À équipement auxiliaire chaufferie comprend divers appareils de chauffage, pompes, réservoirs de stockage (avec système ouvert apport de chaleur), unités de réduction et de réduction-refroidissement.
Fondamentalement, les échangeurs de chaleur de type surface sont utilisés dans les chaufferies. Selon l'emplacement du système de tuyauterie, les échangeurs de chaleur sont divisés en verticaux et horizontaux.
verticale les échangeurs de chaleur sont utilisés dans les grandes chaudières à vapeur pour chauffer l'eau du réseau.
Horizontal les échangeurs de chaleur sont utilisés pour chauffer l'eau brute et chimiquement traitée.
La vapeur ou l'eau chaude est utilisée comme caloporteur dans ces échangeurs de chaleur.
Les schémas appliqués pour la mise en marche des désaérateurs sont illustrés à la Figure 4.4.
Les désaérateurs à vide sont souvent installés dans les chaufferies avec des chaudières à eau chaude. Cependant, ils nécessitent une surveillance attentive pendant le fonctionnement, par conséquent, dans un certain nombre de chaufferies, les dégazeurs atmosphériques sont préférés.
Dans la figure 4.4, une montre un désaérateur fonctionnant à une pression absolue de 0,03 MPa. Le vide qu'il contient est créé par un éjecteur à jet d'eau. L'eau d'appoint après traitement chimique de l'eau est chauffée dans un chauffe-eau eau chaude d'une ligne droite avec une température de 130 - 150 ° C. La température de l'eau après le dégazeur est de 70 ° C.
Dans la figure 4.4, b le schéma de désaération est représenté à une pression de 0,12 MPa, c'est-à-dire au-dessus de l'atmosphère. A cette pression, la température de l'eau dans le dégazeur est de 104°C. Avant
En alimentant le dégazeur, l'eau purifiée chimiquement est préchauffée dans un échangeur de chaleur eau-eau.
Figure 4.4 - Schémas de mise en marche des dégazeurs :
un aspirateur; b - atmosphérique; c - atmosphérique avec refroidisseur d'eau désaéré.
Lors de la préparation de l'eau pour les besoins d'alimentation en eau chaude dans les chaufferies fonctionnant sur systeme ferme alimentation en chaleur, divers schémas de connexion des échangeurs de chaleur locaux au système d'alimentation en chaleur sont utilisés. Actuellement, il existe trois schémas de connexion des échangeurs de chaleur locaux, illustrés à la figure 4.5.
Dans la figure 4.4, v Le schéma de désaération de l'eau d'appoint est illustré, dans lequel, après la colonne de désaération, l'eau pénètre dans le refroidisseur d'eau désaérée, chauffant l'eau traitée chimiquement. Ensuite, l'eau purifiée chimiquement est envoyée vers un échangeur de chaleur installé devant le dégazeur. La température de l'eau après le refroidisseur d'eau désaérée est d'environ 70 o C.
Le choix du schéma de raccordement des échangeurs de chaleur locaux pour l'alimentation en eau chaude est effectué en fonction du rapport entre la consommation de chaleur maximale pour l'alimentation en eau chaude Q G.V et la consommation de chaleur maximale pour le chauffage Q O.
Figure 4.5 - Schémas de connexion des échangeurs de chaleur locaux :
a - parallèle; b - séquentiel en deux étapes; c - mixte.
Bonjour les amis! Les dispositifs auxiliaires de la chaudière comprennent des mécanismes d'alimentation en air et d'élimination des produits de combustion, des pompes d'alimentation, des dispositifs d'alimentation en combustible, de piégeage et d'élimination des cendres et des scories, ainsi qu'un système de traitement de l'eau d'alimentation.
L'air est fourni par un ventilateur soufflant et l'évacuation gaz de combustion- à l'aide d'un extracteur de fumée. La cheminée crée également un tirage en raison de la différence entre les masses spécifiques des gaz qu'elle contient et l'extérieur air atmosphérique, mais le tirage naturel est totalement insuffisant pour le fonctionnement même des petites chaudières. Pour sélectionner les extracteurs de fumée, il est nécessaire de calculer la résistance hydraulique résultant du mouvement des gaz dans l'installation de la chaudière (résistance au frottement, résistance locale).
Le choix du ventilateur se fait en fonction de sa hauteur manométrique totale H en Pa et du débit horaire V en m3/h à la charge nominale du groupe chaudière. Les performances du ventilateur sont contrôlées par des aubes directrices (pales), qui font tourbillonner le flux de gaz avant qu'il n'entre dans les pales du ventilateur, ainsi qu'au moyen de coupleurs hydrauliques et en modifiant la vitesse du moteur électrique. Dans les chaudières de petite capacité sans réchauffeur d'air, seul un extracteur de fumée est généralement installé.
Les chaudières sont alimentées en eau par des pompes à piston et centrifuges. L'alimentation en eau ininterrompue de la chaudière est assurée par des régulateurs de puissance automatiques.
L'enlèvement des cendres à sa sortie jusqu'à 100 kg / h est autorisé à être effectué par des chariots, et lorsque Suite - façon mécanisée. Dans les centrales thermiques, la méthode d'élimination hydraulique des cendres la plus largement utilisée est la suivante. Les cendres captées dans le bloc chaudière sont lavées au jet d'eau puis évacuées par une pompe avec de l'eau extérieure à la centrale. L'élimination des scories liquides est également utilisée dans les chaudières modernes et puissantes.
Pour réduire la pollution de l'air, les gaz de combustion sont nettoyés dans des collecteurs de cendres. Les cendres et le dioxyde de soufre laissés après les collecteurs de cendres sont dispersés sur des distances considérables à l'aide de cheminées hautes (100-150 m), ce qui réduit leurs effets nocifs.
Pour capter les cendres volantes, des collecteurs de cendres mécaniques (volets, cyclones) et humides (épurateurs) et des précipitateurs électrostatiques sont utilisés. Les cyclones sont réalisés sous la forme de cylindres verticaux à fond conique. Le gaz poussiéreux est fourni au cylindre de manière tangentielle, grâce à quoi le flux acquiert un mouvement hélicoïdal. Les particules de cendres sous l'action de la force centrifuge sont projetées sur les murs et tombent le long d'eux dans partie inférieure cyclone, et le gaz purifié passe dans une canalisation située en partie haute le long de son axe. L'efficacité d'un cyclone dépend de sa conception et de la taille des particules et est en moyenne de 80 à 90 %. Il peut être augmenté jusqu'à 95-98% en réduisant le diamètre du cyclone, de sorte que des cyclones à batterie sont souvent utilisés, constitués d'un grand nombre de cyclones de petit diamètre (200-250 mm).
Les épurateurs centrifuges humides sont des systèmes combinés de collecteurs de cendres dont les parois sont revêtues de plaques en céramique et aspergées d'eau. Les fumées sont amenées tangentiellement par un manchon horizontal. Les particules de cendres projetées contre le mur par la force centrifuge, accompagnées d'un film d'eau, s'écoulent et sont évacuées dans les égouts. Le degré de capture des cendres dans les épurateurs humides est de 95 à 98 %.
Dans les précipitateurs électrostatiques, les particules de poussière reçoivent une charge négative, puis se déposent sur une électrode positive. Lors de la déconnexion et de l'agitation périodiques de l'électrode, des particules de cendres tombent dans le bac à cendres. Le degré de capture des cendres dans les précipitateurs électrostatiques atteint 98 %. Les précipitateurs électrostatiques sont bons pour capturer les petites particules, ils sont donc souvent combinés avec des cyclones, qui capturent principalement de grandes fractions.
Pour un fonctionnement fiable de la chaudière, une préparation préalable de l'eau d'alimentation est nécessaire. eau naturel contient des sels dissous qui, lors du chauffage de l'eau et de la vaporisation, précipitent sous forme de tartre solide ou de sédiments meubles (boues). La couche de calamine altère le transfert de chaleur et provoque une élévation excessive de la température des parois du tuyau. L'eau contient également des gaz dissous qui peuvent corroder les tubes de la chaudière.
Les pertes de condensat, qui dans les stations de condensation représentent 3 à 5% de la vapeur générée, et dans les centrales de chauffage jusqu'à 30 à 40% ou plus, sont reconstituées avec de l'eau (naturelle) supplémentaire, ce qui nécessite une préparation préalable. Les méthodes de traitement de l'eau dépendent du type de chaudière, des paramètres de la vapeur et de la qualité de l'eau d'appoint.
Tout d'abord, l'eau est clarifiée, c'est-à-dire que les solides en suspension organiques et minéraux en sont retirés. Divers réactifs (sulfate d'aluminium et sulfate de fer) sont ajoutés à l'eau, à la suite de quoi des contaminants colloïdaux précipitent sous forme de flocons, qui sont facilement séparés par décantation ou filtration de l'eau.
Ensuite, l'eau est soumise à un adoucissement, qui consiste en ce que les sels formant du tartre en sont éliminés par des méthodes de cationisation et de précipitation. Pendant la cationisation, l'eau clarifiée est filtrée à travers des matériaux capables de réactions d'échange, à la suite de quoi les sels de calcium et de magnésium peu solubles formant du tartre sont convertis en sels de sodium hautement solubles. Dans la méthode de précipitation, on utilise de la soude et de la chaux qui, en interagissant avec les sels de calcium et de magnésium, forment des composés peu solubles qui précipitent. Avec cette méthode d'adoucissement de l'eau, sa dureté résiduelle est relativement élevée, son utilisation est donc limitée.
Pour les chaudières haute pression les méthodes d'adoucissement envisagées ne sont pas applicables, car les sels de sodium et de silicium restent dans l'eau. Dans ce cas, la méthode de dessalement chimique est utilisée ou le distillat obtenu dans des évaporateurs spéciaux est utilisé comme eau d'appoint.
Le dessalement thermique de l'eau dans les évaporateurs est la méthode la plus coûteuse, car les évaporateurs consomment une quantité importante de vapeur de chauffage.
Pour éliminer les sels de dureté restant dans l'eau d'alimentation, un traitement intra-chaudière de l'eau avec des phosphates est utilisé, dans lequel les sels sont convertis en sédiments meubles (boues), qui sont retirés de la chaudière par soufflage périodique.
Pour éviter la corrosion des tuyaux, l'oxygène et les autres gaz corrosifs doivent être éliminés de l'eau d'alimentation. A cet effet, l'eau d'alimentation est chauffée jusqu'au point d'ébullition dans des échangeurs de chaleur spéciaux appelés dégazeurs.Références : 1) Heat engineering, édité par A.P. Baskakova, Moscou, Energoizdat, 1982. 2) Génie thermique, Bondarev V.A., Protsky A.E., Grinkevich R.N. Minsk, éd. 2ème, "Ecole Supérieure", 1976.
Agence fédérale pour l'éducation
État établissement d'enseignement plus haute
enseignement professionnel
Institut national d'architecture et de construction d'Ivanovo
Université
Département de l'approvisionnement en chaleur et en gaz et de la ventilation
Chaudières et leurs équipements
Elèves du groupe TGV-11
Shkapurina Alena Alexandrovna
Vérifié par : Professeur Associé du Département des TGV Ph.D. Kazachek N.S.
Ivanovo 2009
introduction
De base et éléments auxiliaires chaufferies
Chaudières à vapeur et à eau chaude
Image d'une chaudière à vapeur
Image de la chaudière à eau chaude
Schéma de circulation de l'eau dans une chaudière à eau chaude
introduction
Les chaufferies de petite et moyenne puissance sont largement utilisées pour divers processus technologiques, systèmes d'alimentation en chaleur, de chauffage, de ventilation et d'eau chaude pour les secteurs résidentiel, public et bâtiments industriels et structures, objets de construction industrielle et agricole, établissements de restauration, consommateurs technologiques de chaleur dans les bains, les blanchisseries, sur sites de construction. V agriculture La vapeur générée par les chaudières est utilisée dans les élevages pour la vapeur du fourrage, ainsi que pour chauffer les serres et sécher le grain. En liaison avec le développement des zones peu peuplées et difficiles d'accès du Nord et de l'Est, l'importance des chaufferies de différentes capacités s'accroît.
Le charbon, la tourbe, les déchets de bois, le gaz et le mazout sont utilisés comme combustible pour les chaufferies. Gaz et pétrole - sources efficaces l'énérgie thermique. Lorsqu'elles sont utilisées, la conception et l'agencement des chaufferies sont simplifiées, ce qui augmente l'efficacité et réduit les coûts d'exploitation.
La production est augmentée et les conceptions des chaudières sont améliorées, la fiabilité et l'efficacité des équipements de chaudière sont augmentées, la consommation de métal par unité de puissance est réduite, le temps de construction et d'installation et leur coût sont réduits.
Éléments principaux et auxiliaires des chaufferies
La chaufferie est un ensemble d'appareils destinés à transformer énergie chimique carburant dans l'énérgie thermique eau chaude ou vapeur des paramètres requis.
Selon le but, il y a les genres suivants chaufferies :
production d'énergie à vapeur pour générateurs à turbine à vapeur;
production et chauffage, génération de vapeur et eau de chauffage pour répondre besoins technologiques production, chauffage, ventilation et production d'eau chaude sanitaire ;
chauffage, production de chaleur pour le chauffage, la ventilation et l'approvisionnement en eau chaude bâtiments publiques, ainsi que pour les entreprises industrielles et municipales ;
à usage mixte, produisant de la vapeur pour alimenter en même temps des machines à vapeur, besoins technologiques, les installations de chauffage et de ventilation et l'approvisionnement en eau chaude.
Les chaufferies sont divisées en trois grandes classes selon le type de caloporteur produit : les chaufferies à vapeur pour la production de vapeur, les chaufferies à eau chaude pour la production d'eau chaude et les chaufferies mixtes équipées de chaudières à vapeur et à eau chaude utilisées pour produire de la vapeur et eau chaude simultanément ou alternativement.
La chaufferie se compose d'une chaudière et d'équipements auxiliaires.
L'unité de chaudière comprend un dispositif de combustion, une chaudière à vapeur, un surchauffeur, un économiseur d'eau, un réchauffeur d'air, un cadre avec des échelles et des plates-formes pour l'entretien, la maçonnerie, isolation thermique, gainage, raccords, casque et conduits de gaz. L'équipement auxiliaire comprend des soufflantes, des extracteurs de fumée, des sédiments d'alimentation, d'appoint et de circulation, des usines de traitement de l'eau et de préparation de la poussière, des systèmes de transfert de carburant, des systèmes de collecte et d'élimination des cendres. Lors de la combustion combustible liquide L'équipement auxiliaire comprend les installations de mazout, lors de la combustion de combustibles gazeux - une station de contrôle du gaz ou une unité de contrôle du gaz.
chaudière à vapeur appelé appareil constitué d'un four, des surfaces évaporatives permettant l'évaporation de la vapeur consommée à l'extérieur de cet appareil, avec une pression supérieure à la pression atmosphérique due à la chaleur dégagée lors de la combustion du combustible. chaudière à eau chaude Un dispositif d'échange de chaleur est appelé dispositif d'échange de chaleur dans lequel, grâce à une source d'énergie (combustible), de l'eau est chauffée, qui est sous pression supérieure à la pression atmosphérique et est utilisée comme liquide de refroidissement à l'extérieur de l'appareil lui-même.
Dispositif de four La chaudière est conçue pour brûler du combustible et convertir son énergie chimique en chaleur. Revêtement de chaudière est un système d'enceintes ou de structures de chaudières réfractaires et calorifuges conçues pour réduire les pertes de chaleur et assurer l'étanchéité aux gaz. Une structure métallique portante qui supporte le poids de la chaudière en tenant compte des charges temporaires et spéciales et fournit les arrangement mutuel les éléments de la chaudière sont appelés Cadre.
Surchauffeur - un dispositif pour élever la température de la vapeur au-dessus de la température de saturation correspondant à la pression dans la chaudière. C'est un système de bobine. Connecté à l'entrée de vapeur saturée au tambour de la chaudière et à la sortie - à la chambre à vapeur surchauffée.
Ecmiseur d'eau- un appareil chauffé par les produits de combustion du combustible et destiné au chauffage ou à l'évaporation partielle de l'eau entrant dans la chaudière.
Aérotherme- un dispositif permettant de chauffer l'air avec les produits de la combustion du combustible avant de l'alimenter au four de la chaudière.
raccords- dispositifs spéciaux conçus pour contrôler le débit de la substance transportée, fermer et ouvrir le flux de gaz, de vapeur et d'eau. Par direction, les vannes sont divisées en vannes d'arrêt, de contrôle, de sécurité, de contrôle et spéciales. Vannes d'arrêt(vannes, verrous et robinets) est destiné à l'inclusion ou à l'arrêt périodique de sections distinctes de pipelines. Les vannes de régulation (vannes de régulation et vannes) sont utilisées pour modifier ou maintenir la pression et le débit de la substance transportée dans les conduites. Les soupapes de sécurité (clapets de charge, à ressort et anti-retour) sont utilisées pour ouvrir automatiquement le passage si la pression dépasse la valeur autorisée, ainsi que pour empêcher le mouvement inverse du liquide ou du gaz. Les raccords de contrôle (vannes de contrôle, indicateurs de niveau, vannes à trois voies pour manomètres) sont utilisés pour vérifier la présence d'une substance dans la canalisation et déterminer son niveau. Des raccords spéciaux (pièges à condensat et séparateurs d'humidité et d'huile) sont utilisés pour éliminer le condensat, séparer l'huile et d'autres produits du gaz.
L'ensemble de la chaudière comprend des dispositifs d'entretien des déchets de gaz et du four de la chaudière: regards, regards, obturateurs pour scories et cendres, vannes et amortisseurs de gaz et d'air, vannes explosives, ainsi que des soufflantes. Fainéant conçu pour l'inspection et la réparation des surfaces chauffantes, mirettes– pour le contrôle visuel du four et des conduites de gaz depuis l'extérieur de la chaudière, volets des bunkers à scories et à cendres– pour l'évacuation périodique des cendres et des scories des soutes, vannes gaz et air et amortisseurs- pour arrêter les pertes de gaz, réguler le tirage et le souffle. Vannes anti-explosion ils libèrent des fumées lorsque la pression dans le conduit du four ou de la chaudière augmente, les protégeant de la destruction. Souffleurs utilisé pour enlever les cendres et les scories des surfaces chauffantes (avec un jet de vapeur ou d'air comprimé).
Dispositifs d'alimentation et d'alimentation(pompes, réservoirs, canalisations) sont destinés à alimenter en eau la chaudière ou réseau de chauffage(système de chauffage)
dispositifs de brouillon conçu pour fournir de l'air au foyer de la chaudière, nécessaire à la combustion du combustible et à l'évacuation des produits de combustion de la chaudière. Ils se composent de ventilateurs de tirage, de conduits d'air, de conduits de gaz, d'extracteurs de fumée et d'une cheminée, à l'aide desquels quantité requise l'air dans le four, le mouvement des produits de combustion à travers les conduits de gaz et leur évacuation dans l'atmosphère.
Dispositifs de traitement de l'eau sont utilisés pour chauffer et adoucir l'eau d'alimentation et se composent d'appareils et de dispositifs qui assurent le nettoyage des impuretés mécaniques et des sels formant du tartre qui y sont dissous, ainsi que pour en éliminer les gaz.
dispositif de préparation de carburant dans les chaufferies fonctionnant au combustible pulvérisé, il est destiné à broyer le combustible à l'état pulvérisé ; il est équipé de concasseurs, de séchoirs, de broyeurs, d'alimentateurs, de ventilateurs, de convoyeurs et de conduites de poussière et de gaz.
Cendrier et scories se compose de systèmes hydrauliques et de dispositifs mécaniques : convoyeurs, chariots, etc.
Dépôt de carburant conçu pour le stockage de carburant ; il est équipé de mécanismes de déchargement et d'alimentation en combustible de la chaufferie ou du dispositif de préparation du combustible.
À dispositifs de contrôle du carburant et contrôle automatique inclure l'instrumentation et les machines automatiques qui assurent un fonctionnement ininterrompu et coordonné des appareils individuels de la chaufferie pour générer la quantité de vapeur requise spécifiée par le paramètre (température, pression)
Lors de la combustion de combustible pulvérisé, des brûleurs à charbon pulvérisé sont utilisés, des combustibles gazeux - brûleurs à gaz, fioul - gicleurs fioul, fioul gazeux et fioul - brûleurs combinés fioul-gaz.
Pompes
Pompes d'alimentation. L'alimentation des chaudières en eau doit être fiable. Si le niveau d'eau descend en dessous des limites autorisées, les tuyaux de la chaudière peuvent devenir nus et surchauffer, ce qui peut entraîner une explosion de la chaudière. Les chaudières avec une pression supérieure à 0,07 MPa avec une capacité de vapeur de 2 t/h et plus doivent être équipées de régulateurs de puissance automatiques.
Pour alimenter les chaudières, au moins deux pompes sont installées, dont l'une doit être électrique et l'autre à vapeur. La performance d'une pompe électrique doit être d'au moins 110% de la capacité nominale de toutes les chaudières en fonctionnement. Lors de l'installation de plusieurs pompes à entraînement électrique, leur performance totale doit également être d'au moins 110 %.
Le rendement des pompes à vapeur doit être d'au moins 50 % de la capacité nominale des chaudières. Il est possible d'installer toutes les pompes d'alimentation uniquement avec un entraînement à vapeur et avec deux alimentations électriques ou plus - uniquement avec un entraînement électrique. Les pompes à vapeur consomment 3 à 5 % de la vapeur générée, elles sont donc utilisées comme pompes de secours.
La vapeur d'échappement de la pompe à piston à action directe est évacuée dans l'atmosphère. Si l'eau est chauffée avec cette vapeur dans un échangeur de chaleur spécial, le condensat est jeté. Il ne peut pas être renvoyé à la chaudière, car il est contaminé par de l'huile et le film d'huile sur les tuyaux nuit au transfert de chaleur. Dans les grandes installations, des pompes à turbine à vapeur sont utilisées, le condensat de leur vapeur de sortie n'est pas contaminé par de l'huile, il peut donc être envoyé à la chaudière. Les injecteurs pour l'alimentation des chaudières de chauffage et des chaufferies industrielles ne conviennent pas, car ils n'aspirent pas bien l'eau chaude.
Pompe de réseau pour les systèmes de chauffage et de ventilation. Cette pompe sert à faire circuler l'eau dans le réseau de chauffage. Elle est choisie en fonction de la consommation d'eau du réseau issue du calcul du schéma thermique. Les pompes du réseau sont installées sur la ligne de retour du réseau de chauffage, où la température de l'eau du réseau ne dépasse pas 70 ° C.
Pompe d'alimentation. Conçu pour reconstituer les fuites d'eau du système de chauffage, la quantité d'eau nécessaire pour couvrir les fuites est déterminée dans le calcul du schéma thermique. Le rendement des pompes d'appoint est choisi égal au double de la quantité d'eau reçue pour compenser un éventuel appoint d'urgence.
La pression requise des pompes d'appoint est déterminée par la pression de l'eau dans la conduite de retour et la résistance des canalisations et des raccords sur la ligne d'appoint, le nombre de pompes d'appoint doit être d'au moins 2, dont une est Etre prêt.
Pompe de circulation ECS. Sert à fournir le débit requis et à assurer la pression d'eau chaude requise au niveau du consommateur. Il est choisi en fonction du débit d'eau chaude et de la pression requise.
Pompe à eau brute. Sert à assurer la pression requise de l'eau brute avant le traitement de l'eau froide et l'alimentation en produit chimique. eau purifiée vers le dégazeur, ainsi que l'alimentation en eau brute du réservoir d'eau chaude.
Chaudières à vapeur et à eau chaude
Selon le dispositif constructif, les chaudières sont divisées en deux groupes: avec naturel et circulation forcée. Le premier groupe comprend les chaudières à tubes de fumée, locomobiles, cylindriques verticales, verticales et horizontales à tubes d'eau. Le deuxième groupe comprend les chaudières à flux direct et les conceptions spéciales.
Les indicateurs de performance les plus importants des chaudières à vapeur sont la production de vapeur et la contrainte thermique de la surface de chauffe, tandis que les chaudières à eau chaude sont la production de chaleur et la contrainte thermique de la surface de chauffe.
Sortie de vapeur chaudière est le rapport de la masse de vapeur produite par la chaudière à l'intervalle de son fonctionnement. Il est déterminé en kilogrammes par heure ou en tonnes par heure. La partie du ballon de la chaudière remplie d'eau s'appelle volume d'eau, et l'espace au-dessus de l'eau - fumer le volume. La surface séparant le volume d'eau chaude et de vapeur est appelée miroir d'évaporation. Une surface lavée par les gaz de combustion d'un côté et l'eau de l'autre est appelée surface de chauffe de la chaudière. Le rapport entre le débit de vapeur et la surface chauffante est appelé tension de surface chauffante .
La surface chauffante, qui perçoit la chaleur par rayonnement (rayonnement) de la couche chaude de combustible dans le four, est appelée surface chauffante rayonnante. La surface de chauffe des parties restantes de la chaudière, qui perçoit la chaleur des produits de combustion par contact avec eux, est appelée convection .
Seule la partie de la chaudière, qui est refroidie par l'eau de l'intérieur, est lavée par les gaz chauds. Le chauffage par les produits de combustion du volume de vapeur du tambour de la chaudière ne doit pas être autorisé, car cela entraîne une surchauffe du métal de ses parois et la formation de renflements sur celles-ci. La ligne séparant la surface chauffée par les gaz de la surface non chauffée est appelée ligne de tir .
Le niveau d'eau le plus bas auquel il n'y a toujours pas de danger de détecter les parois du ballon de la chaudière est appelé niveau d'eau le plus bas admissible. Il doit être supérieur de 100 mm aux parois du ballon de la chaudière chauffées par les gaz de combustion. Pour éviter que la vapeur qui en résulte n'emporte une quantité importante d'humidité, le niveau d'eau ne doit pas dépasser une certaine limite, appelée niveau d'eau supérieur. Le niveau d'eau le plus bas autorisé doit être d'au moins 25 mm au-dessus du bord inférieur visible du verre du dispositif indicateur d'eau, et le niveau le plus élevé autorisé doit être d'au moins 25 mm en dessous du bord supérieur visible du verre de l'appareil. Le volume d'eau enfermé entre les niveaux d'eau inférieur et supérieur est appelé volume de nutriments. Le volume d'alimentation détermine la quantité d'eau qui peut être transformée en vapeur sans alimenter la chaudière en eau.
Production de chaleur(puissance thermique) d'une chaudière à eau chaude est une valeur égale au rapport de la quantité de chaleur perçue par l'eau dans une chaudière à eau chaude sur la durée de son fonctionnement.
Pour les chaudières à eau chaude, divisez la puissance calorifique par la surface de chauffe de la chaudière et obtenez la contrainte thermique du chauffage.
Le mélange vapeur-eau formé dans les tuyaux de la chaudière des chaudières à tubes d'eau pénètre dans le tambour supérieur, dans lequel la vapeur est séparée du liquide, et le liquide s'écoule à nouveau à travers les tuyaux de descente à travers le collecteur pour être chauffé dans les tuyaux de la chaudière. Le système de tuyaux de chaudière (chauffés), de tambour, de tuyaux de descente et de collecteurs pour la distribution de l'eau de chaudière est appelé circulation Chaudière.
Pour un fonctionnement fiable de la chaudière grande importance a une organisation du mouvement de l'eau dans le circuit de circulation, qui s'appelle circulation. La circulation peut être naturelle ou forcée circulation naturelle se produit sous l'action des forces dues à la différence de densité de l'eau dans les zones non chauffées (tuyaux de descente) et du mélange vapeur-eau dans les zones chauffées (tuyaux de chaudière, tuyaux écran). Le débit d'eau dans tout circuit de circulation dépasse considérablement la quantité de vapeur qui s'y forme. Le rapport entre la quantité d'eau entrant dans le circuit et la quantité de vapeur qui y est générée s'appelle taux de circulation. Dans les chaudières à circulation forcée, le mouvement de l'eau à travers le circuit d'évaporation est effectué par des pompes spéciales.
Bibliographie
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2) Zykov A.K. Z-96 Chaudières à vapeur et à eau chaude : un guide de référence. - M.: Energoatomizdat, 1987. - (Installateur de chauffage B-ka). 128 p.: ill.
3) Vergazov V.S. B-31 Satellite pour le conducteur des chaudières de chauffage. - 3e éd., ajouter. et retravaillé. – M. : Stroyizdat, 1980. – 248 p. : ill.
dispositifs de séparation. La vapeur saturée humide produite dans le ballon des chaudières à basse et moyenne pression peut entraîner des gouttes d'eau de chaudière contenant des sels dissous. Dans les chaudières à haute et ultra haute pression, la pollution par la vapeur est également causée par l'entraînement supplémentaire de sels d'acide silicique et de composés de sodium, qui se dissolvent dans la vapeur.
Les impuretés emportées avec la vapeur se déposent dans le surchauffeur, ce qui est extrêmement indésirable, car cela peut entraîner la combustion des tubes du surchauffeur. Par conséquent, avant de quitter le ballon de la chaudière, la vapeur subit une séparation au cours de laquelle des gouttes d'eau de chaudière sont séparées et restent dans le ballon. La séparation de la vapeur est effectuée dans des dispositifs de séparation spéciaux, dans lesquels les conditions sont créées pour une séparation naturelle ou mécanique de l'eau et de la vapeur.
La séparation naturelle se produit en raison de la grande différence de densité de l'eau et de la vapeur. Le principe mécanique inertiel de séparation est basé sur la différence des propriétés inertielles des gouttelettes d'eau et de la vapeur avec une forte augmentation de la vitesse et un changement simultané de direction ou de tourbillon du flux de vapeur humide.
Sur la fig. 19.22 schémas de principe des dispositifs de séparation sont représentés. Sur la fig. 19.22, a montre le principe de la séparation naturelle. Le débit élevé du mélange vapeur-eau s'écoulant des tuyaux de tamis d'entrée est éteint dans le volume d'eau qui se trouve dans le tambour. La vitesse de la vapeur dans le tambour au-dessus du niveau de l'eau est insignifiante (0,3 - 0,5 m/s), ce qui contribue à la séparation des gouttes d'eau et de la vapeur.
Dans le schéma illustré à la fig. 19.22, b, le mélange vapeur-eau est dirigé vers un bouclier de chicane solide. L'eau s'écoule le long de la feuille et la vapeur pénètre dans l'espace de vapeur et, traversant la feuille perforée de réception de vapeur, est retirée du tambour. Dans ce schéma, la séparation mécanique est combinée à une séparation naturelle dans le volume de vapeur du tambour.
À l'intérieur du cyclone à tambour illustré à la Fig. 19.22, g, sert à faire tourbillonner intensément le flux du mélange vapeur-eau. Sous l'action des forces centrifuges, l'eau est projetée sur la paroi séparatrice et s'écoule sous forme de film dans le volume d'eau.
Le principe de séparation par cyclone est très efficace. Avec une grande charge du volume de vapeur du tambour, à distance cyclone, à laquelle une partie des tuyaux de la surface d'évaporation de la chaudière est connectée.
Riz. 19.22. Schémas des dispositifs de séparation.
a - bouclier perforé submersible : 1 - bouclier perforé ; 2 - bouclier perforé d'admission de vapeur; b - défense et tableaux de distribution ; 1 - écran déflecteur; 2 - bouclier perforé d'admission de vapeur; c - séparateur à persiennes; 1 - écran déflecteur; 2 - séparateur à persiennes; 3 - bouclier perforé d'admission de vapeur; g - séparateur cyclonique ; 1 - cyclone ; 2 - bouclier perforé d'admission de vapeur.
Riz. 19.23. Schéma de rinçage à la vapeur avec de l'eau d'alimentation.
1 - bouclier avec bacs de lavage; 2 - séparateur à persiennes; 3 - bouclier d'admission de vapeur; 4 - lieu d'élimination de la vapeur; 5 - lieu d'alimentation en eau d'alimentation (5a - pour le rinçage; 5b - sous le niveau); 6 - un endroit pour fournir un mélange vapeur-eau à partir des tuyaux de l'évaporateur; 7 - tuyaux de descente; 8 - bouclier perforé.
Les cyclones déportés sont placés à l'extérieur de la chaudière (voir Fig. 19.18).
Un degré élevé de purification de la vapeur est atteint avec la séparation du film. Le principe de la séparation pelliculaire repose sur la formation d'un film stable lorsque les plus petites gouttes d'eau se confondent au moment où le flux de vapeur humide entre en contact avec un obstacle quelconque (plan vertical ou horizontal, etc.). Schéma d'un séparateur à persiennes de film illustré à la fig. 19.22, in, donne une idée sur la méthode de séparation des films. Sur les parois des canaux ondulés, un film d'eau se forme, qui coule à travers la tôle de plafond perforée, et la vapeur est dirigée vers la sortie du tambour.
Les schémas de méthodes considérés pour obtenir de la vapeur pure fournissent le degré de sécheresse x = 0,98 - 0,99. Pour un nettoyage plus fin de la vapeur des impuretés, il est nettoyé avec de l'eau d'alimentation. Le schéma de lavage à la vapeur est illustré à la fig. 19.23.
Avant d'être lavée, la vapeur subit une séparation naturelle dans le volume de vapeur puis barbote à travers une couche d'eau d'alimentation qui contient très peu de sel. En raison du transfert de masse intensif, les sels sont retenus par l'eau d'alimentation. L'entraînement de gouttes d'eau d'alimentation ne présente plus un grand danger pour le fonctionnement du surchauffeur.
Equipement auxiliaire de la chaufferie - dispositifs de brouillon. Pour le fonctionnement normal de la chaudière, une alimentation continue en air pour la combustion du combustible et l'élimination continue des produits de combustion sont nécessaires.
Dans les chaufferies modernes, un schéma avec vide à travers les conduits de gaz est répandu. Les inconvénients de ce schéma comprennent la présence d'aspiration d'air dans les conduits de gaz à travers des fuites dans les clôtures et les travaux extracteurs de fumée sur les gaz poussiéreux. L'avantage d'un tel schéma est l'absence d'extinction et de fuite de gaz de combustion dans la chaufferie, car l'air est pompé dans le four par un ventilateur et les gaz de combustion sont évacués par un extracteur de fumée. Récemment, un schéma sous pression a été largement utilisé dans les puissantes chaufferies électriques. Le four et l'ensemble du trajet de gaz sont sous une pression de 3 à 5 kPa. La pression est créée par de puissants Ventilateurs; l'extracteur de fumée est manquant. Le principal inconvénient de ce schéma réside dans les difficultés liées à la bonne étanchéité du four et des conduits de gaz de la chaudière.
Lorsque les gaz circulent dans les conduits de gaz, des pertes de charge se produisent en raison de la résistance de frottement aérodynamique et des résistances locales (faisceaux de tubes, étranglements, virages, etc.). La perte de charge totale dans une section séparée est la somme de la perte de charge ∆h tr et de la perte pour surmonter la résistance locale ∆h places, c'est-à-dire 
ici λ est le coefficient de frottement ; l,d eq - longueur et diamètre équivalent de la section ; p est la densité du gaz; w est la vitesse du gaz ; § m - coefficient de résistance locale.
Lors du déplacement de gaz dans des conduits de gaz verticaux, il est nécessaire de prendre en compte la pression naturelle qui se produit en raison de la différence de densité des gaz de combustion chauds et de l'air ambiant. Cette pression, appelée auto-traction (∆h elle-même), dans les conduits de gaz de levage vise à surmonter la résistance, et dans les inférieurs, elle empêche le mouvement et est une valeur négative.
En général, pour une chaufferie, la perte de charge est
∆H = ∆h t + ∑∆h tr + ∑∆h sièges + ∆h self (19.25)
où ∆h t est le vide maintenu en partie haute du four (20 - 40 Pa).
La valeur de ∆Н est déterminée selon les normes de calcul aérodynamique des chaudières. Le dépassement de ∆Н est réalisé par traction, qui peut être naturelle et artificielle. Le tirage naturel est créé par les cheminées et artificiel - à l'aide de ventilateurs centrifuges spéciaux (extracteurs de fumée). Pour les chaudières puissantes, des extracteurs de fumée de type axial sont utilisés. Le tirage naturel est déterminé par la différence de densité entre les gaz de combustion chauds et l'air ambiant froid. La hauteur des colonnes de gaz chauds et d'air froid est supposée être la même (Fig. 19.24).
Riz. 19.24. Au calcul de l'étiquette naturelle créée par la fumée brute.
poussée maximale, créé par le tuyau, doit être supérieur de 20 % à la perte de charge totale. Cheminées sont la brique, le béton armé et l'acier. A une hauteur pouvant atteindre 80 m, le plus répandu tuyaux en brique, car ils sont moins chers, plus résistants aux variations de température (par rapport au béton) et ne sont pas soumis aux effets nocifs du dioxyde de soufre, comme l'acier.
La hauteur du tuyau doit respecter les normes sanitaires les pré-requis techniques, qui prévoient un certain rayon de dispersion des gaz de combustion afin d'éviter de dépasser la teneur en poussières admissible de l'atmosphère.
Pour obtenir une poussée, il est nécessaire d'augmenter la hauteur du conduit ou la température des fumées. Cependant, lors de l'utilisation de l'une de ces méthodes, il faut garder à l'esprit que la hauteur du tuyau est limitée par son coût et sa résistance, et la température des gaz - valeur optimale efficacité de la chaudière. Par conséquent, le plus moderne chaufferieséquipé d'une traction artificielle, pour créer un extracteur de fumée qui est utilisé pour surmonter la résistance du chemin de gaz. Dans ce cas, la hauteur du tuyau est choisie en fonction des exigences sanitaires.
La puissance d'entraînement de l'extracteur de fumée, kW, peut être calculée par la formule
où V d - la performance de l'extracteur de fumée, m 3 / s; H d - (∆H - ∆h cam) β 2 - vide créé par l'extracteur de fumée, Pa (ici ∆H est la résistance du trajet du gaz, Pa; ∆h lui-même est le tirage de la cheminée, Pa); β 2 \u003d 1,1 ÷ 1,2 - facteur de sécurité pour le vide créé; β 3 - facteur de puissance égal à 1,1; ȵ d - efficacité de l'extracteur de fumée.
La valeur de V d est déterminée par l'égalité
V d - V r V r T d.tr β 1 /273, (19.27)
où Vr - consommation de gaz, m 3 /m 3; B p - consommation de carburant, m 3 / s (kg / s); T d.tr - température du gaz à l'entrée cheminée, À; β 1 - 1,05 ÷ 1,1 - facteur de sécurité de performance.
La pression d'air générée par le ventilateur doit également être déterminée en fonction du calcul aérodynamique du trajet d'air (conduits d'air, aérotherme, brûleur, etc.).
La pression maximale du ventilateur doit être supérieure de 10 % à β2 = 1,1) perte de charge dans le circuit d'air de la chaudière. Puissance motrice ventilateur, kW, déterminé par la formule
N dans \u003d V vz N dans β 3 10 -3 / ȵ dans (19.28)
où V vz - consommation d'air, m 3 / s; H in \u003d ∆Hβ 2 - pression du ventilateur, Pa (ici ∆ H - perte de pression dans le trajet de l'air, Pa; β 2 \u003d 1,1 - facteur de sécurité pour la pression générée); β 3 = 1,1 - facteur de sécurité de puissance.
La valeur de V vz est déterminée par l'égalité
où β 1 = 1,05 - facteur de sécurité pour les performances ; V 0 - quantité théorique d'air, m 3 / m 3 (m 3 / kg); α t + α a = α vz - coefficient d'excès d'air; T vz - température de l'air devant le ventilateur; H bar - pression barométrique, kPa.
Équipement auxiliaire de la chaufferie - bases traitement de l'eau. Une des tâches principales fonctionnement sûr les chaudières sont l'organisation d'un régime hydrique rationnel, dans lequel le tartre ne se forme pas sur les parois des surfaces de chauffage par évaporation, il n'y a pas de corrosion et haute qualité vapeur générée. La vapeur générée dans la chaufferie est renvoyée du consommateur à l'état condensé ; dans ce cas, la quantité de condensat renvoyée est généralement inférieure à la quantité de vapeur générée.
Dans les chaudières industrielles, la principale perte irrécupérable est le condensat contaminé de la vapeur consommée dans les processus technologiques. Purification de ce condensat des impuretés d'origine organique et minérauxéconomiquement désavantageux. L'ampleur de cette perte dépend de la nature de la production où la vapeur est utilisée. Par exemple, la perte de condensat dans les entreprises de l'industrie de la construction mécanique est de 20%, l'industrie matériaux de construction- 30, produits chimiques - 40, raffinage du pétrole - 50 %. Dans les chaudières de chauffage, la proportion de condensat non restituée par le consommateur de chaleur peut varier considérablement - de quelques pour cent à 100%, selon le schéma d'alimentation en chaleur et la nature de la consommation de chaleur. Une autre partie de la perte de condensat provient des fuites dans le réseau de chauffage (0,5 à 1 %). De plus, une certaine partie de l'eau (5 - 7%) est retirée de la chaudière lors du soufflage continu.
Les pertes de condensat et d'eau pendant la purge sont reconstituées en ajoutant de l'eau de n'importe quelle source. Cette eau doit être convenablement traitée avant d'entrer dans la chaudière. L'eau qui a subi un prétraitement est appelée eau d'appoint, le mélange de condensats de retour et d'eau d'appoint est appelé eau d'alimentation, et l'eau qui circule dans le circuit de la chaudière est appelée eau de chaudière.
Le fonctionnement normal des chaudières dépend de la qualité de l'eau d'alimentation. Physique - Propriétés chimiques l'eau est caractérisée par les indicateurs suivants : transparence, teneur en solides en suspension, résidu sec, salinité, oxydabilité, dureté, alcalinité, concentration des gaz dissous (CO 2 et O 2).
La transparence est caractérisée par la présence d'impuretés mécaniques et colloïdales en suspension, et la teneur en solides en suspension détermine le degré de pollution de l'eau par des impuretés solides insolubles. La teneur en solides en suspension est mesurée en mg/l. Le résidu sec est l'un des principaux indicateurs permettant de juger de l'adéquation de l'eau à l'alimentation des chaudières. Le résidu sec est le résidu après évaporation d'un échantillon d'eau de laboratoire, séché à 110 - 120 °C. Il contient des impuretés inorganiques et organiques colloïdales et dissoutes dans l'eau. Unité de mesure des résidus secs - mg/kg.
La salinité de l'eau est caractérisée par la concentration totale dans l'eau de cations (Na + ; K + ; Mg 2 +) et d'anions (HCO 3 ; SO 2 4 ; Cl ; SiO 2 3). La salinité détermine le degré de minéralisation de l'eau en mg/l. L'oxydabilité caractérise la concentration des impuretés organiques dans l'eau. L'oxydabilité est calculée par la quantité d'oxygène (mg/l) nécessaire à l'oxydation (sous certaines conditions) des impuretés organiques contenues dans 1 kg d'eau. La dureté de l'eau est un indicateur très important de sa qualité. Il se caractérise par sa teneur en ions calcium et magnésium (Ca 2 +; Mg 2 +). Distinguer la dureté totale F 0 , carbonatée F to et non carbonatée F nk. La dureté totale W 0 est caractérisée par la concentration totale en ions Ca et Mg, c'est-à-dire Zh 0 \u003d ZhCa + ZhMg. La dureté carbonatée W to est due à la présence des bicarbonates Ca(HCO 3 ) 2 et Mg(HCO 3 ) 2 . La dureté carbonatée est temporaire, car lorsqu'ils sont bouillis, les bicarbonates se décomposent avec dégagement de CO 2 et de précipités solides de CaCO 3 et de Mg (OH) 2 (boues). La dureté non carbonatée est due à la présence dans l'eau de tous les autres sels de calcium et de magnésium (CaSO 4 ; MgSO 4 ; CaCl 2 ; MgCl 2, etc.). La dureté non carbonatée Zhnc est parfois appelée constante, car une simple ébullition ne peut pas décomposer ces sels en raison de leurs propriétés. Par conséquent, Zh 0 \u003d Zh k + Zh nk Habituellement, Zh nk est défini comme la différence Zh nk \u003d Zh o - Zh k.
La dureté de l'eau est généralement mesurée en mg-eq / kg ou mcg-eq / kg (1 mg-eq \u003d 103 mcg / eq). Selon l'ampleur de la dureté totale, l'eau naturelle est divisée en trois groupes : douce avec W 0< 4 мг-экв/кг; средней жесткости с Ж 0 = 4 ÷ 7 мг-экв/кг и жесткую с Ж 0 >7 méq/kg. Par exemple, pour les chaudières DKVr à des pressions allant jusqu'à 2,4 MPa, une dureté totale de l'eau ne dépassant pas 0,02 meq / kg est autorisée.
L'alcalinité de l'eau est caractérisée par la teneur en bicarbonate HCO 3 , carbonate CO 3 et hydroxyle OH - ions. L'alcalinité est mesurée en mg-eq/kg. Dans les eaux naturelles, l'alcalinité est principalement due à la présence d'ions bicarbonate.
Pendant le fonctionnement de la chaudière, il y a une accumulation continue d'impuretés nocives dans l'eau de la chaudière en raison de son évaporation et de l'afflux de sels avec l'eau d'alimentation. En règle générale, il n'y a pas d'impuretés dans la vapeur sortant de la chaudière (à l'exception des sels de silicium dans la vapeur à haute pression).
Milligramme - l'équivalent est la quantité d'une substance en milligrammes, numériquement égale à sa masse équivalente, qui est le quotient de la division du poids moléculaire de la substance par sa valence dans ce composé.
Les impuretés restent dans l'eau de la chaudière et provoquent des effets indésirables à moins que des mesures appropriées ne soient prises pour prétraiter l'eau d'appoint.
Les impuretés les plus nocives sont les entartrants - les sels de calcium et de magnésium, qui caractérisent la dureté non carbonatée, ainsi que les gaz dissous corrosifs O 2 et CO 2. Le tartre est une couche mécaniquement résistante de dépôts formant du tartre sur les parois internes des surfaces chauffantes.
La pénétration d'impuretés mécaniques et de sels de dureté carbonatée dans l'unité de la chaudière est indésirable en raison de la formation de ce que l'on appelle des boues dans le circuit de l'évaporateur - des composés en vrac qui doivent être périodiquement éliminés. Le dépôt de tartre et de boues nuit au fonctionnement de la chaudière. La conductivité thermique du tartre et des boues est négligeable par rapport à la conductivité thermique des parois métalliques. Par conséquent, le tartre et les boues augmentent la résistance thermique au processus de transfert de chaleur des gaz vers l'eau, ce qui entraîne dans certains cas une augmentation inacceptable de la température des parois des tuyaux et une diminution de leur résistance mécanique. Une augmentation de la résistance thermique augmente également la consommation de combustible, ce qui réduit l'efficacité de la chaudière.
Gaz dissous dans l'eau (O 2 et CO 2) à hautes températures sont très corrosifs. La corrosion du métal des parois des conduites entraîne une diminution de leur épaisseur et, par conséquent, de leur résistance mécanique.
L'alcalinité de l'eau réduit quelque peu l'intensité des processus de corrosion, mais avec une augmentation de l'alcalinité, on observe un moussage de l'eau dans les tambours et la mousse peut être emportée avec de la vapeur.
La présence de composés organiques dans l'eau est également indésirable. La forte oxydabilité de l'eau rend difficile le traitement et l'élimination des sels minéraux et augmente la formation de mousse. Par conséquent, certaines exigences sont imposées sur la qualité de l'eau d'alimentation, qui dépendent du type d'unité de chaudière (tambour, à passage unique, eau chaude) et de la pression de la vapeur générée.
Il existe deux manières de traiter l'eau - pré-chaudière et à l'intérieur de la chaudière. Le traitement de l'eau avant la chaudière prévoit un ensemble de mesures qui garantissent les normes établies pour la qualité de l'eau d'alimentation. Pour maintenir la qualité requise de l'eau de chaudière dans les limites établies, un traitement pré-chaudière n'est parfois pas suffisant (par exemple, pour alimenter des chaudières à tambour haute et ultra haute pression) en raison de l'imperfection des méthodes et des appareils utilisés. Dans ce cas, un traitement de l'eau à l'intérieur de la chaudière est également utilisé, dans lequel des réactifs chimiques (phosphates) sont introduits dans le tambour de la chaudière. Les phosphates entrent dans réactions chimiques avec les sels contenus dans l'eau de la chaudière et forment des composés en vrac légèrement solubles qui sont évacués de la chaudière.
Pour les chaudières à passage unique, seul le traitement pré-chaudière de l'eau d'appoint est utilisé. Malgré la préparation préalable de l'eau d'alimentation, afin de maintenir la concentration en sel dans l'eau de chaudière acceptable par les normes et d'éviter les dépôts de boues, la chaudière est purgée, c'est-à-dire une partie de l'eau de la chaudière en est retirée. Dans ce cas, une distinction est faite entre la purge périodique et continue des chaudières à vapeur. La purge périodique sert principalement à éliminer les boues du circuit de la chaudière. Le soufflage continu est principalement utilisé pour éliminer les impuretés dissoutes dans l'eau et produire une vapeur plus propre. La quantité d'eau de purge évacuée de la chaudière est généralement déterminée (ou définie) en pourcentage de la performance de l'unité (pas plus de 5 à 6 %).
Le soufflage continu est effectué à partir du tambour de la chaudière (dans les chaudières à double tambour - par le haut) au niveau de l'entrée du mélange vapeur-eau, où la salinité est généralement maximale. Une purge périodique est effectuée à partir des collecteurs inférieurs de la chaudière, où les boues s'accumulent. Dans les chaudières à double tambour, un soufflage périodique est également effectué à partir du tambour inférieur.
Le traitement de l'eau avant la chaudière doit assurer sa clarification (élimination des particules en suspension), son adoucissement, la réduction de l'alcalinité et de la salinité, ainsi que l'élimination des gaz dissous (O 2 et CO 2). Les gros solides en suspension sont éliminés par décantation, les petits - par filtration. Le sable, les copeaux de marbre concassés, l'anthracite sont utilisés pour les filtres. Pour éliminer les substances colloïdales et organiques, l'eau est traitée avec un coagulant avant filtration, c'est-à-dire une substance qui contribue au grossissement des solides en suspension (sels de fer FeSO 4 et FeCl 2 ou sulfate d'aluminium A 12 (SO 4) 3. Lors de l'utilisation de l'eau du robinet de ville, les opérations de clarification et de coagulation sont supprimées.
Adoucir l'eau, c'est-à-dire réduire sa dureté en éliminant les cations Ca 2 + et Mg 2 + de l'eau avant même qu'elle n'entre dans la chaudière (traitement de l'eau avant la chaudière). L'adoucissement est réalisé par voie thermique ou méthodes chimiques. La méthode thermique est basée sur la décomposition des bicarbonates de calcium et de magnésium lorsqu'ils sont chauffés à 360 - 375 K. Les substances peu solubles résultantes (CaCO 3 , Mg (OH) 2) précipitent.
Actuellement, la principale méthode d'adoucissement de l'eau est la méthode d'échange de cations. Son essence réside dans le fait que l'eau ajoutée passe à travers des dispositifs spéciaux - des filtres échangeurs de cations remplis de matériaux qui participent à l'échange de cations avec des sels de dureté. Ces matériaux contiennent des cations sodium (Na+), ammonium (NH+), hydrogène (H+). Les cations des sels de dureté remplacent les cations dans le matériau filtrant. Ainsi, les cations faisant partie des composés du matériau filtrant pénètrent dans l'eau traitée, et les cations des sels de dureté sont retenus par ce matériau. Les cations passés dans l'eau ne sont plus des entartrants.
En tant que matériaux cationiques dans les chaudières de production et de chauffage, on utilise du sulfocharbon (pierre et brun, traité avec de l'acide sulfurique concentré), qui est saturé de cations Na +, NH 4 + ou H +.
Riz. 19h25. Schéma de la station d'épuration.
1 - solvant salé; 2, 3 - filtres cationiques ; 4 - échangeur de chaleur : 5 - tôles perforées (plaques) ; 6 - désaérateur; 7 - pompe d'alimentation ; canalisations ; I - Eau brute supplémentaire ; II - eau adoucie; III - élimination du mélange vapeur-gaz; IV - condensat de retour ; V - paire; VI - eau d'alimentation; VII - vidanger dans le drain.
En fonction de la qualité de la source et de l'eau d'alimentation, - diverses méthodes cationisation : cationisation du sodium (Na-cationisation), ammonium - cationisation (NH 4 -cationisation), hydrogène - cationisation (H-cationisation). Des méthodes combinées sont également utilisées, qui sont réalisées selon trois schémas - séquentiel, parallèle, conjoint.
Dans les chaufferies et les chaufferies industrielles, le schéma de cationisation conjointe Na - NH 4 est largement utilisé. Au fil du temps, l'échangeur de cations se sature en cations calcium et magnésium et son activité diminue. Pour restaurer les propriétés d'échange perdues, l'échangeur de cations est régénéré en le traitant avec une solution faible de H 2 SO 4 , NaCl ou NH 4 C 1 (selon le type d'échange d'ions). Méthodes détaillées d'adoucissement de l'eau, description et calcul divers régimes présenté dans la littérature spécialisée.
L'oxygène, le dioxyde de carbone et l'air dissous dans l'eau provoquent la corrosion des parois de la chaudière, de sorte que les gaz sont éliminés de l'eau en la dégazant. De toutes les méthodes connues de dégazage de l'eau, la thermique est la plus courante. Cette méthode est basée sur la propriété des gaz O 2 et CO 2 de réduire le degré de solubilité lorsque la température de l'eau monte jusqu'à ébullition, lorsqu'à des pressions partielles nulles d'O 2 et de CO 2 leur solubilité tombe à zéro.
Sur la fig. 19.25 montre un schéma de principe d'une station d'épuration (adoucissement cationique et dégazage).
L'eau supplémentaire provenant de l'alimentation en eau pénètre dans le filtre Na-cationite, où elle est retenue la plupart de sels caractérisant la dureté de l'eau. Il y a deux filtres de cationite dans le circuit. Un filtre, par exemple 2, est en fonctionnement, et l'autre 3 est en cours de régénération de l'échangeur de cations. Une solution faible de NaCl (6-10%) est introduite dans le filtre 3 à partir du solvant salin 1. De l'eau adoucie est introduite dans un dégazeur (dégazeur), où les gaz dissous en sont éliminés.
L'eau est chauffée devant le dégazeur eau chaude ou de la vapeur dans un échangeur de chaleur, afin d'économiser la consommation de vapeur pour la désaération. La partie supérieure (tête) du dégazeur est alimentée en eau purifiée et en condensat, qui est renvoyé à la chaufferie. En passant à travers les tôles perforées, l'eau se brise en petits jets pour augmenter la surface de contact avec la vapeur qui est acheminée vers les têtes. L'eau est chauffée à ébullition, tandis que les gaz dissous en sont évacués par un tuyau installé au sommet de la tête. Dans les dégazeurs atmosphériques, une pression de 0,115 - 0,12 MPa est maintenue, ce qui correspond à une température de saturation de 376 - 377 K.
Les désaérateurs de ce type sont utilisés dans les chaufferies basse et moyenne pression. Ils permettent une élimination complète de l'oxygène et réduisent considérablement la teneur en CO 2 de l'eau d'alimentation. Dans les centrales thermiques équipées de chaudières haute pression, des dégazeurs haute pression (0,6 MPa) sont utilisés.
Le nombre et la capacité du dégazeur (en eau) dans les chaufferies et les chaufferies industrielles sont déterminés par la quantité d'eau d'alimentation et la quantité d'eau d'alimentation des réseaux de chauffage. L'approvisionnement en eau dans les réservoirs du dégazeur doit être de 20 à 30 minutes à son débit maximum. L'approvisionnement en eau dans les réservoirs des dégazeurs à la cogénération doit être d'au moins 15 minutes de fonctionnement à débit maximum.
Dans les chaudières à eau chaude, des dégazeurs à vide sont utilisés, dans lesquels un vide de 0,02 à 0,03 MPa est maintenu, ce qui correspond à un point d'ébullition de 330 à 340 K. L'eau y est chauffée à partir d'un réseau d'alimentation en eau chaude.
La violation de l'alimentation ininterrompue de la chaudière en eau d'alimentation peut entraîner des accidents graves. L'eau est fournie à la chaudière par une pompe d'alimentation. Chaque chaufferie, conformément aux règles de Gosgortekhnadzor, doit avoir deux pompe- principal, ou de travail, et de réserve. La pompe principale est généralement une pompe centrifuge multicellulaire à entraînement électrique. Sert de sauvegarde pompe à piston propulsé par une machine à vapeur. Dans les grandes centrales de cogénération, des pompes centrifuges entraînées par une petite turbine à vapeur (turbopompes) sont utilisées en secours.
Le débit de chaque pompe doit être d'au moins 110 % de la capacité nominale de la chaufferie et la pression créée par la pompe d'alimentation doit être supérieure à la pression dans le ballon de la chaudière d'un montant égal à la résistance hydraulique totale de la conduite d'alimentation (y compris l'économiseur). La pression est déterminée par la formule
H \u003d p k.a + H résister (19.30)
où p k.a - pression dans le tambour de la chaudière; H resist - perte de pression dans la conduite d'alimentation (généralement Ý resist = 0,3 ÷ 0,4 MPa).
La puissance d'entraînement de la pompe d'alimentation N, kW, est trouvée par l'expression
N \u003d 1,1 D nom H10 -3 / ȵ n (19,31)
où 1,1 - facteur de sécurité ; Numéro D - Capacité nominale chaufferie, m 3 / s; H est la hauteur manométrique totale de la pompe, Pa ; ȵ n - efficacité de la pompe ; pour pompes centrifugesȵ n = 0,5 ÷ 0,7 (selon les performances).
Equipement auxiliaire de la chaufferie - réserve de carburant. Pour un fonctionnement normal et ininterrompu des chaufferies, il est nécessaire que le combustible leur soit fourni en continu. Le processus d'approvisionnement en combustible comprend deux étapes principales : 1) l'approvisionnement en combustible du lieu de son extraction aux entrepôts situés à proximité de la chaufferie ; 2) alimentation en combustible des entrepôts directement aux chaufferies. La première étape est réalisée à l'aide de transports ferroviaires ou fluviaux ou de camions à benne basculante; au deuxième étage, des chariots à voie étroite d'une capacité allant jusqu'à 1,5 m 3 sont utilisés pour déplacer le carburant, Convoyeurs à courroie, chariots élévateurs, funiculaires, palans et autres appareils qui mécanisent ce processus.
Les entrepôts de combustibles solides, en règle générale, sont ouverts et leur capacité est généralement calculée pour un approvisionnement ne dépassant pas deux mois. Le carburant dans ces entrepôts est stocké sous forme de piles. Pour éviter une combustion spontanée, la hauteur de la pile de tourbe ne doit pas dépasser 1,5 m.Les dimensions des piles d'autres types de combustibles solides ne sont pas normalisées.
Les installations de stockage de combustibles liquides sont des réservoirs en acier (sol) et en béton (souterrain) d'un volume de 100 m ou plus. Ils sont situés à l'extérieur des chaufferies. Il est préférable d'utiliser un stockage en béton. Le mazout est livré aux entrepôts dans des citernes ferroviaires. À l'aide de vapeur fournie par des tuyaux spéciaux, le mazout dans les réservoirs est chauffé à 340 - 350 K et versé dans un plateau dont le fond est également chauffé par des conduites de vapeur. Le mazout entre par le bac dans les installations de stockage, qui sont reliées à station de pompageéquipés de filtres et de réchauffeurs de mazout. Le schéma de gestion du mazout de la chaufferie est illustré à la fig. 19.26.
Le combustible gazeux est fourni aux chaufferies par des gazoducs. En fonction de la pression du gaz, les conduites peuvent être à basse pression (jusqu'à 0,5 kPa), moyenne pression (de 0,5 kPa à 0,3 MPa) et haute pression (plus de 0,3 MPa). Sur la fig. 19.27 montre un schéma d'un point de commande de gaz pour l'alimentation en gaz des brûleurs des chaudières.
Après avoir pénétré dans le gazoduc dans la chaufferie, une vanne d'arrêt pour le réseau de gaz, un manomètre 2 et une vanne d'arrêt 1 pour le réseau de gaz de la chaufferie y sont installés. Ensuite, un filtre 3, une soupape de sécurité 4 et un régulateur de pression 5 sont installés, ce qui maintient la pression du gaz devant les brûleurs au niveau requis. Dans des cas exceptionnels, il est possible de prélever du gaz en plus du détendeur. En cas d'augmentation inattendue de la pression de gaz devant les brûleurs au-dessus de la valeur de consigne, la soupape de sécurité 6 est activée et le gaz est rejeté dans l'atmosphère par une bougie de purge 12 installée au-dessus du toit du bâtiment de la chaufferie. La consommation de gaz est prise en compte par le compteur 7. Le point de contrôle du gaz peut être monté aussi bien à l'intérieur de la chaufferie elle-même qu'à l'extérieur de celle-ci.
Épuration des gaz de combustion et élimination des cendres et des scories. Lorsque des combustibles solides sont brûlés, beaucoup de cendres sont produites. 
Riz. 19.26. Schéma de gestion du fioul de la chaufferie.
1 - voie ferrée pour le réservoir; 2 - débit de vidange ; 3 - réservoir de mazout ; 4 - serpentins pour le chauffage au mazout dans le réservoir; 5 - fosse de drainage; 6 - pompe à vapeur ; 7 - puits de pétrole ; 8 - chapeau d'air; 9 - filtre; 10 - radiateurs à mazout; 11 - oléoduc; 12 - chaudières; 13 - buses; 14 - ligne de mazout.
Au cours du processus de combustion en couches, la majeure partie des impuretés du combustible minéral (60 à 70 %) se transforme en scories et tombe à travers grilles dans le cendrier. Dans les fours à charbon pulvérisé, la majeure partie (75 à 85 %) des cendres est évacuée des chaudières avec les gaz de combustion. L'émission de gaz très poussiéreux par un tuyau dans l'atmosphère n'est pas autorisée en raison de la pollution du bassin d'air environnant et de la détérioration des conditions sanitaires. conditions d'hygiène v colonies situé à proximité de la chaufferie. De plus, les cendres provoquent l'usure abrasive pales de ventilateur. Toutes ces raisons rendent nécessaire le captage des cendres des fumées.
Actuellement, les types suivants sont utilisés dans les chaufferies collecteurs de cendres: 1) mécanique inertielle ; 2) humide ; 3) précipitateurs électrostatiques ; 4) combinés.
Les collecteurs de cendres inertiels (mécaniques) fonctionnent sur le principe de la séparation des particules de cendres d'un flux de gaz sous l'influence des forces d'inertie (avec un changement brusque de la direction du flux, avec tourbillonnement du flux de gaz, etc.).
Riz. 19.27. schéma poste de contrôle des gaz.
1 - soupape; 2 - manomètre; 3 - filtre; 4 - sécurité - vanne d'arrêt (PZK); 5 - régulateur de pression; 6 - soupape de sécurité (PSK); 7 - compteur ; 8 - thermomètre; 9 - manomètre liquide; 10 - ligne aux chaudières; 11 - ligne de décharge du PSK; 12 - bougie de purge; 13 - ligne d'impulsion.
Sur la fig. 19.28 montre un schéma d'un collecteur de cendres à cyclone. En raison de l'entrée tangentielle dans le cyclone, le flux de poussière et de gaz reçoit un mouvement de rotation, à la suite duquel les particules de cendres sont projetées par les forces centrifuges sur la paroi du corps, tombent hors du flux et tombent dans le bunker. Étant donné que la force centrifuge avec laquelle les particules de cendres sont projetées, ceteris paribus, sera d'autant plus grande que le rayon du cyclone est petit, récemment, au lieu d'un cyclone, ils préfèrent construire des cyclones en batterie à partir de plusieurs dizaines de petits cyclones. L'inconvénient des collecteurs de cendres à cyclone est l'infiltration relativement importante (jusqu'à 40 % en simple enveloppe et jusqu'à 20 % en batterie) des poussières les plus fines dans les fumées derrière le cyclone. Ce type de récupérateurs de cendres est utilisé dans les chaufferies et chaufferies industrielles avec un débit de fumées jusqu'à 50 000 m 3 /h, ramené aux conditions normales.
À l'heure actuelle, les collecteurs de cendres sont largement utilisés humide. Les particules de cendres sont libérées du flux sous l'action des forces d'inertie. La paroi du collecteur de cendres est mouillée d'un film d'eau, qui est introduit dans le piège à travers divers dispositifs de pulvérisation. Sur la fig. 19.29 montre un schéma d'un collecteur de cendres humides (épurateur) avec une alimentation tangentielle inférieure de gaz poussiéreux.
Les cendres piégées et l'eau contaminée sont retirées du fond et les gaz nettoyés sont retirés du haut du corps de l'épurateur. Le collecteur de cendres de type humide est utilisé dans les chaufferies avec un débit de fumées supérieur à 100 000 m 3 /h, ramené aux conditions normales, à condition que la teneur réduite en soufre volatil S rl.p ≤ 1 %.
Le principe de fonctionnement des précipitateurs électrostatiques est que les gaz poussiéreux traversent champ électrique, formé entre un cylindre en acier (pôle positif) et un fil passant dans l'axe du cylindre (pôle négatif). La masse principale de particules de cendre reçoit une charge négative et est attirée par les parois du cylindre, tandis qu'une partie insignifiante des particules de cendre reçoit une charge positive et est attirée par le fil. En secouant périodiquement l'électrofiltre, les électrodes sont débarrassées des cendres. La consommation d'électricité est faible (0,1 - 0,15 kW pour 1 000 m 3 de gaz), mais la haute tension (jusqu'à 90 000 V) nécessite une attention particulière lors de l'entretien des précipitateurs électrostatiques. Les précipitateurs électrostatiques sont utilisés dans les chaufferies avec un débit de fumées supérieur à 70 000 m 3 /h, par rapport aux conditions normales.
Les collecteurs de cendres combinés sont à deux étages, tandis que le fonctionnement de chaque étage est basé sur des principes différents.
Le plus souvent, un collecteur de cendres combiné se compose d'un cyclone à batterie (premier étage) et d'un précipitateur électrostatique (deuxième étage). 
Riz. 19.28. Récupérateur de cendres cyclonique. a - schéma cyclonique; b- Forme générale cyclone de batterie ; c - escargot cyclone; 1 - cyclone ; 2 - escargot en spirale; 3 - collecteur d'entrée; 4 - couverture; 5 - tuyau d'échappement; 6 - corps cyclonique ; 7 - collecte bukker de cendres et de poussière.
Riz. 19.29. Schéma d'un épurateur centrifuge conçu par VTI
1 - corps; 2 - tuyau d'admission ; 3 - soupape; 4 - collecteur d'alimentation en eau; 5 - buses d'irrigation.
L'efficacité des récupérateurs de cendres est évaluée par la valeur du coefficient de nettoyage (dépoussiérage).
ɛ \u003d S y / S d 100%
où S y , S d - teneur en cendres dans les gaz, respectivement, après le piège et avant celui-ci.
Les cyclones à simple coque ont ɛ = 40 ÷ 50 %, pour les cyclones à batterie ɛ = 75 ÷ 85 %, pour les collecteurs de cendres humides ɛ = 90 ÷ 94 %, pour les précipitateurs électrostatiques ɛ = 90 ÷ 95 % ; avec nettoyage combiné ɛ = 98 %.
Traiter élimination des cendres peut être divisé en deux opérations principales : le nettoyage des bacs à scories et à cendres et le transport des cendres et des scories vers des décharges de cendres ou des usines de produits en béton de scories.
Il existe trois façons d'éliminer les résidus focaux :
- mécanique - utilisant divers mécanismes - grattoirs, palans, vis, arrache-scories, etc.;
- pneumatique, basé sur la capacité du flux d'air à déplacer des matériaux en vrac;
- l'hydraulique, qui est la plus avancée en termes de mécanisation des procédés.
Son essence réside dans le fait que les scories et les cendres, après le déchargement des fours et des conduits de gaz, sont lavées dans des canaux et transportées le long de ceux-ci jusqu'à un point central. De là, à l'aide d'un jet d'hydro-élévateur sous une pression pouvant atteindre 2,5 MPa, les scories sont broyées et, avec les cendres, pompées à travers des canalisations vers les décharges. Les méthodes de nettoyage des produits de combustion de carburant des composés contenant du soufre et des oxydes d'azote sont actuellement encore au stade des essais en laboratoire et en pilote. Les concentrations totales maximales admissibles de ces composés, selon les normes adoptées en Russie, sont de 0,085 mg/m 3 .
Chaudronnerie Energia-SPB fabrique des équipements auxiliaires de chaudière pour les chaufferies :
Le transport des équipements auxiliaires de la chaudière est effectué par transport automobile, wagons-tombereaux et transport fluvial. La chaufferie fournit des produits à toutes les régions de la Russie et du Kazakhstan.