, МВт  2.	Годовая выработка тепла, ГДж /год  3.	Годовой расход натурального топлива, тыс. м3/год, т/год  4.	Расход исходной воды, кг/с  5.	Удельный расход электрической мощности на собственные нужды котельной, кВт / МВт  6.	Удельные капиталовложения, тыс. р / МВт  7.	Штатный коэффициент, чел / МВт	2к, из табл. 3.4.  из табл. 3.4.  2?£°д,изтабл. 3.4.  Gt,» из расчёта схемы исх  (раздел 2)  Кэл, из табл. 3.12.  К» из табл. 3.12.  Кш, из табл. 3.12.	
1	2	3
8.	Стоимость топлива, р/тыс. м3, р/т  9.	Стоимость воды, р/т  10.	Стоимость электроэнергии, р / кВт ч.  11.	Среднегодовая заработная плата одного человека, р/чел. -год  Результаты расчёта  12.	Годовое число часов использования установленной теплопроизводитель- ности котельной, ч/год  13.	Расходы на топливо, р/год  14.	Расходы на электроэнергию, р/год  15.	Расходы на используемую воду, р/год  16.	Расходы на заработную плату, р/год  17.	Сметная стоимость строительства, р.  18.	Расходы на амортизацию, р/год  19.	Расходы н* текущий ремонт, р/год  20.	Прочие расходы, р/год  21.	Годовые эксплуатационные расходы, р/год  22.	Себестоимость отпускаемой теплоты, р/гдж  23.	Приведенные затраты, р	Цт, по прейскуранту Цв, по прейскуранту ЦэЛ, по прейскуранту  Цзп, по прейскуранту  Яу«= ей /(з,б.0с)  5^1,05-В™* Цт  *	$ЭЛ = О^'^ЭЛ’бк’Луст’Цзл 5вод= ^б-Сисх-йуст'Цв  *	$З.П = -^Ш*бк*Цз.П  К« Кк-бк403 (или смета)  SaM=s=0,067'K  $т.р 0,2-SaM  $пр= 0,3 (^.п^ам^^г.р)  Скот = ‘$т+|$эл+‘$,вод+ + $з.п +‘$ам+‘$т.р+,$'пр  *	5кот= Скот/ Qoeuj  П==Скот+0,12*К	

3.13.	КОМПОНОВКА ТЕПЛОВЫХ СХЕМ КОТЕЛЬНЫХ
И ОБОРУДОВАНИЯ

Размещение оборудования котельной установки на открытой площадке
или в здании принято называть компоновкой. Если все оборудование распо-
ложено внутри здания, компоновка называется закрытой; при размещении
части оборудования вне здания компоновка будет открытой. Компоновку
технологического оборудования котельной осуществляют, используя указа-
ния [2,5,6,7,14,29] и типовые проекты.

Котельную следует оборудовать серийно выпускаемыми промышленностью
однотипными котлоагрегатами с одинаковой теплопроизводительностью. В ко-
тельной, как правило, устанавливают три-четыре однотипных котельных агрегата
одинаковой тепловой мощности. В некоторых случаях оказывается целесообраз-
ным принять д ва типа котлоагрегатов—паровые и водогрейные.

На развернутой тепловой схеме показывается все устанавливаемое обо-
рудование, а также все трубопроводы, соединяющие оборудование с запор-
ной и регулирующей арматурой. Развернутые схемы могут быть составлены
лишь после разработки принципиальной тепловой схемы, ее расчета, а также
выбора типа и количества котельных афегатов.

После подбора котлов производится выбор необходимого для их работы вспо-
могательного оборудования, которое наносится на тепловую схему в виде услов-
ных обозначений, выбираемых в соответствии с действующими стандартами. Так
же условными линиями изображают трубопроводы для различного вида жидко-
стей, пара и газа. Арматура до лжна соответствовать правилам устройства и безо-
пасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Для удобства обозначения и чтения тепловых схем допускается следую-
щий порядок размещения условных обозначений оборудования на схеме: в
верхнем ряду наносят обозначения котельных агрегатов и деаэраторов, ниже
теплообменников, затем насосов, различных емкостей или баков, далее дре-
нажные, продувочные колодцы. Принципиальная тепловая схема котельной с
паровыми котлами для закрытой четырехтрубной системы теплоснабжения
приведена на рис. 3.2.

При выполнении развернутых тепловых схем котельных с водогрейными
котлами применяют общестанционную или агрегатную схему компоновки
оборудования. Общестанционная схема характеризуется присоединением се-
тевых и рециркуляционных насосов, при этом вода из обратной линии тепло-
вых сетей может поступать к любому из сетевых насосов, подключенных к
магистральному трубопроводу, питающему водой все котлы котельной. Ре-
циркуляционные насосы подают горячую воду из общей линии за котлами в
общую линию, питающую водой все водогрейные котлы.

При агрегатной схеме компоновки оборудования котельной для каждого
котла устанавливаются сетевые и рециркуляционные насосы. Вода из обратной
магистрали поступает параллельно ко всем сетевым насосам, а нагнетательный
трубопровод каждого насоса подключен только к одному из водогрейных котлов.
К рециркуляционному насосу горячая вода поступает из трубопровода за каж-
дым котлом до включения его в общую подающую магистраль и направляется в
питательную линию того же котлоагрегата. Также предусматривается установка
одного резервного сетевого насоса для всех водогрейных котлов.

Выбор общестанционного или агрегатного способа компоновки оборудо-
вания котельных с водогрейными котлами определяется исходя из эксплуа-
тационных соображений, а именно: учета и регулирования расхода и пара-
метров теплоносителя, протяженности в пределах котельной магистральных
трубопроводов, ввода в эксплуатацию каждого котельного агрегата.

Условные обозначения и индексы инженерных сетей, трубопроводов,
оборудования, арматуры приведены в табл. 3.14 и 3.15, категории трубопро-
водов в табл. 4.20 [12], условные обозначения промышленной трубопровод-
ной арматуры в табл. 16.1(12].
Рис. 3.2. Принципиальная тепловая схема котельной с паровыми котлами
для закрытой четырехтрубной системы теплоснабжения
На рис. 1—13 (прил. 2) показаны компоновки котельных с паровыми кот-
лами ДКВР и ДЕ. В котельном зале размещены паровые котлы, оборудование
водоподготовки, насосы, вентиляторы. На плане и разрезах котельной пока-
зана установка деаэраторных баков, подогревателей сетевой воды, дымосо-
сов, дымовой трубы. Кроме того, имеются помещения КИП и А, химической
лаборатории, служебно-бытовых нужд.

Таблица 3.14
Индексы инженерных сетей

Наименование	Условное обозначение
1	2
Паропроводы и трубопроводы  Паропровод при давлении, кгс/см2:	
свыше 13	Т99
ДО 13	Т98
ДО 1,0	Т97
ДО 2,0	Т96
до 3,0	Т95
ДО 4,0	Т94
ДО 5,0	Т93
ДО 6,0	Т92
До 7,0	Т91
Конденсатопровод:	Т8
общего назначения	Т81
самотечный чистый	
Водопровод:	
хозяйственно-питьевой производственный	
обратной воды подающий	В4
обратной воды обратный	В5
умягченной воды	Вб
Трубопровод:	В 21
Na-катионитовой воды 1-й ступени	
Na-катионитовой воды 2-й ступени	В 22
Н-катионитовой воды	В 23
при “голодной” регенерации	В 24
декарбонизированной воды	В 25
аммоний-катионитовой воды	В 26
хлор-ионированной воды	В 27
промывочной воды для фильтров	В 28
питательной воды перед насосом	В 29
подпиточной воды	В 30
периодической продувки котлов	В31
непрерывной продувки котлов	В 32
сливов и дренажей	К13
атмосферный	АО
выпара деаэратора и подогревателей	Е0
1	2
крепкого раствора соли	Ml
регенерационного раствора соли	М2
крепкого раствора сульфата аммония	М3
регенерационного раствора сульфата аммония	М4
£срепкой серной кислоты	М5
регенерационного раствора серной кислоты	Мб
раствора нитрата	М7
Канализация:	
производственная, общего назначения	КЗ
вод щелочных (слив и др.)	К9
Теплопроводы	Т1
Трубопровод горячей воды для отопления и вентиляции подающий	
То же обратный	Т2
Трубопровод горячей воды ГВС подающий	ТЗ
То же циркуляционный	Т4
Трубопровод горячей воды для технологических процессов по-	Т5
дающий	
То же обратный	Тб
Трубопровод горячей воды для кондиционирования воздуха подаю-	Т15
щий	
То же обратный	Т25
Трубопроводы газа горючего (природного)  Проектируемые сети (трубопровод при давлении, кгс/см2):	
трубопровод горючего газа низкого давления, до 0,05	Р1
то же среднего давления, более 0,05 до 3	Р2
то же высокого давления, более 3 до 6	РЗ
то же высокого давления, более 6 до 12	Р4
трубопровод горючего газа продувочный	Р5
то же безопасности	Р6
то же импульсный	Р7
трубопровод горючего газа низкого давления, до 0,05,	
разбираемый	Р8
то же среднего давления, более 0,05 до 3	Р9
то же высокого давления, более 3 до 6	РЮ
то же высокого давления, более 6 до 12	Р12
трубопровод кислорода	Р13
трубопровод ацетилена	Р14
Существующие сети (трубопровод при давлении, кгс/см2):	
трубопровод горючего газа низкого давления, до 0,05	Р11
то же среднего давления, более 0,05 до 3	Р21
то же высокого давления, более 3 до 6	Р31
то же высокого давления, более 6 до 12	Р41
трубопровод продувочный	Р51
трубопровод безопасности	Рб!
1	2
Воздухопроводы  Воздуха несущего, давлением до 1 кгс/см2  Воздуха давлением ниже атмосферного  Воздуха осушенного давлением до 1 кгс/см2  Дренажа, продувки  Технологические трубопроводы  Мазута подающий  Мазута обратный  Мазута дренажный и сливной  Присадок к мазуту  Дренажа и слива присадок  Соляной кислоты  Едкого натра	А1 АЗ  А2  А28  Н1 Н2  НЗ Н4  Н5 М9 М12

Таблица 3.15

Условные обозначения трубопроводов, оборудования и устройств на схемах

Наименование	Обозначение
1	2
Поток жидкости в одном направлении в обоих направлениях	 « * ► •
Поток воздуха, пара, газа в одном направлении в обоих направлениях	—<1	[>—
Уклон трубопровода	О/ОО  	-	>
Привод электромашинный	(м)	
Маслораспылитель		
Масловлагопоглотитель			
Конденсатоотводчик (конденсационный горшок)		
Бак под атмосферным давлением	)	(
1	2	
Бак с давлением выше атмосферного	с zip	
Бак с давлением ниже атмосферного	L—1	
ОхладительжидкосТи проб, дренажа, воздуха	' 		
Подогреватель	—ф—	
Фильтр для жидкости или воздуха	—ф—	
Сепаратор (барбатер)		
Сбросной колодец	О^ск	
Заливная горловина		
Воздухосборник	Q	
Охладитель с впрыском (ОУ)		
Соединение фланцевое	+1-	
Трубопровод		
Соединительные трубопроводы	—+—	
Перекрещивавший трубопровод (без соединения)	J	1  1	1	
Трубопровод в футляре	1 	-J  1 	1	
Конец трубопровода с заглушкой (общее обозначение)		1	
То же фланцевый	—	1
То же резьбовой		в	
Переход (общее обозначение)		
Переход фланцевый	[~~		ди	
1	2
Компенсатор П-образный	(
Компенсатор линзовый		Q	
Компенсатор телескопический (сальниковый)	—	
Шланг гибкий	
Выпуск воздуха в атмосферу	
Устройство расходомерное (диафрагма)	
Опора неподвижная			
Опора подвижная (общее обозначение)	—!—
Опора шариковая	и о
Опора направляющая	—1—
Опора скользящая	7777777
Опора катковая	Ф
Коллектор	1J111111
Слив жидкости из системы	1	1
Вентиль проходной	——
Вентиль угловой	
Задвижка	
Кран проходной	—
Кран водоразборный	—•*!
Кран трехходовой (общее обозначение)	
1	2
Клапан предохранительный угловой	
Клапан предохранительный проходной ПКН	
Клапан обратный проходной	< ►<—
Клапан редукционный	
Клапан дроссельный	-Ч^><СН
Вентиль регулирующий проходной РДУК	
Клапан регулирующий угловой (регулятор перелива)	
Регулятор давления (до себя)	1
Регулятор давления (после себя)	1
Насос центробежный	*
Насос винтовой		£
	
	
Насос струйный, эжектор, элеватор водоструйный и паро- струйный: ебтпес «.безначение	
Насос водоструйный	
Насос пароструйный	
Компрессор	
1	2		
Насос постоянной производительности с постоянным направ- лением потока			
Насос аксиально-поршневой			
			
			
Насос кривошипно-поршневой	3 НО		
Насос ручной			
Вакуум-насос			
Воронка спускная	т		
Шибер			
			
Грязевик				
Водонагреватель емкий			
	(		)
Водонагреватель скоростной пароводяной		1	
			
		г	
Водонагреватель скоростной водо-водяной	|р—01		
1	2		
Расширитель (бачок-сифон)		р  Г""	
Сетка приемная с клапаном			
Приспос обление предохранительное для сосудов низкого дав- ления (гипро'СТВОр)			
4. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Для выполнения курсового проекта студент должен произвести расчет
тепловой схемы котельной, подобрать необходимое теплоэнергетическое
оборудование и определить себестоимость тепловой энергии.

4.1.	СТРУКТУРА И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект состоит из пояснительной записки с необходимыми рас-
четами, а также компоновочных чертежей.

Пояснительная записка должна:

•	оформляться черными чернилами или пастой, почерком, близким к чер-
тежному, на листах писчей бумага размером 297x210 мм (на одной стороне лис-
та) или в компьютерном исполнении и удовлетворять ЕСКД ГОСТ 2.105-79;

•	иметь буквенные обозначения, индексы и размерности каждого пара-
метра в соответствии с нормативным методом [1, 3, 17], а также Междуна-
родной системой единиц (СИ);

•	иметь нумерацию страниц (с угловым штампом), иллюстраций, таблиц,
разделов, подразделов, пунктов;

•	иметь ссылки на литературу и все расчетные таблицы, формулы;

•	после расчетных формул иметь подробно описанный расчет, а затем
результат расчета;

•	содержать задание на курсовой проект, описание тепловой схемы ра-
боты котельной, обоснование выбора оборудования, технико-экономические
показатели, а также расчетную часть.

Листы пояснительной записки нумер) начиная с титульного листа. На
второй странице приводится задание на проектирование, далее идут листы
записки в порядке, указанном в оглавлении. В конце записки помещается
библиографический список.

В расчетной части пояснительной записки в табличной форме приводятся
расчеты: тепловой схемы котельной; газовоздушного тракта; оборудования
водоподготовки; насосов, теплообменников и трубопроводов; технико-
экономических показателей.

Графическая часть выполняется на листах чертежной бумаги формата А-1
в соответствии с действующими стандартами ЕСКД и включает:

•	план, продольный и поперечный разрезы котельной;

•	развёрнутую тепловую схему котельной с арматурой;

•	теплообменные аппараты и другое оборудование (по выбору).
Каждый лист графической части проекта должен иметь угловой штамп с
указанием номера листа и общего числа листов, входящих в проект.

В дипломный проект теплоэнергетического оборудования котельных,
кроме рассмотренных, следует включать следующие разделы: объемно-
планировочные и конструктивные решения; очистка дымовых газов; обра-
ботка воды систем теплоснабжения и горячего водоснабжения; обработка
конденсата и очистка сточных вод; электроснабжение и электротехнические
устройства; автоматизация: защита оборудования, сигнализация, автоматиче-
ское регулирование, контрольно-измерительные приборы; отопление и вен-
тиляция; водопровод и канализация.

4.2.	ВЫБОР ЗАДАНИЯ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА И ОТЧЕТНОСТЬ

Студент, у которого последняя цифра шифра четная, выполняет расчет
для двухтрубной, а если нечетная — для четырехтрубной закрытой системы
теплоснабжения. Вид топлива в котельной и исходные данные для расчета
приведены в табл. 4.1.. .4.4.

Таблица 4.1

Исходные данные потребителей А и Б

Последняя цифра шиф- ра	Давление пара РА,б, МПа	Расход пара, кг/с	
		ПА	©Б
0	0,6	0,50	0,1
1	0,7	0,58	0,2
2	0,8	0,66	0,3
3	0,9	0,74	0,4
4	....	1,0	0,82	0,5
5	0,6	0,90	0,6
6	0,7	0,98	0,7
7	0,8	1,06	0,8
8	0,9 .	1,12	0,9
	9		1,0	1,20		_.kQ

Таблица 4.2

Вид топлива в котельной

Предпоследняя цифра шифра	Вид топлива или газопровод
0	Брянск—Москва
1	Коробки — Волгоград
2	Оренбург—Совхозное
3	Промысловка—Астрахань
4	Саратов — Москва
5	Серпухов—Ленинград
6	Средняя Азия — Центр
7	Ставрополь — Москва
8	Мазут малосернистый М-40
9	Мазут малосернистый М-100
Таблица 4.3

Исходные данные потребителей А, Б, В, Г

Предпоследняя цифра шифра	Город	Число жителей т, тыс. чел.	Объем здания, м3 ГА=ГЕ
0	Ростов-на-Дону	1006	2000
1	Волгоград	1500	4000
2	Казань	2000	6000
3	Астрахань	2500	8000
4	Саратов	3000	10000
5	Санкт-Петербург	3500	12000
6	Воронеж	4000	14000
7	Москва	4500	16000
8	Новосибирск	5000	18000
9	Иваново	5500	20000

Примерный перечень контрольных вопросов для защиты курсового про-
екта приведен в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Контрольные вопросы для защиты курсового проекта

№ п/п	Примерный перечень вопросов	Ответы на вопрос
1	2	3
1	Устройство и работа котельного агрегата.	ВИ
2	Газовоздушный тракт котельной.	[21]
3	Взрывные предохранительные клапаны и места их установки.	[п. 1.1.2]
4	Назначение вентилятора и дымососа.	[п. 12.9]
5	Способы регулирования тягодутьевых машин.	[п. 1.2.9]
6	Назначение дымовой трубы и расчет дымовой трубы.	[п. U.9]
7	Работа тепловой схемы котельной.	[п.2]
8	Назначение и установка арматуры и измерительных приборов.	[п. 1.1.2]
9	Чем отличаются пароводяные и водо-водяные теплообменники?	[п.3.3]
10	Назначение питательных, подпиточных, сетевых, конденсатных, цир- куляционных насосов.	[п.3.6]
11	Принцип работы центробежного насоса и его подбор.	[п.1.2.10]
12	Назначение электродвигателей, их основные параметры, порядок пус- ка и остановки.	. [п. 1.1.1]
13	Порядок пуска и остановки насоса.	[п. 1.2.10]
.14	Порядок пуска и остановки вентилятора.	[п. 1.2.9]
15	Мероприятия по предотвращению эффекта точки росы и низкотемпе- ратурной коррозии оборудования котельной.	[п. 1.2.4]
Окончание табл, 4.4

1	2	3
16	Основные задачи водоподготовки.	[П. 1.3]
17	Основные показатели воды.	[п. 1.3.1]
18	Назначение фильтрации и коагуляции воды.	[п. 1.3.3]
19	Способы внутрикотлового умягчения воды.	Гп. 1.3.4]
20	Водоумягчение методом катионирования. Оборудование и режимы работы.	[п. 1.3.5]
21	Особенности натрий-катионирования.	(и. 1.3.6]
22	Где и как производится деаэрация питательной воды?	[п. 1.3.8]
23	Порядок непрерывной и периодической продувок и их назначение.	[п. 1.3.9]
24	Для чего деаэратор устанавливают на отметке 8... 10 м?	Jn. 1.3.8]
25	Документация котельной.	[п. 1.1]
26	Места установки рабочего и аварийного электроосвещения. Элек- трооборудование котельной.	[п. 1.1.1]
27	Загазованность котельной и действия персонала при утечке газа.	[п. 1.1.6]
28	Противопожарная безопасность.		[п. 1.1.7]
29	Мазутное хозяйство и работа с мазутом.	[п. 1.2.11]
30	Как производят ремонтные работы?	[п. 1.1.9]
31	Какие трубы используют для газопроводов?	[п. 1.2.11]
32	Какое оборудование в ГРП?		[п. 1.2.11]
33	Назначение редукционно-охладительной установки.		[п. 2.2; 2.3]
34	Назначение пароперегревателя и способы регулирования темпера- туры перегретого пара.				[п. 1.2.5]
35	Назначение воздухоподо1ревателей.		[п. 1.2.7]
36	Назначение газовых запальных устройств.		[п. 1.2.3]
37	Розжиг и остановка горелок на мазуте. 			[п. 1.42; 1.45]
38	Основные приборы автоматики регулирования и порядок их работы.	(п. 1.1.5]
39	Подготовка котла к растопке.		 		[п. 1.4.1]
40	Растопка котла.	 		[п. 1.4.2]
41	Включение котла в работу.			. [п. 1.4.3]
42	Работа котла.	 		[п. 1.4.4]
43	Остановка котпя.	 			[п. 1.4.5]
44	Аварийная остановка котла.		 			[п. 1.4.6]
45	Очистка .гопов от накипи.	 			fn. 1.4.8]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время существует ряд труднорешаемых проблем, связанных
с изучением работы основного и вспомогательного оборудования теплогене-
рирующих установок. Это обусловлено недостатком учебной и справочной
литературы.

Данное учебное пособие включает в себя важные аспекты эксплуатации и
принципов расчета теплоэнергетического оборудования котельных, а также
расчет тепловых схем производственных, производственно-отопительных и
отопительных котельных соответственно с паровыми и водогрейными ко-
тельными агрегатами. Правильный выбор и расчет оборудования котельных
позволит внедрять и проводить энергосберегающие мероприятия, а следова-
тельно, экономить тепловую и электрическую энергию.

Для экономии тепловой и электрической энергии в котельных установках
могут быть использованы комбинированные пароводогрейные агрегаты, кон-
тактные теплообменники, а также различные схемы циркуляции теплоноси-
теля для собственных нужд котельной.

В котельных с пароводогрейными котлами от одного агрегата получают
два теплоносителя — пар и воду с разными параметрами (давлением и тем-
пературой), что позволяет сократить число устанавливаемых котлов и вспо-
могательного оборудования. Общее количество работающих комбинирован-
ных котлов для максимально-зимнего режима выбирается из расчета, что
один или два комбинированных котла переводятся в чисто водогрейный ре-
жим работы, а остальные котлы покрывают всю паровую и часть водогрей-
ной нагрузок.

В новых типовых проектах котельных с водогрейными котлами преду-
смотрена перекачка греющей воды на собственные нужды циркуляционным
насосом, применяется шунтирующая линия, на которой устанавливается
дроссельная шайба для выравнивания гидравлических сопротивлений, и дру-
гие мероприятия [2].
Библиографический список

1.	Аэродинамический расчет котельных установок: Нормативный метод. — Л.: Энергия,
1977.—256 с.

2.	Борцов ДЯ, Устройство и эксплуатация отопительных котельных малой мощности. —
М.: Стройиздат, 1982.—360 с.

3.	Бузников Е.Ф. Производственные и отопительные котельные / ЕФ. Бузников,
К.Ф. Роддатис, ЭЛ Березиньш.—М.: Энергоатомиздат, 1984.—268 с.

4.	Гидравлический расчет котельных агрегатов: Нормативный метод. — М.: Энергия,
1978.—255 с.

5.	Госгортехнадзор СССР: Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору. —
М.: Недра, 1977.—480 с.

6.	Делягин Г.Н. Теплогенерирующие установки / ГН. Делягин, ВЛ. Лебедев,
БА Пермяков. —ML: Стройиздат, 1986.—560 с.

7.	Лебедев BJ? Расчет и проектирование теплогенерирующих установок систем теплоснаб-
жения / ВЛ. Лебедев, БА Пермяков, ПА. Хаванов. — М.: Стройиздат, 1992.—358 с.

8.	Зыков AJC Паровые и водогрейные котлы.—М.: Энергоатомиздат, 1987.—128 с.

9.	Либерман HJS. Справочник по проектированию котельных установок систем централизован-
ного теплоснабжения /НБ. Либерман, М.Т. Нянковская.—М.: Энергия, 1979.—22А с.

10.	Липов ЮМ Компоновка и тепловой расчет теплогеренатора / ЮМ Липов, Ю.Ф. Са-
мойлов., З.Г. Модель —М.: Энергия, 1975.

11.	Правила устройства и безопасной эксплуатации псовых и водогрейных котлов. — М.:
Энергоиздаг, 1994.—176 с.

12.	Роддатис К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности
/К.Ф. Роддатис, АН. Полтарецкий.—М.: Энергоиздаг, 1989.—487 с.

13.	Роддатис К. Ф. Котельные установки.—М.: Энерия, 1977.—432 с.

14.	СНиП П-35-76. Котельные установки.—М.: Стройиздат, 1977.—48 с.

15.	СНиП П-36-73. Тепловые сети.—М.: Стройиздат, 1974.—56 с.

16.	СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. — М.: Стройизд ат, 1983. —
320 с.

17.	Тепловой расчет котельных агрегатов: Нормативный метод. — М.: Энергия, 1973. —
296 с.

18.	Тепловые и атомные электрические станции: Справочник/ Под общ. ред ВА Григорьева
и ВМ. Зорина.—М.: Энергоиздаг, 1982.—624 с.

19.	Теплотехнический справочник / Под общ. ред. ВЛ Юрьева и ИД. Лебедева. — М.:
Энергия 1976.—896 с. Т. 2.

20.	Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы: Справочник / Под общ. ред. В А Гри-
горьева и В.М. Зорина.—М.: Энергия, 1980.—528 с.

21.	Фокин ВМ Котельные агрегаты: Учеб, пособ.—Волгоград, 1997.—73 с.

22.	Фокин ВМ Тепловые схемы котельных: Учеб.-метод. пособ.—Волгоград, 1998.—87 с.

23.	Фокин ВМ Эксплуатация теплогенерирующих установок: Учеб, пособ. — Волгоград,
1999.—81с.

24.	Фокин ВМ Тепловой расчет теплогенератора: Учеб, пособ.—Волготрад, 2000.—68 с.

25.	Фокин ВМ Теплоэнергетическое оборудование котельных: Учеб, пособ. — Волгоград,
2001.—80 с.

26.	Чепель ВМ Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства
предприятий /В.М. Чепель, ИА Шур.—Л.: Недра 1980.—592 с.

27.	Эстеркин PJf. Котельные установки (курсовое и дипломное проектирование). — Л.:
ЭнергоегроЙиздат, 1989.—280 с.

28.	ГОСТ 21205-93. СПДС. Условные обозначения элементов санитарно-технических систем.

29.	ГОСТ 21.206-93. СПДС. Условные обозначения трубопроводов.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица 1

Расчет тепловой схемы производственной котельной

№ п/п	Параметры и размерность	Расчетная формула	Расчет	Результаты расчета
1	2	3	4	5
Исходные данные				
1	Технологическая нагрузка, кг/с	2)тех	—	4,9
2	Давление пара Р, МПа	^тех	—	0,7
3	Доля возврата конденсата от технологии, %		—	60
4	Сухой остаток исходной воды, мг/кг	^и.в	—	300
5	Солесодержание воды после ХВО, мг/кг	*$хво “ *$и.в	—	300
6	Солесодержание котловой воды, мг/кг	*$к.в	—	3000
7	Энтальпия насыщенного пара, кДж/кг, при давлении Р, МПа:			
				
	1,4	*1,4	—	2790
	0,7	*0,7	—	2763
	0,15	*0,15		2693
	0,12	*0,12		2683
8	Температура, °C, и энтальпия, кДж/кг:	в = ^пр	. —	194
	котловой и продувочной воды	'1.4	—	826
	конденсата от производства	/тех “ 50;	- *тех ~ 4Д9 • /тех	4,19 ’ 50	210
	воды из СНП при Р = 0,15 МПа	*0,15	—	465
	конденсата от мазутного хозяйства	^м.х = 40	*м.х =4’197М.Х	4,19 • 40	168
Продолжение табл. 1

1	2	3	4	5
	конденсата от теплообменника Т1	^к1 = $0;	?К1 ~ 4,19 • /К1	4,19 • 60	251
	конденсата от теплообменника Т2 и ТЗ	^К2 “ ^КЗ ~ 8$ ’ 1К2 = 4Д9 • ^К2	4,19 • 80	335
	исходной воды	* исх = 5 ’	* исх = 4,19 • t исх	[	4,19 • 5	21
	воды на ХВО	^хво “ ’ *хво = 4,19 • /хво	4,19 • 30	126
	умягченной воды, поступающей в деаэратор	^42 = $5 >	i^2 4,19 • tq2	4,19-85	356
	воды в деаэраторе	/д ~ ^2 ’	/д = 4,19 • 1д	4,19 • 102	427
	питательной воды перед экономайзером	гп.в в	г’п.в = 4,19 ♦ гп.в	4,19 • 90	377
	Результаты расчета						
9	Расход конденсата от производства, кг/с	<7ТЕХ - 0,01 • ц • £>тех	0,0Ь60«4,9	2,9
10	Потери технологического конденсата, кг/с	“ ^тех “ $тех	4,9 -2,9	2,0
11	Потери пара в тепловой схеме, кг/с	&пот ® 0,03 • 2^тех	0,03-4,9	0,15
12	Расход пара На собственные нужды, кг/с	2>с н = 0,l'Z>Tex	0,1 • 4,9	0,49
13	Паропроизводительность при Р- 0,7 МПа, кг/с	^0,7 = ^тех +	+ Ппот	4,9 + 0,49 + 0,15	5,54
14	Сумма потерь пара и технологического	G = /7ПОТ ч- D		
	конденсата, кг/с	°пот °тех + -Чют	2,0 + 0,15	2,15
15	Доля потерь теплоносителя	Пх ~ $пот / Ас	2,15/5,54	0,39
16	Процент продувки, %	Л-у'Пу'ЮО Пр = —•*—*		300-0,39400 3000-300-0,39	4,1
17	Расход питательной воды на РОУ, кг/с	к г14~’/0 7	2790-2763  5,54 2790-377	
		Сгроу”х/О,7’г Lz  *1,4 чгв		0,06	'
18	Паропроизводительность котельной при	£)jKд =	п — Goov		
	Р~ 1,4 МПа, кг/с	1,4	0,7 Р°У	5,54-0,06	5,48
1	2	3	4	5
19	Расход продувочной воды, кг/с	Спр=0,01-£»1к4-Пр	0,01-5,48-4.1	0,22
20	Расход пара из СНП при Р - 0,15 МПа, кг/с	~	~ хк.в~М15		
		и 15 VnP i” — i' '0,15 '0,15	„„„ 826-465  0,22-—-—77- 2693—465	0,04
21	Расход воды из СНП, кг/с	$снп в $пр “ ^0,15	0,22-0,04	0,18
22	Расход воды из деаэратора, кг/с	$Д ас^0,7 + <^пр	5,54 + 0,22	5,76
23	Расход выпара из деаэратора, кг/с	Двып ~ d *	0,002 ♦ 5,76	0,01
24	Расход пара на нагрев мазута, кг/с	D = 0,006 jD м,х *	тех	0,006 • 4,9	0,03
25	Расход пара на распыливание мазута, кг/с	^р.м~°’°^*Лгех	0,004 4,9	0,02
26	Суммарные потери пара и конденсата, кг/с	$пот = ^тех + ^пот + $снп + ^вып +	2,0 + 0,15 + 0,18 +	2,36
		+ ^рм	+ 0,01+0,02	
27	Расход воды из ХВО, кг/с	<7хво “ Слот		2,36
28	Расход исходной воды, кг/с	$исх = W*Gxw	1,15 • 2,36	2,71
29	Температура исходной воды после Т1, °C	^снпОрдз ~?К1) /12*~^исх+ 410. <7 Сгисх		9,2
30	Расход пара на подогреватель исходной воды Т2, кг/с	n -а ('хво-'*2МД9 2" исх		0,05
		,0,7"':к2	.		
31	Температура воды после ХВО, с учетом охлаждения, °C	^31 ^ХВО	30-3	27,0
Окончание табл. 1

1	2	3	4	5
32	Температура вода на входе Т4 или на выходе тз, °с (/3I =/32j	*41~*42 (*Д °хво	5.76 85-(102-90)-^ 2,30	65,5
33	Расход пара на подогреватель ТЗ, °C	*0,7 кЗ	2,36-(65,5-27)4,19 2763-335	0,16
34	Расход пара на деаэрацию, кг/с	Д z*q7L\ а д вып М2' ' хв	о "42 +$тех ^тех +	
		+ $мх ’ *мх + $2 ’ *к2 + $3 ' 1кЗ +	<	'04sl=	
		=—[(5,76427+0,01-2683)-(2,36-356+2,9-210+		
35	Расчетный расход пара на собственные нужды, кг/с	+ 0,03 168+0,05-3354  Рсл =	+ А + Дз + £>мд + £»р.п  По п. 12 D	= 0,49 кг/с  с.н	0,16-335 + 0,04-2693)]:  0,3 + 0,05 + 0,16 + 0,03 + 0,02	= 0,3  0,56
36	Расчетная паропроизводательностъ котельной, кгУс	1>к =Р +£>р +£> 0»7 тех с.н пот  Поп. 13 Р®>7= 5,54кг/с	4,9 + 0,56 + 0,15	5,61
37	Невязка расчета, %	рКР _£)К ,Д = Г0д7_^1,100  Z)K 0,7	^54-100  5,61	1,25
Таблица 2

Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной
с закрытой двухтрубной системой теплоснабжения

К2 п/п		Параметры и размерность	Расчетная формула	Расчет	Режим		
					Макс, зимний	Зимний	Летний
1		2	3	4	5	6	7
Исходные данные							
1	Технологическая нагрузка, МВт		Q ^т.н	—	10,2	9,0	8,0
2	Давление технологического пара, МПа		Р т.н	—	0,8	0,8	0,8
3	Доля возврата конденсата от технологии, %		р	—	60	60	60
4	Расчетная температура наружного воздуха, °C		tg=-22;/	—	-22	-9,2	+ 8
5	Нагрузка на отопление и вентиляцию		л	/Ар ^вн ~^н.в	18-(-22)			
	(расчетная) 2ов,МВт		/у	—» (JI	ф _Л* р  ^О.В ~ ^О.В	р  *ВН ~*О	’ 18-(-22)	3,5	2,38	
6	Нагрузка на горячее водоснабжение	МВт		2® в (зима)	—	1,5	1,5	—
			еглв =оз2.е’в(л«о)	0,824,5	-	-	1,23
7	Сухой остаток исходной воды, мг/кг		St и«в	—	300	300	300
8	Солесодержание воды после ХВО, мг/кг		*$х “$и.в	—	300	300	300
9	Солесодержание котловой воды, мг/кг		5к.в-	—	3000	3000	3000
10	Энтальпия пара, кДж/кг, при давлении в						
		МПа:					
		1,4	i" 1,4	—	2790	2790	2790
Продолжение табл, 2

1	2	3	4	5	6	7
	0,8	'0,8	—	2768	2768	2768
	0,15	10,15	—	2693	2693	2693
	0,12	г0,12	—	2683	2683	2683
11	Температура, °C, и энтальпия, кДж/кг:					
	котловой и продувочной воды при	t -1	-194; i' . = Г	—	826	826	826
	Р= 1,4 МПа	к.в пр	1,4 к.в				
	конденсата от технологии	<тех=50итех=4Д9Гтех	4,19-50	210	210	210
	воды из СНП при Р = 0,15 МПа	*0,15	Z0,15	—	465	465	465
	конденсата от мазутного хозяйства	/	=40; /	=4,19-/ v	4,19-40	168	168	168
		М.Х	М.Х	м.х				
	продувочной воды от теплообменника Т1	*к1	*К1 = 4>19/к1	4,19 • 60	251	251	251
	конденсата от теплообменников Т2, ТЗ иТ6-	*к2=*кЗ=г6=80  *кб = *к2 “ *кЗ =	* *К2	4,19-80	335	335	335
	исходной воды	t исх		5	5	15
		гисх “4'19‘*исх	4,19-5	21	21	63
	воды на ХВО	*хво=30> *хво ==4>19’/хво	4,19-30	126	126	126
	умягченной воды, поступающей в деаэратор после Т4	*42^85’ *42 = 4,19‘*42	4,19-85	356	356*	356
Продолжение табл. 2

1	2	3	4	5	6	7
	воды в деаэраторе	/д=102; /д=4Д9-/д	4,19-102	427	427	427
	питательной воды перед	С =90;				
	экономайзером	п.в				
		4ьв=4Д9*/п.в	4,19-90	377	377	377
	сетевой воды в трубопроводе:	по температурному графику				
	- подающем			150	107	70
		i'c	4,19450	629	448	293
	- обратном	ч		70	53	38
		i’e =4,19-г’	4,19-70	293	222	159
Результаты расчета						
12	Расход пара на технологию	£> sx		JO3	10.2 • 103			
	(производство), кг/с	*б,8”*тех	A \ZJ4W	X \z  2768-210	4,0	3,5	3,1
13	Расход конденсата от производства, кг/с	ста=0>01^та	0,01-60-40	2,4	2,1	1,9
14	Потери технологического конденсата,	Gn0T - 7? -(?	4,0-2,4	1,6	1,4	1,2
	кг/с	TH	TH TH				
15	Общая нагрузка отопления, вентиляции					
	и горячего водоснабжения, МВт	Q ~Q +Q ^O.B • г.в	3,5+1,5	5,0	3,88	1,23
16	Расход пара на сетевые подогреватели		5,0-103			
	Т5 и Тб, кг/с	D	—C	103  CT ^,8-^6	276SR533	2,06	1,6	0,51
Продолжение табл. 2

1	2	3	4	5	6	7
17	Общий расход пара на внешние потребители, кг/с	В -В +D вн тн ст	4,0+2,06	6,06	5,1	3,61
18	Расход пара на собственные нужд^т котельной, кг/с	В = 0,1-2) С.Н ’ вн	0,1 • 6,06	0,61	0,51	0,36
19	Потери пара в тепловой схеме, кг/с	В = 0,03 D пот ’ вн	0,03 • 6,06	0,18	0,15	0,11
20	Расход сетевой воды, кг/с:	О	3,15 • 103			
	для отопления и вентиляции	(?с	О В., ю»		10,42	10,5	
		O.B f _ С С	629-293			
	для горячего водоснабжения	о Gc =±г!в_.10з г.в г с с	1,5 • 103  629-293	4,46	6,64	9,18
21	Общий расход сетевой воды, кг/с	G = Gc +GC	10,42 + 4,46	14,88	17,4	9,18
		с о.в г.в				
22	Расход воды на подпитку тепловой сети, кг/с	G = 0,02(7 подп * с	0,02 • 14,88	0,30	0,35	0,18
23	Паропроизводительность котельной при	В% q — D + В + В + В 0,8 тн ст СН пот	4,0 + 2,06 +	6,85	5,83	4,2
	Р = 0,8 МПа, кг/с		+ 0,61+0,18			
24	Сумма потерь пара, конденсата и	G ^G^+B +G	1,6 + 0,18 + 0,3	2,08	1,9	1,5
	сетевой воды, кг/с	пот тн пот подп				
25	Доля потерь теплоносителя	П = G /В%<>  X ПОТ 0,8	2,08/6,85	0,3	0,33	0,36
		S П -100	300-03400			
26	Процент продувки, %	Пп — х х		3000- 300-03	3,1	3,4	3,73
		S -S п				
		кв х х •				
27	Расход питательной воды на РОУ, кг/с	Q	— пК	2790-2768 д 2790-377	0,06	0,05	0,04
Продолжение табл, 2

	2	3	4	5	6	7
28	Паропроизводительность котельной при Р» 1,4 МПа, кг/с	= £>0,8-ОРОУ	6,85-0,06	6,79	5,78	4,16
29	Расход продувочной воды, кг/с		0,01-6,79 • 3,1	0,21	0,20	0,16
30	Расход пара из СНП, кг/с, при					
	Р« 0,15 МПа	^0Д5- пр/’ -г	021^^-	0,034	0,032	0,026
		F 0,15 0,15	2693-465			
31	Расход воды из СНП, кг/с	G -G -DSk;				
		СНП пр 0,15	0,21-0,03	0,18	0,17	0,13
32	Расход воды из деаэратора, кг/с	^“•Оад + ^пр + ^подп	6,8+0,2+0,3	7,36	6,38	4,54
33	Расход выпара из деаэратора, кг/с	D^d'G-	0,002 • 7,36	0,02	0,01	0,01
34	Расход пара на мазутное хозяйство, кг/с	® 0,01 • DbH	0,01 • 6,06	0,06	0,05	0,04
35	Расход конденсата от мазутного хозяйства, кг/с	G =0,6-D	0,6 • 0,06	0,04	0,03	0,02
		M.X	M.X				
36	Потери пара при распиливании мазута, кг/с	Z)n0T = 0,4 • D M.X	’	M.X	0,4 • 0,06	0,02	0,02	0,02
37	Суммарные потери пара и конденсата	G = Gn0T+Z) +Grr^nrr +				
	(уточненные), кг/с	пот т.н пот+ подп	1,6 + 0,18 +			
		+G +G +D + +Dn0T	+ 0,3 + 0,18 +	2,3	2,1	1,65
		подп СНП вып	М.Х	+ 0,02 + 0,02			
38	Расход воды после ХВО, кг/с	Охво ^пот		2,3	2,1	1,65
39	Расход исходной воды, кг/с	О «1,15-G	1,15-23	2,65	2,42	1,90
		ИСХ	ХВО	*			
40	Температура исходной воды после Т1, °C	$снп(го,15 ~гК1)	с , 0,18*214  5 + 4,2-2,65	9,5	20,0	29
Окончание табл. 2

1	2	3		4		5	6		7
41	Расход пара на подогреватель исходной воды Т2, кг/с	л г 4,19^хво -fa) fa -иисх'“_>	.				4,19-20,5  2’62-f6Mh		0,05	0,04		0,03
		'0,8-1к2							
42	Температура вода после ХВО, с учетом охлаждения, °C	^31 = 6сво			30-3	27	27		27
43	Температура вода на входе Т4 или на		*4\ ~Z42 “ТгМ'д _/пв) ихво		7,36 _				
	выходе ТЗ, °C (*41 = /32 )			W	’ 1Z  2,3		47	49		52
44	Расход пара на подогреватель ТЗ, кг/с	П - ^ХВО^32 ~~*3l)<4>19  3 ~	i* -/			2,3-2042 2768-335	0.08	0.08		0.07
		0,8 кЗ							
45	Расход пара на деаэрацию, кг/с	Рд =	’ ‘д + Пвып ’ '0Д2 ) 							
		А г081Л	v"b'							
	~($ХВО ’*42*$	тн ’ fax * $м.х ‘ *м.х)- ($2 * $3 * $ст) *к2			]=				
	“TTSS	36427+0>02'2683)-(2,3-356+2,4-210+0>04-168)-(0,05 +0>08+2,06)-335]					0,41		0,36	0,28
46	Расчетный расход пара на собственные нужды, кг/с		= fa + fa.x +D2+D3		0,41 + 0,06 +	0,6		0,53	0,42
			Поп. 18 £>сн		+ 0,05 + 0,08	0,61		0,51	0,36
47	Расчетная паропроизводительность котельной, кг/с		® fan + £>с.н + Рпот + ^ст		4,0 + 0,6 + 0,18	6,84		5,78	4,14
			Поп.23 £>£g		+ 2,06	6,85		5,83	4,2
48	Невязка расчета, %		& й,  0						
			КР и>°400 <2		684	0,15		0,8	1,4
Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной
с открытой двухтрубной системой теплоснабжения

Таблица 3

Ко	Параметры и размерность	Расчетная формула	Расчет	Режим		
				Макс, зимний	Зимний	Летний
1	2	3	4	5	6	7
Исходные данные						
1	Технологическая нагрузка, МВт	О				
		т.н	—	10,2	9,0	8,0
2	Давление технологического пара,	р				
	МПа	т	—	0,8	0,8	0,8
3	Доля возврата конденсата от про- изводства, %	И	—	60	60	60
4	Расчетная температура наружного воздуха, °C	zp=-22; t О	H.B	—	-22	-9,2	+ 8
5	Нагрузка на отопление и	хчо ^ВН /м.В	18-(-22)			
	вентиляцию, МВт	(1	— fj” 	ОП	Г*»0  VO.B	р  1 ВН	ГО		3,5	2,38	—
6	Нагрузка на горячее водоснабже-	бг.В	—	1,5	1,5	—
	ние, МВт	erT°=o,82.er<B		—			1,23
7	Сухой остаток исходной воды, мг/кг	$и.в	—	300	300	300
8	Солесодержание воды после ХВО, мг/кг	sx s= Sj! B	—	300	300	300
9	Солесодержание котловой воды,	s				
	мг/кг	K.B	—	3000	3000	3000
1	2	3	4	5	6	7
10	Энтальпия пара, кДж/кг, при давлении в МПа:					
	1,4	*1,4	—	2790	2790	2790
	0,8	in  0,8	—	2768	2768	2768
	0,15	*0,15	—	2693	2693	2693
	0,12	'0,12	—	2683	2683	2683
11	Температура, °C,		—			
	и энтальпия, кДж/кг: котловой и продувочной воды приР = 1,4 МПа	'к.в='пр=194; ’1,4=/к.в	—	826	826	826
	конденсата технологии	/«х=50; i =4,19*/ ’тех	тех	4,19-50	210	210	210
	воды из СНП, при Р = 0,15 МПа	Х0Д5=П0; *0,15		465	465	465
	конденсата от мазутного хозяй-	^м.х = 40; i — 4,19 • t				
	ства	Л	м.х	м.х	4,19*40	168	168	168
	продувочной воды от теплообменника Т1	Гк1=60; i =4,19*/ Ki	KI	Kl	4,19-60	251	251	251
	конденсата от теплообменников	^K2 = ^КЗ = ^K6 = ^K7 = 80				
	Т2, ТЗ, Тб, Т7, T9	i =4,19*/	4,19-80			
		К2	исх		335	335	335
	исходной воды	*исх		5	5	15
		7исх - 4Д 9 /иСх	4,19-5	21	21	63
	воды на ХВО	*хво = 30; /'хво = 4,19 • /хво	4,19-30	126	126	126
1	2	3	4	5	6	7
	умягченной вода, поступаю-	/л?=85;	=®4,19-/,л				
	щей в ДА1 после Т4	» *42 9	42	4,19-85	356	356	356
	умягченной вода, поступаю щей в ДА2, после Т8	Z82 =85; ^2»4,19-<и	4,19-85	356	356	356
	воды в деаэраторе ДА1 и ДА2	Гд«102;	«д=4,19-Гд	4,19-102	427	427	427
	питательной воды перед экономайзером	'п.в =90; С =4,19 С „  •“	п.в	п.в	4,19-90	377	377	377
	подпиточной воды БА	^подп ~ ^ба			75	75	75
	горячей воды у потребителя сетевой воды в трубопроводе:	4-.в	—	70	70	70
	- подающем					
		*с	—	150	107	70
		Г =4,19 -Г с	с	4,19-150	629	448	293
	- обратном	t”				
				70	53	38
		/"=4,19-г’	4,19-70	293	223	159
12	Расход пара на технологическое производство, кг/с	О D = _	10з  ТН *0,8~^тех	10,2-103 2768-210	4,0	3,5	3,1
13	Расход конденсата от производства, кг/с	$т.н ~ Ц ^т.н	0,0160 4	2,4	2,1	1,9
14	Потери технологического кон-	GnoT = P -G	4,0 -2,4			
	денсата, кг/с	т.н т.н т.н		1.6	1.4	1,2
1	2	3	4	5	6	7
15 '	Общая нагрузка отопления,		3,5+1,5			
	вентиляции и горячего водо- снабжения, МВт	2=еов+йгв		5,0	3,88	1,23
						
16	Расход пара на сетевые подог-		Ю3 '0,8~’к6	5,0-103	2,06	1,6	
	реватели Т5 и Тб, кг/с		2768-335			0
17	Общий расход пара на	D	+ D				
	внешние потребители, кг/с	в.н т.н с.т	4,0 + 2,06	6,06	5,1	3,1
18	Расход пара на собственные нужды, кг/с	Р =(0Д5...0,3)-Р	0,22 • 6,06	1,33	1,12	0,9
19	Потери пара в тепловой схеме, кг/с	Л™=О>О3’Я	0,03 6,06	0,18	0,15	0,09
		ПОТ	B.H				
20	Паропроизводительность	Р0,8к =	+ Рст + Dcm + Рпот	4,0 + 2,06 +	7,57	6,37	4,09
	котельной при Р=0,8 МПа, кг/с		+1,33 + 0,18			
21	Сумма потерь пара и конденса-	б? = б?ПОТ J- Л	1,6 + 0,18			
	та (без учета выпара и воды из СНП), кг/с	^пот vth * -^пот		1,78	1,55	1,29
						
22	Доля потерь теплоносителя	"х^пот^ОЛ	1,78/7,75	0,23	0,24	0,32
23	Процент продувки, %	Х'П 400				
			300-0,23400 3000-300-0,23			
		Р~5 -S -П КВ X X		2,35	2,46	3,4
24	Расход питательной воды на	i* — i ”	75? 2790-2768 ’ 2790-377,			
	РОУ, кг/с	(i — ПК . 1,4	0,8  роу ^0,8 Г		0,07	0,06	0,04
		1,4 П.В				
1	2	3	4	5	6	7
25	Паропроизводительность ко-		7,57- 0,07	7,5	6,31	4,05
	тельной при Р = 1,4 МПа, кг/с	1,4	0,8 рОу				
26	Расход продувочной воды, кг/с	(?пр=0,01.Пр.Р1к4	0,01*2,35*7,5	0,18	0,16	0,14
27	Расход пара из СНП при Р=* 0,15 МПа, кг/с	0Д5 пр f  F *0,15 '0,15	0,18^26-46! 2693-465	0,03	0,03	0,02
28	Расход воды из СНП, кг/с	Gatn =<?np-I>0,15	0,18-0,03	0,15	0,13	0,12
29	Расход воды из деаэратора пи- тательной воды ДА1, кг/с	Gj4 =/>*+(?  1	0,8 Пр	7,57 + 0,18	7,75	6,53	4,23
30	Расход выпара из деаэратора	Р.вып =d-G*	0,002*7,75	0,02	0,01	0,01
	ДА1, кг/с	1 1				
31	Расход сетевой воды на отопление и вентиляцию, кг/с	zjC s бол ов 4,19^-^)	3,5*103	10,4	10,5	
			4,19(150-70)			
32	Расход горячей воды у потребителя, кг/с	4J9L-'k)	1,5-lQ3	5,5		5,5
			4,19(70-5)		5*5	
33	Расход циркуляционной	G = 0,l*GnOTp				
	воды, кг/с	ц	ГВ	0,1*5,5	0,55	0,55	0,55
34	Расход сетевой воды на горячее водоснабжение из	О’Потрб -f* ) Gc - гв тг.в c'	5,5(70-70)			
	подающего трубопровода в узел	Г.В	f f -	150-70	0‘	1,73 *	5,5
	смешения, кг/с	c c				
35	Полный расход сетевой воды, кг/с	<?C ~ $O.B + $r.B + $ц	10,4+0+0,55	10,95	12,78	6,05
1	2	3	4	5	6	7
36	Расход воды на подпитку теплосети, кг/с	G	«0,02-6?  подп	с	0,02-10,95	0,22	0,26	0,12
37	Расход воды на подпитку теп-	охво=оД=!О +Gn<»P				
	посети и горячее водоснабже- ние (без учета выпара), кг/с	2 и2 подл гв	0,22 + 5,5	5,72	5,76	5,62
38	Расход выпара из деаэратора ДА2, кг/с	D®bm=d<?” i	Z	0,002-5,72	0,01	0,01	0,01
39	Расход пара на мазутное хозяйство, кг/с	^М.Х =0’01*^В.Н	0,01-6,06	0,06	0,05	0,03
40	Расход конденсата от мазутного хозяйства, кг/с	$М.Х ®^’^М.Х	0,60,06	0,04	0,03	0,02
41	Потери пара при распыливании мазута, кг/с'	^MjT = ^М.х “ ^МА	0,06-0,04	0,02	0,02	0,01
42	Суммарные потери сетевой во-	G	=GnoT + Z> + G?+G +	1,6 + 0,18 +			
	ды, пара, конденсата (уточнен-	пот тл пот 2 СНП	+ 5,72 + 0,15 +			
	ные), кг/с	+рвып+пвып+рпот •	+ 0,05	7,70	7,47	7,05
		1	2	м.х				
43	Расход воды первой ступени умягчения ХВО, кг/с	$хво = $пот	—	7,70	7,47	7,05
44	Расход воды второй ступени ХВО, кг/с	^ХВО=<?хво~(^2 +П2ЫП)	7,7-5,73	1,97	1,7	1,42
45	Расход исходной воды, кг/с	$исх = U5 * £?хво	1,15-7,7	8,86	8,59	8,11
46	Температура исходной воды после Т1, °C	GchhI?o,15'“/kJ	0,15.(465-251)	6	8	
		'12-'исх+  °исх				18
			4,19-8,86 -			
1	2	3	4	5	6	7
47	Расход пара на подогреватель исходной воды Т2, кг/с	D -G 4J9^xbo~*12^ 2 ~ исх f  *0,8 к2	4,19(30-6)  8,86 2768-335	0,32	0,32	0,17
48	Температура вод ы после ХВО, С	^31 = ^71 ~ ^хво ~ $	30-3	27	27	27
49	Температура воды на входе Т4 или на выходе ТЗ, °C  (*41 = <32)	<5,д /	ч  *41 * *42 ~ (у хво ИД ~*пв /	85-^42 1,97	38	40	49
50	Расход пара на подогреватель ТЗ, кг/с	n GjB°^32 ~f31)‘4J9	1,97(38-27)4,19			
		-^з - —	, 	—  '0,8 -1кЗ	2768-335	0,04	0,04	0,05
51	Температура подпиточной воды на входе Т8, на выходе Т7, °C, (*81 = *72>	G2 (	1  r81-r82"GXBO Ид <ба/	85-^.27 5,72	58	58	58
52	Расход пара на подогреватель Т7, кг/с	D	5,72(58-27)4,2 2768-335			
		7	Z0,8 -/к7		0,31	0,31	0,30
53	Температура подпиточной воды после охладителя	(?вып /	ч	0,01*2348 ОЭ J J « гч *  4,19-5,72			
	вЫпара Т9/С	‘92 ~‘82 +	’ ^хво НО,12 ~'к9/  4Д9.(?хво		86	86	86
Окончание табл. 3

1	2	3		 |	1	4	1	5	6	7
54	Расход пара на деаэрацию пи- тательной воды, кг/с					
		*0,8				
	- (Ъ™0 • 142 + $гн *	тех + $м.х • *м.х j ~	+ $3 * $7 + G^ )• /к2 ]=				
	= -Х-[(7,75-427+0,02-2683)-(1,97-356+2,4-210+0,04168) - (0,32 + 0,04 + 0,3 + 2,1) • 335]			0,45	0,36	0,27
55	Расход пара на деаэратор под- питочной воды ДА2, кг/с	пД — А (/?Д .; 4. г»ВЫП	y-jXBO  °2 ~	Д + D2 *0,12 Ь2  *0,8 4	'92) ~			
		= yXg/S,72-427 + 0,01 • 2683 - 5,72 • 86 • 4,19)		0,12	0,12	0,12
56	Расчетный расход пара на соб- ственные, нужды, кг/с	^сн »+ £>мх + Z>2 +Z>3 +D7		1,3	1Д	0,94
	Расчетная паропроизводи-	поп. 18 Z>CH		1,33	1,12	0,9
57		nK*P =	4- dP + D~	4- D		4,0+l,3 4-			
	тельность котельной, кг/с	^0,8	^пот * ^cr	+0,184-2,06	7,54	6,45	4,13
		no n. 20 Dq %		7,57	6,37	4,09
58	Невязка расчета, %	pK-P „£)K  A=Z0L_M.100<2	754-757	0,4		
		px.p 0,8	7,54		1,2	1,0
Таблица 4

Расчет принципиальной тепловой схемы отопительной котельной
с закрытой системой теплоснабжения

№	Параметры и размерность	Метод определения и расчетные формулы	Режим				
			Макс зимний	Холод, месяц	Ото- пит, период	Точка излома	Летний
1	2	3	4	5	6	7	8
Исходные данные							
	Температура, °C:						
1	наружного воздуха	По температурному графику,	~22	-9,2	-3,4	+ 2,3	+ 8
2	прямой сетевой воды на выходе из котельной	По температурному графику, t'c	150	107	88	70	70
3	обратной сетевой воды на входе в котельную	По температурному графику, fJ	70	53	45	38	38
4	воды на входе в котел	, при сжигании мазута	НО	НО	ПО	ПО	ПО
5	исходной воды	*исх	5	5	5	5	15
6	воды на ХВО	*хво	30	30	30	30	30
7	воды перед ВД	*22	65	65	65	65	65
Результаты расчета							
8	Расход теплоты, МВт:						
	на отопление и вентиляцию	Л	лР ^ВН					
		ьго.в -ио.в	---  *вн ~*о	60	40,8	32,1	23,6	—
	на горячее водоснабжение	вг.в	20	20	20	20	16,4
9	Общая тепловая мощность ко- тельной (без учета собственных нужд), МВт	Qt = 6о.в + 2г.В	80	60,8	52,1	43,6	16,4
Продолжение табл.4

1	2	3	4	5	6	7	8
10	Расход сетевой воды, кг/с:						
	на отопление и вентиляцию	^-449(4-4) ’°	179	180	178	176	—
	на горячее водоснабжение	<хгв =—V1O3	60	88	111	149	122
	общий	Gc = £рд/6гв.-IQ3 с 4Д9(4-4)	239	268	289	325	122
11	Расход воды на подпитку и поте- ри в тепловой схеме, кг/с	$подп = $>025 ♦ Gc	6,0	6,7	7,2	8,1	3,0
12	Расход теплоты на собственные						
	нужды котельной (принимается	Q = 0,03-0.	2,4	1,8	1,6	1,3	0,5
	предварительно), МВт	с.н	т					
13	Общая тепловая мощность ко- тельной, МВт	бк = бо.в + бг.в + бел	82,4	62,6	53,7	44,9	16,9
14	Расход воды через котельные аг-	GK =		ГЮ’					
	регаты, кг/с	4Д9(4-4)	492	492	492	492	164
15	Температура воды на выходе из	4 = 4+———ю3					
	котельного агрегата, С	к к 4,19 -<3К	150	140	136	132	135
16	Расход воды (через котельный агрегат) на собственные нужды, кг/с	GCH 		-103  СЛ! 4,19(4-4)	14,3	14,3	14,7	14,1	4,8
17	Расход воды на линии рецирку-.	с gK(4 ~*с)					
	ляции, кг/с, при t'K =110 °C	срц-	-  ‘к ‘с	246 ’	322	351	377	126
Окончание табл. 4

1	2	3	4	5	6	7	8
18	Расход воды по перемычке» кг/с	г ^с(^к ~*с)					
		бпм . . «к *с	0	102	152	214	82
19	Расход исходной воды, кг/с	Gbcx=I'2 Gxbo; ^хво-Сподп	7,2	8,0	8,6	9,7	3,6
20	Расход греющей воды на деаэра-	- $хво(*д ***22)					
	цию, кг/с	<?гд“	22  ‘к~гд	0,4	0,5	0,5	0,7	0,2
21	Расход выпара из деаэратора,	^вып ~^‘^хво					
	кг/с		0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
22	Расход греющей воды на мазут- ное хозяйство, кг/с	$мх -0,0Ь(?с	2,4	2,7	2,9	3,3 .	U
23	Расход греющей воды на тепло-	$хво(?22 ~*хво)					
	обменник Т2, кг/с (принимаем	Gr2-Gr= 70	3,0	3,9	4,5	5,5	1,9
	f'«80*C)	*к *2					
24	Температура греющей воды по-	- z* ^исхОхво ~гисх)					
	сле теплообменника Т1, *С, при-		g	\		 --					
	нимаем Gri =Gr2 = (?г	^Г1	20	29	32	36	52
25	Расчетный расход воды, кг/с: на собственные нужды	Gp =G +G + GMX  CH г ГД МЛ	5,8	7,1	7,9	9,5	3,3
	через котельный агрегат	/уР - —Or10* + $Р  К"4Д№-^) СЛ	483	491	486	483	161
26	Относительная погрешность рас-	G₽-G„					
	чета, %	> и sC >  0 0 Л ю	1,8	0,2		1,8	1,9
Расчет принципиальной тепловой схемы отопительной котельной
с открытой системой теплоснабжения

Таблица 5

№	Параметры и размерность	Расчетная формула	Режим								
			Макс, зим- ний	Хол. меся- ца		Ото- пит, период		Точка излома		Летний	
1	2		3			4	5		6		7		8	
Исходные данные											
1  2	Температура наружного воздуха, °C  Температура воды, °C прямой сетевой на выходе из котельной обратной сетевой на входе в котельную на входе в котлоагрегат исходной воды  перед вакуумным деаэратором  после подогревателей Т1 и Т2 на ХВО  в деаэраторе на горячее водоснабжение	*н.в  <’с  ‘’с  t исх  '22  t  ХВО  t д  t  Г.В	-22  150  70  70  5  65  70  30  70  70	-9,2  107  53  70  5  65  70  30  70  70		-3,4  88  45  70  5  65  70  30  70  70		+ 2,3  70  38  70  5  65  70  30  70  70		+ 8  70  38  70  15  65  70  30  70  70	
	Результаты расчета												
3 ’	Расход теплоты, МВт: на отопление и вентиляцию	о -<ЭР «о.в - Ио.в	р  *в.н	60		40,8		32,1		23,6		—
Продолжение табл 5

1	2	3	4	5	6	7	8
	на горячее водоснабжение	бг.в ® 0,82 • Огя	20	20	20	20	16,4
4	Общая тепловая мощность котельной, МВт	бт ® бо.в + бг.в	80	60,8	52,1	43,6	16,4
5	Расход сетевой воды на отопление и вентиляцию, кг/с	о	1  G =	Z22	103  о.в 4,1964-/*;	179	180	178	176	—
6	Расход горячей воды у потребителя, кг/с	„	 й™—40з  4ДИ*г.в -/исх)	73,4	73,4	73,4	73,4	73,4
7	Расход сетевой воды на горячее водо- снабжение из подающего трубопровод	б?с ~ ^ГлР^Г.В ~*с) ^г.в-	7 “ » - "  /с гс  G =0,ЬСпотр	0	23,1	42,7	73,4	73,4
8	да, кг/с  Расход циркуляционной воды, кг/с		0,7	0,7	°’7	0,7	0,7
9	Полный расход сетевой воды, кг/с	Ц ’ Г.В  бс = Gq в 4- 6?£в + <?ц	180	204	221	250	74
10	Расход воды на подпитку теплосети и потери в тепловой схеме, кг/с	Опод1 =(0,015-0,025).(?с	4,5	5,1	5,5	6,3	1,9
И	Расход вода на подпитку и горячее водоснабжение, кг/с	$хво “ $ПОДП + ^ГЛ^	80	78,5	79	79,7	75,3
12	Расход теплоты на собственные нуж-	бел ~	* Gxbq * 4,19 ’ (fr>B - fHCX )	22,5	22,4	22,6	22,8	18,0
13	да, МВт  Общая тепловая мощность котельных	бк ® бол +бс.н	82,5	63,2	54,7	46,4	18,0
14	агрегатов, МВт  Расход вода через котельные агрега- ты, кг/с	gK = ;-k/^ , \"1()3 4,19(zK ~tK)	246	246	246	246	82
Продолжение табл. 5

1	2	3	4	5	6	7	8
15	Температура воды на выходе из ко- тельного агрегата, С	/£ =/к+—&—103 К к 4,19.(?к	150	132	123	115	122
16	Расход воды через котельный агрегат	Q —	1рЗ					
	на собственные нуждыу кг/с	си 4,19(/' -Гк)	67	86	102	121	83
17	Расход исходной воды, кг/с	$исх =	• (?хво	96	94	95	96	90
18	Расход греющей воды на теплообмен-	✓7 _ ^исхОхво ~ ^исх)	30	38			
	ник Т1, кг/с	Uri“ гк ч			45	53	26
19	Расход греющей воды на теплообменник Т2, кг/с	а - ^XBofe -*хво)	35	44	52	62	51
		°Г2 “		 	  — t" ГК *2					
20	Расход выпара из деаэратора, кг/с	^вып “ $>$02 • (тхво	0,16	0,16	0,16	0,16	0,15
21	Температура воды после охладителя выпара ТЗ, С	t = t	। Двып^~гд)	66,1	66,1	66,1	66,1	66,2
		32 - 22	GXBO-4'19  *д = '6,03 =262б~~  i„ = 4,19-70 = 293 — м	кг					
							
							
22	Расход греющей воды на деаэрацию,	^22 ) ’ 4,2					
	кг/с	q _ выл д ХВО	2,4	3,0	3,5	4,2	3,6
		г-Д"	4Д9(4-<д)					
23	Расход воды, кг/с: на собственные нужды	бс.Н“<?г1+<?Г2+<?Г.Д	67,4	85	100	119	81
Окончание табл, 5

1	2	3	4	5	6	7	8
24  25  26  27  28  29  30'	из тепловой сети, поступающей в ко- тельную  через сетевые насосы:  зима  лето  Температура воды на входе в сетевые насосы, С  Расход воды на линии рециркуляции, кг/с (при постоянной температуре /'“70 С)  Расход воды по подмешивающей пе- ремычке, кг/с  Расчетная тепловая мощность котель- ной на собственные нужды, МВт  Общая расчетная тепловая мощность котельных агрегатов, МВт  Принятая в расчете общая тепловая мощность котельных агрегатов, МВт  Невязка расчета, %	5 dr g	1  g  о	+  1  О'. х	7?  1	+	«	Е  О	_ О ©Ю	О  о	о	о  II	II	II	1  кО	to	fcQ  О	О	<3	102  247  (+<?С**С	126  289  63  25  65,2  22,1  62,9  63,2  1Д	142  321  60  39  113  22,2  54,3  54,7  0,7	170  369  56  58,4  191  22,4  46,0  46,4  0,9	0  81  70 0  0  17,7  17,7  18,0  1,7
		*с.н ~	г*  Gc  G	~zc.h)  - г -ё	  *К ГС.Н  G _	~~zc)  ипм “ > 5 ‘К “ГС.Н  Ор =GP (/"-/'). 4,19 ^С.Н	С.Н'К К' *  Sk а £?о.в + Sc.H  £?к (по п.13)  д = ^Z&L.l00<2  2х	70 0  0  22,6  82,6  82,5  0,1				
ПРИЛОЖЕНИЕ2
Рис. 2. Продольный разрез котельной с тремя котлами ДКВР-10-13

тттшт
Рис. 3. Поперечный разрез котельной с тремя котлами ДКВР-10-13
Ю

O\

Рис. 4. План котельной с двумя котлами ДКВР-4-13
217

Рис. 5. Продольный разрез котельной с двумя котлами ДКВР-4-13
tQ

00

Рис. 6. Поперечный разрез котельной с двумя котлами ДКВР-4-13
2780

219

Рис. 7. План котельной с тремя котлами ДЕ-10-14
. Рис. 8. Продольный разрез котельной с тремя котлами ДЕ-10-14
Рис. 9. Поперечный разрез котельной с тремя котлами ДЕ-10-14
в

Рис. 10. Продольный разрез котельной с четырьмя котлами ДЕ-6,5-14
Рис. 11. Поперечный разрез котельной с четырьмя котлами ДЕ-6,5-14
224

Рис. 12. План котельной с тремя котлами ДЕ-4-14
Рис. 13. Поперечный разрез котельной с тремя котлами ДЕ-4-14
ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие............................................................. 3

Введение................................................................ 4

1.	Устройство и эксплуатация оборудования котельных.................... 5

1.1.	Безопасность жизнедеятельности в котельной...................... 8

1.1.1.	Электрооборудование котельной.............................. 10

1.1.2.	Арматура и гарнитура котельных установок................... 11

1.1.3.	Контрольно-измерительные приборы........................... 14

1.1.4.	Приборы безопасности....................................... 20

1.1.5.	Системы автоматики регулирования и безопасности..........   21

1.1.6.	Загазованность котельной................................... 24

1.1.7.	Противопожарная безопасность............................... 25

1.1.8.	Оказание первой медицинской помощи......................... 26

1.1.9.	Ремонтные работы........................................... 27

1.1.10.	Права и обязанности персонала............................. 27

1.2.	Работа паровых и водогрейных котельных установок............... 28

1.2.1.	Принцип работы парового котельного агрегата................ 28

1.2.2.	Особенности работы стальных водогрейных котельных агрегатов. 30

1.2.3.	Топочные и горелочные устройства.........................   33

1.2.4.	Коррозия поверхностей нагрева.............................. 38

1.2.5.	Пароперегреватели.......................................... 39

1.2.6.	Водяные экономайзеры....................................... 41

1.2.7.	Воздухоподогреватели....................................... 43

1.2.8.	Контактные теплообменники с активной насадкой (КТАН)....... 43

1.2.9.	Тягодутьевые устройства.................................... 44

1.2.10.	Трубопроводы и питательные устройства..................... 47

1.2.11.	Топливное хозяйство котельной......,...................... 49

1.2.12.	Материаловедение котельных агрегатов...................... 52

1.3.	Водоподготовка в котельных..................................... 53

1.3.1.	Основные показатели воды в котельной......................  54

1.3.2.	Нормы качества питательной и котловой воды................. 55

1.3.3.	Фильтрация и коагуляция воды............................... 56

1.3.4.	Внутрикотловое умягчение воды.............................. 56

1.3.5.	Водоумягчение методом катионирования....................... 57

1.3.6.	Na- и Н-катионирование..................................... 59

1.3.7.	Электродиализ и обратный осмос............................. 61

1.3.8.	Деаэрация питательной воды................................. 61

1.3.9.	Продувка котельных агрегатов............................... 62

I.ЗЛ	О. Ступенчатое испарение.................................... 63

1.4.	Эксплуатация котельных установок............................... 64

1.4.1.	Подготовка котла к растопке................................ 64

1.4.2.	Растопка котла............................................. 65

1.4.3.	Включение котла в работу................................... 67

1.4.4.	Работа котла............................................... 68

1.4.5.	Остановка котла............................................ 69

1.4.6.	Аварийная остановка котла.................................. 70

1.4.7.	Возможные аварии в котельной и их ликвидация............... 71

1.4.8.	Очистка котлов от накипи................................... 73

1.4.9.	Консервация котлов и другие мероприятия.................... 74
1.5.	Автоматика регулирования работы котлов........................... 75

1.5.1.	Схемы автоматического регулирования паровых барабанных котлов... 75

1.5.2.	Система автоматизации газомазутных водогрейных котлов....... 78

1.53.	Система автоматического регулирования котла малой мощности АМК-У..	83

1.5.4.	Система автоматики КСУ-2П................................... 88

1.5.5.	Управляющее устройство КУРС-101............................. 91

2.	Тепловые схемы котельных............................................ 96

2.1.	Классификация тепловых схем..............................'...... 96

2.2.	Производственные котельные с паровыми котельными агрегатами ... 103

23.	Производственно-отопительные котельные с паровыми котельными агрегатами... 108

23.1.	Закрытая двухтрубная система теплоснабжения................ 108

23.2.	Закрытая четырехтрубная система теплоснабжения............. 114

2.33.	Открытая двухтрубная система теплоснабжения................ 116

2.3.4	. Открытая четырехтрубная система теплоснабжения........... 122

2.4.	Теплофикационные и отопительные котельные с паровыми котельными агрегатами. 125

2.5.	Отопительные котельные с водогрейными котельными агрегатами... 127

2.5.1.	Закрытая система теплоснабжения............................ 127

2.5.2.	Открытая система теплоснабжения............................ 131

2.6.	Котельные с паровыми и водогрейными котельными агрегатами....... 135

3.	Расчет теплоэнергетического оборудования котельных................. 139

3.1.	Определение тепловых нагрузок и расхода топлива................ 141

3.2.	Расчет тепловг ix схем котельных............................... 147

33.	Теплообменники................................................. 148

3.4.	Баки и емкости................................................. 154

3.5.	Трубопроводы и арматура........................................ 155

3.6.	Насосы......................................................... 157

3.7.	Оборудование водоподготовки.................................... 162

3.8.	Тягодутьевые машины............................................ 165

3.9.	Дымовые трубы.................................................. 165

3.	J 0. Мазутное хозяйство.........................................,. 168

3.11.	Использование конденсата и очистка сточных вод................ 169

3.12.	Технико-экономические показатели котельной.................... 169

3.13.	Компоновка тепловых схем котельных и оборудования............. 171

4.	Курсовое проектирование............................................ 182

4.1.	Структура и оформление курсового проекта....................... 182

4.2.	Выбор задания для курсового проекта и отчетность............... 183

Заключение............................................................. 186

Библиографический список............................................... 187

Приложение 1........................................................... 188

Приложение 2........................................................... 213
Учебное издание

Владимир Михайлович Фокин

РАСЧЕТ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ

Учебное пособие

Зав. редакцией О.Е Горячева
Редактор Л.М. Ельцова
Компьютерная правка ЯГ. Анохина

Подписано в печать 28.09.04 г. Формат 60x841/16.

Бумага офсетная. Гарнитура «Times». Печать трафаретная.

Уч.-изд. л. 14,0. Усл. печ. л. 13,3
Тираж 270 экз. Заказ № 44Й.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
Редакционно-издательский отдел
Сектрр оперативной полиграфии ЦИТ
400074, Волгоград, ул. Академическая, 1.