ПАРОВЫЕ КОТЛОАГРЕГАТЫ
■Котлы с жаровыми и дымогарными трубами выпускаются заводами и в настоящее время, так как они нетребовательны к качеству воды, обладают большой аккумулирующей способностью и относительно просты в эксплуатации.
Наиболее простым котлом, рассчитанным на производительность 0,11 кг/с (0,4 т/ч), является агрегат типа Е-0,4/9 Г, модель МЗК-8Г (рис. 6-15,а) [Л. 23]. Котел предназначен для сжигания в топке природного газа и выработки насыщенного пара с давлением 0,9 МПа (9 кгс/см2). Котел состоит из коаксиальных цилиндров 1, соединенных приваренными штампованными кольцами 2. Наружный цилиндр имеет под верхним и над нижним кольцом штампованные трубные доски 3, в которые завальцованы 92 прямые кипятильные трубы диаметром 38 X 260
Х2,5 мм с плавниками или приварными полосами (рис. 6-15,6), служащими для создания газоплотной стенки.
Внутренний цилиндр образует топочную камеру, на потолке которой установлена газовая горелка низкого давления 4. Потолок и под камеры закрыты огнеупорным бетоном, а часть стен цилиндра—огнеупорной обмуровкой. Продукты сгорания выходят из топки через отверстие В и обогревают снаружи кипятильные трубы и стенку внешнего ииливдра, омываемую водой. Пройдя всю или половину длины окружности, дымовые газы через газоход Г удаляются в дымовую трубу. Воздух нагнетается вентилятором с напором 1,3 кПа (130 кгс/м3) под металлическую обшивку, проходит систему каналов и через регистр поступает в горелку.
Л-А Б-Б Рис. 6-15. Котел с наддувом для работы на природном газе типа Е-0,4/9Г, модель 8Г на 0,11 кг/с (400 кг/ч) и р=0,9 МПа (9 кгс/см*). а —общий вид; 6 — газоплотная стена из труб с плавниками или приварными полосами |
Таким образом, котел работает с давлением в топочной камере (наддувом) в 0,4—0,5 кПа (40—50 кгс/м2) и без дымососа. Тепловое напряжение объема топки составляет около 1 МВт/м8 или 850Х Х103 ккал/(м3-ч), температура уходящих газов около 250°С, к. п. д. котла 86,0%.
Вся арматура котла установлена на верхнем кольце; в обоих кольцах выполнены лючки для очистки и вальцовки труб.
Питательная вода для удаления солей жесткости проходит докот - ловую обработку в установленном рядом с котлом фильтре, а затем плунжерным насосом подается в котел. Продувка выполняется из объема нижнего кольца.
Все оборудование смонтировано в общий блок на стальной раме, к которой приварены опоры или стойки.
Котел имеет автоматическое регулирование горения, питания и может быть пущен и остановлен автоматически. Котел и установка разработаны МО ЦКТИ.
На рис. 6-16 показаны два типа котлоагрегатов такой же производительности и на те же параметры. Котел с принудительной циркуляцией (рис. 6-16,с) состоит из четырех коаксиальных змеевиков, вы - нолненных из труб диаметром 22X2,5 мм. Полость внутреннего змееви-
Рис. 6-16. Вертикальные паровые котлы с наддувом типов Пр-0,4/9Г и П-0.4/9Г для Работы на природном газе, а —с принудительной циркуляцией; б — прямоточный. |
Ка представляет собой топочную камеру, работающую с наддувом, а средние и наружный змеевики образуют конвективную поверхность нагрева. Газы из топочной камеры поступают в нижнюю часть газохода, омывают змеевики и через отверстие в верхней крышке выходят в дымовую трубу. Рядом с змеевиками установлен вертикальный сепаратор, из которого пар поступает к потребителю, а отделившаяся котловая вода (с солями) направляется в'теплообменник для подогрева питательной воды. Питательная вода подается в тот же сепаратор мембранным насосом, одна полость которого подает питательную воду, а вторая прокачивает воду и пароводяную смесь через змеевики.
Топливом для котла служит природный газ. Воздух, нагнетаемый вентилятором в металлический кожух, подогревается, омывая наружный змеевик, и затем поступает в горелку.
Котел имеет к. п. д. около 85%, температура уходящих газов составляет примерно 350°С. Котел оборудован автоматикой горения и безопасности (защитами от повреждений).
Прямоточный котел, показанный на рис. 6-16,6, сходен по устройству с предыдущей конструкцией, но дополнительно оборудован автоматизированной установкой химической водоподготовки и вместо мембранного имеет поршневой насос.
Выход пара. Рис. 6-17. Вертикальный цилиндрический котел типа ММЗ-1М с £>==0,278 кг/с (1 т/ч), р= 0,9 МПа (9 кгс/сма) с тапкой для твердых Топлив. |
В обоих котлах все вспомогательное оборудование смонтировано в специальном шкафу. Котел же и прочее оборудование опираются на общую раму и при монтаже требуют присоединения к источникам воды и электроэнергии.
Наиболее характерным представителем вертикальных котлов является котел ММЗ на производительность 0,278 кг/с (1 т/ч) и давление 0,9 МПа (9 кгс/см2) (рис. 6-17).
Котел состоит из цилиндрической топочной камеры 1, оборудованной ручной колосниковой решеткой 16, пучка кипятильных труб 12 и направляющих плит — кирпичных 5, чугунных 6. За обечайкой топочная камера переходит в установленную на котле стальную дымовую трубу 10, в которой имеется поворотная заслонка И для регулирования тяги. Топочная камера размещена внутри цилиндрического корпуса 2 с расстоянием между стенками около 40 мм. В нижней части камера и корпус ниже уровня колосниковой решетки соединены штампованным кольцом.
Корпус 2 выше топочной камеры примерно на 1 м, за счет чего образовано паровое пространство и увеличен водяной объем котла.
В корпусе котла имеются люки 3 для вальцовки кипятильных труб 12, лючки 14 для очистки их и корпуса от накипи и шлама. Загрузка топлива на решетку ведется вручную через специальную дверцу 4. Пучок труб 12 можно обдуть паром этого же котла с помощью трубы 7, вводимой через отверстие 8. Котел ставится на кирпичное основание, образующее зольник, поддувало 9, в которое вентилятор нагнетает воздух. Топку для сжигания ряда топлив выполняют вынесенной вниз. Тяга обычно естественная.
Вертикальные котлы (см. рис. 5-1,а) выпускались заводами в большом количестве и разных модификаций: с кипятильными трубами большого (до 300 мм) диаметра; с несколькими пучками кипятильных труб малого диаметра, оси которых пересекались под углами (например, котлы Шухова, Шухова — Сарафа); с пучками кипятильных и дымогарных труб (котлы ТМЗ, ВГД); с дымогарными трубами (котлы ВК, котлы для кранов и др.).
Общей для них является обязательность сжигания качественного топлива. Достоинствами таких котлов являются малая занимаемая площадь, невысокая требовательность к качеству питательной воды и относительная простота обслуживания. Это привело к широкому распространению вертикальных котлов в промышленных и отопительных установках, особенно временного типа. Однако такие котлы при неправильном обслуживании весьма опасны из-за крупных разрушений, происходящих при их взрывах.
Вторым типом котла с большим водяным объемом' на единицу поверхности нагрева являются горизонтальные цилиндрические котлы с одной или двумя жаровыми трубами. Котлы могут работать как в паровом, так и в водогрейном режиме, их производство осуществляется и до настоящего времени.
Примеры конструктивного выполнения таких котлов даны на рис. 6-18, где на рис. 6-18,о показан котел с одной гладкой жаровой трубой 1, смещенной для усиления циркуляции в объеме с центра внешнего цилиндра корпуса 2. Котел имеет поверхность нагрева около 40 м2 при длине.—6 м. При обогреве продуктами сгорания не только жаровой трубы, но и наружного корпуса в несколько ходов (рис. 6-18,6) котел может работать на разных топливах. Топочное устройство выполняют внутренним и располагают в начальном участка жаровой трубы или внешним, для чего требуется выносная топочная камера.
На рис. 6-18,6 показан паровой котел с двумя жаровыми трубами в обмуровке; питательная вода подается сверху через патрубок в кор- пусе.
Отбор пара, прошедшего специальный сепаратор 2, осуществляется из трубы 8. Арматура котла включает в себя водоуказательные приборы 3, манометр 4, питательный клапан 5, спускной клапан 6, рычажные грузовые предохранительные клапаны 7 и иногда специальные устройства для удаления шлама.
Как видно из рис. 6-18,6, дымовые газы, выйдя из жаровых труб, проходят обратно к фронту, а затем поворачивают к борову, расположенному под полом котельной.
Котел опирается на чугунные или сварные стулья (см. рис. 5-63). Каркас необходим только для обвязки кладки, лежащей на фундаменте. Размеры этих котлов при небольшой, около 0,55 кг/с (2 т/ч) произво-
Днище может быть изготовлено составным эл. св. электродами с качественной одмазнсй |
Рис. 6-18. Горизонтальные цилиндрические котлы. |
А — паровой или водогрейный с одной гладкой жаровой трубой; б — котел паровой с двумя Жаровыми трубами в обмуровке.
Дительности и давлении 0,9 МПа (9 кгс/см5) иесьма значительны — диаметр корпуса более 2 м, а длина 10 м.
Значительный объем воды на каждый 1 м2 поверхности нагрева, примерно 200 л, делает такие котлы инерционными, т. е. обладающими высокой аккумулирующей способностью. Котлы могут работать на воде
Низкого качества. Расход металла на каждый 1 м2 поверхности нагрева доходит до 200 кг.
К группе горизонтальных паровых котлов с жаровой трубой, но с дымогарными трубами за ней относится котел типа Д-1500, выпускаемый для передвижных и мелких электростанций или производственных котельных (рис. 6-19). При необходимости из котла можно вынуть в сторону фронта жаровую трубу 1 вместе с пучком дымогарных труб 2. Топочное устройство выполняют внутренним в частично обмурованной жаровой трубе либо внешним — выложенным из кирпича. При необходимости получения перегретого пара за дымогарными трубами присое-
Рис. 6-19. Паровой котел типа Д-1500 (локомобильный) с пароперегревателем на 0,42 кг/с (1,5 т/ч) и давление р до 1,5 МПа (15 кгс/см2). |
Диняют огневую коробку 3 с размещенным в ней змеевиковым пароперегревателем 4 горизонтального типа для возможности полного удаления воды при останове котла. Отбор пара осуществляется через сухопарник 5, на входе в который установлены сепарирующие устройства. Кроме штуцера, для отвода пара на сухопарнике устанавливают предохранительные клапаны. В верхней части жаровой трубы над колосниковой решеткой или над объемом топки установлена легкоплавкая пробка. При снижении уровня воды ниже допустимого положения пробка расплавляется и очаг горения в топке гасится пароводяной смесью.
Арматура подобных котлов устанавливается на фронтовой части для возможности постоянного контроля. В огневой коробке, которую называют дымовой камерой, имеются отверстия для обдувки перегревателя паром, для коллекторов и трубопроводов насыщенного и перегретого пара, для выхода дымовых газов через регулирующую тягу заслонку в дымовую трубу. Дымовая труба опирается на эту же коробку. Дымовая камера выполняется стальной с двойными стенками, пространство между которыми заполнено тепловой изоляцией.
Котел с дымовой камерой опирается на специальные лапы 6, приваренные к наружному корпусу. Корпус покрывается слоем тепловой изоляции и листовой сталью.
Все котлы с жаровыми и дымогарными трубами, вертикальные и горизонтальные, полностью изготовляются и испытываются на заводе - изготовителе и в собранном виде доставляются к месту установки.
Водотрубные котлы выпускаются с различным расположением труб, с естественной и принудительной циркуляцией.
Котлы с естественной циркуляцией получили наибольшее распространение. Примерами такой конструкции являются двухбарабанный котел с топкой для мазута типа ПКН-2 (рис. 6-20,а) и котел (рис. 6-20,6) с топкой для сжигания твердого топлива на ручной колосниковой решетке. Оба котла типа Е-1/9 предназначаются для получения насыщенного пара 0,278 кг/с (1 т/ч) при давлении 0,9 МПа (9 кгс/см2).
Топочная камера этих котлов полностью экранирована; поверхность нагрева экранов и труб, освещаемых из топки, составляет около
5 м2, или 20% от суммарной поверхности. Продукты сгорания из топочной камеры проходят конвективный коридорный пучок кипятильных труб, омываемых поперечно, и выходят из него в газоход к дымовой трубе.
Тепловое напряжение объема топки при сжигании мазута, распиливаемого паровой или ротационной форсункой завода «Ильмарине», со* ставляет при номинальной нагрузке 0,6 МВт/м3 или 500-103 ккал/(м3-ч); температура уходящих газов 300—350°С и к. п. д. котла 76,5—70%.
Котлы выполнены сварными, экраны не имеют водоподводящих и отводящих труб, так как их коллекторы и трубы присоединены непосредственно к барабанам.
Обмуровка котла облегченная щитовая, только под и часть стен камерной топки выполнены из шамотного кирпича и огнеупорного бетона.
Положительной особенностью этих котлов является его поставка заводом-изготовителем вместе с оборудованием для водоподготовки и топливоприготовления, а также с дымовой трубой и другими устройствами одним крупным транспортабельным блоком.
Основным типом паровых котлов производительностью от 0,7 до 5,56 кг/с (от 2,5 до 20 т/ч) на давление 1,3 и 2,3 МПа (13 и 23 кгс/см2) является котел ДКВР, разработанный ЦКТИ совместно с Бийским заводом [Л. 23]. Котел состоит из двух барабанов (верхнего и нижнего), между которыми размещен коридорный пучок вертикальных гнутых труб с диаметром 51X2,5 мм. Трубы завальцованы или заварены ц. стенки барабанов, толщина которых зависит от внутреннего давления. Барабаны расположены вдоль оси котла, и при £)к=0,7; 1,1; 1,9 и 2,78 кг/с (2,5; 4,0; 6,5 и 10,0 т/Ч) верхний барабан выполнен длиннее нижнего; в верхний барабан включены верхние концы экранных труб, барабан обогревается излучением из топки.
В котлах производительностью 5,56 кг/с (20 т/ч) и части конструкций производительностью на 2,78 кг/с (10 т/ч) оба барабана имеют почти одинаковую длину; экраны же имеют не только нижние, но и верхние коллекторы. Из топочной камеры продукты сгорания топлива поступают в камеру догорания, входят затем в пучок, разделенный на три газохода, и омывают его трубы поперечным потоком. Деление пучка труб на газоходы осуществлено перегородками, первая из которых выполнена из шамотного кирпича, а вторая — из чугуна.
В котлах йк=2,78 и 5,56 кг/с (10 и 20 т/ч) дымовые газы омыва* ют пучок кипятильных труб в один ход. Для установки пароперегревателя уменьшают число труб в кипятильном пучке (обычно первого газохода). Перегреватель изготовляют из труб диаметром 32X3 мм. Вход пара в перегреватель — прямо из барабана, выход — в коллектор, расположенный над потолочным перекрытием пучка. Оси труб перегревателя расположены почти вертикально.
Котлы поставляются блоками или с полностью собранными поверхностями нагрева (см. рис. 5-68). Собранные котлы с обмуровкой и обшивкой называют транспортабельными.
Температура газов за котлами 0,7—2,78 кг/с (2,5—10 т/ч) в пределах 280—340°С в зависимости от сжигаемого топлива. К котлам запроектированы чугунные водяные экономайзеры ВТИ, греющие питательную воду до 138—165°С и охлаждающие дымовые газы до 150—180°С, что позволяет получить к. п. д. 75—91%.
Котел ДКВР-20 (показанный на рис. 6-21) имеет температуру газов, выходящих из котла, в пределах 370—415°С. За котлом может быть установлен чугунный или стальной водяной экономайзер либо трубчатый стальной воздухоподогреватель. Это позволяет снизить - температуру газов до 150—180°С, нагреть воду до 146—174°С или воздух до 170°С и получить к. п. д. 76,5—90,6%.
Общий вид котла ДКВР-20 с решеткой ЧЦР показан на рис. 6-22. Котел выдает перегретый пар, для чего установлен пароперегреватель, размещение которого видно из рис. 6-22,а. Трубы боковых экранов включены в верхние коллекторы, и экранирован потолок топочной камеры. В боковые экраны вода поступает из нижнего барабана, а в фронтовой из верхнего барабана. Котел устанавливается на поста-
Рис. 6-20. Вертикально-водотрубный котел с £>=01278 кг/с а — типа ПКН-2 для работы на мазуте; б — типа |
<1 т/ч) и /?=0,9 МПа (9 кгс/см2). 84/9 для работы на твердом тояливе. |
Менте. Обмуровка котла облегченная с металлической обшивкой и с ограниченным применением шамотного кирпича. Из рис. 6-22 видно размещение устройства для возврата уноса несгоревших частиц твердого топлива из газоходов в топочную камеру.
Таблица 6-1 Габаритные размеры котлов ДКВР с различными топочными устройствами
|
Паропроизводительность О—0,7 кг/с (2,5 т/ч)
•?.«£.* В числителе для тяжелой овиуровки; в знавеяателе—облегченной. 270 |
Котел ДКВР-20 поставляется заводом-изготовителем тремя крупными блоками, из которых два состоят из экранов, а третий — из барабанов и пучка труб.
Схемы компоновок котлов ДКВР с различными топочными устройствами и их габаритные размеры и наличие ступенчатого испарения воды приведены на рис. 6-23 и в табл. 6-1.
К двухбарабанным вертикально-водотрубным котлам относятся агрегаты типов СУ-15-39; СУ-20-39 и ГМ-10-39, выпускавшиеся Белгородским котлостроительным заводом. В обозначении типа этих котлов принято: СУ — слоевой угольный и ГМ — газомазутный, далее паропро - изводительность (т/ч) и давление пара на выходе из котла (кГс/см2). Перечисленные котлоагрегаты имеют барабаны, расположенные вдоль или поперек оси котла; развитый пучок кипятильных труб, включенных в барабаны; топочную камеру со сплошным экранированием стен; расположенный за фестоном пароперегреватель и хвостовые поверхности нагрева — стальной водяной экономайзер и трубчатый воздухоподогреватель. Однако эти котлы сняты с производства и заменены более совершенными.
Рис. 6-21. Котел ДК. ВР-20-13 с топкой для сжигания газа и мазута в облегченной Обмуровке. |
Наибольшее распространение получили котельные агрегаты с компоновкой поверхностей нагрева по П-образной схеме с одним барабаном средней мощности, начиная с паропроизводительности 5,6кг/с (20 т/ч) и выше. К таким агрегатам относятся ТС-20-у; ТП-20-у; ТЗ-25/15ГМ; ТС-35-у; ТП-35-у; БГ и БМ-35; Б-50-40; К-50-14 и другие на давление пара за агрегатом 4,0;.2,4 и 1,4 МПа (40, 25, 14 кгс/см2) и на производительность от 5,6 и до 14 кг/с (от 20 до 50 т/ч).
Рис. 0-22. |
Ю “Ч Ьо |
Ко1^л ДКВР-20- 13-250 (с чугунной цепной решеткой для слоевого сжигания каменных углей и антрацита). Продольный разрез.
Конструктивными особенностями таких котлоагрегатов являются наличие топочной камеры со сплошным экранированием, отсутствие пучка кипятильных труб с заменой его фестоном из труб заднего экрана, наличие стального водяного экономайзера и воздухоподогревателя.
При такой компоновке поверхностей нагрева котельные агрегаты легче выполнить пригодными для работы на твердых топливах с разной приведенной влажностью и зольностью. Примером П-образной компо-
/1-И 5г£ |
Новки котельного агрегата с топкой для сжигания в слое антрацитов марок А'СШ и АРШ являются агрегаты типов ТС-20-у, ТС-35-у, ТП-20 и ТП-35-у Белгородского котельного завода. Продольный разрез котло - агрегата ТС-35-у производительностью 9,8 кг/с (35 т/ч) и на давление 4,0 МПа (40 кгс/см2) и температуру 440°С показан на рис. 6-24.
Котлоагрегат имеет длинный задний свод, низко расположенный над слоем, и короткий высоко поднятый и закрытый огнеупором передний свод для верхнего зажигания топлива. Далее выполнен пережим для перемешивания продуктов сгорания с воздухом и только за этими участками имеется объем со сплошным экранированием стен для 18—53 273
Ж |
Ш
Ш |
И |
К |
7Г |
/'"Ф'Ч |
00 |
.'<ВВ |
|
|
|
IX |
Со |
Ж _и |
|
А' А |
Ш
Рис. 6-23. Схемы компоновок котлов типа ДКВР с различными топочными устройствами и габаритные размеры (в объеме заводской поставки).
/ — ДКВР-2,5; ДКВР-4 и ДКВР-6,5 с топкой ПМЗ-РПК; // — ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6,5 и ДКВР-10 с топкой для сжигания газа и мазута; /// — ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6,5 и ДКВР-10 с топкой Померанцева; IV — ДКВР-10 с топкой ПМЗ-ЧЦР, ПМЗ-ЛЦР; V —ДКВР-2,5* ДКВР-4; ДКВР-6,5 и ДКВР-10 с топкой Шершнева; V/ —ДКВР-10 с решеткой ЧЦР; VII — ДКВР-20 с решеткой ЧЦР и ступенчатым испарением; VIII — ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6,5 с облегченной обмуровкой и обшивкой с топкой для сжигания газа и мазута; IX ДКВР-10 в облегченной обмуровке с топкой для сжигания газа и мазута с двухступенчатым испарением; X — ДКВР-10-39 с топкой Померанцева; XI — ДКВР-10-39 с топкой ПМЗ-РПК; XII — ДКВР-20 с решеткой ПМЗ-ЧЦР и ПМЗ-ЛЦР; XIII — ДКВР-20 и ДКВР-Ю с топкой для сжигания газа и мазута; компоновки X, XI, XII и XIII с двухступенчатым испарением.
Охлаждения дымовых газов. Затем по ходу газов расположены фестон, выполненный из труб заднего экрана, и вертикальный пароперегреватель с поверхностным пароохладителем в рассечку. Трубы экранов имеют диаметр 60X3 мм, пароперегревателя — 38x3 мм, стального водяного экономайзера — 32X3 мм, воздухоподогревателя — 40X1,5 мм. 274
В барабане (диаметр 1500 мм) расположены устройства для сепарации пара, ввода реактивов, непрерывной продувки, распределения питательной воды и ступенчатого испарения котловой воды.
Обмуровка накаркасная тяжелая, каркас несущий.
Изменения в конструкции вертикально-водотрубного котлоагрегата экранного типа с П-образной компоновкой для сжигания природного газа и мазута можно видеть из сопоставления рис. 6-25, на котором изображен котлоагрегат типа Б-25/15ГМ, производительностью 7 кг/с (25 т/ч) на параметры пара 1,5 МПа (15 кгс/см2) и 350°С, и рис. 6-28, на котором изображен котлоагрегат с топкой для твердого топлива.
Холодная воронка заменена подом 1 из огнеупорной кладки, поставлены три горелки 2, из которых две нижние являются основными,
Рис. 6-24. Котлоагрегат ТС-Эбу с П-#бразной компоновкой поверхностей нагрева н слоевой топкой ЧЦР для сжигания антрацита, |
±тзг
^12600 |
^12720
Ъ12200
І Трубы I 038x3
Трубы 023*3
5700
В свету 4-070
В свету 7000 |
^з&прзт':__
'Трубы 060x3
І ІII I I
Трубы
Ф4ох7,5
2485
4970 ___________________ 2280
Рис. 6-25. Котлоагрегат БГ-25/15ГМ с топкой для природного газа и мазута.
А верхняя служит для регулирования температуры перегретого пара, хотя на стороне входа пара в перегреватель имеется поверхностный пат роохладитель 3.
Размеры труб экранов перегревателя и воздухоподогревателя оставлены теми же, что и в рассмотренных котлоагрегатах, а водяной экономайзер для большей компактности выполнен из труб 28X3 мм. Для защиты от коррозии при работе на мазуте воздух подогревается паром в калорифере до 55°С. Воздух поступает в верхний куб воздухоподогревателя. В котлоагрегате имеются три последовательно включен
Ные ступени испарения: две в барабане и третья в выносных циклонах 4.
Обмуровка агрегата выполнена облегченного типа накаркасной. Для удаления наружных отложений с конвективных поверхностей нагрева применена система очистки дробью. Котлоагрегат поставляется частично крупными блоками.
Дальнейшая работа завода над 'конструкцией котлоагрегате для сжигания. природного газа и мазута привела « созданию котлоагрегата Е-25-14ГМ (рис. 6-26), рассчитанного на производительность 7 кг/'с (25 т/ч) на давление 1,4 МГІа (14 кгс/см2) и на перегрев пара до 250°С.
В котлоагрегате два барабана с опускными обогреваемыми трубами и развитый чугунный водяной экономайзер 7.
По такому же типу запроектирован и котлоагрегат ГМ-50-14/250 производительностью 14 кг/с (50 т/ч). Котел имеет два барабана, соединенных пучком вертикальных кипятильных труб, топочную камеру,
Рис. 6-26. Котлоагрегат Е-25-14 с камерной топкой для сжигания газа и мазута. I — топка; 2 — выносной циклон; 3 — задний экран; 4 — пароперегреватель; 5 — кипятильные трубы* 6 — воздухоподогреватель: 7 — чугунный водяной экономайзер. |
Стены, под и (потолок, .которые. полностью закрыты экранами из труб 60X3 мм; горизонтальный конвективный перегреватель, за - которым находится стальной трубчатый воздухоподогреватель и вынесенный в отдельный газоход чугунный ребристый водяной экономайзер системы ВТИ.
Продольный разрез котлоагрегата показан на рис. 6-27. На боковых стенах топочной камеры установлены четыре газомазутные горелки. Продукты сгорания топлива перед входом в лучок шахматно расположенных труб проходят фестон. Пучок кипятильных труб с тем же, что у экранов, диаметром 60x3 мм имеет 16 обогреваемых опускных труб диаметром 219X6 мм и 14 необогреваемых опускных труб 133X4 мм.
Обогреваемые опускные трубы размещены по нижней образующей верхнего барабана, необогреваемые— на его концах. Все экраны, кроме фронтового, выделенного во вторую ступень испарения, питаются водой из нижнего барабана; фронтовой экран — из выносных циклонов. Пароперегреватель выполнен из труб диаметром 32X3 мм, включенных во входную и выходную камеры; трубы расположены горизонтально в шахматном порядке; регулятор температуры перегрева пара отсутствует.' За перегревателем установлен стальной одноходовой воздухоподогреватель из труб 40X1,5 мм. Далее продукты сгорания выходят в вынесенный подъемный газоход и чугунный водяной экономайзер, который очищать дробью нельзя.
Обмуровка топочной камеры — кирпичная с обвязочным каркасом, поворотного и опускного газоходов, выполнена из огнеупорного бетона (накаркаоная), а газоход водяного экономайзера имеет металлические стенки и тепловую изоляцию. Для очистки поверхностей нагрева экранов, пучка кипятильных труб и чугунного водяного экономайзера применяется обдувка паром.
Котельный агрегат поставляется заводом-изготовителем блоками и узлами (за исключением обмуровки и обвязочного каркаса топочной камеры). Наличие ступенчатого испарения позволяет подавать в котлоагрегат воду с достаточно высоким солесодерж анием 250 мг/кг.
Для крупных котельных, снабжающих потребителя насыщенным или слабоперегретым паром, изготовляются серии котлоагрегатов производительностью 14 кг/с (50 т/ч) на параметры 1,4 МПа (14 кгс/см2) и 250°С, рассчитанных на сжигание в камерных топках каменных углей (типа К-50-14), 'бурых углей (типа Б-50-14/250) и фрезерного торфа (типа Т-50-14/250). Котлоагрегаты запроектированы с П-образ - ной компоновкой поверхностей нагрева и сплошным экранированием топок. На Месте 'большого конвективного пароперегревателя в агрегатах с топкой для сжигания твердого топлива установлена поверхность нагрева из кипятильных труб, имеющая свой барабан и систему водоподводящих и отводящих Труб, т. е. отделенный от экранов контур циркуляции.
Котельный агрегат типа Б-50-14/250 с топкой для сжигания бурых углей см. на рис. 6-28. Для сжигания каменных углей (К) и фрезерного торфа (Т) агрегаты имеют тот же профиль и размеры; изменены лишь горелки, их расположение и поверхности нагрева водяного экономайзера. Топочная камера объемом 207 м3 экранирована трубами диаметром 60X3 мм, включенными в верхние и нижние коллекторы и образующими десять отдельных контуров циркуляции. Верхние камеры соединены отводящими трубами с основным барабаном агрегата (диаметром 1500 мм). К нижним камерам от барабана подсоединены во- допод'водящие трубы. Дымовые газы, пройдя фестон 1, образованный из труб заднего экрана, омывают трубы перегревателя 2 (диаметром 32X3 мм) и входят ів пучок кипятильных труб 3 (диаметром 60X3мм), образующих секции, включенные в дополнительный барабан (диаметром 800 мм.)
К наклонным кипятильным трубам вода из этого барабана 4 .поступает по трубам через специальные вставки. Образовавшийся пар в малом барабане отделяется от воды, промывается и отводится в паровое пространство основного 'барабана. Продукты сгорания проходят затем стальной водяной экономайзер 5, трубчатый воздухоподогреватель 6, чугунный 'водяной экономайзер ВТИ 7 и снова стальной труб
чатый воздухоподогреватель 6. Последний куб воздухоподогревателя* куда входит холодный »воздух, 'выполнен невысоким для возможности его замены.
Рис. 6-28. Котельный агрегат типа 50-14/250 с камерной топкой для сжигания каменного, бурого угля и тврфг. |
Ц. |
18350 ф 17960 |
Ф Ш70 |
Ф 9250 ^7¥50 |
3 |
Ф 19275 |
—Т |
Ъ18500 |
6 |
7 |
^1500 |
ФП755 ТрФ ¥0*1,5 |
±12230 |
Конвективные (поверхности нагрева перегревателя, дополнительного пучка кипятильных т. руб постоянны и составляют 50 и 182 м2, но для
Водяного экономайзера для различных топлив изменяются от 602 до 678 м2, воздухоподогревателя от 2473 до 2582 м2, что позволяет сохранить размеры конвективных газоходов шахты и топочной камеры постоянными. Основные элементы котлоагрегата поставляются заводом - изготовителем крупными блоками.
При работе котлоагрегата на каменном угле четыре горелки устанавливают на боковых стенах топки; при работе на бурых углях и фрезерном торфе две амбразуры или горелки ставятся на фронтовой стене; для розжига предусмотрены мазутные форсунки.
Обмуровка агрегата облегченного типа, накаркасная толщиной от 215 до 315 мм.
При производстве насыщенного пара на всех рассмотренных котлоагрегатах с /)=14 кг /с (50 т/ч) и давлением 1,4 МПа (14 кгс/см2) пароперегреватель не устанавливается, а монтируется несколько змеевиков, в которых пар лишь подсушивается и выходит с температурой 197—20о°С. Кроме котельных агрегатов производительностью 14 кг/с {50 т/ч), для промышленных котельных установок иногда используются агрегаты производительностью 21 и 27,8 кг/с (75 и 100 т/ч) на параметры 4,0 МПд (40 кгс/см*) и 440°С. По компоновке поверхностей нагрева они схожи с агрегатами, показанными на рис. 6-24 и 6-28. Их описание и характеристики можно найти в [Л. 13, 22 и 24]. Место применения — небольшие ТЭЦ.
Выше отмечалось, что ликвидация присосов холодного воздуха в котельный агрегат (газоплотный, котлоагрегат) позволяет уменьшить потери теплоты с уходящими газами [ом. ф-лу (2-85)]. Испытания одного и того же агрегата, проведенные ЦКТИ, под разрежением и с наддувом показали, что за счет ликвидации присосов можно повысить ж. п. д. брутто на 0,5—1,5%. Замена дымососа и вентилятора одним агрегатом—вентилятором упрощает котельную установку. Однако применение наддува связано с усложнением конструкции агрегата. Кроме того, усложняется эксплуатация из-за невозможности осмотра топки и поверхностей нагрева и замены первичных приборов во время работы, а также из-за повышения загазованности помещения при нарушениях плотности ограждений топки, газоходов и золоулавливающих устройств. По этим причинам часто на котлоагрегатах для сжигания твердого топлива применяются только газоплотные ограждения котлоагрегата без создания в нем наддува — избыточного против атмосферного давления.
Газовая плотность (герметичность) достигается за счет применения труб с плавниками или проставками (см. рис. 3-26,6 и рис. 6-15,6). Из таких труб выполняются экраны топочной камеры, стены газоходов и перегородки. В топочной камере котлоагрегатов, работающих с наддувом, создается давление порядка 3—4 кПа (300—400 кге/м2) и за счет этого напора преодолевается сопротивление конвективных поверхностей нагрева, золоулавливающих устройств, соединяющих газоходов, т. е. всего тракта, включая дымовую трубу.
В первую очередь наддув применяют для котлоагрегатов, предназначенный для сжигания газа и імазута. Такие агрегаты с топками для жидкого и газообразного топлива производительностью от 1,1 до 7 кг/с (от 4 до 25 т/ч) на параметры 1,4; 2,4 и 4,0 МПа (14, 24 и 40 игс/см2) для получения насыщенного или перегретого пара созданы Бийским котельным заводом совместно с ЦКТИ.
Более крупные котлоагрегаты, рассчитанные на эти же топлива и параметры пара с производительностью 12,5; 14 и 21 кг/с (35, 50 и
^ 27500 |
2535 |
200 |
±19700 |
±15595 |
±20270 |
. 8500 Ж. |
±_ 3850 |
Рис. 6-29. Продольный разрез котло - агрегата типа Е-50-40Н для сжигания пыли твердого топлива в топочной камере с наддувом. а — разрез продольный; б — схема разворота в серию, представленная в плане. |
КГ/О 21,0 |
ОООО О О Фронт котла. ^ |
75 т/ч) и предназначенные для получения перегретого пара с температурой до 440°С, разработаны Белгородским «отельным заводом совместно с ЦКТИ. Белгородский котельный завод и ЦКТИ разработали котлы с наддувом, предназначенные и для работы на каменных и бурых углях производительностью 12,5; 14 и 21 кг/с (35, 50 и 75 т/ч) на давление 4 МПа (40 кгс/см2) и температуру перегретого пара 440°С и питательной воды 145°С.
Продольный и горизонтальный разрезы этого котлоагрегата идентичны для всех производительностей (рис. 6-29). Котлоагрегат имеет сухое удаление шлака 1, фронтовое расположение горелок 2 и заднюю стену топочной камеры, совмещенную со стеной конвективной шахты, а также отбор газов для сушки топлива. Выше горелок размещены ширмы 3, охлаждаемые котловой водой. Ширмы позволяют снизить температуру газов в конце топочной камеры. Пароперегреватель 4 и водяной экономайзер 5 из коридорного пучка труб расположены в конвективной шахте и подвешены на трубах, включенных в контур циркуляции заднего экрана. Далее расположен воздухоподогреватель 6 из стальных труб.
Весь котельный агрегат, кроме воздухоподогревателя, подвешен на каркасе и расширяется вниз. Тепловое напряжение объема топки 210 кВт/м3 или 180-103 ккал/(м3*ч). Температура газов в конце топки —1000°С, за водяным экономайзером около ~300°С и уходящих газов зависит от влажности сжигаемого топлива, изменяющейся в пределах
От 0,24 до 7,5 кг«%/МДж (от 1 до 32 кг* % /ккал). Коэффициент полезного действия брутто котлоагрегатов составляет 89—92% в зависимости от влажности топлива. Габариты котлоагрегата постоянны по высоте и глубине, соответственно 23 и 10,5 м, и переменны по ширине '—<7; 8,5 и И м. Барабан котла (внутренний диаметр —'1200 м;м) оборудован сепарационными устройствами в виде встроенных циклонов. Вторая ступень испарения оборудована выносными циклонами.
Котел допускает солесодержание питательной воды до 350 мг/кг. Экранные трубы выбраны диаметром 50X5 мм, перегревателя — 32x3 мм, водяного экономайзера — 28X3 мм, воздухоподогревателя — 40X1,5 мм и подвесные — 38X5 мм.
Вместо обмуровки применена изоляция из минераловатных плит толщиной около 120 мм, закрепленная на штырях, приваренных к проставкам между экранными трубами. Регулирование температуры перегретого пара выполнено с помощью впрыска собственного конденсата.