Опалювальні котельні

ВСТУП

Виробничі котельні зазвичай споруджуються на промислових підприємствах і забезпечують подачу тепла як для технологічних процесів ( зазвичай у вигляді пари), так і для опалювально-вентиляційних потреб. Найчастіше такі котельні обладнані паровими котлами. Зазвичай кожне підприємство має власну котельню. Так як великі котельні економічніше дрібних, то тепер прагнуть до спорудження об'єднаних котелень для кількох підприємств. Опалювальні котельні зазвичай обслуговують житлові та громадські будівлі і поділяються на індивідуальні і групові. У свою чергу групові котельні відповідно з розміром території, що обслуговується умовно розділити на квартальні та районні.

Парові котли можуть використовуватися у харчовій промисловості для:

- Стерилізації молока, для приготування сирної маси, згущеного молока;  

- Очищення і стерилізації різного устаткування на зерновому виробництві;

- Розділення тіста на шари, створення глянсової поверхні бараночным виробів;

- Варіння м'ясоковбасних виробів і процесу розморожування м'яса;

- Термічної обробки консервації та вакуумної закупорювання;

- Різних робіт в кондитерській промисловості;

- Виробництва вина і безалкогольних напоїв.

Для більшості підприємств харчової промисловості — пивзаводів, хлібозаводів, винзаводів, кондитерських фабрик, м’ясокомбінатів, молочноконсервних заводів, на яких встановлюються парові котли низького тиску і не вимагається значна кількість пари для потреб технології, основною схемою обробки води є Na-катіонування з попереднім проясненням води на механічних фільтрахпрояснювачах. Ця схема використовується для обробки води для підживлення теплових мереж. Для котелень малої потужності використовують блочні установки водопідготовки.
 Для екранованих котлів потрібне глибоке зм’якшення води до 5–10 мкг-екв/кг і застосовується, як правило, двоступеневе Na-катіонування води. Одно або двоступеневе Na-катіонування є найбільш простою і дешевою схемою, але збільшує величину продувки парогенератора і широко застосовується при значному поверненні конденсату.

Для отримання пара необхідної чистоти, під певним тиском і необхідно придбати промисловий парогенератор. Спеціалізоване обладнання відрізняється економічністю і практичністю. Вартість таких агрегатів досить висока, але витрати на покупку, установку і обслуговування швидко окупаються. Більшість моделей для харчової промисловості характеризується компактними розмірами і широким функціоналом, що дозволяє адаптувати агрегат під найрізноманітніші завдання.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЛАДНАННЯ ПРОМИСЛОВОЇ КОТЕЛЬНІ ТА УМОВ ЙОГО ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Теплових схем сучасних промислових і опалювальних котелень є багато. Основні відмінності обумовлені : особливостями теплоносія ; особливостями генератору теплоти; способом передачі теплоти споживачу.

Більш дрібні відмінності обумовлені прийнятою схемою водо підготовки, підживлювальної води, наявністю чи відсутністю повернення конденсату від споживачів пари, особливостями циркуляції системи котла, конструктивними особливостями таких елементів, як водяний економайзер, пароперегрівач, охолоджувач пари тощо.

Вихідним типом сучасних котлів був простий  циліндричний котел (рис. 1, а ) , виконаний у вигляді горизонтального барабана з топкою під ним. Стінки барабана були одночасно і поверхнею нагріву. У подальшому збільшення поверхні нагріву йшло за двома напрямками. В одному випадку безпосередньо у водяному просторі барабана розміщувалися великі і малі труби; при цьому великі одночасно були топкою (котли з жаровими трубами), а за малим пропускалися продукти згоряння (котли з димогарними трубами). В іншому випадку до барабану приєднувалися додаткові зовнішні трубні поверхні нагріву — до і пятитільні пучки , заповнені водою і обігріваються топковими газами (водотрубні котли ) . Зменшення діаметра труб цих поверхонь і збільшення їх кількості вели до зростання питомої поверхні нагріву ( м 2 / м 3 об'єму газоходу). В котлах цього типу рух середовища через кипятильный пучок труб забезпечувалося за рахунок природної циркуляції: пароводяна суміш в трубах кипятильного (випарного) пучка, яка, природно, легше води, піднімалася вгору, витісняється водою, що надходить з барабана за опускни м трубам . Щоб запобігти утворенню пароводяної суміші в опускних трубах і зменшити їх опір, збільшували їх діаметр порівняно з підйомними  кип’ятильними (рис.1,6) і зменшували обігрів, розташовуючи їх в зоні низьких температур продуктів згоряння (рис.1, в). Надалі опускні труби винесли за ізоляційну стінку (обмурування) котла (рис. .2). Використання вертикальних трубок в якості кипятильного пучка (див. рис.1, в) підвищило надійність циркуляції пароводяной суміші в них. Котли цього типу отримали назву вертикально-веотрубних. Згодом вертикальні (підйомні) труби випарної поверхні нагріву стали розташовувати і на стінах топки. Так з'явилися екрані поверхні нагріву .(Назва пов'язана з тим, що вони, виконуючи свою основну функцію як випарної поверхні, ще й екранують стіни топки від випромінювання топкового об'єму, перешкоджаючи налипання на них розм'якшеного шлаку і золи.) Замість нижніх барабанів як колекторів (рис.2, 1,6), об'єднують труби поверхонь нагріву і є перехідними елементами між ними і опускними трубами, в котлах високого тиску використовуються циліндричні камери (труби) відносно невеликого діаметру. Барабан поступово перестав грати роль поверхні нагріву. Більше того, прагнення підвищити надійність роботи котла стало причиною винесення барабана з зони обігріву. Доцільність перегріву пари для енергетичних установок зажадала розміщення спеціальних поверхонь нагріву — пароперегрівачів. Так, до середини XX століття оформилася принципова схема конструкції барабанного вертикально одотрубного котла з багаторазовою природною циркуляцією, має екрановану топку (рис.2).