Классификация современных паровых котлов. Классификация по давлению паровых котлов
Классификация паровых котлов
КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ
По способу организации движения рабочей среды в поверхностях топочных экранов все конструкции паровых котлов разделяются на три типа: с прямоточным движением (рис. 1.2, я), с естественной циркуляцией (рис. 1.2,6) и с принудительной циркуляцией (рис. 1.2, в). Движение воды в поверхности экономайзера и пара в пароперегревателе во всех паровых котлах однократное (прямоточное) и происходит за счет избыточного дав - рнк р
| ЭК т. э. пе А) |
| Рис. 1.2. Схема водопарового тракта котла: а) — прямоточного; 6) — барабанного с естественной циркуляцией; в) — барабанного с принудительной циркуляцией; ГГ. Н — питательный насос; РПК — регулятор питания котла; ЭК — экономайзер; т. э — топочные экраны; Пе — пароперегреватель; п. п — перегретый пар; ОП — опускные грубы; НПЦ — насос принудительной циркуляции; Б — барабан; Пр — вывод из барабана части воды (продувка). |
Ления, создаваемого питательным насосом перед входом воды в паровой котел.
Прямоточной паровой котел. Прямоточный котел характеризуется последовательным включением и однократным прохождением рабочей средой всех поверхностей нагрева (рис. 1.2, л). Вода, поступающая в экономайзер, є практически тем же расходом проходит одним ходом все поверхности, включая топочные экраны, полностью испаряется и затем в виде перегретого пара покидает котел и по паропроводу направляется к турбине. В такой конструкции котла при переменных режимах работы изменяются размеры зон нагрева и испарения воды и нагрева пара, что влияет на выходные параметры пара (прежде всего его температуру). Известная стабилизация параметров обеспечивается поддержанием постоянного соотношения между расходом топлива (тепловыделением) и расходом воды. Ввиду этого прямоточный котел требует применения более совершенной быстродействующей системы автоматического регулирования.
В паровых котлах сверхкритического давления переход рабочей среды из состояния воды в состояние пара по мере получения теплоты характеризуется плавным изменением плотности, теплоемкости и других физических показателей среды, которые постепенно приближаются к характеристикам пара. Эта зона преобразования воды в пар называется зоной фазового перехода (ЗФП). По своим задачам ЗФП соответствует области парообразования при ДКД.
При движении воды и пара возникают гидравлические сопротивления, которые преодолеваются избыточным напором питательного насоса. Приближенно полное гидравлическое сопротивление рабочего тракта прямоточного котла СКД составляет Дрп. к — (0, 2 — 0, 25)р„.п, в том числе сопротивление тракта пароперегревателя — 0,1рп. п и экономайзера — (0,02-0,03)рп. гъ где рп. п — давление перегретого пара. Таким образом, если давление перегретого пара рпп = 25,5 МПа, то давление питательной воды на входе в котел (в его экономайзер) составитр'эк — 1, 22рпм — 1, 22-25, 5 = 31,1 МПа.
Компоновка поверхностей нагрева в прямоточном паровом котле показана на рис. 1.3. Поверхность экономайзера в конвективной шахте обеспечивает нагрев поступающей из турбинного отделения питательной воды до температуры, близкой к насыщению при рабочем давлении воды. После прохождения поверхности экономайзера питательная вода поступает в нижние коллекторы топочных экранов.
Окончательный догрев воды до кипения происходит в топочном экране (радиационный экономайзер). Полное экранирование стен топочной камеры достигается в этом случае соединением нескольких самостоятельных панелей из труб, по которым организуется последовательное движение рабочей среды. По высоте топочная камера разделяется на две или три части (на рис. 1.3 — две таких части) с перемешиванием потока рабочей среды (выравниванием температур). В каждой из частей конструкция экранирующих панелей может быть различной.
В прямоточном котле экранируются панелями из пароперегреватель - ных труб также боковые стены горизонтального газохода, поворотной камеры и потолочное перекрытие котла (на рис. 1.3 не показано), после чего
|
Рис. 1.3. Консірукцпя прямоточного парового коїла: обозначения ге же, что п па рис. 1.1; кроме того: 13- пшрмовон пароперегреватель; 14 - дутьевой вентилятор; 15 — колонны когда; 16 - - крепежные балки; 17 --- подвески поверхностей котла. |
>
|
Рис. 1.4. Котельная установка с барабанным паровым котлом при сжигании твердого топлива: I барабан. 2 - опускные трубы из барабана, 3— экранные подъемные трубы, 4— экономайзер; 5— пароперегреватель. 6 воздухо - подоіреватсль; 7— горел очі юс устройство; 8— пароохладитель: 9— указатель уровня воды; 10— манометр; 11— предохранительный клапан, 12— сланная паровая задвижка; 13- углеразмомьпая шаровая барабанная мельница; 14— сепараюр пыли; 15— пылевой циклоп, 16— транспортер сырого угля: 17— бункер сырого угля; 18— питатель сырого угля; 19— клапан для пропуска угля и пыли; 20— бункер пыли: 21- реплятор подачи пыли; 22— мельничный вентилятор; 23— короб горячего воздуха; 24— воздухозаборник; 25— дутьевой вей тля юр. 26 скр'берпып золо лови і ель; 27 дымосос, 28 дымовая труба; 29 шлакоириемиик; 30 капал шлако - пли золоуло - ви і ел я 31 - колонны каркаса котла; 32—-непрерывная продувка из барабана; 33— продувка нижних коллекторов поверхностей нагрева. 34— трубопровод питательной воды; 35— питательный регулирующий клапан |
>
Пар на котлах большой мощности поступает в полурадиационную (ширмовую) поверхность, в которой плоские ширмы созданы большим числом труб малого диаметра в одном ряду. Затем пар поступает в конвективную змеевиковую поверхность перегревателя, состоящую из поперечных рядов труб, многократно согнутых U-образно, откуда пар, достигший окончательной температуры, направляется в паровую турбину.
В указанной конструкции котла после экономайзера использован регенеративный вращающийся на вертикальной оси воздухоподогреватель, в котором газы отдают тепло металлическим пластинам (теплообменной поверхности) в одной половине корпуса воздухоподогревателя, а затем нагретый металл отдает тепло воздуху в другой его половине (см. раздел 2.4.2).
Отсутствие необходимости отделения пара от воды в рабочем тракте котла позволяет использовать его не только при докритическом, но и при сверхкритическом давлении рабочей среды. В связи с этим прямоточные котлы являются универсальными, применимыми для любых давлений пара и в настоящее время широко используются в энергетике.
Паровые котлы с естественной циркуляцией. Отличительной конструктивной особенностью такого котла является наличие барабана (рис. 1.2,6), выполняющего роль сепаратора пара из потока пароводяной смеси, поступающей в него из топочных экранов.
Барабан котла вместе с системой необогреваемых опускных труб, выходящих из него, и подъемных (экранных) труб внутри топочной камеры образует замкнутый циркуляционный контур, в котором при горении топлива в топке организуется движение воды (опускные трубы) и пароводяной смеси (подъемные трубы). Движение рабочей среды происходит за счет возникновения естественного напора, определяемого разностью гидростатических давлений массы воды и пароводяной смеси в опускных и подъемных трубах и названного движущим напором естественной циркуляции (см. рис. 1.2):
5ДВ = #п(Роп ~ Рем)<7, (1.1)
ГДС Рот Рем ~~ соответствующая плотность воды в опускных трубах и средняя плотность пароводяной смеси в подъемных трубах, кг/м3, д — ускорение свободного падения, м/с2; Нп — высота паросодержащей части контура, м.
При относительно небольшой разности плотностей воды и пароводяной смеси необходимый движущий напор получают увеличением в высоту контура циркуляции.
Конструктивное выполнение парового котла с естественной циркуляцией показано на рис. 1.4. В этом типе котла вода после конвективного экономайзера поступает в барабан и там смешивается с котловой водой, циркулирующей в замкнутом контуре. Опускные грубы выходят из нижней части барабана и подают котловую воду в нижние коллекторы топочных
І'л л і ід 1
Экранов. Далее, поступая в интенсивно обогреваемые трубы, вода частично испаряется, и отделившийся затем в барабане насыщенный пар поступает в поверхности пароперегревателя.
Возникающий в контуре циркуляции движущий напор обеспечивает движение рабочей среды в подъемных трубах с небольшой скоростью (около 1 м/с), при этом за один проход через подъемные трубы происходит частичное испарение воды (от 0,03 до 0,25 кг/кг), поэтому полное испарение исходного 1 кг воды произойдет при многократном прохождении контура. Отношение массового расхода циркулирующей воды Go, кг/с, к количеству образовавшегося пара в единицу времени D, кг/с, называется кратностью циркуляции:
' (1.2)
В паровых котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции обычно составляет от 10 до 30. Таким образом, расход воды в контуре циркуляции в Л'ц раз больше паропроизводительности котла.
Общее сопротивление водо-парового тракта барабанного котла определяется гидравлическим сопротивлением при движении воды в трубах экономайзера от входного коллектора до поступления воды в барабан котла — Дрэк = 0,05рп. п и аналогичным сопротивлением тракта пароперегревателя от барабана до выхода перегретого пара из котла — ДрПе — (0,1 — 0,15)рп п» где рп п — давление перегретого пара за котлом, МПа. Такие же значения имеют Дрпе и Арж в прямоточном котле докритического давления.
Паровые котлы с принудительной циркуляцией. В парообразующих трубах можно организовать принудительное движение рабочей среды за счет специального насоса, установленного на опускных трубах. Такие агрегаты получили название котлов с принудительной циркуляцией (рис. 1.2, в). Движущий напор циркуляции в этом случае в несколько раз превышает напор естественной циркуляции. Это позволяет увеличить скорость движения и располагать парообразующие трубы в топке любым образом (наклонно, горизонтально), исходя из размещения котла в ограниченных по высоте помещениях, и более удобно его конструировать. Повышается надежность циркуляции рабочей среды в экранных трубах. Однако значительным оказывается расход электроэнергии на привод насоса принудительной циркуляции, поэтому в этом случае уменьшают значение кратности циркуляции до А'ц = 3 — 5.
Наличие в двух последних типах паровых котлов барабана-сепаратора насыщенного пара позволяем использовать их только при докрптичсском давлении, обычно. не более р -- 18 МПа. Отечественная энергетика базируется на применении двух типов паровых котлов: прямоточных и с естественной циркуляцией. В зарубежной практике наравне с прямоточными широко используются котлы с принудительной циркуляцией.
Питательная вода, поступающая в котел с температурой 230~270°С после регенеративного нагрева паром из отборов турбины и термической обработки в деаэраторе с целью удаления агрессивных газов (см. рис. В.2), содержит небольшое остаточное количество взвешенных и растворенных веществ. В прямоточном котле ДКД по мере движения воды в трубах топочных экранов увеличивается паро содержание потока и соответственно повышается концентрация примесей в оставшейся воде, в результате чего начинается выпадение твердой фазы на внутренних стенках труб (накипь из солей жесткости, окислы металлов, прежде всего железа). Малая теплопроводность отложений (в десятки раз меньше теплопроводности стали) ухудшает теплоотдачу от стенки к воде, и при интенсивном обогреве труб возможен их перегрев. Под воздействием внутреннего давления это может привести к разрыву труб.
В прямоточных котлах СКД обеспечивают высокую степень очистки питательной воды, близкой к качеству пара, в этом случае переходную зону от воды к пару (зону фазового перехода) оставляют в топочной камере, но размещают в области более низких тепловых потоков. В котлах с естественной и принудительной циркуляцией при относительно малом парообразовании в подъемных трубах экранов заметных отложений на стенках труб не допускается. Исключение накопления примесей в котловой воде достигается выводом небольшой части более загрязненной котловой воды из барабана (непрерывная продувка).
Одной из альтернатив газовым отопительным агрегатам являются твердотопливные котлы. Их популярность среди владельцев частных домов, не имеющих подключения к магистральным сетям, растет с каждым днем.
Сервисное обслуживание котельных наравне с правильной эксплуатацией считается невероятно важным фактором. Наша компания предлагает высококачественные услуги в данном направлении. Полный комплекс услуг позволит привести котельную в полный порядок, обеспечить ее …
Каждый человек мечтает о комфортном жилье, одним из элементов которого является тепло. Если ваш дом отапливается централизовано, то вопрос становится проще. Но не все жилые здания имеют данные блага цивилизации. …
msd.com.ua
Классификация паровых котлов
Паровые котлы ТЭС
| Рис. 1.6. Основные схемы образования пара в паровых котлах. Многократно-принудительная циркуляция; |
| Прямоточная схема; г — комбинированная цирку- экономайзер; 3 — барабан; 4—опускные трубы; 5 — коллектор; 6 — парообразующие трубы; многократно-принуднтельнойцнркуляцни; 9 — смеситель; 10 — обратный клапан. |
В соответствии с законами фазового перехода получение перегретого пара характеризуется последовательным протеканием следующих процессов: подогрева питательной воды до температуры насыщения, парообразования и, наконец, перегрева насыщенного пара до заданной температуры. Эти процессы имеют четкие границы протекания и осуществляются-в трех группах поверхностей нагрева. Подогрев воды до температуры насыщения происходит в экономайзере, образование пара— в парообразующей (испарительной) поверхности нагрева, перегрев пара — в пароперегревателе.
В целях непрерывного отвода теплоты и обеспечения нормального температурного режима металла поверхностей нагрева рабочее тело в них — вода в экономайзере, пароводяная смесь в парообразующих трубах и перегретый пар в пароперегревателе — движется непрерывно. При этом вода в экономайзере и пар в пароперегревателе движутся однократно относительно поверхности нагрева "(рис. 1.6). При движении воды в экономайзере возникают гидравлические сопротивления, преодолеваемые напором, создаваемым питательным насосом. Давление, развиваемое питательным насосом, должно превышать давление в начале зоны парообразования на гидравлическое сопротивление экономайзера. Аналогично движение пара в пароперегревателе обусловлено перепадом давления, возникающим между зоной парообразования и турбиной.
В парообразующих трубах совместное движение воды и пара и преодоление гидравлического сопротивления этих труб в котлах различных типов организовано по-разному. Различают паровые котлы с естественной циркуляцией, с принудительной циркуляцией и (^прямоточные.
Паровые котлы с естественной циркуляцией. Рассмотрим работу замкнутого контура (рис. 1.6,а), состоящего из двух систем труб: •обогреваемых 6 и необогреваемых 4, объединенных вверху барабаном 3, а внизу — коллектором 5. Замкнутая гидравлическая система, состоящая из обогреваемых и необогреваемых труб, образует циркуляционный контур. Объем барабана, заполненный водой, называют водяным объемом, а занятый паром — паровым объемом. Поверхность, разделяющую паровой и водяной объем, называют зеркалом испарения. Водяной объем барабана и парообразующие трубы заполнены котловой водой.
В обогреваемых трубах 6 вода закипает, и поэтому они заполнены пароводяной смесью ПЛОТНОСТЬ рн. Необогреваемые трубы 4 заполнены водой, имеющей плотность р при давлении в барабане. Следовательно, нижняя точка контура — коллектор, с одной стороны, подвержена давлению столба воды, заполняющей необогреваемые трубы, равному Hp'g, а с другой— давлению столба пароводяной смеси, заполняющей обогреваемые трубы, равному HpHg. Создающаяся в результате образования пара разность давлений Н{р'—pH)g вызывает
Движение в контуре и называется движущим напором естественной циркуляции
<5дВ=# (р'--------- рн)ё (1.1)
Где 5ДВ — движущий напор естественной циркуляции, Па; Н — высота контура, м; р' и рн— соответственно плотность воды и пароводяной смеси, кг/м3; g— ускорение свободного падения, м/с2.
По обогреваемым трубам вверх движется пароводяная смесь, в связи с чем они получили название подъемных труб, а по необогре - ваемым трубам движется вниз вода — это опускные трубы.
Агрегаты, в парообразующих трубах которых движение рабочего тела создается под воздействием напора циркуляции, естественно возникающего при обогреве этих труб, получили название паровых котлов с естественной циркуляцией.
В отличие от движения воды в экономайзере и пара в пароперегревателе, в которых рабочий процесс заканчивается при однократном прохождении рабочего тела через поверхность нагрева, движение рабочего тела в циркуляционном контуре многократное. Это значит, что в процессе одного-цикла прохождения через парообразующие трубы вода испаряется не полностью, а лишь частично и поступает в барабан в виде пароводяной смеси. При естественной циркуляции массовое паросодер - жание на выходе из парообразующих труб составляет 3—25%. При паросодержании на выходе, равном, например, 20%, для полного испарения вода должна совершить движение через контур циркуляции пять раз.
Поскольку процесс образования пара происходит непрерывно и питательная вода в барабан также поступает непрерывно в соответствии с расходом пара, в контуре все время циркулирует вода и количество ее не изменяется. Отношение массового расхода циркулирующей воды Gв, кг/с, к количеству образовавшегося пара в единицу времени Gn, кг/с, называется кратностью циркуляции
K=GB/Ga. (1.2)
В котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции находится в пределах 4—30 и более.
В парообразующих трубах можно организовать движение рабочего тела принудительно, например насосом, включенным в контур циркуляции. Такие агрегаты получили название котлов с многократной принудительной циркуляцией (рис. 1.6,6). Движущий напор циркуляции в этом случае в несколько раз превышает движущий напор при естественна' циркуляции. Это позволяет расположить пар образующие трубы любым образом, исходя условий конструирования котла, и органи? вать в нем циркуляцию не только с вертика,-ным подъемным движением, но также с горизонтальным и даже опускным движением пароводяной смеси. В паровых котлах этого типа кратность циркуляции составляет 3—10.
Отличительной особенностью паровых котлов с естественной и многократной принудительной циркуляцией является наличие барабана— емкости, позволяющей организовать циркуляцию в замкнутой гидравлической системе и обеспечить отделение воды от пара. Барабан фиксирует все зоны котла: экономай- зерную, парообразующую и пароперегрева - тельную.
Барабанные котлы работают при докрити - ческом давлении (ДКД), р<ркр.
Прямоточные паровые котлы не имеют барабана, и через парообразующие трубы рабочее тело проходит однократно (рис. 1.6,в), так что кратность циркуляции k=. Прямоточный котел представляет собой разомкнутую гидравлическую систему. Отличительной особенностью прямоточных котлов также является отсутствие четкой фиксации экономайзерной, парообразующей и пароперегревательной зон. В парообразующих поверхностях нагрева прямоточных котлов происходит безостановочное превращение воды в пар. Прямоточные котлы работают на ДКД и сверхкритическом давлении (СКД), р^ркр.
В паровых котлах с комбинированной циркуляцией (рис. І. б.г) при пуске обратный клапан 10 открыт и агрегат работает по схеме (рис. 1.6,6). При достижении определенной нагрузки циркуляционный насос отключается, обратный клапан автоматически закрывается и паровой котел переключается на работу по прямоточной схеме (рис. 1.6,в).
Нормальному (неаварийному) останову котла (блока) предшествует его разгрузка. При останове в резерв на короткое время (например, на ночь) стремятся в наибольшей степени сохранить тепловое состояние оборудования, в связи с чем …
Рассматриваемые режимы можно разделить на три основных этапа: подготовительные операции, собственно растопки котла и повышение нагрузки до заданной. Рассмотрим их применительно к наиболее современному оборудованию — блочным установкам. В течение …
В соответствии с тепловой схемой АЭС пар вырабатывается либо непосредственно в ядерных реакторах кипящего типа, либо в парогеиераторах-теплообменни - ках, в которых осуществляется передача теплоты от теплоносителя, поступающего из реактора, …
msd.com.ua
Классификация современных паровых котлов
Дисциплина: Технические Тип работы: Реферат Тема: Классификация современных паровых котловМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный
технический университет»
РЕФЕРАТ
на тему
«Классификация современных паровых котлов»
по дисциплине «Введение в направление»
Проверил:
Выполнила:
проф. Щинников П.А.
студентка
Загоняйко Е.А.
группа
ТЭ-52
Отметка о защите
________________
Новосибирск, 2009
Введение
В настоящем реферате представлена простейшая технологическая схема энергетического котла, даны понятия и определения. Представлена классификация энергетических и водогрейных
котлов.
При этом
паровым котлом (рис.1) называется устройство для выработки пара с давлением выше атмосферного за счёт теплоты сжигаемого топлива. Основными рабочими элементами парового котла
являются поверхности нагрева, которые представляют собой металлические трубчатые поверхности, с одной стороны омываемые горячими дымовыми газами, с другой – водой, пароводяной смесью,
паром, воздухом.
Экономайзер(2)
– трубчатая поверхность нагрева, служащая для подогрева горячими дымовыми газами питательной воды, подаваемой в котёл питательным насосом.
Барабан(1)
. Вода по трубопроводу подаётся из экономайзера в барабан, из которого котловая вода, перемешанная с питательной, направляется по опускным трубам на питание испарительных
поверхностей нагрева, в данном случае топочных настенных трубчатых экранов. Барабан является самым сложным, металлоёмким дорогим узлом парового котла. В барабане осуществляется сбор и
раздача рабочей среды, обеспечение запаса воды в котле, разделение пароводяной смеси на пар и воду.
Испарительная поверхность котла
– это трубчатая поверхность нагрева, в которой осуществляется испарение воды за счёт теплоты дымовых газов.
Пароперегреватель(4)
– трубчатая поверхность нагрева, служащая для подогрева пара выше температуры насыщения за счёт теплоты, переданной конвекцией или комбинированно: радиацией в топке и конвекцией в
газоходах.
Топка котла(5)
предназначена для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания за счёт передачи теплоты топочным экранам и выделения из продуктов сгорания
золы.
Воздухоподогреватель(3)
, как элемент паровых котлов, появился в начале ХХ века для подогрева воздуха, подаваемого на горение топлива, так как горячий окислитель значительно интенсифицирует процесс
горения.
Дутьевой вентилятор(6)
забирает тёплый воздух из-под крыш котельной и подаёт его на подогрев в воздухоподогреватель.
Дымосос(8).
Дымовые газы из воздухоподогревателя направляются в золоуловитель, от него к дымососу, наконец, через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу при температуре уходящих газов
120-160
С [1].
Классификация паровых котлов.
Существуют различные классификационные признаки паровых котлов, рис.2.
По назначению
паровые котлы можно разбить на несколько групп: энергетические, промышленные, отопительные, утилизационные, энерготехнологические и специальные.
Энергетические паровые котлы
отличают: высокая единичная паропроизводительность, повышенные параметры пара, высокие требования к надёжности и экономичности в процессе проектирования на заводе, и наконец,
высокие требования к культуре их эксплуатации на электростанциях.
Промышленные паровые котлы
вырабатывают пар для технологических нужд промышленности
и сельского хозяйства.
Отопительные котлы
производят пар или горячую воду для отопления промышленных, жилых и общественных зданий. Особое место занимают котлы водогрейные отопительные.
Водогрейный котёл
– устройство для получения горячей воды с давлением
выше атмосферного.
Котлы-утилизаторы и энергетические
используют резервы вторичных энергетических ресурсов при переработке отходов химических производств, бытового мусора и др.
По давлению
различают такие группы: котлы низкого (до 1 МПа), среднего(1-10 МПа),высокого(14 МПа), сверхвысокого(СВД) давления(18-20 МПа) и сверхкритического(СКД) (давления больше 22,5
МПа).
По производительности
различают котлы малой, средней и большой производительности.
По способу циркуляции воды
всё разнообразие конструкций паровых котлов малых и больших на весь диапазон рабочих давлений можно свести к трём типам: с естественной циркуляцией, с многократной принудительной
циркуляцией и прямоточные.
В котлах с естественной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется за счёт разности плотностей столбцов рабочей среды: воды
в в опускной питательной системе, пароводяной смеси
см в подъёмной испарительной части циркуляционного контура. Движущий напор циркуляции
,ПА, в контуре можно выразить формулой
в -
см).
При критическом давлении рабочая среда является однофазной и её плотность зависит только от температуры, а так как последние близки между собой в опускной и подъёмной системах,
то движущий напор циркуляции будет очень мал. Поэтому на практике естественная циркуляция применяется для котлов до сверхвысоких давлений обычно не выше 18,5 Па.
Движение рабочего тела по испарительному контуру характеризуется кратностью циркуляции К, которая представляет собой отношение часового массового рабочего тела через
испарительную систему котла к его часовой паропроизводительности. Для современных котлов сверхвысокого давления К=5/10, для котлов низких и средних давлений от 10 до 25 МПа
[2].
Особенностью котлов с естественной циркуляцией является способ компоновки поверхностей нагрева, заключающийся в следующем: опускные трубы не должны обогреваться для сохранения
на достаточно высоком уровне плотности воды, подъёмные трубы должны иметь такую трассу, чтобы по ходу образующейся в них пароводяной смеси нивелирные уровни их всё время повышались
из-за опасности образования паровых пробок, и третье – скорости воды и смеси во всех трубах должны быть умеренными для получения невысоких гидравлических сопротивлений, что
достигается выбором труб поверхностей нагрева достаточно большого диаметра.
В котлах с многократной принудительной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется в основном за счёт работы циркуляционного насоса, включаемого
в опускной поток рабочей жидкости. Кратность циркуляции поддерживается невысокой, поскольку циркуляционный насос гарантирует её сохранение при всех колебаниях нагрузки. Котлы с
многократной принудительной циркуляцией позволяют экономить металл для поверхностей нагрева особенно на СВД, так как допускают повышенные скорости воды и рабочей смеси и тем частично
улучшают охлаждение стенки труб. Габариты агрегата при этом несколько снижаются, так как диаметры трубок можно выбирать меньшими, чем для котлов с естественной циркуляцией. Эти котлы
могут применяться вплоть до критических давлений 22,5 МПа, наличие барабана даёт возможность хорошо осушать пар и продувать загрязнённую котловую воду.
В прямоточных котлах кратность циркуляции равна единицы и движение рабочего тела от входа воды в экономайзер и до выхода из агрегата ...
Забрать файлПохожие материалы:
www.refland.ru
Классификация современных паровых котлов
Дисциплина: Технические Тип работы: Реферат Тема: Классификация современных паровых котловМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный
технический университет»
РЕФЕРАТ
на тему
«Классификация современных паровых котлов»
по дисциплине «Введение в направление»
Проверил:
Выполнила:
проф. Щинников П.А.
студентка
Загоняйко Е.А.
группа
ТЭ-52
Отметка о защите
________________
Новосибирск, 2009
Введение
В настоящем реферате представлена простейшая технологическая схема энергетического котла, даны понятия и определения. Представлена классификация энергетических и водогрейных
котлов.
При этом
паровым котлом (рис.1) называется устройство для выработки пара с давлением выше атмосферного за счёт теплоты сжигаемого топлива. Основными рабочими элементами парового котла
являются поверхности нагрева, которые представляют собой металлические трубчатые поверхности, с одной стороны омываемые горячими дымовыми газами, с другой – водой, пароводяной смесью,
паром, воздухом.
Экономайзер(2)
– трубчатая поверхность нагрева, служащая для подогрева горячими дымовыми газами питательной воды, подаваемой в котёл питательным насосом.
Барабан(1)
. Вода по трубопроводу подаётся из экономайзера в барабан, из которого котловая вода, перемешанная с питательной, направляется по опускным трубам на питание испарительных
поверхностей нагрева, в данном случае топочных настенных трубчатых экранов. Барабан является самым сложным, металлоёмким дорогим узлом парового котла. В барабане осуществляется сбор и
раздача рабочей среды, обеспечение запаса воды в котле, разделение пароводяной смеси на пар и воду.
Испарительная поверхность котла
– это трубчатая поверхность нагрева, в которой осуществляется испарение воды за счёт теплоты дымовых газов.
Пароперегреватель(4)
– трубчатая поверхность нагрева, служащая для подогрева пара выше температуры насыщения за счёт теплоты, переданной конвекцией или комбинированно: радиацией в топке и конвекцией в
газоходах.
Топка котла(5)
предназначена для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания за счёт передачи теплоты топочным экранам и выделения из продуктов сгорания
золы.
Воздухоподогреватель(3)
, как элемент паровых котлов, появился в начале ХХ века для подогрева воздуха, подаваемого на горение топлива, так как горячий окислитель значительно интенсифицирует процесс
горения.
Дутьевой вентилятор(6)
забирает тёплый воздух из-под крыш котельной и подаёт его на подогрев в воздухоподогреватель.
Дымосос(8).
Дымовые газы из воздухоподогревателя направляются в золоуловитель, от него к дымососу, наконец, через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу при температуре уходящих газов
120-160
С [1].
Классификация паровых котлов.
Существуют различные классификационные признаки паровых котлов, рис.2.
По назначению
паровые котлы можно разбить на несколько групп: энергетические, промышленные, отопительные, утилизационные, энерготехнологические и специальные.
Энергетические паровые котлы
отличают: высокая единичная паропроизводительность, повышенные параметры пара, высокие требования к надёжности и экономичности в процессе проектирования на заводе, и наконец,
высокие требования к культуре их эксплуатации на электростанциях.
Промышленные паровые котлы
вырабатывают пар для технологических нужд промышленности
и сельского хозяйства.
Отопительные котлы
производят пар или горячую воду для отопления промышленных, жилых и общественных зданий. Особое место занимают котлы водогрейные отопительные.
Водогрейный котёл
– устройство для получения горячей воды с давлением
выше атмосферного.
Котлы-утилизаторы и энергетические
используют резервы вторичных энергетических ресурсов при переработке отходов химических производств, бытового мусора и др.
По давлению
различают такие группы: котлы низкого (до 1 МПа), среднего(1-10 МПа),высокого(14 МПа), сверхвысокого(СВД) давления(18-20 МПа) и сверхкритического(СКД) (давления больше 22,5
МПа).
По производительности
различают котлы малой, средней и большой производительности.
По способу циркуляции воды
всё разнообразие конструкций паровых котлов малых и больших на весь диапазон рабочих давлений можно свести к трём типам: с естественной циркуляцией, с многократной принудительной
циркуляцией и прямоточные.
В котлах с естественной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется за счёт разности плотностей столбцов рабочей среды: воды
в в опускной питательной системе, пароводяной смеси
см в подъёмной испарительной части циркуляционного контура. Движущий напор циркуляции
,ПА, в контуре можно выразить формулой
в -
см).
При критическом давлении рабочая среда является однофазной и её плотность зависит только от температуры, а так как последние близки между собой в опускной и подъёмной системах,
то движущий напор циркуляции будет очень мал. Поэтому на практике естественная циркуляция применяется для котлов до сверхвысоких давлений обычно не выше 18,5 Па.
Движение рабочего тела по испарительному контуру характеризуется кратностью циркуляции К, которая представляет собой отношение часового массового рабочего тела через
испарительную систему котла к его часовой паропроизводительности. Для современных котлов сверхвысокого давления К=5/10, для котлов низких и средних давлений от 10 до 25 МПа
[2].
Особенностью котлов с естественной циркуляцией является способ компоновки поверхностей нагрева, заключающийся в следующем: опускные трубы не должны обогреваться для сохранения
на достаточно высоком уровне плотности воды, подъёмные трубы должны иметь такую трассу, чтобы по ходу образующейся в них пароводяной смеси нивелирные уровни их всё время повышались
из-за опасности образования паровых пробок, и третье – скорости воды и смеси во всех трубах должны быть умеренными для получения невысоких гидравлических сопротивлений, что
достигается выбором труб поверхностей нагрева достаточно большого диаметра.
В котлах с многократной принудительной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется в основном за счёт работы циркуляционного насоса, включаемого
в опускной поток рабочей жидкости. Кратность циркуляции поддерживается невысокой, поскольку циркуляционный насос гарантирует её сохранение при всех колебаниях нагрузки. Котлы с
многократной принудительной циркуляцией позволяют экономить металл для поверхностей нагрева особенно на СВД, так как допускают повышенные скорости воды и рабочей смеси и тем частично
улучшают охлаждение стенки труб. Габариты агрегата при этом несколько снижаются, так как диаметры трубок можно выбирать меньшими, чем для котлов с естественной циркуляцией. Эти котлы
могут применяться вплоть до критических давлений 22,5 МПа, наличие барабана даёт возможность хорошо осушать пар и продувать загрязнённую котловую воду.
В прямоточных котлах кратность циркуляции равна единицы и движение рабочего тела от входа воды в экономайзер и до выхода из агрегата ...
Похожие материалы:
gotref.ru
Классификация паровых котлов
Федеральное Агентство по Образованию РФ
Государственное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
Костромской Государственный Технологический Университет
(ГОУ ВПО КГТУ)Заочный факультет
Кафедра АМТКОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Технологические процессы и производства»
Вариант №12Выполнил: Попов А.Е.
Специальность: 220301
Шифр: 06-ЗАк-041
Проверил: Шуваев В.Г.
Кострома 2010 г.2. Классификация паровых котлов. Параметры и маркировка. В зависимости от характеристики соответствующего тракта и его оборудования вводится соответствующая классификация паровых котлов.
По виду сжигаемого топлива различают паровые котлы для газообразного, жидкого и твердого топлива.
По особенностям газовоздушного тракта различают котлы с естественной тягой, с уравновешенной тягой и с наддувом. Паровые котлы, в которых движение воздуха и продуктов сгорания обеспечивается напором, возникающим под действием разностей плотностей атмосферного воздуха и газа в дымовой трубе, называются котлами с естественной тягой.
Если сопротивление газового тракта (так же как и воздушного) преодолевается работой дутьевых вентиляторов , то котлы работают с наддувом.
Котлы, в которых давление в топке и начального газохода (перед поверхностью нагрева ) поддерживается близким к атмосферному совместной работой дутьевых вентиляторов и дымососов, называют котлами с уравновешенной тягой. В этих котлах воздушный тракт находится под давлением и его сопротивление преодолевается с помощью дутьевого вентилятора, а газовый тракт находится под разрежением (сопротивление этого тракта преодолевается дымососом). Работа газового тракта под разрежением позволяет уменьшить выбросы из газоходов в котельное помещение высокотемпературных газов и золы.
В настоящее время стремятся все котлы, в том числе и с уравновешенной тягой, изготовлять в газоплотном исполнении.
По виду водопарового (пароводяного) тракта различают барабанные и прямоточные котлы. Во всех типах котлов по экономайзеру и пароперегревателю вода и пар проходят однократно. Различие определяется принципом работы испарительных поверхностей нагрева .
В барабанных котлах пароводяная смесь в замкнутом контуре, включающем барабан , коллекторы, и испарительные поверхности нагрева, проходит многократно, причем в котлах с принудительной циркуляцией перед входом воды в трубы испарительных поверхностей ставят дополнительный насос. В прямоточных котлах рабочее тело по всем поверхностям нагрева проходит однократно под действием напора, развиваемого питательным насосом .
По фазовому состоянию выводимого из котла (топки) шлака различают котла с твердым и жидким шлакоудалением. В котлах с твердым шлакоудалением (ТШУ) шлак из топки удаляется в твердом состоянии, а в котлах с жидким шлакоудалением (ЖМУ) шлак удаляется в расплавленном состоянии.
Паровые котлы характеризуются основными параметрами: номинальной паропроизводительностью, давлением, температурой пара (основного и промежуточного перегрева) и питательной воды.
Под номинальной паропроизводительностью понимают наибольшую нагрузку (т/ч или кг/с), которую стационарный котел должен обеспечивать в длительной эксплуатации при сжигании основного топлива (или при подводе номинального количества теплоты) при номинальных значениях температуры пара и питательной воды (с учетом допускаемых отклонений).
Номинальными давлением и температурой пара считают те, которые должны быть обеспечены непосредственно перед паропроводом к потребителю пара при номинальной производительности котла (для температуры - дополнительно при номинальном давлении и температуре питательной воды).
Номинальной температурой промежуточного перегрева пара называют температуру пара непосредственно за промежуточным пароперегревателем котла при номинальных значениях давления пара, температуры питательной воды, паропроизводительности, а также номинальных значениях остальных параметров пара промежуточного перегрева с учетом допускаемых отклонений.
Номинальная температура питательной воды - это температура, которую необходимо обеспечить перед входом воды в экономайзер или в другой относящийся к котлу подогреватель питательной воды (при их отсутствии – перед входом в барабан котла) при номинальной паропроизводительности.
По параметрам рабочего тела различают котлы низкого (мене 1 МПа), среднего (1-10 МПа) и сверхкритического давления (более 22,5 МПа). Наиболее характерные особенности котла и основные параметры вводятся в его обозначение. В принятых по ГОСТ 3619-82 обозначениях указывается тип котла, паропроизводительность (т/ч) и давление (МПа), температура перегрева и промежуточного перегрева пара, вид сжигаемого топлива и системы шлакоудаления для твердого топлива и некоторые другие особенности.
Буквенные обозначения типа котла и вида сжигаемого топлива: Е – с естественной циркуляцией, Пр – с принудительной циркуляцией, П – прямоточный, Пп – прямоточный с промежуточным перегревом; Еп – барабанный с естественной циркуляцией и промежуточным перегревом; Г – газообразное топлива, М – мазут, Б – бурые угли, К – каменные угли, Т,Ж – соответственно с твердым и жидким шлакоудалением.
Например, котел барабанный с естественной циркуляцией производительностью 210 т/ч с давлением 13,8 МПа и температурой перегрева 565ºС на каменном угле с твердым шлакоудалением обозначают: Е-210-13,8-565 КТ.
Классификация паровых котлов.
ПК классифицируют по нескольким признакам:
1. по давлению; 2. по паропроизводству; 3. по назначению; 4. по виду циркуляции;5. по виду используемого топлива.
3. По назначению
– паровые
- водогрейные
4.По виду циркуляции.
 |
1. с естественной циркуляцией (рис.1)
2. с принудительной (рис.2)
с прямоточной (рис.3)
1 – питательный насос
2 – водяной экономайзер
3 – барабан
4 – опускные трубы
5 – коллектор
6 – подъёмные трубы
(поверхности) нагрева
Рис.1
К=3..10 (кратность циркуляции) – отношение количества воды в ПК к количеству образующегося пара за 1 цикл.
 |
1 – питательный насос
2 – водяной экономайзер
3 – барабан
4 – опускные трубы
6 – подъёмные трубы
(поверхности) нагрева
7 – циркуляционный насос. Рис.2.
За один цикл вся вода преобразуется в пар
Рис.3
coolreferat.com
Классификация паровых котлов
Федеральное Агентство по Образованию РФ
Государственное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
Костромской Государственный Технологический Университет
(ГОУ ВПО КГТУ)Заочный факультет
Кафедра АМТКОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Технологические процессы и производства»
Вариант №12Выполнил: Попов А.Е.
Специальность: 220301
Шифр: 06-ЗАк-041
Проверил: Шуваев В.Г.
Кострома 2010 г.2. Классификация паровых котлов. Параметры и маркировка. В зависимости от характеристики соответствующего тракта и его оборудования вводится соответствующая классификация паровых котлов.
По виду сжигаемого топлива различают паровые котлы для газообразного, жидкого и твердого топлива.
По особенностям газовоздушного тракта различают котлы с естественной тягой, с уравновешенной тягой и с наддувом. Паровые котлы, в которых движение воздуха и продуктов сгорания обеспечивается напором, возникающим под действием разностей плотностей атмосферного воздуха и газа в дымовой трубе, называются котлами с естественной тягой.
Если сопротивление газового тракта (так же как и воздушного) преодолевается работой дутьевых вентиляторов , то котлы работают с наддувом.
Котлы, в которых давление в топке и начального газохода (перед поверхностью нагрева ) поддерживается близким к атмосферному совместной работой дутьевых вентиляторов и дымососов, называют котлами с уравновешенной тягой. В этих котлах воздушный тракт находится под давлением и его сопротивление преодолевается с помощью дутьевого вентилятора, а газовый тракт находится под разрежением (сопротивление этого тракта преодолевается дымососом). Работа газового тракта под разрежением позволяет уменьшить выбросы из газоходов в котельное помещение высокотемпературных газов и золы.
В настоящее время стремятся все котлы, в том числе и с уравновешенной тягой, изготовлять в газоплотном исполнении.
По виду водопарового (пароводяного) тракта различают барабанные и прямоточные котлы. Во всех типах котлов по экономайзеру и пароперегревателю вода и пар проходят однократно. Различие определяется принципом работы испарительных поверхностей нагрева .
В барабанных котлах пароводяная смесь в замкнутом контуре, включающем барабан , коллекторы, и испарительные поверхности нагрева, проходит многократно, причем в котлах с принудительной циркуляцией перед входом воды в трубы испарительных поверхностей ставят дополнительный насос. В прямоточных котлах рабочее тело по всем поверхностям нагрева проходит однократно под действием напора, развиваемого питательным насосом .
По фазовому состоянию выводимого из котла (топки) шлака различают котла с твердым и жидким шлакоудалением. В котлах с твердым шлакоудалением (ТШУ) шлак из топки удаляется в твердом состоянии, а в котлах с жидким шлакоудалением (ЖМУ) шлак удаляется в расплавленном состоянии.
Паровые котлы характеризуются основными параметрами: номинальной паропроизводительностью, давлением, температурой пара (основного и промежуточного перегрева) и питательной воды.
Под номинальной паропроизводительностью понимают наибольшую нагрузку (т/ч или кг/с), которую стационарный котел должен обеспечивать в длительной эксплуатации при сжигании основного топлива (или при подводе номинального количества теплоты) при номинальных значениях температуры пара и питательной воды (с учетом допускаемых отклонений).
Номинальными давлением и температурой пара считают те, которые должны быть обеспечены непосредственно перед паропроводом к потребителю пара при номинальной производительности котла (для температуры - дополнительно при номинальном давлении и температуре питательной воды).
Номинальной температурой промежуточного перегрева пара называют температуру пара непосредственно за промежуточным пароперегревателем котла при номинальных значениях давления пара, температуры питательной воды, паропроизводительности, а также номинальных значениях остальных параметров пара промежуточного перегрева с учетом допускаемых отклонений.
Номинальная температура питательной воды - это температура, которую необходимо обеспечить перед входом воды в экономайзер или в другой относящийся к котлу подогреватель питательной воды (при их отсутствии – перед входом в барабан котла) при номинальной паропроизводительности.
По параметрам рабочего тела различают котлы низкого (мене 1 МПа), среднего (1-10 МПа) и сверхкритического давления (более 22,5 МПа). Наиболее характерные особенности котла и основные параметры вводятся в его обозначение. В принятых по ГОСТ 3619-82 обозначениях указывается тип котла, паропроизводительность (т/ч) и давление (МПа), температура перегрева и промежуточного перегрева пара, вид сжигаемого топлива и системы шлакоудаления для твердого топлива и некоторые другие особенности.
Буквенные обозначения типа котла и вида сжигаемого топлива: Е – с естественной циркуляцией, Пр – с принудительной циркуляцией, П – прямоточный, Пп – прямоточный с промежуточным перегревом; Еп – барабанный с естественной циркуляцией и промежуточным перегревом; Г – газообразное топлива, М – мазут, Б – бурые угли, К – каменные угли, Т,Ж – соответственно с твердым и жидким шлакоудалением.
Например, котел барабанный с естественной циркуляцией производительностью 210 т/ч с давлением 13,8 МПа и температурой перегрева 565ºС на каменном угле с твердым шлакоудалением обозначают: Е-210-13,8-565 КТ.
Классификация паровых котлов.
ПК классифицируют по нескольким признакам:
1. по давлению; 2. по паропроизводству; 3. по назначению; 4. по виду циркуляции;5. по виду используемого топлива.
3. По назначению
– паровые
- водогрейные
4.По виду циркуляции.
 |
1. с естественной циркуляцией (рис.1)
2. с принудительной (рис.2)
с прямоточной (рис.3)
1 – питательный насос
2 – водяной экономайзер
3 – барабан
4 – опускные трубы
5 – коллектор
6 – подъёмные трубы
(поверхности) нагрева
Рис.1
К=3..10 (кратность циркуляции) – отношение количества воды в ПК к количеству образующегося пара за 1 цикл.
 |
1 – питательный насос
2 – водяной экономайзер
3 – барабан
4 – опускные трубы
6 – подъёмные трубы
(поверхности) нагрева
7 – циркуляционный насос. Рис.2.
За один цикл вся вода преобразуется в пар
Рис.3
ua.coolreferat.com
