Ремонт паровых котлов

Паровые котлы

Котлы типа Е получили широкое распространение и изготавливаются с различным рабочим давлением и тем­пературой пара.

В настоящее время котлостроительными заводами се­рийно выпускаются вертикально-водотрубные котлы Е-1/9-1 (модель ММЗ-1) паропроизводительностью по насыщенному пару 0,4 и 1 т/ч и рабочим давлени­ем 0,9 МПа (9 кгс/см2) при сжигании газа и мазута (рис. 1.3).

Вермпіе коллекіорьі снабжены круглыми лючковыми затворами дли ііоїможиоені осмотра и механической очистки труб от накипи. I) торцах каждого барабана имеются штампованные люки. Трубы присоединены к барабанам и коллекторам сваркой. Трубы конвек­тивного пучка и топочном) экрана ммпог однії н тот же диаметр — 0 51 Х2,5 мм.

Для обеспечения поперечного оминання труб газовым потоком в конвективном пучке уеппкшлешд две перегородки.

Котел предназначен для сжигании топлива всех видов: твердо­го, жидкого н газообразного. Для сжигания твердого топлива топка оборудуется ручной колосниковой решеткой с опрокидывающимися колосниками; при сжигании газа и мазута используют соответст­вующие газомазутные горелки.

Удаление продуктов сгорания осуществляется дымососом, по­ставляемым комплектно с котлом.

Обмуровка облегченная, состоит из прилегающих непосредствен­но к трубам легковесных огнеупорных плит (или шамотного кирпи­ча), покрытых газоуплотнительной обмазкой, и асбовермикулитовых (или совелитовых) плит, защищенных металлической обшивкой.

Котел снабжен автоматическим регулятором уровня воды и ав­томатикой безопасности. Котел поставляется в собранном виде.

Вертикально-водотрубные двухбарабанные паровые котлы Е-1/9-1 изготавливает Монастырищенский маши­ностроительный завод (Черкасская обл.) (табл. 1.2).

Котлы типа ДКВР. В промышленных и отопительных котельных распространены вертикально-водотрубные котлы типа ДКВ (двухбарабанные котлы водотрубные). Конструкция котлов типа ДКВ разработана ЦКТИ в содружестве с Бийским котельным заводом. Бийский за­вод выпускал котлы производительностью 2,4 и 6,5 т/ч, после унификации и реконструкции основных узлов кот­ла типа ДКВ выпускались котлы производительностью 10 т/ч. Реконструированные котлы выпускались заво­дом под маркой ДКВР (двухбарабанные котлы водо­трубные реконструированные). Реконструкция заключа­лась в уменьшении расстояния между трубами, что позволило сократить длину барабанов, уменьшить ме­таллоемкость, размеры котлов и их топок.

Котлы типа ДКВР номинальной паропроизводителыюстыо 2,5; 4; 6,5; 10; 20; 35 т/ч предназначены для выработки насыщенного и перегретого водяного пара с температурой 250 и 370 °С.

По длине верхнего барабана котлы изготовлены двух модифи­каций: с длинным и укороченным барабаном. В котлах паропроиз-

Водительностью 2,5; 4 и 10 т/ч (раннего выпуска) верхний барабан значительно длиннее нижнего. В котлах иаропроизводнтельностью 10 т/ч (последней модификации) и больше верхний барабан значи­тельно укорочен.

На рис. 1.4 показан паровой котел ДКВР-0,5-13-23.

Оба барабана имеют внутренний диаметр 1000 мм н располо­жены по продольной оси котла, т. е. перпендикулярно его фронту. Боковые топочные экраны и кипятильный пучок (конвективной ча­сти) изготовлены из труб 0 51 мм с толщиной стенки 2,5 мм.

В верхний и нижний барабаны экранные и кипятильные трубы ввальцованы, а с коллекторами трубы соединены сваркой.

Верхний барабан соединен с коллекторами экранных труб двумя опускными трубами ' 0 127 мм, которые размещены в передней стенке обмуровки котла. Одновременно эти трубы служат опорами для выступающей части барабана. Нижний барабан соединен с кол­лекторами экранных труб перепускными трубами 0 76 мм.

Верхний барабан оборудован предохранительными клапанами, водоукаэательными стеклами и сигнализаторами уровня воды.

Из переднего днища верхнего барабана отводятся импульсные трубки к регулятору питания.

В верхних барабанах котлои типа ДКВР размещены сепара - ционные устройства, состоящие из пакетов жалюзи и дырчатых ли­стов, а также две трубы для подвода питательной воды. Только котлы паропроизводителыюстью 2,5 т/ч имеют одну питательную трубу. В нижних барабанах размещены перфорированная труба для продувки, штуцер для. спуска воды, а для котлов паропроизводн - тельностью от 6,5 до 35 т/ч дополнительно устройство для прогрева котла паром при растопке.

В последние годы котлы выпускаются без устройств непрерыв­ной продувки.

Питательная вода поступает в верхний барабан по двум пита­тельным линиям, откуда по слабообогреваемым трубам конвектив­ного пучка поступает в нижний барабан.

Боковые экраны котлов ДКВР имеют шаг 80 мм; шаг задних и фронтовых экранов 80—130 мм.

Питание боковых экранов котлов паропроизводительностью до 10 т/ч осуществляется одновременно из верхнего барабана по пе­редним опускным трубам и нижнего барабана посредством соедини­тельных труб, что повышает надежность работы котлов при пони­женных уровнях воды. В котлах паропроизводительностью 20 т/ч питание фронтового экрана осуществляется только из верхнего ба­рабана, а заднего и боковых экранов — из нижнего.

Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка посту­пает в верхний барабан.

Котлы имеют экранированную топочную камеру и развитый ки­пятильный пучок из гнутых труб.

Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом топочная камера котлов ДКВР-2,5, ДКВР-4 и ДКВР-6,5 разделяется шамотной перегород­кой на две части — собственно топку и камеру догорания. На котлах ДКВР-10 камера догорания отделяется от топки трубами заднего экрана. Между первым и вторым рядами труб котельного пучка всех котлов также устанавливается шамотная перегородка, отделяю­щая пучок от камеры догорания.

Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизон­тальный поворот газов в пучках при поперечном омывании труб. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла — асимметричные.

Трубы боковых экранов установлены с шагом 80 мм, фронто­
вых и задних экранов —с шагом 130 мм (последние устанавливают­ся на котлах паропроизводительностью 10 т/ч).

Камеры экранов имеют диаметр 219 мм с толщиной стенки 8 мм для котлов на давление 1,4 МПа (14 кгс/см2) и 10 мм —на давление 2,4 МПа (24 кгс/см2).

Для удаления отложений шлака в котлах именЭтся торцевые лючки на нижних камерах экранов. Для осмотра и очистки кипя­тильных труб в пучках котлов ДКВР-6,5 и ДКВР-10 предусмотре­ны коридоры шириной 300 мм.

При наличии пароперегревателя часть кипятильных труб - не устанавливается.

Пароперегреватели расположены в первом по ходу газов газо­ходе конвективного пучка, унифицированы по профилю змеевиков для котлов одинаковых давлений и отличаются для котлов разной паропроизводителыюсти лишь числом параллельных змеевиков. Па­роперегреватели для всех котлов ДКВР изготовлены из труб 0 32X3.

Входные концы труб пароперегревателя развальцовываются в верхнем барабане, а выходные привариваются к камере перегретого пара. Для сохранения зазоров между отдельными змеевиками уста­навливают чутуйныеДкладыши и весь пакет стягивают специальными болтами. Перегр«®геяи котлов паропроизводительностью 4—10 т/ч имеют одну камЗ£§§^ перегретого пара, которая прикреплена к верх­нему б1ра£аш( сзв&мфцью двух опор, из которых одна выполнена подвижЬойТ]^ і

ПерЕгреватели^йотпов паропроизводительностью 16 т/ч на дав­ление 3,® МП-J (3§, кг<|/см2) кроме камеры перегретого пара имеют промежуточную камеру, разделенную перегородкой на две части. Движение ij^ia^ двухходовое. Пройдя первую половину перегрева­теля, прсшежуточн^^,камеру и пароохладитель, пар вновь возвра­щается в (лромежуяйую камеру, затем проходит вторую половину перегревателя.

Регулирование температуры пара осуществляется поверхностным пароохладителем, размещенным в нижнем барабане.

Котлы типа ДКВР паропроизводительностью 20 т/ч и 35 т/ч имеют укороченный верхний барабан.

Для сохранения необходимого водяного объема котлы снабже­ны выносными трубами — циклонами, к которым подключены фрон­товой и боковой экраны. Подпитка циклонов ведется из нижнего барабана. Котлы полностью экранированы.

Котлы ДКВР-20 имеют фронтовой, задний и боковые (перекре­щивающиеся на потолке) экраны, котлы ДКВР-35 также имеют фронтовой экран, переходящий в потолочный; задний, образующий в верхней части

Ка экранов и пучков может осуществляться через обдувочные лючки ручными переносными обдувочными приборами.

Котлы типа ДКВР предназначены для сжигания твердого, жид­кого и газообразного топлива.

Техническая характеристика котлов ДКВР-2,5-14ГМ, ДКВР-4-14ГМ, ДКВР-6.5-14ГД и ДКВР-10-14ГМ приве­дена в табл. 1.3.

Котлы типа Е(КЕ) паропроизводительностью от 2,5 до 10 т/ч изготавливаются со слоевыми механическими топками (рис. 1.5).

Основными элементами котла являются верхний и нижний ба­рабаны с внутренним диаметром 1000 мм, левый и правый боковые экраны и конвективный пучок, выполненный из труб 0 51x25 мм.

Топочная камера образована боковыми экранами, фронтовой и задней стенками. Ширина топочной камеры котлов Е-2,5-14Р (КЕ-2.5-14С), Е-4-14Р (КЕ-4-14С), Е-6.5-14Р (КЕ-6.5-14С) по осям экранных труб составляет 2270 мм, а ширина топочной камеры котла Е-10-14Р (КЕ-10-14С) — 2874 мм.

Топочная камера котлов паропроизводительностью от 2,5 до 10 т/ч разделена кирпичной стенкой на собственно топку глубиной
1605—2105 мм и камеру догорания глубиной 360—745 мм, которая позволяет за счет уменьшения химического недожога топлива по­высить КПД котла. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла асимметричные. Под камеры догорания накло­нен таким образом, чтобы основная масса подающего в камеру кусков топлива скатывалась на решетку.

Трубы конвективного пучка развальцованы в верхнем и ниж­нем барабанах и установлены с шагом вдоль барабана 90 мм, в поперечном сечении —110 мм, за исключением среднего ряда труб, шаг которых равен 120 мм, ширина боковых пазух—195— 387 мм.

Установкой одной шамотной перегородки, отделяющей камеру догорания пучка, и одной чугунной перегородки, образующей два газохода, в пучках создается горизонтальный разворот газов при поперечном омывании труб.

Особенностью котлов типа КЕ являются наличие плотных бо­ковых экранов в области топочной камеры и ограждающих стен в конвективном пучке с шагом 55 мм при трубах 0 51x2,5 мм. Боко­вые экраны и крайние боковые ряды труб конвективного пучка объединены общими коллекторами по всей длине котла.

В котлах применена схема одноступенчатого испарения. Вода циркулирует следующим образом: питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан вода опускается по задним обогреваемым трубам кипятильного пучка. Передняя часть пучка (от фронта кот­ла) является подъемной. Из нижнего барабана вода по паропере - пускным трубам поступает в камеры левого и правого экранов. Питание экранов осуществляется также из верхнего барабана по опускным стоякам, расположенным на фронте котла.

Вся пароводяная смесь выходит под уровень воды в верхнем барабане, где происходит процесс барботажа пара через слой воды. Отсепарированный в свободном объеме пар проходит через паропри - емный дырчатый лист, установленный на расстоянии 90 мм от верх­ней образующей барабана, и направляется в паропровод.

В нижнем барабане котлов размещено устройство прогрева котла при пуске, которое состоит из подводящей трубы с пароводя­ным эжектором.

Применение плотных экранов позволяет заменить тяжелую обмуровку на боковых стенах котлов натрубной, состоящей из слоя шамотобетона толщиной 25 мм по сетке и нескольких слоев изоля­ционных плит общей толщиной 100 мм.

Котлы типа КЕ паропроизводительностью от 2,5 до 10 т/ч обо­рудованы стационарными обдувочными приборами с расположенной по оси котла вращающейся трубой, имеющей ряд сопл.

Прибор крепится на каркасе задней стенки котла, а конец обду- вочной трубы поддерживается втулкой, приведенной к, трубе пучка. Для обдувки котлов применяется насыщенный или перегретый пар с давлением пара не выше 0,7—1,0 МПа (7—10 кгс/см2) или сжа­того воздуха с давлением 4 МПа (40 кгс/см2).

В качестве топочного устройства для сжигания каменных и бу­рых углей к котлам паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч уста­навливаются топки типа ТЛЗМ с пневмомеханическими забрасывате­лями с моноблочной ленточной решеткой обратного хода.

Котел Е-2,5-14Р (КЕ-2.5-14С) комплектуется топкой типа ЗП-РПК с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с по­воротными колосниками.

Техническая характеристика паровых котлов паро­производительностью от 2,5 до 25 т/ч типа Е(КЕ) со слоевыми топками приведена в табл. 1.4.

Котлы типа Е(ДЕ). Газомазутные вертикально-водо - трубные паровые котлы паропроизводительностью 4; 6,5; 10; 16 и 25 т/ч предназначены для выработки насы­щенного или перегретого пара, идущего на технологиче­ские нужды промышленных предприятий, в системы ото­пления, вентиляции и горячего водоснабжения! На рис. 1.6 показан котел ДЕ-25-14ГМ.

Основными элементами котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой, боковой и задний экра­ны, образующие топочную камеру.

Во всех типоразмерах котлов диаметр верхнего и нижнего бара­банов 1000 мм. Расстояние между барабанами 2750 мм. Длина ци­линдрической части барабанов когла производительностью 4 т/ч — 2250, котла паропроизводительностью 25 т/ч — 7500 мм.

Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днище каждого из них имеются лазовые затворы. Изготавливаются бара­баны для котлов с рабочим давлением 1,4 и 2,4 МПа (14 и 24 кгс/см2) из стали 16ГС и имеют толщину стенки соответственно 13 и 22 мм.

В водяном пространстве верхнего барабана находятся пита­тельная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объеме — сепарационные устройства.

В нижнем барабане размещаются устройство для парового про­грева воды при растопке и патрубки для спуска воды.

Топочная камера котлов размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб одинакова для всех котлов — 1790 мм. Глубина топочной камеры 1930X6960 мм.

Трубы перегородки и правого бокового экрана, образующего так­же под и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны.

Концы труб заднего экрана привариваются к верхнему и ниж­нему коллекторам 0 159X6 мм. Трубы фронтового экрана котлов паропроизводительностью 4; 6,5; 10 т/ч привариваются к коллекто­рам 0 159x6 мм, а на котлах паропроизводительностью 16 и 25 т/ч развальцованы в верхнем и нижнем барабанах.

Котлы паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч выполнены с одноступенчатой схемой испарения. В котлах паропроизводитель­ностью 16 и 25 т/ч применено двухступенчатое испарение. Во вторую ступень испарения вынесена задняя часть экранов топки и часть конвективного пучка, расположенная в зоне с более высокой темпе­ратурой газов. Контуры второй ступени испарения имеют необогре - ваемую опускную систему.

Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой, в задней части которой имеется окно для ввода га­зов в пучок. Перегородка выполнена из труб 0 51x2,5 мм, вплот­ную поставленных с шагом 5=55 мм и сваренных между собой. При вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Места разводки уплотняются металлическими проставками и шамотобетоном. Кон­вективный пучок образован коридорно-расположенными вертикаль­ными трубами 0 55 x 2,5 мм, развальцованными в верхнем и ниж­нем барабанах. Шаг труб вдоль барабана 90 мм, поперечный шаг 110 мм (за исключением среднего, равного 120 мм).

Для поддержания необходимого уровня скоростей газов в кон­вективных пучках котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч устанавливаются продольные ступенчатые перегородки, а также изменяется ширина пучка (890 мм у котлов паропроизводительностью 10 т/ч). Котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч перегородок в пучке не имеют, а необходимый уровень скоростей газов поддер­живается изменением ширины пучка от 890 до 1000 мм. Дымовые газы проходят по всему сечению конвективного пучка, выходят че­рез переднюю стенку в газовый короб, который размещен над то­почной камерой, и по нему проходят к расположенному сзади котла экономайзеру.

Все типоразмеры котлов имеют одинаковую циркуляционную схе­му. Контуры боковых экранов и конвективного пучка всех типо­размеров котлов, а также фронтового экрана котлов паропроизво­дительностью 16 и 25 т/ч замкнуты непосредственно на барабаны, контуры заднего экрана всех котлов и фронтового экрана котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч соединяются с барабаном через промежуточные коллекторы, нижний — раздающий (горизон­тальный) и верхний — собирающий (наклонный). Концы промежу­точных коллекторов со стороны, противоположной барабанам, объ­единены необогреваемой рециркуляционной трубой 0 76x3,5 мм.

В качестве первичных сепарационных устройств первой ступени испарения используются установленные в верхнем барабане направ­ляющие щиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смесн на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных уст­ройств первой ступени котла паропроизводительностью 4 т/ч при­меняется дырчатый лист, і) остальных типоразмерах котлов — горизонтальный жалюзийный сепаратор и дырчатый лист. Сепара - ционными устройствами второй ступени испарения являются про­дольные щиты, обеспечивающие движение пароводяной смеси сна­чала на торец, а затем вдоль барабана к поперечной перегородке, разделяющей отсеки. Отсеки ступенчатого испарения сообщаются между собой по пару через окно над поперечной перегородкой, а по воде — через подпиточную трубу 0 89—108 мм, расположенную в водяном объеме.

Пароперегреватель котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч выполнен змеевиковым из труб 0 32 X 3 мм. На котлах паро­производительностью 16 и 25 т/ч пароперегреватель вертикальный, дренируемый, из двух рядов труб 0 51x2,5 мм, трубы наружного ряда при вводе в коллекторы 0 159 мм осажены до диаметра 38 мм.

Котлы поставляются блоком, включающим верхний и нижний барабаны с внутрибарабанными устройствами, трубную систему экранов и конвективного пучка (в случае необходимости паропере­гревателя), опорную раму и обвязочный каркас.

Плотное экранирование боковых стен (относительный шаг труб 5=1,08), потолка и пода топочной камеры позволяют применить легкую изоляцию из двух, трех слоев изолированных плит общей толщиной 100 мм, укладываемых на слой шамотобетона по сетке толщиной 15—20 мм.

Обмуровка фронтовой и задней стен выполняется по типу об­легченной обмуровки котлов ДКВР (шамотобетон) толщиной 65 мм из изоляционных плит общей толщиной 100 мм; например, для кот­лов Е-4-14ГМ, Е-6.5-14ГМ и Е-10-14ГМ выполнена из шамотного кирпича толщиной 125 мм и нескольких слоев изоляционных плит толщиной 175 мм, общая толщина обмуровки фронтовой стены 300 мм.

Обмуровка задней стены состоит из слоя шамотного кирпича толщиной 65 мм и нескольких слоев изоляционных плит толщиной 200 мм, общая толщина обмуровки составляет 265 мм. Для умень­шения присосов в газовый тракт котла снаружи изоляция покрыва­ется металлической листовой обшивкой толщиной 2 мм, которая

Приварена к обвязочному каркасу. Раскроенные листы обшивки поставляются пакетами.

Применение натрубной обмуровки при плотном шаге труб по­зволяет улучшить динамические характеристики котлов и значи­тельно уменьшить потери теплоты в окружающую среду, а также потери при пусках и остановках.

В качестве хвостовых поверхностей нагрева котлов применяют­ся стандартные чугунные экономайзеры из труб ВТИ.

Котліл оборудованы стационарными обдувочными аппаратами, расположенными с левой стороны котла. Для обдувки котлов ис­пользуется насыщенный или перегретый пар с давлением не менее 0,7 МПа (7 кгс/см2).

Все котлы имеют опорную раму, на которую передается масса элементов котла, работающих под давлением. Неподвижными опо­рами котлов являются передние опоры нижнего барабана.

Средняя и задняя опоры нижнего барабана подвижные и имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к опорной раме на период транспортировки.

Котлы типа Е(ДЕ) поставляются Бийским котельным заводом в сборе без обмуровки и обшивки.

Характеристика газомазутных котлов типа Е(ДЕ) паропроизводительностью от 4 до 25 т/ч приведена в табл. 1.5.

Котлы типа Е(ГМ). Паровые котлы Е-50-14ГМ пред­назначены для получения насыщенного (марка ГМ-50- 14) или перегретого пара с температурой 250 °С (мар­ка ГМ-50-14/250) (рис. 1.7).

Котлы вертикально-водотрубные с естественной цир­куляцией двухбарабанные имеют П-образную схему ком­поновки поверхностей нагрева с отдельно вынесенной шахтой экономайзера и три хода по движению продук­тов сгорания.

Топочная камера объемом 133 м3 экранирована расположенными с шагом 70 мм трубами 0 60x30 мм.

Трубы фронтового и заднего экранов в нижней части образуют двухскатный наклонный под, в верхней части топочной камеры трубы заднего экрана разведены в трехрядный фестон. Трубы боко­вых экранов в верхней части образуют потолок топочной камеры. Экраны разделены на восемь самостоятельных циркуляционных кон­туров по числу блоков топочной камеры. Газомазутные горелки расположены по две на боковых стенках топочной камеры.

Схема испарения — двухступенчатая, с выносными циклонами. В верхнем барабане с внутренним диаметром 1500 мм и длиной

8190 мм имеется чистый отсек первой ступени испарения. В качестве второй ступени испарения служат два выносных циклона 0 426 мм.

Нижний барабан 0 1 ООО мм оборудован устройством для разо­грева воды в период пуска котла.

Между барабанами и поверхностью нагрева расположен вер­тикальный котельный пучок из труб 0 60x3 мм. По торцам бара­баны соединены между рядами необогреваемых опускных труб 0 133 мм. В центре котельного пучка, вдоль барабанов, располо­жен ряд обогреваемых опускных труб 0 219 мм. Питание водой всего чистого отсека экранной системы осуществляется из нижнего барабана.

Котлы оборудуются конвективным дренируемым пароперегрева­телем горизонтального типа с шахматным расположением змееви­ков. Пароперегреватель расположен в конвективном газоходе, изго-

Товлен из труб 0 32x3 мм. Экономайзер изготовлен из чугунных ребристых труб.

Котлы работают с уравновешенной тягой. Диапазон регулиро­вания паропроизнодительности 70—100 %.

Очистка пароперегревателя и воздухоподогреватели котла осу­ществляется дробью. Для очистки котельного пучка применяется ручная обдувка.

Обмуровка топки котлов — самонесущая, кирпичная. Обмуроз - - ка поворотной камеры и конвективного газохода — монолитная, закрепляется на каркасе котла.

Котлы поставляются транспортабельными блоками, за исключе­нием каркаса топочной камеры, поставляемого россыпыо.

Техническая характеристика паровых газомазутных котлов типа Е(ГМ) паропроизводительностью от 35 до 75 т/ч приведена в табл. 1.6.