Паровые копты производственных котельных

Промышленные котельные, снабжающие промпредприятия паром низкого давления (до 1,4 МПа), образуются паровыми котлами, изготавливаемыми отечественной промышленностью, производительностью до 50 т/ч. Котлы выпускаются для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива.

На рис. 7.7 показан котел низкого давления с пылеугольной топкой, на рис. 7.8 — с газомазутной топкой.

Рис. 7.7. Котел низкого давления 50 т/ч тина К-50−14 с пылеугольной топкой.

На ряде промышленных предприятий при технологической необходимости применяют котлы среднего давления. На рис. 7.9 представлен общий вид однобарабанного вертикально-водотрубного котла БК-35, производительностью 35 т/ч, при избыточном давлении в барабане 4,3 МПа (давление пара на выходе из пароперегревателя 39 ат) и температуре перегрева 440 °C. Котел состоит из двух вертикальных газоходов — подъемного и опускного, соединенных в верхней части небольшим горизонтальным газоходом. Такая компоновка котла называется П-образной.

В котле сильно развитая экранная поверхность и сравнительно небольшой конвективный пучок.

Рис. 7.8. Котел низкого давления 50 т/ч тина ГМ-50−14 с газомазутной топкой

Экранные трубы диаметром 60×3 мм выполнены из стали марки 20. Трубы заднего экрана в верхней части разводятся, образуя фестон. Нижние концы экранных труб развальцованы в коллекторах, а верхние ввальцованы в барабан.

Коллекторы экранов имеют пружинные опоры, благодаря чему вся трубная система может беспрепятственно расширяться при нагревании.

Пароперегреватель вертикального типа 14, выполненный из труб диаметром 38×3 мм, расположен в горизонтальном газоходе и состоит из двух частей. В рассечку между первой и второй частями пароперегревателя включен поверхностный пароохладитель 13 (регулятор температуры перегрева пара).

В опускном газоходе котла размещены хвостовые поверхности нагрева — змеевиковый водяной экономайзер 15 и трубчатый воздухонагреватель 17.

Компоновка хвостовых поверхностей нагрева зависит от сорта топлива и способа его сжигания. На рис. 7.9 первым по ходу газов в конвективной шахте размещен водяной экономайзер, а за ним воздухоподогреватель. Такое расположение хвостовых поверхностей называется одноярусным. Оно применяется для высокосортных топлив.

Змеевиковый экономайзер выполнен из стальных труб 32×3 мм марки Ст. 20. Расположение труб змеевиков экономайзера шахматное.

Рис. 7.9. Паровой однобарабанный котел БК-35 с газомазутной топкой:

• 1 - газомазутная горелка; 2 — боковой экран; 3 — фронтовой экран; 4 — подвод газа; 5 — воздухопровод; 6 — опускные трубы; 7- каркас; 8 — выносной циклон; 9 — барабан котла; 10- подвод воды; 11 — коллектор пароперегревателя; 12 — выход пара; 13 — поверхностный охладитель пара;
• 14 - пароперегреватель; 15 — змеевиковый экономайзер; 16 — выход дымовых газов; /7- трубчатый воздухоподогреватель; 18 — задний экран; 19- топочная камера

Воздухоподогреватель трубчатого типа изготовлен из тонкостенных стальных труб 40×1,5 мм. Трубы воздухоподогревателя омываются газами в продольном направлении (газы проходят внутри труб) и воздухом в поперечном направлении.

В хвостовых поверхностях газы движутся навстречу воде и воздуху (по принципу противотока), что обеспечивает хорошую передачу тепла газов нагреваемой среде.

В котле двухступенчатое испарение. В чистый отсек включены фронтовой и задний экраны, а боковые экраны присоединены к так называемым соленым отсекам.

Таким образом, образуются три самостоятельных циркуляционных контура: один питается из чистого отсека с малым солесодержанием котловой воды и два боковых питаются из соленых отсеков с большим солесодержанием котловой воды.

Подводимая в котел питательная вода поступает в среднюю часть барабана, т. е. в чистый отсек.

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 мощности, являются вертикально-водотрубные котлы ДКВР (двухбарабанный вертикальный котел, реконструированный); основные типоразмеры и параметры представлены в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Основные данные котлов ДКВР, производства «Уралкотломаш» (на жидком и газообразном топливе).

Котлы ДВРК (рис. 7.10), как указывалось выше, широко применяются в промышленной теплоэнергетике и в коммунальном хозяйстве.

Рис. 7.10. Котел ДКВР-20−13 с топкой для сжигания газа и мазута в облегченной обмуровке

В котле стены топки закрывают экранные трубы /. На наклонной части заднего экрана установлена шамотная перегородка /2, разделяющая топочную камеру на собственно топку и камеру догорания 6. Из камеры догорания топочные газы поступают в расположенный между верхним 13 и нижним 14 барабанами конвективный пучок, разделенный перегородками на три горизонтальных газохода, в которых трубы омываются поперечным потоком газов.

В начале этого пучка располагаются трубы пароперегревателя 9 (пароперегреватель в котлах ДКВР может отсутствовать), а затем — трубы котельного пучка 11. В коллекторы 2, 3 поступает пароводяная смесь; отделившаяся от смеси вода в барабане по циркуляционным трубам 4 опускается в нижние коллекторы, а пар с обильным количеством капелек воды по пароотводящим трубам поступает в два выносных вертикальных циклона 5.

Отделившаяся в циклонах вода по водоотводящим трубам 7 поступает в нижние коллекторы экранов. Пар из выносных циклонов по трубам 8 направляется в сепарационное устройство внутри барабана 9, а оттуда в пароперегреватель котла или сразу к теплопотребителю (если пароперегреватель в котле отсутствует). Питательная вода поступает в котел через клапаны 10. Монтируется котел на опорной раме.

Котлы изготовляются паропроизводительностью от 0,7 до 5,5 кг/с (от 2,5 до 20 т/ч) на давление пара 1,3 и 2,3 МПа (13 и 23 кгс/см²). В них сжигается газообразное, жидкое или твердое топливо. В соответствии с этим котлы имеют различные типы топок. КПД их может изменяться в пределах от 75 до 91% в зависимости от температуры уходящих газов, поскольку котлы ДКВР могут быть смонтированы либо с экономайзерами, либо без них. Экономайзеры нагревают питательную воду до 138— 165 °C за счет охлаждения уходящих газов до 140−180°С.

Котлы ДКВР могут быть использованы в качестве водогрейных. Для этого над котлом устанавливается пароводяной подогреватель, который включается в схему циркуляции котла. При этом пар, нагревая сетевую воду, конденсируется, а конденсат самотеком из подогревателя поступает в нижний барабан котла.

Кроме котлов ДКВР в настоящее время получили также широкое распространение котлы малой мощности типа ДЕ, производительностью от 1 до 25 т/ч; КЕ, производительностью от 2,5 до 25 т/ч, давлением 1,4 МПа (14 кгс/см²).