ТЭП Заочники / Мазутное хозяйство котельных

Описание мазутной котельной

Мазутная котельная – это хорошо организованная и укомплектованная качественным оборудованием тепловая установка. Популярность таких комплексов объясняется, в первую очередь, достаточно невысокой ценой топлива.

Принцип работы котельной на мазуте заключается в использовании данного вида топлива для нагрева теплоносителя до нужных параметров. Предлагаемые установки могут использоваться в качестве аварийных либо резервных систем в случае сбоя в работе систем с основным видом топлива (например, газом).

Мазутные котельные (СПб) в своем составе имеют мазутные хозяйства. Если данный вид топлива является «запасным», то для его хранения предусмотрен один резервуар. В случае если мазут – основное топливо, используют две емкости. Количество вещества рассчитано на автономную работу системы определенное время.

Мазутные котельные установки (системы) работают на высококалорийном топочном материале. Наиболее приемлемый вариант для качественной работы комплекса – марка Ф 40, но, как показывает практика, чаще всего применяют марку М 40, М 100.и М 200.

Котельные на мазуте в России (Санкт-Петербург) предлагают многие компании. Но, стоит потратить время и найти самую достойную, так как правильный проект и грамотная сборка – залог будущей успешной работы комплекса.

Тема 10. Подготовка жидкого топлива к сжиганию.

Принципиальная схема мазутного хозяйства котельной. Подготовка мазута к сжиганию (температура подогрева, применение присадок).

Принципиальная схема мазутного хозяйства котельной.

При эксплуатации котельных установок мазут используется в качестве: основного и единственного вида топлива; резервного и аварийного топлива, когда основным топливом является газ; растопочного топлива, когда основным является сжигаемое в пылевидном виде твердое топливо.

Доставка мазута обычно осуществляется железнодорожным транспортом в цистернах. К установкам, находящимся на небольшом расстоянии от нефтеперерабатывающих заводов, мазут подается по трубопроводам.

Мазутное хозяйство при доставке мазута железнодорожным транспортом состоит из следующих сооружений и устройств: сливной эстакады и промежуточной емкости; мазутонасосной с насосами для перекачки мазута; мазутохранилища с железобетонными или металлическими резервуарами; систем мазутопроводов между емкостями мазута, мазутонасосной и котельными установками; устройств для подогрева мазута и очистки сточных вод; установок для приема, хранения и ввода в мазут жидких присадок; систем пожаротушения.

Схема мазутного хозяйства изображена на рис. 10.1. Из железнодорожных цистерн, располагающихся в период слива на эстакаде, мазут по переносному сливному лотку поступает в сливной желоб и далее по отводящей трубе – в приемную емкость. Из нее мазут насосами закачивается в емкости мазутохранилища (как правило, устанавливается не менее двух емкостей). Из нее по мере необходимости через фильтры грубой и тонкой очистки и подогреватели насосами мазут подается в горелки котлоагрегатов. Часть разогретого мазута направляется по линии рециркуляции в маузтохранилище для разогрева находящегося там мазута. Во избежание застывания в трубах мазут непрерывно в них циркулирует — пройдя вдоль котельной, возвращается на площадку мазутохранилища. Вместе с мазутными линиями прокладывают паровые и снабжают общей изоляцией.

Рис. 10.1. Схема подготовки мазута: 1 — цистерна; 2 — канал (лоток); 3 — приемный бак; 4 — насос перекачки из приемного бака; 5 — основной резервуар; 6, 10 — фильтры грубой и тонкой очистки; 7, 11 — насосы I и II ступеней; 8 — подогреватель мазута; 9 — линия рециркуляции мазутной насосной; 12 — аварийные задвижки; 13 — регулятор давления мазута; 14 — расходом мазута; 15 — форсунки котла; 16 — рециркуляционный мазутопровод из котельной в мазутную насосную

Мазутные фильтры предназначены для грубой и тонкой очистки (число отверстий на сетке 5 или 40 на 1 см2) мазутов от твердых остатков нефтяных фракций и механических примесей.

Подготовка мазута к сжиганию.

Для снижения количества донных отложений при длительном хранении, уменьшения количества образующейся при горении сажи и уменьшения загрязнения поверхностей нагрева котла к мазуту добавляют жидкие органические или водорастворимые минеральные присадки (0,5 – 2 кг/т), например, серии ВНИИНП[8].

Подогрев мазута необходим для обеспечения его тонкого распыливания по условиям интенсификации горения. Мазут марки М40 следует подогревать до температуры 80 – 100 °С, марки М100 — 100 — 120 °С, марки М200 (наиболее высокопарафинистый) — не ниже 135 °С.

Для обогрева сливных лотков и подогрева мазута в приемных и основных резервуарах до 70 °С обычно используется пар с давлением 0,6 – 1,2 МПа или горячая вода с температурой до 150 °С.

Преимущества мазутной котельной

Явные преимущества (плюсы) мазутной котельной блочно-модульного исполнения выгодно отличают ее от аналогов (например, твердотопливных):

• Заводская готовность. Качественная сборка в условиях производства.
• Автоматизация. В автоматизированных мазутных котельных оптимально подобрано и распределено оборудование, а все датчики и системы работают без помощи техперсонала.
• Экономичность. Отсутствие затрат на капитальное строительство, на постоянное присутствие оператора и низкая себестоимость топлива.
• Безопасность. Минимальный риск возгорания.

Также стоит отметить минимальный срок изготовления мазутной котельной – точнее об этом всегда можно узнать у специалистов.

Выгода от использования мазутной котельной

Считается, что котел на мазуте превосходит своей эффективностью любой твердо- или жидкотопливный. К минусам относится содержание мазутного хозяйства. По многим параметрам он может поспорить с газовыми, отличаясь следующими преимуществами:

• Нефть, дизель, газ стабильно дорожают. Мазут — отход переработки нефтепродуктов. Он отличается более выгодной ценой;
• Мазутное топливо считается пожаробезопасным;
• У него высокий КПД;
• Согласовывать и утверждать проектную документацию мазутных котельных намного проще, чем газовых;
• Возможность автономной работы вдали от газопроводов и населенных пунктов;
• Заводская сборка обеспечивает высокую эксплуатационную готовность;
• Стандартная комплектация предусматривает автоматическую работу котельной, без участия операторов и персонала.

Преимущества природного газа бесспорны. Но когда вдали от газовых магистралей подбираются котлы отопления, мазут остается самым перспективным и выгодным типом горючего.

Комплектация мазутной котельной

Так как данные комплексы относятся жидко-топливным, производство мазутной котельной зависит от разных факторов:

• Требуемой мощности.
• Количества запаса мазута.
• Вариантов доставки топлива и его хранения.

Качественное строительство котельных на мазуте основывается на точном расчете и тщательном подборе соответствующего оборудования:

• Здание.
• Котлы.
• Насосная группа.
• Расширительный мембранный бак.
• Система подачи, разгрузки и хранения топлива.
• Фильтры очистки топлива.
• Дымоход.
• Система управления.
• Сигнализация и пр. составляющие.

Взвесив все «за» и «против», многие заказчики выбирают мазутные котельные, цена которых варьируется в разумных пределах. Стоимость системы по большей части зависит от требуемой мощности и размеров.

При создании проекта котельной на мазуте, схема, чертеж, технологическая карта и другие расчеты – обязательны. Сотрудники всегда готовы: правильно рассчитать требуемое количество топлива, общую мощность установки, учесть наличие и необходимость заказа соответствующих комплектующих, вывести общую сумму капиталовложений и пр.

Узнать стоимость и купить мазутную котельную лучше всего в профильной компании, которая имеет:

• Немалый опыт работы в данной сфере.
• Все разрешительные документы.
• Много хороших отзывов от состоявшихся клиентов.

Область применения серийных ПМ

Мазуты играют важную роль в топливно-энергетическом балансе РФ. Более 30% добываемой российской нефти в процессе ее переработки переходит в топочный мазут, основными потребителями которого являются тепловые электростанции и котельные. Для повышения эффективности работы котельных агрегатов необходимо снижать вязкость мазута до величины, придающей ему более текучую рабочую консистенцию перед подачей в форсунки горелок жидкотопливных котлов. Тем самым достигается качественное распыление мазута при его сжигании и обеспечивается его полноценное сгорание. Нагрев мазута с целью его разжижения выполняется специальными подогревателями, использующими тепловую энергию пара, горячей воды, раскаленного масла, электричества. В промышленных энергоустановках теплоснабжения применяют подогреватели серии ПМ с паровым теплоносителем, нагревающим мазут перед подачей на горелку в температурном диапазоне 95-125 градусов Ц.

Типы паровых котлов

ПК классифицируются по нескольким параметрам и их надо знать, потому что от этого зависит, как работает паровой котел.

По видам сжигаемого топлива:

• газообразное топливо;
• паровые котлы на твердом топливе;
• жидкотопливные: мазут, солярка;
• электрическая энергия.

По назначению:

1. Котел утилизатор — участвует в схемах экономии топлива и переработки вторичного тепла, выбрасываемого в процессе производства или от уходящих газов на ТЭЦ.
2. Энергетические – паровые котельные участвуют в схеме генерации электроэнергии, как источник пара для турбин, работают с высокими расходом и параметрами пара.
3. Отопительные для центрального теплоснабжения и ГВС, на которые распространяются правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.
4. Промышленные – участвуют в производственных процессах предприятия.

Классификация паровых котлов по конструкции топки:

1. Камерные – используют пылевидное топливо.
2. Слоевые твердотопливные – сжигающие твердое топливо.

Водотрубные

Работа водотрубных котлов (ВК) характерна тем, что основной теплоноситель – питательная вода проходит по экранам, а топочные газы по межтрубному пространству. Достигая точки кипения, вода переходит в пар.

Эффективность парообразования зависят от схемы устройства экранных труб и типа циркуляции питательной воды, эти показатели учитывают, перед тем как рассчитать мощность. Самые применяемые схемы ВК — барабанные и прямоточные. Конструкция парового котла первого типа выполняется горизонтально или вертикально.

Типовая схема барабанного котла — топка ограниченная трубными экранами , пакеты которых внизу соединены коллекторами, а верх закреплен в верхнем барабане. Второй пучок котловых труб соединяет оба барабана ВК в один контур, работающий в зоне более низких температур.

Тепло от сгорания топлива через трубную систему передается конвекцией и радиацией воде, пароводяная смесь поступает в верхний барабан, где происходит сепарация пара от влаги.

Освобожденная вода в нижний барабан и топочные коллекторы. Скорость циркуляции внутреннего контура ВК зависит от его типа. Самые популярны на российском рынке котлы с естественной циркуляцией.

Производство паровых котлов выполняют на Бийском котельном заводе: ДКВР-2,5; 4; 6,5; 10; 20.

Жаротрубные

Газотрубные или жаротрубные котлы – это ВК «наоборот», то есть вода движется по межтрубному пространству, а уходящие газы в одной или нескольких трубах. Эти паровые котлы малой мощности остались в эксплуатации от довоенного периода 19 века.

Процесс получения пара:

1. Топка размещена непосредственно в трубной части котла, где протекает горение топливной смеси и образование дымовых газов.
2. Эти устройства ы изготавливаются с жаровыми или дымогарными трубами.
3. В первом процесс горения протекает прямо в трубе, для чего на входе устанавливают газомазутная горелка с вентилятором, способствующему равномерному сжиганию по длине топки.
4. В дымогарных трубах, топливо непосредственно не сжигают, а вода нагревается за счет нагретых дымовых газов.

Для этих котлов с давлением пара ниже 0.7 Мпа не распространяется правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Котловая вода, движется по межтрубному пространству и нагреваясь превращается в пар, процесс завершается в верхней части котла и с помощью перепускного клапана пар переходит в магистраль.

Дизельные котлы имеют ограничение по температуре уходящих газов на выходе до 150 С. Это требование вызвано необходимостью технологического обеспечения тяги в дымовых трубах. Этот факт снижает мощность котлов — порядка 400 кВт, с давлением пара до 10 кгс/см2.

Чугунные секционированные

Котлы с чугунными пакетами или секциями широко распространены в сетях отопления и ГВС. Конструкция таких агрегатов имеет преимущества из-за возможности быстрой сборки или демонтажа, а также простого увеличения мощность котла путем добавления секций.

Эксплуатация паровых котлов при удачной конструкции, имеет существенный недостаток, в случае поломки одного пакета, придется демонтировать все секции агрегата.

Для владельцев котлов не требуется разрешительных документов, поскольку на них не распространяются правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Эти котлы эффективные, и быстро разогреваются, поскольку топочная камера образуются непосредственно внутренними поверхностями секций.

Блоки хорошо противостоят коррозионным процессам в агрессивной среде дымовых газов и обладают повышенной теплопроводностью, но не способны работать при высоких параметрах пара, максимальные показатели по давлению менее 100 кПа, по мощности не более 200 кВт, паропроизводительность – до 4,3 т/час, расход твердого топлива — 300 кг/ час.

Прямоточные

Прямоточные паровые агрегаты относятся к вертикальным паровым котлам и сконструированы так, чтобы вода в экранных трубах принудительно выполнила только один цикл и при этом полностью перешла в парообразное состояние, поэтому в этих типах парогенераторах кратность циркуляции равняется 1.

Такие котлы конструктивно намного проще и не требуют сложной автоматики процесса горения. Они энергонезависимы и не могут обходиться без питательного насоса, поэтому намного взрывоопаснее циркуляционных котлов, при том, что их тепловая эффективность и производства пара невысоки.

Прямоточная установка

В прямоточном агрегате движение воды происходит благодаря гравитационной конвекции, поскольку вода тяжелее пара. В последнее время, для устройств, наработавших нормативный ресурс, для снижения нагрузки выполняют перевод паровых котлов в водогрейный режим.

Особенности работы одновиткового ПК:

1. Топка выполнена из труб, которые обогреваются дымовыми газами.
2. В нижнюю часть водяного контура нагрева поступает котловая вода, а из противоположной верхней отбирается сухой пар.
3. В экономайзере поступающий теплоноситель подогревается до температуры насыщения, а в экранных трубах и перегревательном контуре – происходит дальнейший рост параметров пара до проектных значений.
4. Эти поверхности не имеют четкого разделения между собой, а геометрия их зависит от проектной нагрузки агрегата. С уменьшением температуры уходящих газов и увеличения скорости котловой воды границы экономайзера и испарителя смещаются, а длина соответственно растет и наоборот.
5. Паропроизводительность ограничена ростом гидравлических сопротивлений и не может быть более 10 т/ч. Для более мощных котлов, требуется многовитковые конструкции агрегата.

Паровые БМК

Блочно-модульная котельная (БМК) изготовленная в виде компактного модуля с полным набором вспомогательного оборудования.

Она предназначена для отопления и ГВС, а также выработки пара на технологические нужды предприятий, расположенных в районах с энергодефицитом. БМК не требует постоянного участия оперативного персона, а в случае аварийной ситуации срабатывает защита с сигнализацией.

Работа агрегата полностью автоматизирована: датчики следят за внутренней температурой помещения, данные передаются на пульт управления, где происходит корректировка работы БМК.

Блок может оперативно подключаться к действующей системе отопления в качестве независимого аварийного источника тепловой энергии.

Транспортировка к месту монтажа БМК выполняется в полной заводской готовности и с дымовой трубой, на месте ее только подключают к действующим инженерным сетям. Такая заводская сборка сводит к минимуму монтажно-наладочные работы и повышает КПД установки до 93%.