Топливо и котельные установки

Требования, предъявляемые к конструкции парового котла

Конструкции отопительно-производственных паровых котлов должны удовлетворять ряду требований, к числу которых отно­сятся:

А) обеспечение заданных паропроиэводительности и парамет­ров шара;

■б) безопасность и надежность эксплуатации;

В) возможность работы котла в условиях нагрузки в соответ­ствии с требованиями потребителей;

Г) экономичность эксплуатации;

Д) по возможности небольшие габариты установки;

Е) невысокая стоимость изготовления и монтажа котла. Рассмотрим эти требования.

Паропроизводительность котла (Л кг! час) определяется мак­симальным количеством пара, которое устойчиво вырабатывается котлом (в час при заданных параметрах пара — его давлении, влажности и температуре. Для достижения этой паропроизводи - тельности котел должен иметь, в соответствии с условиями тепло­обмена, определенную поверхность нагрева Нк м2.

Количество пара, вырабатываемое в час одним квадратным метром поверхности нагрева, называется паро напряжением

Поверхности нагрева; оно равно-^- кг/ж2 час. Парона-

^ к

Пряжение поверхности нагрева, подсчитываемое тю нормальному >пару (640 ккал/кг), соответственно равно:

^- = — кг/м2 час. (70)

Нк Нк 640 1 4 '

Теплонапряжение поверхности нагрева в ккал/м2 час выра­жается отношением где <2 ккал/час — попрежнему теплопро-

Нк

Изводительность котла.

В зависимости от То£о, насколько совершенно организована передача тепла. поверхности нагрева котла от дымовых газов, одно и то же количество пара £> можно выработать при разных

Величинах Нк, но при разном паронапряжении ——.

К

При конструировании котла нужно стремиться к тому, чтобы поверхности нагрева передавалось возможно большее количество тепла от дымовых газов и они работали с наибольшим возмож­ным теплонапряжением.

Характеристикой конструкции котла в отношении эффектив­ности металловложений служит отношение:

Кг/кг/час,

Где: й — вес котла в кг, а й — его паропроизводительность в кг/час.

Радиационные поверхности нагрева котла, распо­ложенные в топочной камере, воспринимающие тепло преимуще­ственно в результате лучеиспускания горящего слоя топлива и продуктов сгорания, работают с большим теплонапряжением. Остальные поверхности нагрева котла получают теплоту от ды­мовых газов вследствие непосредственного соприкосновения с ними и называются конвективными поверхностями на г р е в а. Компактность конструкции котла зависит от правильно выбранного соотношения между величиной радиационной и кон­вективной поверхностей нагрева. Наиболее рационально развивать радиационную поверхность нагрева, так как в этом случае повы­шается среднее теплонапряжение поверхности нагрева котла и

Снижаются затраты металла на изготовление котла отнесен­ные на единицу паропроизводительности котла.

Конструкция парового котла должна удо­влетворять условиям безопасности и надеж­ности его работы. Следовательно, все элементы котла, ра­ботающие под давлением, должны отвечать условиям прочности, причем необходимо предусмотреть возможность температурных расширений отдельных элементов котла во время его работы, чтобы избежать появления в них термических напряжений. Кон­струкция котла должна быть тщательно оценена с этой точки зрения.

Особое влияние на надежность работы котла оказывают внутрикотловые процессы и, в частности, циркуляция воды в котле. В тех случаях, когда по каким-либо причинам циркуля­ция прекращается и вода в котле находится в неподвижном со­стоянии, на горячих поверхностях нагрева происходит накопление пузырьков пара, препятствующих охлаждению стенок. При этом температура металла стенок значительно повышается, а его ме­ханические свойства ухудшаются, что приводит к образованию

Отдулйн, трещин и к другим повреждениям стенок котла. Чем больше теплонапряжение поверхности нагрева котла, тем надеж­нее должно быть охлаждение его стенок вследствие циркуляции воды.

Циркуляция воды может быть естественной или принуди­тельной.

—-------------------

Рис. 30. Схема естественной циркуляции воды.

подпись: 
— 
рис. 30. схема естественной циркуляции воды.
Естественная циркуляция воды в котле создается и поддерживается в результате передачи тепла дымовых газов котловой воде или парово­дяной смеси, образуемой в котле. В случае, когда две вертикально расположенные трубки, присоединенные к верхнему и нижнему бара­банам (рис. 30), заполнены водой, последняя будет оста­ваться неподвижной, если ее температура в обеих трубках одинакова. Если ле­вая трубка подвергнется на­греву, то в ней будет про­исходить парообразование и она окажется заполненной смесью воды и пара (паро­водяной смесью). Средний удельный вес этой смеси ('Тгл) меньше удельного ве - са воды (чвоаы), поэтому смесь воды с пузырьками пара в левой трубке бу­дет подниматься но направ­лению к верхнему бараба­ну, а вода в правой труб­ке — опускаться в нижний барабан (левая трубка на­зывается подъемной, пра­вая— опускной). В результате этого в контуре создается непре­рывное движение (циркуляция) воды. Пар, выделившийся из смеси в верхнем барабане, отводится по паропроводу потребителям; в этот же барабан подводится питательная вода. Отношение коли­чества воды, циркулирующей в контуре, к количеству вырабаты­ваемого за тот же промежуток времени пара, называется крат­ностью циркуляции.

Разность давлений в опускной и подъемной трубах называется располагаемым циркуляционным напором. Он равен:

Рдв = МудН= Н '(воОы-Н 1слГ= Н [Ъодн - Ъм) кг1м2>

Где Ыуд «называется удельным движущим циркуляционным напором на 1 л* высоты и выражается в кг/м3.

Располагаемый напор тратится на преодоление всех гидрав­лических сопротивлений, возникающих при движении воды и па­роводяной смеси в циркуляционном контуре.

Обозначая сумму этих сопротивлений можно написать

Общее уравнение баланса движущей силы и сопротивлений цир­куляции в следующем виде:

Р*‘71>

Удельный движущий напор зависит от количества пара, обра­зующегося в отдельных участках циркуляционного контура, ско­рости входа воды в подъемную трубу до0, давления пара и диа­метра трубы.

Потеря напора в контуре представляет сумму потерь в подъ­емных и пароотводящих трубах (~&рп) и потерь в опускных трубах (Ъ±роп), т. е.:

£ Д/7 + £д/>оп.

Полезный движущий напор циркуляционного контура равен располагаемому движущему напору за вычетом сопротивле­ний в подъемных и .пароотводящих трубах. Используя уравне­ние (71), находим:

Ряол=р>.-2*Рп = 2*Роп - (72)

Правая и левая части уравнения (72) зависят от скорости входа воды в подъемную трубу то. При увеличении этой скорости уменьшается величина полезного движущего напора, а потери напора в опускной трубе возрастают. Решение расчетного урав­нения циркуляции (72) выполняется графически (рис. 31). Для этого задаются тремя значениями скорости оу0, для которых под­считывают значения Рпол и %&роп, и по этим значениям вычер­чивают кривые. Очевидно, что точка пересечения этих кривых соответствует |величине действительной скорости входа воды в подъемные трубы Эта скорость в 'первом и втором рядах кипятильных труб не должна быть ниже 0,6 -г - 1,7 м/сек, а в тре­тьем и четвертом рядах — 0,4 - г- 1,3 м/сек отри этих скоростях обеспечивается надежность работы циркуляционного контура.

Кратность циркуляции будет равна:

„ о* 3,6

С = — =------------------- пит,

О о

Где: 7'— удельный вес кипящей воды при давлении в котле

В кг/м3;

— сечение всех подъемных труб в м2;

О— количество пара, образующегося в подъемных трубах в т/час.

Для подробных расчетов циркуляции существуют нормы ЦКТИ или нормы ВТИ.

Надо отметить, что при определенных условиях пузырьки пара в подъемных трубах поднимаются быстрее воды, т. е. имеют некоторую положительную относительную скорость движения. Относительное движение паровых пузырьков может иметь место и в опускных трубах при достаточно интенсивном их обогреве. Эти явления значительно осложняют расчет циркуляции.

Если циркуляционный контур состоит из нескольких рядов различно обогреваемых подъемных труб, в которые вода посту-

Требования, предъявляемые к конструкции парового котла

Рис. 31. Графическое решение расчетного уравнения циркуляции.

Пает из общего барабана или коллектора, то скорость входа воды гю0 и надежность циркуляции будут меньше в менее интенсивно обогреваемых рядах труб. В том случае, когда передача тевда в этих рядах труб снизится, например, вследствие их наружного загрязнения, в них может произойти застой пара и даже движе­ние воды сверху вниз, вызванные падением движущего напора циркуляции. Это приводит к так называемому опрокид ы в а - нию циркуляции и к перегреву кипятильных труб вслед­ствие прекращения отвода тепла. Опрокидывание циркуляции может быть вызвано чрезмерной нагрузкой котла, когда проис­ходит ненормально интенсивный обогрев опускных труб.

Ввиду серьезных последствий опрокидывания циркуляции для надежности работы парового котла следует проверять расчетом скорость входа воды в подъемных трубах при разных режимах работы котла.

Расчеты показывают, что увеличение скорости циркуляции сказывается на снижении температуры стенок труб котла, на их лучшем охлаждении, но мало влияет на повышение коли­чества тепла, передаваемою от дымовых газов через стенку трубы. Таким образом, назначение нормальной циркуляций за­ключается в обеспечении непрерывною отвода пара, образующе­гося на поверхностях нагрева.

Принудительная циркуляция создается насосом, создающим движение воды в обогреваемых трубках котла. Если насос прогоняет по трубкам котла воду в количестве, превышаю­щем количество вырабатываемого котлом пара, то циркуляция называется многократной принудительной.

Конструкция парового котла должна соответствовать условиям нагрузки, предъявляемым потребителями пара. В случае перемен­ной нагрузки ее колебания должны восприниматься котлом без ненормальных отклонений от нормы параметров вырабатывае­мого пара.

Для обеспечения экономичности эксплуатации конструкция парового котла должна допускать возможность легкой очистки внутренних и наружных поверхностей нагрева, удобного обслу­живания всех элементов котла, его арматуры и гарнитуры.

Так как большинство котлов в Советском Союзе предназна­чается для работы на низкосортном многозольном топливе, то их конструкция должна отвечать условиям наиболее экономичного сжигания этого топлива. Конструкция котла должна допускать возможность целесообразного его сочетания с конструкцией то­почного устройства.

В числе требований, шредъявляемых к конструкции паровых котлов, большое значение имеют соблюдение мини­мально возможных габаритов установки и уде­шевление ее стоимости. Конструкция отопительно­производственного котла должна быть компактной; он должен размещаться в здании ограниченных габаритов и быть транспор­табельным, т. е. его перевозка не должна быть сложной; жела - тельно, чтобы конструкция котла позволяла вести его монтаж отдельными блоками, собранными на заводе-изготовителе.

Топливо и котельные установки

Как делать сухое горючее — патент от 1916 года

STATES PATENT OFFICE. CHARLES BASKERVILLE, OE NEW YORK, N. Y., ASSIGNOR TO S. STERN ATT & COMPANY, A COPARTNERSHIP COMPOSED OE SIGMUND STERNAU AND LIONEL STRASSBTTRGER, OE BROOKLYN, NEW YORK. …

Особенности топливных брикетов

На сегодняшний день природные ресурсы уже исчерпались и не в состоянии обеспечить потребительскую потребность в полном объеме. Однако топливные брикеты купить можно, как для частного использования, так и в промышленных …

Топливные пеллеты для твердотопливных котлов

Современным универсальным биотопливом, обладающим большой теплотворной способностью, при сгорании не образующим много золы, копоти, сажи, которое можно приобрести по приемлемой цене являются топливные пеллеты. При их производстве не применяются небезопасные …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.