Устройство современного парового котла

Одна из схем котла с естественной циркуляцией приведена на рисунке 5.2. Барабанный паровой котел состоит из топочной камеры и газоходов, бара-бана, поверхностей нагрева, находящихся под давлением рабочей среды (воды, пароводяной смеси, пара), воздухоподогревателя, соединительных трубопрово-дов и воздуховодов.

Топливо подается к горелкам 7 (рисунок 5.2). К горелкам подводится также воздух, предварительно нагретый уходящими из котла газами в воздухо-подогревателе 5. Топливовоздушная смесь, подаваемая горелками в топочную камеру (топку) 8 парового котла, сгорает, образуя высокотемпературный факел (1500 ⁰С), излучающий теплоту на трубы 1, расположенные на внутренней поверхности стен топки (экраны). Отдав часть теплоты экранам, топочные газы с температурой 1000 ⁰С проходят через пароперегреватель 3. Затем продукты сгорания движутся через водяной экономайзер, воздухоподогреватель и покидают котел с температурой около 110-150 ⁰С.

Рисунок 5.2. Современный вертикально-водотрубный барабанный паровой котел с естественной циркуляцией: ПВ – подача питательной воды; НП – линия насыщенного пара; ПП – перегретый пар; Т – подача топлива к горелке;

В – подвод воздуха к воздухоподогревателю; ГВ – горячий воздух; ПС-УГ – тракт продуктов сгорания и уходящих газов; Ш – шлак; 1 – экранные трубы; 2 – барабан; 3 – пароперегреватель; 4 – водяной экономайзер; 5 – воздухоподогре-ватель; 6 – коллекторы; 7 – горелка; 8 – топка; 9 – стена топки и газохода; 10 –

опускная труба; 11 – топочный факел

Вода, поступающая в паровой котел, называется питательной. Она подо-гревается в водяном экономайзере 4 теплом уходящих газов, экономя тем са-мым теплоту сожженного топлива. Испарение воды происходит в экранных трубах 1. Испарительные поверхности подключены к барабану 2 и вместе с опускными трубами 10, соединяющими барабан с нижними коллекторами экранов, образуют циркуляционный контур. В барабане происходит разделение пара и воды. Сухой насыщенный пар из барабана поступает в пароперегреватель 3, перегретый пар направляют к потребителю.

Все поверхности нагрева котла, в том числе и воздухоподогреватель, как правило, трубчатые. Экранные поверхности нагрева в котле, экраны, экранные трубы свое название получили за счет получения тепла излучением от факела сгорающего топлива. Они одновременно защищают обмуровку котла от высоких температур и налипания шлака, от выгорания и разрушения.

Нижняя часть котла называется холодной воронкой – в ней охлаждается зольный остаток, который в виде шлака проваливается в специальное приемное устройство. Газо-мазутные котлы не имеют холодной воронки.

Газоход, в котором расположены водяной экономайзер и воздухоподо-греватель, называют конвективным.Поверхности нагрева, встроенные в этот газоход, называют хвостовыми.

Топка и газоходы защищены от наружных теплопотерь обмуровкой – слоем огнеупорных и изоляционных материалов и имеют стальную обшивку с целью предотвращения присосов в топку избыточного воздуха.

В ряде случаев движение воды и пароводяной смеси в циркуляционном контуре осуществляется принудительно (насосом). Это котлы с многократнойпринудительной циркуляцией.

Одними из последних являются конструкции прямоточных котловс принудительным, при помощи питательного насоса, движением воды, парово-дяной смеси и перегретого пара. Для этих агрегатов необходимость в барабане отпадает, и он не устанавливается. По прямоточной схеме работают все водогрейные котлы, не имеющие ни испарительных, ни перегревающих поверхностей. Основные схемы движения потока воды – пароводяная смесь – пар в современных котельных агрегатах показаны на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3. Схемы движения воды, пароводяной смеси и пара в котель-ном агрегате: а – естественная циркуляция; б – многократнопринудительная циркуляция; в – прямоточное движение; 1 – подвод питательной воды; 2 – ба-рабан; 3 – необогреваемые опускные трубы; 4 – нижний коллектор; 5 – обогре-

ваемые подъемные трубы; 6 – отвод насыщенного пара; 7 – циркуляционный насос; 8 – испарительная поверхность; 9 – питательный насос; 10 – экономай-зерная часть поверхности нагрева; 11 – паро-перегревательная часть поверхно-сти нагрева; 12 – отвод перегретого пара

Наиболее крупными из выпускаемых в настоящее время котлов являются энергетические. Крупнейшие котлы тепловых электрических станций имеют высоту до 100 м, их паропроизводительность достигает 4000 тонн в час, а мощ-ность питающихся от них турбин может доходить до 1200 МВт, давление пара

– до 25 МПа, температура перегретого пара – до 560 ⁰С.

Основным типом паровых котлов малой производительности, широко распространенных в различных отраслях промышленности, на транспорте, в коммунальном и сельском хозяйстве (пар используется для технологических и отопительно-вентиляционных нужд), а также на электростанциях малой мощ-ности, являются вертикально-водотрубные котлы ДКВР производства Бийского котельного завода. Котлы этого типа выпускаются производительностью от 2,5 до 20 тонн в час насыщенного или перегретого пара при давлении от 1,4 до 3,9 МПа и температуре до 440 ⁰С.