ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЫ КОТЕЛЬНЫХ

УСТРОЙСТВО И РАБОТА ТЕПЛОГЕНЕРАТОРА Е-1-9

Паровые двухбарабанные вертикально-водотрубные котлы серии Е-1-9, с естественной циркуляци­ей (Е), предназначены для сжигания газа (Е-1-9Г) или мазута (Е - 1-9М) и выработки сухого насыщенно­го пара производительностью 1 т/ч, давлением 0,9 МПа или 9 кгс/см2. Изготовители - «Бийскэнерго - маш» и Монастырищенский машиностроительный завод. Основные характеристики котлов серии Е-1-9 и их комплектация приведены в табл. 8.13 [12]. Принципиальная схема устройства и работы теплогене­ратора Е-1-9Г приведена на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Принципиальная схема теплогенератора Е-1-9Г:

1, 2 - верхний и нижний барабаны;

3, 4 - кипятильные трубы первого и второго газоходов;

5, 6 - металлические перегородки;

7, 8 - левый и правый боковые топочные экраны; 9 - задний топочный экран;

10, 11 - фронтовой и потолочный экраны; 12 - фронтовой коллектор;

13 - перепускные трубы; 14,15 - нижний и верхний коллекторы бокового экрана;

16 - горелка; 17 - водоуказательное стекло; 18 - паропровод; 19 - манометр;

20 - термометр; 21 - предохранительный клапан

Котел состоит из верхнего 1 и нижнего 2 барабанов одинаковой длины, диаметром 650 х 8 мм, ко­торые размещены на одной вертикальной оси. Барабаны соединены между собой изогнутыми кипя­тильными трубами (одиннадцать рядов по четырнадцать штук), образующими соответственно первый 3 и второй 4 газоходы конвективной поверхности нагрева. Газоходы разделены между собой стальной перегородкой 5 по всей высоте газохода котла с окном (от фронта котла) справа. Трубы кипятильного пучка отделены от топки вертикальной перегородкой 6 из жаростойкой стали по всей высоте топки, ко­торая не доходит до левой стенки котла, оставляя окно слева для прохода топочных газов из топки в га­зоход.

Вся трубная система собрана на одной раме - сварном металлическом каркасе. Часть нижнего бара­бана крепится неподвижно, а остальные части котла имеют скользящие опоры и реперы, которые кон­тролируют удлинения элементов при температурном расширении. Объем воды в котле - 1,1 м3. Габа­ритные размеры: длина - 4,16 м, ширина - 2,4 м, высота - 2,8 м.

Топка сформирована экранными трубами, которые образуют соответственно: 7 - левый боковой эк­ран; 8 - правый боковой экран (аналогично левому); 9 - задний экран топки; 10, 11 - передний или фронтовой и потолочный экраны. Все трубы в радиационной и конвективной поверхности нагрева имеют наружный диаметр 51 х 2,5 мм, что обеспечивает лучшую естественную циркуляцию в контурах котла.

Экранные трубы заднего топочного экрана 9 развальцованы в верхнем и нижнем барабанах. Экран­ные трубы фронтового и потолочного экрана 10 и 11 выполнены из наклонных изогнутых труб, которые своими верхними концами развальцованы в верхнем барабане 1, а нижними концами приварены к ниж­нему поперечному фронтовому коллектору 12, расположенному на фронтовой стене котла. Фронтовой коллектор 12 по углам топки соединен двумя перепускными трубами 13 с двумя нижними коллектора­ми 14 боковых экранов для обеспечения необходимой циркуляции воды в котле.

Левый боковой экран топки выполнен из вертикальных труб 7, приваренных к нижнему горизон­тальному коллектору 14 и верхнему наклонному коллектору 15. Правый боковой экран топки выполнен аналогично левому. Нижние коллекторы боковых экранов топки вварены в нижний барабан, а верхние
коллекторы - в верхний барабан. Все коллекторы имеют диаметр 159 х 6 мм. Верхние коллекторы экра­нов имеют лючки для очистки труб и осмотра коллектора. Горелка 16 диффузионного типа Г-1 распо­ложена под фронтовым коллектором 12.

Обмуровка фронтовой, задней и боковых стенок котла выполнена трехслойной, а потолочного эк­рана - из четырех слоев, причем в первом слое применяется огнеупорный кирпич, все остальные слои состоят из изоляционных плит. Нижняя часть в топке - под - выкладывается огнеупорным (диатомо­вым) кирпичом. Обмуровка котла снаружи покрывается металлической листовой обшивкой для умень­шения присосов воздуха в газовый тракт. Обмуровка, изоляция и металлическая обшивка котла закреп­ляются на каркасе.

Газовоздушный тракт. Топливо и воздух подаются в горелку 16, а в топке образуется факел горе­ния. Теплота от топочных газов в топке, за счет радиационного и конвективного теплообмена, переда­ется всем экранным трубам (радиационным поверхностям нагрева), где эта теплота передается воде, циркулирующей по экранам. Топочные газы выходят из топки и через окно слева в металлической пе­регородке 6 переходят в первый газоход 3, где передают теплоту конвективному пучку труб, затем оги­бая перегородку 5 с правой стороны и поворотом на 180°, входят во второй газоход 4 кипятильного пучка труб и с температурой примерно 250 °С через заднюю стенку выходят из котла и направляются к дымососу, а затем в дымовую трубу.

Основные контуры естественной циркуляции. Питательная вода после умягчения по трубопро­водам питательной линии, питательным насосом подается в водный объем верхнего барабана 1, где смешивается с котловой водой. На питательной линии установлен обратный клапан и вентиль.

В котле имеется четыре контура естественной циркуляции.

• 1-й контур (по кипятильным трубам). Котловая вода из верхнего барабана 1 опускается в нижний барабан 2 по кипятильным трубам 4 конвективного пучка, расположенным во втором газоходе - в об­ласти более низких температур топочных газов. Образующаяся пароводяная смесь (ПВС) поднимается в верхний барабан по трубам заднего экрана топки 6 и кипятильным трубам 3, расположенным в первом газоходе - в области более высоких температур топочных газов.

• 2-й контур (по левому боковому топочному экрану) - котловая вода из нижнего барабана подво­дится к нижнему коллектору 14, распределяется по нему, а образующаяся ПВС по трубам 7 левого бо­кового экрана, расположенным в топке, поднимается в верхний коллектор 15, откуда в верхний барабан.

• 3-й контур (по правому боковому экрану топки 8) - осуществляется аналогично левому боково­му топочному экрану.

• 4-й контур (по фронтовому и потолочному экрану топки) - котловая вода из нижних коллекторов боковых экранов по перепускным трубам 13 подводится к фронтовому коллектору 12, распределяется по нему, а образующаяся ПВС по трубам фронтового 10 и потолочного 11 экрана идет в верхний бара­бан.

Вода и пароводяная смесь (ПВС) из всех контуров циркуляции поднимается в верхний барабан, где в паросепарационных устройствах отделяется пар, а вода смешивается с котловой водой и процесс цир - куляций повторяется. После паросепарационных устройств полученный сухой насыщенный пар по па­ропроводу 18 идет к потребителю.

Котел снабжен двумя пружинными предохранительными клапанами 21 и соответствующей армату­рой: термометр 20, манометр 19, водоуказательное стекло 17. На задней стенке котла установлен обду - вочный аппарат, а на обмуровке, в верхней части топки - взрывной предохранительный клапан. В котле три точки периодической продувки: из нижнего барабана и двух нижних коллекторов боковых экранов.

Котел поставляется в комплекте с автоматикой КСУ-14, КСУМ 2-П, системой питания, включая пи­тательный насос, дымосос, горелочным устройством и пр. В случае необходимости завод поставляет водоумягчительную установку и дымовую трубу.

Аналогичную конструкцию имеют паровые котлы ПКН, предназначенные для обеспечения паром и горячей водой буровых установок и объектов нефтехимической промышленности.