Что называется паровым котлом

Паровой котёл — котёл, предназначенный для генерации насыщенного или перегретого пара. Может использовать энергию топлива, сжигаемого в своей топке, электрическую энергию (электрический паровой котёл) или утилизировать теплоту, выделяющуюся в других установках (котлы-утилизаторы).

Содержание

Классификация [ править | править код ]

  • Энергетические паровые котлы — предназначены для производства пара, использующегося в паровых турбинах.
  • Промышленные паровые котлы — вырабатывают пар для технологических нужд, так называемые «промышленные парогенераторы».
  • Паровые котлы-утилизаторы — используют для получения пара вторичные энергетические ресурсы — теплоту горячих газов, образующихся в технологическом цикле. Энергетические котлы-утилизаторы в составе ПГУ используют теплоту уходящих газов ГТУ.

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы могут быть подразделены на две группы:

Водотрубные котлы по принципу движения воды и пароводяной смеси подразделяются на:

  • барабанные (с естественнойru en и принудительной циркуляцией: за один проход по испарительным поверхностям испаряется лишь часть воды, остальная возвращается в барабан и проходит поверхности многократно)
  • прямоточные (среда между входом и выходом котла движется последовательно, не возвращаясь)

В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В газотрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а теплоноситель омывает трубы снаружи.

Обозначения [ править | править код ]

Согласно ГОСТ 3619-89, стационарные паровые котлы имеют следующую структуру обозначения:

Параметры котла по возможности подбираются по стандартному ряду. После обозначения по ГОСТ может писаться в скобках заводская марка, например, Е-75-3,9-440БТ (БКЗ-75-39ФБ).

Барабанные котлы [ править | править код ]

Вода, подаваемая в котёл питательным насосом (например, паровым инжектором), пройдя экономайзер, попадает в барабан (находится вверху котла), из которого под действием силы тяжести (в котлах с естественной циркуляцией) попадает в опускные необогреваемые трубы, а затем в подъёмные обогреваемые, где происходит парообразование (подъёмные и опускные трубы образуют циркуляционный контур). Из-за того, что плотность пароводяной смеси в экранных трубах меньше плотности воды в опускных трубах, пароводяная смесь поднимается по экранным трубам в барабан. В нем происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Вода заново идёт в опускные трубы, а насыщенный пар уходит в пароперегреватель. В котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции воды по циркуляционному контуру — от 5 до 30 раз. Котлы с принудительной циркуляцией оснащены насосом, который создаёт напор в циркуляционном контуре. Кратность циркуляции составляет 3—10 раз. Котлы с принудительной циркуляцией на территории постсоветского пространства распространения не получили. Барабанные котлы работают при давлении меньше критического.

Прямоточные котлы [ править | править код ]

Прямоточные котлы не имеют барабана. Через испарительные трубы вода проходит однократно, постепенно превращаясь в пар. Зона, где заканчивается парообразование, называется переходной. После испарительных труб пароводяная смесь (пар) попадает в пароперегреватель. Очень часто прямоточные котлы имеют промежуточный пароперегреватель. Прямоточный котел является разомкнутой гидравлической системой. Такие котлы работают не только на докритическом, но и на сверхкритическом давлении.

Автоматизация процессов [ править | править код ]

Котлоагрегат представляет технически сложное устройство. Как многомерный объект он содержит в себе множество систем регулирования. Множество технологических параметров необходимо поддерживать для надежной и экономичной работы котла. Такими основными параметрами являются:

  • Система тепловой нагрузки котлоагрегата:
  • процесс горения в топке;
  • подачу воздуха в топку котла;
  • разрежение в топке;
  • Система регулирования температуры перегретого пара;
  • Система регулирования питания котлоагрегата. [1]
  • Система регулирования питания котлоагрегата [ править | править код ]

    Регулирование питания паровых котлов осуществляется следующими образом. Принято, что максимально допустимые отклонения уровня воды барабане ±100 мм от среднего значения. Снижение уровня может привести к нарушениям питания и охлаждения водоподъемных труб. Повышения уровня может привести к снижению эффективности внутрибарабанных устройств. Перепитка барабана и заброс частиц воды в турбину может явиться причиной тяжелых механических повреждений ее ротора и лопаток.

    Схемы регулирования. Исходя из требований к регулированию уровня воды в барабане, автоматический регулятор должен обеспечить постоянство среднего уровня независимо от нагрузки котла и других возмущающих воздействий.В переходных режимах изменение уровня может происходить довольно быстро, поэтому регулятор питания для обеспечения малых отклонений уровня должен поддержать постоянство соотношения расходов питательной воды и пара. Эту задачу выполняет трёхимпульсный регулятор.

    Регулятор перемещает клапан при появлении сигнала дисбаланса между расходами питательной воды Дпв и пара Дпп. Кроме того, он воздействует на положение питательного клапана при отклонениях уровня от заданного значения. Такая САР питания, совмещающая принципы регулирования по отклонению и возмущению, получила наибольшее распространение на мощных барабанных котлах.

    Регулирование водного режима котлоагрегата [ править | править код ]

    Химический состав воды, циркулирующей в барабанных котлах, оказывает существенное влияние на длительность их безостановочной и безремонтной компаний. К основным показателям качества котловой воды относятся общее солесодержание и избыток концентрации фосфатов. Поддержание общего солесодержания котловой воды в пределах нормы осуществляется с помощью непрерывной и периодической продувок из барабана в специальные расширители. Потери котловой воды с продувкой выполняются питательной водой в количестве, определяемом уровнем воды в барабане. Регулирование непрерывной продувки осуществляется путем воздействия регулятора на регулирующий клапан на линии продувки. Помимо корректирующего сигнала по солесодержанию, на вход ПИ- регулятор 2 поступает сигнал по расходу продувочной воды Дпр и сигнал по расходу пара Дпп. Сигнал по расходу пара поступает на расходомер 3, электромеханический интегратор которого используется в качестве импульсатора, воздействующего через пусковое устройство 4 на включение и отключение плунжерного фосфатного насоса 6. [2]

    Читайте также:  Скважина на воду нужно ли разрешение

    Водогрейный котел — устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива или горячими газами, предназначенное для нагревания воды, находя­щейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве тепло­носителя или для горячего водоснабжения.

    Паровой котел — устройство, обогреваемое продуктами сгорания топ­лива или горячими газами, предназначенное для получения пара давлением выше атмосферного, используемого вне самого устройства, а также в самом устройстве (водоподогревателе, смонтированном внутри барабана котла) для подогрева воды.

    Как классифицируются котлы?

    Котлы можно классифицировать по следующим признакам:

    а) по виду вырабатываемого теплоносителя: водогрейные и паровые;

    б) по давлению: с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ) и температурой на­грева воды не свыше 388 К (115 °С) и с давлением более 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ) и температурой воды выше 388 К (115 °С);

    в) по виду среды, движущейся по трубам:

    водотрубные (вода циркулирует в трубах, омываемых снаружи горя­чими топочными газами), газотрубные (дымовые газы проходят по трубам, помещенным внутри барабана, заполненного до определенного уровня во­дой).

    Если газы двигаются по одной или двум трубам большого диаметра, котлы называются жаротрубными; если же они идут через пучок труб неболь­шого диаметра, то — дымогарными.

    Имеются также комбинированные газотрубные котлы, в которых топоч­ные газы сначала направляются по жаровой трубе, а затем через пучок дымо­гарных трубок.

    г) по расположению поверхностей нагрева: вертикальные и горизонтальные;

    д) по способу циркуляции воды:

    с естественной циркуляцией, с принудительной циркуляцией и прямоточные.

    Как устроен котел ДКВР?

    Котлы ДКВР начали выпускаться в начале сороковых годов и имели марку ДКВ (двухбарабанный котел водотрубный). По мере накопления опыта в процессе изготовления и эксплуатации котел ДКВ подвергся реконструкции. При реконструкции была уменьшена длина топки, увеличено число рядов труб в конвективном пучке и уменьшен их шаг. Поэтому он стал именоваться ДКВР. Расшифровывается марка следующим образом: ДКВР — 6,5/13-250,

    6,5 — паропроизводительность, тонн в час,

    13 — рабочее давление кгс/см 2 ,

    250 — температура перегретого пара в °С при наличии пароперегревателя.

    Котлы ДКВР по сравнению с другими котлами обладают рядом преимуществ: экономичностью и надежностью, компактностью, эластичностью, транспортабельностью, работают на любом топливе.

    Наряду с положительным имеется и характерный недостаток: большая требовательность к качеству воды, т.е. работа в безнакипном режиме. Несмотря на этот недостаток, котлы ДКВР нашли широкое применение и распространение.

    Все котлы ДКВР имеют общую конструктивную схему. Это двухбарабанные котлы с естественной циркуляцией, экранированной топкой, продольным расположением барабанов и коридорным расположением труб (кипятильных).

    Хотя котлы и имеют общую конструктивную схему, они имеют отличительные элементы, присущие только данной марке. На рис. 9 показан паровой котел ДКВР — 4/13

    Котел состоит из следующих элементов:

    — верхнего и нижнего барабана;

    — трубной системы: опускных труб, боковых коллекторов, экранных труб, конвективных (кипятильных) труб, перепускных (соединительных) труб;

    — обмуровки и тепловой изоляции;

    Верхний и нижний барабаны котлов изготавливаются из низколегированной стали марки 16 ГС толщиной 13 мм. Внутренний диаметр барабанов 1000мм. Длина цилиндрической части верхнего барабана от 3810 до 6315мм, а нижнего от 1200 до 3000мм (в зависимости от марки и паропроизводительности котла). Барабаны оборудуются лазами (22) овальной формы, причем, у котлов марки ДКВР-2,5/13 и ДКВР-4/13 на верхнем барабане он один, а на котле ДКВР-6,5/13 их два в противоположных концах барабана. Верхний барабан (10) служит емкостью для воды и паросборником. С левой и правой стороны барабана имеются отверстия для установки экранных (8) и кипятильных-(24) труб, которые располагаются вдоль всей оси. Эти трубы к барабану крепятся на вальцовке. В передней части имеются два отверстия для установки опускных труб (7). Эти трубы крепятся сваркой. Кроме того, на, верхнем барабане расположены патрубки.

    Два патрубка (12,14) служат для крепления водоуказательных приборов и сигнализатора предельных уровней, где устанавливается и манометр. Патрубок (15) служит для установки предохранительного клапана, патрубки (17) — для подвода питательной воды; внутри они заканчиваются двумя перфорированными питательными трубами (21), идущими по дну барабана. Патрубок (19) предназначен для отвода пара, где устанавливается главный парозапорный вентиль. Под ним располагается сепарирующее устройство (18). В нижней части барабана под топочной камерой установлены две легкоплавкие пробки (16).

    Читайте также:  Фирмы по строительству кирпичных домов

    На заднем или переднем днище имеется патрубок непрерывной продувки, который имеет внутри барабана трубу непрерывной продувки. На переднем днище могут быть патрубки для присоединения сниженных указателей уровня.

    На днище барабана или корпусе котла, а также на коллекторах должны быть нанесены клеймением следующие данные:

    — наименование или товарный знак предприятия — изготовителя;

    — заводской номер изделия;

    — расчетное давление в МПа (кгс/см 2 );

    — расчетная температура стенки в °С и марка стали (только на коллекто­рах пароперегревателя).

    Конкретные места размещения указанных данных выбирает предприятие-изготовитель и указывает в инструкции по монтажу и эксплуатации.

    Помимо клейм на каждом котле должна быть прикреплена заводская таб­личка с маркировкой паспортных данных, нанесенных ударным или механи­ческим способом, обеспечивающим четкость и долговечность изображения, равноценные ударному способу.

    Нижний барабан (34) служит емкостью для воды и шламосборником. Внутри барабана имеется перфорированная труба (30) периодической продувки, которая заканчивается патрубком периодической продувки, в нижней части — дренажная труба (32) для аварийного слива воды; в задней части — лаз (22), в передней части — опорная плита (33) для установки шамотной перегородки. Нижний барабан имеет три опорные лапы для крепления к опорной раме, при этом две подвижные (31) в задней части и одна неподвижная (35) — в передней части.

    Трубная система котла образует радиационную и конвективную поверх­ности нагрева. Она служит для циркуляции и нагрева воды, т.е. для получе­ния пароводяной смеси.

    Экранные трубы и конвективный пучок выполняются из стальных бес­шовных труб диаметром 51 х 2,5 мм с радиусом закругления 400 мм. Трубы выполняются из углеродистой стали 10 или 20. Шаг экранных (S) труб 80 мм, располагаются они с двух сторон топочной камеры, а их количество зависит от марки котла.

    Конвективный пучок всех котлов имеет коридорное расположение труб. Продольный шаг по оси равен 100 мм, а поперечный — 110 мм. Число труб зависит от марки котла.

    Конвективный пучок делится чугунной перегородкой (25) на две части, поэтому трубы конвективного пучка, расположенные до чугунной перего­родки, иногда условно называют трубами первого газохода, а расположен­ные за ней по ходу движения дымовых газов — трубами второго газохода.

    Экранные трубы в верхнем барабане крепятся на вальцовке, а к коллекто­рам привариваются. Кипятильные трубы вальцуются в верхний и нижний ба­рабаны. В настоящее время разработана технология сварки труб и в верхнем и в нижнем барабанах.

    Опускные трубы (7) выполняются из тех же марок стали. На каждом котле их две. Радиус закругления 400 мм, диаметр зависит от марки котла.

    Опускные трубы крепятся сваркой к боковым коллекторам и верхнему барабану.

    Боковой коллектор (36) изготавливается из тех же марок стали, что и эк­ранные трубы. Они одинаковы для всех котлов диаметром 219×10 мм.

    В передней части имеется лючок для очистки коллекторов, к которым обычно крепятся реперы для определения температурных расширений. Кол­лекторов делается два. Каждый коллектор имеет по две опорные лапы (31) для крепления на боковой раме, а также трубу периодической продувки (30). К боковым коллекторам крепятся сваркой опускные, экранные, конвективные и перепускные трубы.

    Перепускные (соединительные) трубы служат для дополнительного пи­тания боковых экранов и для устойчивой циркуляции воды. Они могут вы­полняться в количестве б штук (по три к каждому коллектору) диаметром 51×2,5 или двух штук (по одной к каждому коллектору), но с не меньшей пропускной способностью. Перепускные трубы соединяют нижний барабан с боковыми коллекторами.

    Опорная рама служит для крепления котла, восприятия массовых нагрузок котла и передачи их на фундамент, а также для компенсации тепловых расширений при нагреве котла. Опорная рама выполнена из стального про­ката и имеет одинаковую конфигурацию для всех котлов паропроизводительностью до 6,5 т/ч. В зависимости от конструкции топочного устройства рама может устанавливаться или непосредственно на фундамент или на кирпичную обмуровку, уложенную на фундамент.

    Для крепления топочной гарнитуры и обвязки обмуровки котлы снабжены металлическим обвязочным каркасом.* Обвязочный каркас котлов ДКВР выполнен сварным из стального проката.

    Помосты и лестницы котлов ДКВР выполнены по одной схеме применительно к большинству компоновок с различными топочными устройствами.

    Для создания нормальных условий работы обслуживающего персонала, котел покрывается обмуровкой и тепловой изоляцией, а для обслуживания и ремонта оборудуется гарнитурой. Обычно на котле устанавливается следующая гарнитура: люки — лазы, гляделки, заслонки, шиберы, дверцы, обдувочное устройство, взрывные клапаны.

    Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; Нарушение авторского права страницы

    2. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ , КЛАССИФИКАЦИЯ

    И ТИПЫ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

    2.1 Паровой котел в технологической схеме производства пара

    Паровым котлом называется устройство для выработки пара с давлением выше атмосферного за счет теплоты сжигаемого топлива. Сочетание топочной камеры в которой осуществляется горение топлива и теплоиспользующих поверхностей нагрева, в которых происходит нагрев воды до кипения, испарение воды (генерация пара) и перегрев пара называется котельным агрегатом. Котельная установка – это более широкое понятие, включающее дополнительные устройства для приготовления и ввода в топку топлива; вентиляторы для подачи воздуха; дымососы для отвода в атмосферу дымовых газов; питательные насосы и другое вспомогательное оборудование. Технологическая схема производства пара в паровом котле на электростанции, сжигающей угли в пылевидном состоянии, представлена на рис. 2.1.

    Читайте также:  Как сварить пластиковые бутылки

    Рис. 2.1. Технологическая схема котельной установки, работающей на твердом органическом топливе: 1 – вагон с топливом; 2 – бункер разгрузочного устройства; 3 – дробилка; 4

    – бункер сырого угля; 5 – мельничное устройство; 6 – барабан; 7 – топочная камера; 8 – пароперегреватель; 9 – водяной экономайзер; 10 – воздухоподогреватель; 11 – дутьевой вентилятор; 12 – золоуловитель; 13 – дымосос; 14 – дымовая труба; 15 – багерный насос; 16 – ленточный транспортер; 17 – штабель угля; 18 – горелки; 19 – паровой котел; 20 – экраны; 21 – устройство шлакоудаления; 22 – деаэратор; 23 – питательный насос; 24 – мельничный вентилятор; а – питательная вода; б – перегретый пар; в – продукты сгорания; г – шлак и зола

    Кусковое топливо выгружается из вагонов 1 в бункер разгрузочного устройства 2, откуда ленточным транспортером 16 подается в дробильное устройство 3, в котором топливо измельчается до кусков размером 15 мм. Затем уголь по ленточному транспортеру 16 подается в бункер сырого угля 4, откуда поступает в мельничное устройство 5. Здесь топливо окончательно измельчается и подсушивается. Готовая угольная пыль вместе с нагретым воздухом в воздухоподогревателе 10 через горелки 18 поступает в топочную камеру 7 парового котла 19, где и сгорает. При этом химическая энергия топлива преобразуется в тепло излучаемое от факела и топочных газов и передается поверхностям нагрева 20, экранирующих стены топочной камеры и в ко-

    торых происходит нагрев и испарение воды, предварительно подогретой в экономайзере 9. Полученная из воды пароводяная смесь поступает в барабан котла 6, где осуществляется сепарация пара. После чего насыщенный пар подается в пароперегреватель 8, перегревается до определенных параметров и направляется в машинный зал к паровой турбине. Перегрев пара в пароперегревателе 8, нагрев питательной воды в экономайзере 9 и воздуха в воздухоподогревателе 10 осуществляется за счет охлаждения газообразных продуктов сгорания топлива. Подача воздуха в воздухоподогреватель производится дутьевым вентилятором 11. Зола, образующаяся в результате сгорания топлива, частично в виде шлака осаждается в топке и затем удаляется через холодную воронку системой шлакоудаления. Основная масса золы вместе с дымовыми газами проходит газоходы котла и улавливается в золоуловителе 12, остатки не уловленной летучей золы вместе с газообразными продуктами сгорания рассеиваются дымовой трубой 14 в окружающей атмосфере. Эвакуация продуктов сгорания из топочной камеры парового котла в дымовую трубу осуществляется с помощью дымососа 13. Образовавшиеся в результате горения твердого топлива в топке шлак и зола, уловленные в золоуловителе, транспортируются по каналам системы золошлакоудаления в багерную насосную установку 15, служащую для перекачки шлака и золы с технической водой по трубопроводам на золоотвалы.

    Из рассмотрения технологической схемы производства пара следует, что в состав котельной установки входят (см. рис. 2.2):

    – топливный тракт, т.е. путь движения топлива, включающий бункер сырого дробленного топлива 4, углеразмольную мельницу 5 и соединяющие это оборудование пылепроводы до горелочного устройства 18; сопротивление по топливному тракту, начиная с мельницы, преодолевается давлением, создаваемым дутьевым вентилятором 11;

    – газовый тракт – путь движения продуктов сгорания, начинается в топочной камере 7, проходит через пароперегреватель 8, экономайзер 9, воздухоподогреватель10, золоуловитель 12 и заканчивается дымовой трубой 14; аэродинамическое сопротивление газового тракта до дымовой трубы преодолевается дымососом 13;

    – воздушный тракт – путь движения воздуха, включает короб холодного воздуха, воздухоподогреватель 10 и горелочные устройства 18; аэродинамическое сопротивление воздушного тракта преодолевается дутьевым вентилятором 11, который в целях вентиляции забирает воздух из верхней части помещения; в холодное время года, когда по температурным условиям усиленная вентиляция помещения недопустима, всасывающий воздухопровод переключают на забор атмосферного холодного воздуха;

    – водопаровой тракт представляет собой путь последовательного движения питательной воды, пароводяной смеси и перегретого пара; водопаровой тракт включает следующие элементы оборудования: экономайзер 9, топочные экраны 20, барабан 6, пароперегреватель 8. Преодоление гидравличе-

    ского сопротивления водопарового тракта различно в зависимости от метода генерации пара. Для рассмотренной схемы с котлом естественной циркуляции вода от экономайзера до барабана движется за счет давления, создаваемого питательным насосом; в топочных экранах движение пароводяной смеси осуществляется за счет естественной циркуляции; от барабана к турбине – за счет перепада давления. Для схемы с прямоточными котлами это сопротивление преодолевается питательным насосом.

    Понравилась статья? Поделить с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

    Adblock detector