Меню

Котлы с кипятильными трубами

Паровые котлы. Типы паровых котлов.

Паровым котлом называется аппарат, который получает водяной пар с давлением выше атмосферного. Паровой котел представляет собой металлический сосуд, внутри которого циркулируют вода и пар. Котел с внешней стороны обогревается дымовыми газами, являющимися продуктами сгорания топлива. Тепло, содержащееся в дымовых газах, через металлические стенки котла передается воде, нагревает и испаряет ее; образующийся пар перегревается до требуемой температуры и затем применяется в котельных установках.

Типы паровых котлов.

Современные стационарные котлы разделяются на котлы:

  • — с жаровыми трубами;
  • — с дымогарными трубами;
  • — цилиндрические;
  • — горизонтально-водотрубные;
  • — вертикально-водотрубные котлы.

Цилиндрический паровой котел.

Цилиндрические котлы (рис. 1) — наиболее старый тип паровых котлов с большим водяным объемом, внешней топкой и обогревом газами только наружной поверхности цилиндра. Котел состоит из цилиндрической части с прикрепленным к ней сухопарником.

Рис. 1. Общий вид цилиндрического котла.

К недостаткам цилиндрических котлов относится:

  • — ограниченная поверхность нагрева и плохое ее использование;
  • — малая производительность;
  • — низкое давление пара;
  • — неэкономичность;
  • — большой вес;
  • — эксплуатационная ненадежность и большая площадь, занимаемая котлом.

Поэтому такие котлы в настоящее время почти не изготовляются.

Котлы с жаровыми трубами.

Котлы с жаровыми трубами представляют собой цилиндрический железный барабан, к днищам которого присоединены одна или две жаровые трубы (Рис. 2).

Рис. 2. Котел с одной жаровой трубой:

1 – корпус котла; 2 – жаровая труба; 3 – сухопарник.

Жаровые трубы устанавливаются внутри водяного пространства котла между днищами. Снаружи жаровые трубы по всей поверхности омываются водой, а внутри труб проходят газы. Котлы изготовляются с гладкими и волнистыми по форме жаровыми трубами (рис. 3). В котлах с одной жаровой трубой последняя почти всегда устанавливается несколько сдвинутой от вертикальной и горизонтальной оси барабана котла. Такое расположение жаровой трубы создает лучшую циркуляцию воды и делает более удобными очистку и осмотр котла. Топки обычно располагаются внутри труб.

Жаровые трубы котла.

Рис. 3. Жаровые трубы.

а – гладкая; б – волнистая.

Котлы с одной жаровой трубой называются корнвалийскими, а с двумя — ланкаширскими. Эти котлы занимают большой объем, имеют значительный вес и поэтому изготовляются лишь малых мощностей, с низким давлением. Применяются они в небольших промышленных котельных.

В последнее время у котлов с жаровыми трубами днища делаются штампованные, выпуклые, с большим радиусом закругления к отбортовке. Отбортовка днища для присоединения жаровых труб выполняется большей частью внутрь барабана, что обеспечивает охлаждение водой заклепочного шва. Жаровые трубы рекомендуется изготовлять волнистыми. Волнистые трубы увеличивают поверхность нагрева и лучше воспринимают колебания при изменении температуры нагрева и давления внутри барабана. Гладкие трубы для жесткости и компенсации температурных изменений соединяются кольцами Адамсона (рис. 4).

Рис. 4. Кольцо Адамсона.

К положительным свойствам котлов с жаровыми трубами относится большой водяной объем, который обеспечивает устойчивую работу котла при ручной топке, неравномерном питании водой и неравномерном потреблении пара. Ремонт у этих котлов несложный, и уход за ними простой.

К отрицательным свойствам этих котлов относятся:

  • — значительная площадь, занимаемая котлом;
  • — большой вес;
  • — медленная и дорогостоящая растопка;
  • — выносная топка при использовании низких сортов топлива;
  • — низкое давление, развиваемое котлом.

Котлы с дымогарными трубами.

Котлы простейшего вида с дымогарными трубами состоят из цилиндрического барабана, двух днищ, большого количества дымогарных труб, по которым проходят горячие газы. Топка располагается под котлом, а дымогарные трубы образуют газоход.

Дымогарные трубы котла.

Трубы завальцовываются в два плоских днища, которые дополнительно укрепляются анкерными тягами (связями) и специальными косынками.

К недостаткам таких котлов относятся:

  • — большая жесткость конструкции, вызывающая значительное перенапряжение металла, и течи в местах развальцовки труб от резких изменений температуры в котле;
  • — ограниченная паропроизводительность;
  • — неприспособленность дымогарных труб, ввиду большого диаметра барабана и плоской формы днищ, к повышенным давлениям пара.

Дымогарные трубы в трубной решетке (рядом с днищами котла) располагают по углам квадрата или по вершинам равностороннего треугольника так, чтобы промежутки между трубами были 25—30 мм. Расположение труб по вершинам равностороннего треугольника дает возможность разместить большее количество труб. Один конец дымогарной трубы изготовляется несколько большего диаметра, что облегчает установку труб и извлечения их при ремонте. Плоские днища котлов, распираемые давлением пара, укрепляются анкерными тягами, которые связывают между собой оба днища.

Связи из круглого железа ставятся в определенных местах днищ, и промежутках между дымогарными трубами. Часто вместо связей из круглого железа применяют те же дымогарные трубы с более толстыми стенками, концы которых, как у анкерных тяг, нарезаны и ввернуты в днища. Простые котлы с дымогарными трубами и нижними топками в настоящее время почти не изготовляются.

Котел паровой комбинированный.

Широкое применение получили котлы, в которых жаровые трубы сочетаются с дымогарными, и топки расположены под котлами. Такие котлы называются комбинированными. Одним из комбинированных типов котлов являются локомобильные котлы (рис. 5). Они строятся с пароперегревателем или без него. Существенными недостатками таких котлов являются:

  • — ограниченная мощность;
  • — низкое давление пара;
  • — потребность в высококачественном топливе;
  • — течь в местах ввальцовки труб при быстрых и резких изменениях нагрузки.

Локомобильный котел.

Рис. 5. Паровой котел локомбиля:

1 – корпус котла; 2 – жаровая труба; 3 – дымогарные трубы; 4 – сухопарник.

Водотрубный паровой котел принцип работы.

Котлы водотрубные (рис. 6) состоят из одного или нескольких барабанов с внутренней системой труб небольшого диаметра.

Отличительным признаком водотрубных котлов служат пучки кипятильных труб, внутри которых циркулирует вода. Снаружи трубы омываются горячими газами. Следовательно, поверхность нагрева в этих котлах образуется из всех поверхностей кипятильных труб.

Кипятильные трубы соединяются с камерами развальцовкой стенок труб. В камерах делаются люки против каждой трубы или один большой люк на группу труб. Стенки камеры для прочности соединяются анкерными тягами.

В одном котле устанавливается до 400 кипятильных труб. Трубы располагаются рядами в горизонтальном или вертикальном направлениях в зависимости от системы котла. Расстояние между осями труб по горизонтальной линии 150—170 мм, а по вертикальной линии 130—150 мм. Наружный диаметр кипятильных труб колеблется от 76 до 102 мм (средний 95 мм) при длине 5 м.

Хорошие условия для циркуляции воды, пара и движения газа обеспечивают высокую паропроизводительность котла. В котлах кипятильные трубы устанавливаются с некоторым наклоном, что способствует лучшему пароотделению и переходу пузырьков пара в верхний барабан.

Виды водотрубных котлов.

По конструкции водотрубные котлы делятся на горизонтально-водотрубные и вертикально-водотрубные.

Горизонтальный водотрубный котел.

Горизонтально-водотрубный котел состоит из пучка кипятильных труб, двух камер, пароперегревателя и цилиндрического барабана (коллектора). Камеры изготовляются клепаными или сварными.

В стенки камер ввальцовываются кипятильные трубы. Отверстия в камерах закрываются люками. Кипятильные трубы располагаются в горизонтально-водотрубных котлах с наклоном к горизонту под углом 15°, а в вертикально-водотрубных — с наклоном к горизонту мод углом 45° и больше.

Из горизонтально-водотрубных котлов можно выделить котлы системы Шухова с одним или несколькими продольными барабанами, а в модернизированных конструкциях — с одним поперечным барабаном.

Конструкция котла Шухова.

Рис. 6. Горизонтальный водотрубный котел Шухова:

1 – барабан, 2 – коллектор; 3 – сухопарник; 4 – грязевик; 5 – пароперегреватель; 6 – пучки труб.

У котла Шухова (рис. 6) трубные пучки ввальцовываются в днище цилиндрических коллекторов (камер), которые образуют трубную батарею. По вертикали устанавливаются две батареи; коллекторы верхней и нижней батарей попарно склепываются между собой. Коллекторы верхних батарей патрубками соединяются с продольными барабанами. Для облегчения выхода пароводяной смеси из нижней батареи передний коллектор снабжается трубой, по которой пароводяная смесь поступает в барабан.

Горизонтально-водотрубные котлы строятся малых и средних мощностей с расчетом на низкое давление.

Вертикально водотрубные котлы.

Вертикально-водотрубные котлы (рис. 7) состоят из пучков кипятильных труб, пароперегревателя и цилиндрического барабана (коллектора). В вертикально-водотрубных котлах кипятильные трубы расположены в круто наклонном положении. Такое расположение труб дает возможность получить с одного квадратного метра площади воды большее количество пара в час. Кроме того, эти котлы занимают сравнительно с другими немного места. Благодаря своим положительным качествам они завоевали преимущественное положение в паровом хозяйстве. Котлы строятся большей частью с кипятильными трубами, изогнутыми таким образом, чтобы они входили в коллектор перпендикулярно стенкам барабана. Благодаря четырехкратному изменению направления движения, горячие газы неоднократно приходят в соприкосновение с кипятильными трубами, вследствие чего они наиболее полно передают тепло воде. Циркуляция в этих котлах хорошая. Котлы имеют большое топочное пространство.

Читайте также:  Котельная дымовая труба дымоходы

Рис 7. Общий вид вертикального водотрубного пятибарабанного котла с перегревателем.

Вертикально-водотрубные котлы строятся преимущественно одно- и двухбарабанные, низкого и среднего давления всех мощностей.

Прямоточный паровой котел. Принцип работы прямоточного котла.

Особое положение по конструкции занимают прямоточные котлы высокого давления. Прямоточные котлы не имеют барабанов, а представляют систему обогреваемых змеевиков, в которые питательными насосами подается вода. Вода по мере движения постепенно нагревается до температуры парообразования, пар перегревается и прямым потоком проходит к паровым установкам.

В паровых котлах различают две части:

  • — нижняя часть котла, заполненная водой, называется водяным пространством;
  • — верхняя часть котла, заполненная паром — паровым пространством. Граница между паровым и водяным пространством называется уровнем воды, или зеркалом испарения.

Поверхность котла, омываемая, с одной стороны, горячими газами, а с другой стороны — водой, называется поверхностью нагрева котла, а граница соприкосновения горячих газов со стенкой котла называется огневой линией.

Количество пара, производимое котлом в час, называется паропроизводительностью котла или его мощностью. Котлы паропроизводительностью до 10 т/час пара считаются котлами малой мощности, от 10 до 60 т/час— котлами средней мощности, и свыше 60 т/час — котлами высокой мощности. Котлы, вырабатывающие пар давлением до 25 ат, считаются котлами низкого давления, до 40 ат — котлами среднего давления, и свыше 40 ат — котлами высокого давления. В настоящее время имеются котлы, которые дают пар давлением в 130—140 ат и выше.

Источник

Паровые котлы

Главная » Статьи » Паровые котлы

Промышленные паровые котлы

Промышленные паровые котлы марки КП и Е, КПС, ПКН и прочее с жаровыми и дымогарными трубами выпускаются котельными заводами и в настоящее время, так как они нетребовательны к качеству воды, обладают большой аккумулирующей способностью и относительно просты в эксплуатации.

Паровой котел Е

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). Паровые котлы E предназначены для сжигания в топке природного газа и выработки насыщенного пара с давлением 0,9 МПа (9 кгс/см 2 ).Паровые котлы состоят из коаксиальных цилиндров 1, соединенных приваренными штампованными кольцами 2. Наружный цилиндр имеет под верхним и над нижним кольцом штампованные трубные доски, в которые завальцованы 92 прямые кипятильные трубы диаметром 38Х2,5 мм с плавниками или приварными полосами (рис. 6-15,б), 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 цилиндра, 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/м 3 ) под металлическую обшивку, проходит систему каналов и через регистр поступает в горелку.

Рис. 6-15. Паровые котлы с наддувом для работы на природном газе типа Е-0,4/9Г, модель МЗК-8Г на 0,11 кг/с (400 кг/ч) и р=0,9 МПа (9 кгс/см 3 ). а — общий вид; б — газоплотная стена из труб с плавниками или приварными полосами.

Таким образом, паровые котлы работает с давлением в топочной камере (наддувом) в 0,4 — 0,5 кПа (40 — 50 кгс/м 2 ) и без дымососа. Тепловое напряжение объема топки составляет около 1 МВт/м 3 или 850Х10 3 ккал/(м 3 -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 докотловую 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.

Котел с принудительной циркуляцией

На рис. 6-16 показаны два типа котлоагрегатов такой же производительности и на те же параметры. Котел с принудительной циркуляцией (рис. 6-16,а) состоит из четырех коаксиальных змеевиков, выполненных из труб диаметром 22X2,5 мм. Полость внутреннего змеевика 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.

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.

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

Прямоточный паровой котел КП, показанный на рис. 6-16, б , сходен по устройству с предыдущей конструкцией, но дополнительно оборудован автоматизированной установкой химической водоподготовки и вместо мембранного имеет поршневой насос.

Рис. 6-17. Вертикальный цилиндрический котел типа ММЗ-1М с D =0,278 кг/с (1 т/ч), р=0,9 МПа (9 кгс/см 2 ) с топкой 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.

Конструкция вертикального котла ММЗ

Наиболее характерным представителем вертикальных котлов является котел ММЗ на производительность 0,278 кг/с (1 т/ч) и давление 0,9 МПа (9 кгс/см 2 ) (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 11 для регулирования тяги. Топочная камера размещена внутри цилиндрического корпуса 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.

Читайте также:  Ремонт трубы пвх заклеить дырку

Горизонтальные цилиндрические котлы

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,а 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 м 2 при длине ≈6 м. При обогреве продуктамц сгорания не только жаровой трубы, но и наружного корпуса в несколько ходов (рис. 6-18,б) 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,б показан паровой котел с двумя жаровыми трубами в обмуровке; питательная вода подается сверху через патрубок в корпусе.

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,б, 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) производительности и давлении 0,9 МПа (9 кгс/см 2 ) весьма значительны — диаметр корпуса более 2 м, а длина 10 м.

Рис. 6-18 Горизонтальные цилиндрические паровые котлы.

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 м 2 поверхности нагрева доходит до 200 кг.

Конструкция горизонтальных паровых котлов типа Д-1500

К группе горизонтальных паровых котлов с жаровой трубой, но с дымогарными трубами за ней относятся паровые котлы 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 присоединяют 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.

Рис. 6-19. Паровые котлы типа Д-1500 (локомобильный) с пароперегревателем на 0,42 кг/с (1,5 т/ч) и давление p до 1,5 МПа (15кгс/см 2 )

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.

Паровые котлы с дымовой камерой опираются на специальные лапы 6, приваренные к наружному корпусу. Корпус покрывается слоем тепловой изоляции и листовой сталью. Все паровые 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 паровые котлы выпускаются с различным расположением труб, с естественной и принудительной циркуляцией.

Конструкция паровых котлов с естественной циркуляцией типа ПКН-2

Паровые котлы с естественной циркуляцией получили наибольшее распространение. Примерами такой конструкции язляются двухбарабанный котел с топкой для мазута типа ПКН-2 (рис. 6-20,а) и котел (рис. 6-20,б) 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/см 2 ).

Топочная камера этих котлов полностью экранирована; поверхность нагрева экранов и труб, освещаемых из топки, составляет около 5 м 2 , 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, распыливаемого паровой или ротационной форсункой завода «Ильмарине», составляет при номинальной нагрузке 0,6 МВт/м 3 или 500-10 3 ккал/(м 3 Xч); температура уходящих газов 300 — 350°С и к. п. д. котла 76,5 — 70%.

Паровые 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.

Конструкция котла ДКВР

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/см 2 ) является котел ДКВР, разработанный ЦКТИ совместно с Бийским заводом. 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 d стенки барабанов, толщина которых зависит от внутреннего давления. Барабаны расположены вдоль оси котла, и при DK = 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 DK=2,78 и 5,56 кг/с (10 и 20 т/ч) дымовые газы омывают 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.

Паровые 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%.

Паровые котлы ДКВР-20 (показанные на рис. 6-21) имеют 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 постаменте.

Читайте также:  Гост проката квадратной трубы

Рис. 6-20. Вертикально-водотрубные паровые котлы с D=0,278 кг/с (1 т/ч) и р = 0,9 МПа (9кгс/см 2 ), а — типа ПКН-2 для работы на мазуте; б — типа E-1/9 для работы на твердом топливе

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

Паровые котлы ДКВР-20 поставляются 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 габаритйые размеры и наличие ступенчатого испарения воды приведены на рис. 6-23 и в табл. 6-1.

Конструкция двухбарабанных вертикально-водотрубных котлов

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 ГM — газомазутный, далее паропроизводительность (т/ч) и давление пара на выходе из котла (кГс/см 2 ). 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. Паровые котлы ДКВР-20-13 с топкой для сжигания газа и мазута в облегченной обмуровке.

Паровые котлы с П-образной поверхностью нагрева

Наибольшее распространение получили паровые котлы 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/см 2 ) и на производительность от 5,6 и до 14 кг/с (от 20 до 50 т/ч).

Рис. 6-22. Паровые котлы 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 компоновки котельного агрегата с топкой для сжигания в слое антрацитов марок АСШ и АРШ являются агрегаты типов ТС-20-у, ТС-35-у, ТП-20 и ТП-35-у Белгородского котельного завода. Продольный разрез котлоагрегата ТС-35-у производительностью 9,8 кг/с (35 т/ч) и на давление 4,0 МПа (40 кгс/см 2 ) и температуру 440°С показан на рис. 6-24.

Рис. 6-22а. Паровые котлы ДКВР-20-13-250. Поперечный разрез.

Паровые котлы имеют 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 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.

Рис. 6-23. Схемы компоновок котлов типа ДКВР с различными топочными устройствами и габаритные размеры (в объеме заводской поставки).

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/см 2 ) 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, а верхняя служит для регулирования температуры перегретого пара, хотя на стороне входа пара в перегреватель имеется поверхностный пат роохладитель 3.

Рис. 6-24. Котлоагрегат ТЭ-35у с П-бразной компоновкой поверхностей нагрева и слоевой топкой ЧЦР для сжигания антрацита.

Рис. 6-25. Котлоагрегат БГ-25/15ГМ с топкой для природного газа и мазута.

Размеры труб экранов перегревателя и воздухоподогревателя оставлены теми же, что и в рассмотренных котлоагрегатах, а водяной экономайзер для большей компактности выполнен из труб 28×3 мм. Для защиты от коррозии при работе на мазуте воздух подогревается паром в калорифере до 55°С. Воздух поступает в верхний куб воздухо¬подогревателя. В котлоагрегате имеются три последовательно включеные 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 очитски дробью. Котлоагрегат поставляется частично крупными блоками.

Дальнейшая работа завода над над конструкцией котлоагрегата для сжигания природного газа и мазута привела к созданию котлоагрегата Е-25-14ГМ (рис. 6-26), расчитанного на производительность 7 кг/с (25т/ч) на давление 1, 4 МПа (14 кгс/см 2 ) и на перегрев пара до 250°С.

В котлоагрегатах для барабана с опускными обогреваемыми трубами и развитый чугунный водяной экономайзер 7.

По такому же типу запроектирован котлоагрегат ГМ 50-14/250 производительностью 14кг/с (50 т/с). Котел имеет два барабана, соединеенных пучком вертикальных труб, топочную камеру 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.

Рис. 6-26. Котлоагрегат Е-25-14 с камерной топкой для сжигания газа и мазута. 1 — топка, 2 — выносной цикл, 3 — задний экран, 4 — пароперегреватель, 5 — кипятильные трубы, 6 — воздухоподогреватель, 7 — чугунный водяной экономайзер.

Продольный разрез котлоагрегата показан на рис. 6-27. На боковых стенах топочной камеры установлены четыре газомазутные горелки. Продукты сгорания топлива перед входом в пучок шахматно расположенных труб проходят фестон. Пучок кипятильных труб с тем же, что у экранов, диаметром 60×3 мм имеет 16 обогреваемых опуск¬ных труб диаметром 219X6 мм и 14 необогреваемых опускных труб 133X4 мм.

Рис. 6-27. Котельный агрегат типа ГМ-50-14/250 с топкой для газа и мазута.

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 (накаркасная), 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 содержанием 250 мг/кг.

Котлоагрегаты с П-образной поверхностью нагрева и сплошным экранированием топок

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/см 2 ) 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-образной

Источник

Adblock
detector