КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Классификация паровых котлов

По способу организации движения рабочей среды в поверхностях то­почных экранов все конструкции паровых котлов разделяются на три ти­па: с прямоточным движением (рис. 1.2, я), с естественной циркуляцией (рис. 1.2,6) и с принудительной циркуляцией (рис. 1.2, в). Движение воды в поверхности экономайзера и пара в пароперегревателе во всех паровых котлах однократное (прямоточное) и происходит за счет избыточного дав - рнк р

ЭК т. э. пе

А)

Классификация паровых котлов

Классификация паровых котлов

Рис. 1.2. Схема водопарового тракта котла: а) — прямоточного; 6) — барабанного с естественной циркуляцией; в) — барабанного с принудительной циркуляцией; ГГ. Н — питательный насос; РПК — регулятор питания котла; ЭК — экономайзер; т. э — топочные экраны; Пе — пароперегреватель; п. п — перегретый пар; ОП — опускные грубы; НПЦ — насос принудительной циркуляции; Б — барабан; Пр — вывод из барабана части воды (продувка).

Ления, создаваемого питательным насосом перед входом воды в паровой котел.

Прямоточной паровой котел. Прямоточный котел характери­зуется последовательным включением и однократным прохождением ра­бочей средой всех поверхностей нагрева (рис. 1.2, л). Вода, поступающая в экономайзер, є практически тем же расходом проходит одним ходом все поверхности, включая топочные экраны, полностью испаряется и затем в виде перегретого пара покидает котел и по паропроводу направляется к турбине. В такой конструкции котла при переменных режимах работы из­меняются размеры зон нагрева и испарения воды и нагрева пара, что влияет на выходные параметры пара (прежде всего его температуру). Известная стабилизация параметров обеспечивается поддержанием постоянного со­отношения между расходом топлива (тепловыделением) и расходом воды. Ввиду этого прямоточный котел требует применения более совершенной быстродействующей системы автоматического регулирования.

В паровых котлах сверхкритического давления переход рабочей среды из состояния воды в состояние пара по мере получения теплоты характери­зуется плавным изменением плотности, теплоемкости и других физических показателей среды, которые постепенно приближаются к характеристикам пара. Эта зона преобразования воды в пар называется зоной фазового пере­хода (ЗФП). По своим задачам ЗФП соответствует области парообразования при ДКД.

При движении воды и пара возникают гидравлические сопротивления, которые преодолеваются избыточным напором питательного насоса. При­ближенно полное гидравлическое сопротивление рабочего тракта прямоточ­ного котла СКД составляет Дрп. к — (0, 2 — 0, 25)р„.п, в том числе сопротив­ление тракта пароперегревателя — 0,1рп. п и экономайзера — (0,02-0,03)рп. гъ где рп. п — давление перегретого пара. Таким образом, если давление пере­гретого пара рпп = 25,5 МПа, то давление питательной воды на входе в котел (в его экономайзер) составитр'эк — 1, 22рпм — 1, 22-25, 5 = 31,1 МПа.

Компоновка поверхностей нагрева в прямоточном паровом котле по­казана на рис. 1.3. Поверхность экономайзера в конвективной шахте обес­печивает нагрев поступающей из турбинного отделения питательной воды до температуры, близкой к насыщению при рабочем давлении воды. По­сле прохождения поверхности экономайзера питательная вода поступает в нижние коллекторы топочных экранов.

Окончательный догрев воды до кипения происходит в топочном экране (радиационный экономайзер). Полное экранирование стен топочной камеры достигается в этом случае соединением нескольких самостоятельных пане­лей из труб, по которым организуется последовательное движение рабочей среды. По высоте топочная камера разделяется на две или три части (на рис. 1.3 — две таких части) с перемешиванием потока рабочей среды (вы­равниванием температур). В каждой из частей конструкция экранирующих панелей может быть различной.

В прямоточном котле экранируются панелями из пароперегреватель - ных труб также боковые стены горизонтального газохода, поворотной ка­меры и потолочное перекрытие котла (на рис. 1.3 не показано), после чего

Классификация паровых котлов

Рис. 1.3. Консірукцпя прямоточного парового коїла: обозначения ге же, что п па рис. 1.1; кроме того: 13- пшрмовон пароперегреватель; 14 - дутьевой вентилятор; 15 — колонны когда; 16 - - крепежные балки; 17 --- подвески поверхностей котла.

>

Классификация паровых котлов

Рис. 1.4. Котельная установка с барабанным паровым котлом при сжигании твердого топлива:

I барабан. 2 - опускные трубы из барабана, 3— экранные подъемные трубы, 4— экономайзер; 5— пароперегреватель. 6 воздухо - подоіреватсль; 7— горел очі юс устройство; 8— пароохладитель: 9— указатель уровня воды; 10— манометр; 11— предохранительный кла­пан, 12— сланная паровая задвижка; 13- углеразмомьпая шаровая барабанная мельница; 14— сепараюр пыли; 15— пылевой циклоп, 16— транспортер сырого угля: 17— бункер сырого угля; 18— питатель сырого угля; 19— клапан для пропуска угля и пыли; 20— бункер пыли: 21- реплятор подачи пыли; 22— мельничный вентилятор; 23— короб горячего воздуха; 24— воздухозаборник; 25— дутьевой вей тля юр. 26 скр'берпып золо лови і ель; 27 дымосос, 28 дымовая труба; 29 шлакоириемиик; 30 капал шлако - пли золоуло - ви і ел я 31 - колонны каркаса котла; 32—-непрерывная продувка из барабана; 33— продувка нижних коллекторов поверхностей нагрева. 34— трубопровод питательной воды; 35— питательный регулирующий клапан

>

Пар на котлах большой мощности поступает в полурадиационную (шир­мовую) поверхность, в которой плоские ширмы созданы большим числом труб малого диаметра в одном ряду. Затем пар поступает в конвективную змеевиковую поверхность перегревателя, состоящую из поперечных рядов труб, многократно согнутых U-образно, откуда пар, достигший окончатель­ной температуры, направляется в паровую турбину.

В указанной конструкции котла после экономайзера использован ре­генеративный вращающийся на вертикальной оси воздухоподогреватель, в котором газы отдают тепло металлическим пластинам (теплообменной по­верхности) в одной половине корпуса воздухоподогревателя, а затем нагре­тый металл отдает тепло воздуху в другой его половине (см. раздел 2.4.2).

Отсутствие необходимости отделения пара от воды в рабочем тракте котла позволяет использовать его не только при докритическом, но и при сверхкритическом давлении рабочей среды. В связи с этим прямоточные котлы являются универсальными, применимыми для любых давлений пара и в настоящее время широко используются в энергетике.

Паровые котлы с естественной циркуляцией. От­личительной конструктивной особенностью такого котла является наличие барабана (рис. 1.2,6), выполняющего роль сепаратора пара из потока паро­водяной смеси, поступающей в него из топочных экранов.

Барабан котла вместе с системой необогреваемых опускных труб, вы­ходящих из него, и подъемных (экранных) труб внутри топочной камеры образует замкнутый циркуляционный контур, в котором при горении топ­лива в топке организуется движение воды (опускные трубы) и пароводяной смеси (подъемные трубы). Движение рабочей среды происходит за счет возникновения естественного напора, определяемого разностью гидроста­тических давлений массы воды и пароводяной смеси в опускных и подъ­емных трубах и названного движущим напором естественной циркуляции (см. рис. 1.2):

5ДВ = #п(Роп ~ Рем)<7, (1.1)

ГДС Рот Рем ~~ соответствующая плотность воды в опускных трубах и сред­няя плотность пароводяной смеси в подъемных трубах, кг/м3, д — ускорение свободного падения, м/с2; Нп — высота паросодержащей части контура, м.

При относительно небольшой разности плотностей воды и пароводя­ной смеси необходимый движущий напор получают увеличением в высоту контура циркуляции.

Конструктивное выполнение парового котла с естественной циркуля­цией показано на рис. 1.4. В этом типе котла вода после конвективного экономайзера поступает в барабан и там смешивается с котловой водой, циркулирующей в замкнутом контуре. Опускные грубы выходят из нижней части барабана и подают котловую воду в нижние коллекторы топочных

І'л л і ід 1

Экранов. Далее, поступая в интенсивно обогреваемые трубы, вода частично испаряется, и отделившийся затем в барабане насыщенный пар поступает в поверхности пароперегревателя.

Возникающий в контуре циркуляции движущий напор обеспечивает движение рабочей среды в подъемных трубах с небольшой скоростью (око­ло 1 м/с), при этом за один проход через подъемные трубы происходит ча­стичное испарение воды (от 0,03 до 0,25 кг/кг), поэтому полное испарение исходного 1 кг воды произойдет при многократном прохождении контура. Отношение массового расхода циркулирующей воды Go, кг/с, к количеству образовавшегося пара в единицу времени D, кг/с, называется кратностью циркуляции:

' (1.2)

В паровых котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции обычно составляет от 10 до 30. Таким образом, расход воды в контуре циркуляции в Л'ц раз больше паропроизводительности котла.

Общее сопротивление водо-парового тракта барабанного котла опреде­ляется гидравлическим сопротивлением при движении воды в трубах эко­номайзера от входного коллектора до поступления воды в барабан котла — Дрэк = 0,05рп. п и аналогичным сопротивлением тракта пароперегревателя от барабана до выхода перегретого пара из котла — ДрПе — (0,1 — 0,15)рп п» где рп п — давление перегретого пара за котлом, МПа. Такие же значения имеют Дрпе и Арж в прямоточном котле докритического давления.

Паровые котлы с принудительной циркуляцией. В парообразующих трубах можно организовать принудительное движение рабочей среды за счет специального насоса, установленного на опускных трубах. Такие агрегаты получили название котлов с принудительной цирку­ляцией (рис. 1.2, в). Движущий напор циркуляции в этом случае в несколько раз превышает напор естественной циркуляции. Это позволяет увеличить скорость движения и располагать парообразующие трубы в топке любым образом (наклонно, горизонтально), исходя из размещения котла в ограни­ченных по высоте помещениях, и более удобно его конструировать. По­вышается надежность циркуляции рабочей среды в экранных трубах. Од­нако значительным оказывается расход электроэнергии на привод насоса принудительной циркуляции, поэтому в этом случае уменьшают значение кратности циркуляции до А'ц = 3 — 5.

Зо

Наличие в двух последних типах паровых котлов барабана-сепаратора насыщенного пара позволяем использовать их только при докрптичсском давлении, обычно. не более р -- 18 МПа. Отечественная энергетика бази­руется на применении двух типов паровых котлов: прямоточных и с есте­ственной циркуляцией. В зарубежной практике наравне с прямоточными широко используются котлы с принудительной циркуляцией.

Питательная вода, поступающая в котел с температурой 230~270°С после регенеративного нагрева паром из отборов турбины и термической обработки в деаэраторе с целью удаления агрессивных газов (см. рис. В.2), содержит небольшое остаточное количество взвешенных и растворенных веществ. В прямоточном котле ДКД по мере движения воды в трубах то­почных экранов увеличивается паро содержание потока и соответственно повышается концентрация примесей в оставшейся воде, в результате чего начинается выпадение твердой фазы на внутренних стенках труб (накипь из солей жесткости, окислы металлов, прежде всего железа). Малая теп­лопроводность отложений (в десятки раз меньше теплопроводности стали) ухудшает теплоотдачу от стенки к воде, и при интенсивном обогреве труб возможен их перегрев. Под воздействием внутреннего давления это может привести к разрыву труб.

В прямоточных котлах СКД обеспечивают высокую степень очистки питательной воды, близкой к качеству пара, в этом случае переходную зо­ну от воды к пару (зону фазового перехода) оставляют в топочной камере, но размещают в области более низких тепловых потоков. В котлах с есте­ственной и принудительной циркуляцией при относительно малом паро­образовании в подъемных трубах экранов заметных отложений на стенках труб не допускается. Исключение накопления примесей в котловой воде достигается выводом небольшой части более загрязненной котловой воды из барабана (непрерывная продувка).

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Требования к котельной (топочной) на твердом топливе: основные нюансы от специалистов компании Статус 24

Проектирование и сборка составляющих для системы обогрева должна быть четко согласовано со строительными стандартами к отопительным помещениям.

ТТ котлы, электричество и тепловой насос, как альтернатива газу.

Тарифы на центральное отопление постоянно растут, оплата этой коммунальной услуги отнимает большую часть платежей семьи. Отличным выходом может стать выбор альтернативного источника тепловой энергии, который должен стать энергосберегающим, недорогим и …

Подбор мощности твердотопливного котла.

Наиболее важным параметром, от которого зависит удобство и комфорт использования котла, является его мощность. Неправильно подобранная мощность грозит Вам целым рядом проблем и неудобств. Самой распространенной ошибкой является недостаточная мощность

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.