Котельная установка – комплекс устройств для получения водяного пара под давлением (или горячей воды). Котельная установка (КУ) состоит из следующих основных систем:
· котлоагрегата;
· газо- и воздухопроводов;
· трубопроводов пара и воды;
· арматуры (отключающих, регулирующих, соединительных и других устройств);
· тягодутьевых устройств;
· сооружений водоподготовки и др.
Мощные котельные установки занимают помещения объёмом в сотни тысяч кубических метров и вырабатывают до 4 тысяч тонн пара в сутки. Основным сооружением любой котельной установки является парогенератор – аппарат для производства водяного пара.
Парогенератор, в котором пар получают за счёт тепла сжигаемого органического топлива, называется паровым котлом, а парогенератор, в котором пар получают за счёт использования электрической энергии – электрокотлом.
Паровой котел – устройство, имеющее топку для сжигания углеводородного топлива, предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного. Современный паровой котел представляет собой агрегат, конструктивно объединяющий в себе комплекс устройств для получения пара под давлением или горячей воды за счёт сжигания топлива. Главной частью такого котлоагрегата является топочная камера с газоходами, в которых размещены поверхности нагрева, воспринимающие тепло продуктов сгорания топлива (пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель). Элементы котлоагрегата опираются на каркас и защищены от потерь тепла обмуровкой и теплоизоляцией.
В топочной камере происходит частичное сгорание топлива и частичное охлаждение продуктов сгорания, за счёт нагрева труб, покрывающих стены топочной камеры (топочные экраны), по которым циркулирует вода или пар. На выходе из топки газы имеют температуру ~1000 °С и на пути их движения устанавливаются пароперегреватели (трубчатые змеевики). После пароперегревателей температура газов составляет 700…600 °С. Далее тепло от них отбирается в водяном экономайзере и воздухоподогревателе. Температура газов, после этих устройств снижается до 170…130°С. Дальнейшему снижению температуры отходящих газов путём полезного использования их тепла препятствует конденсация паров воды и серной кислоты на рабочих поверхностях, приводящих к осаждению на них золы и к коррозии.
Охлаждённые газы через систему золоулавливания и сероочистки выбрасываются из дымовой трубы в атмосферу. Твёрдые продукты сгорания топлива периодически или непрерывно удаляются из котлоагрегата и направляются в золошламонакопители.
Котлоагрегат, например, для энергоблока мощностью 300 МВт представляет собой постройку высотой более 50 м и в плане занимает площадь ~1000 м2. На сооружение такого агрегата, расходуется ~4500 т металла, из которых ~33 % приходится на трубные системы, работающие под давлением более 2,5 МПа.
В качестве топлива в котлоагрегатах используются:
· природный газ;
· мазут;
· каменный уголь;
· горючие сланцы;
· торф.