Профили и компоновка котлов парогенераторов. Компоновка котлов-утилизаторов. Компоновка парового котла
Компоновка котлов
Компоновка котлов
Компоновка котлов - это взаимное расположение газоходов и поверхностей нагрева. В СССР и за рубежом применяется компоновка котлов по схемам на рис. 14.8.
Наиболее распространена П-образная компоновка котлов (рис. 14.8, а, б). Преимуществами ее являются подача топлива в нижнюю часть топки и вывод продуктов сгорания из нижней части конвективной шахты. Недостатки этой компоновки - неравномерное заполнение газами топочной камеры и неравномерное омывание продуктами сгорания поверхностей нагрева, расположенных в верхней части котла, а также неравномерная концентрация золы по сечению конвективной шахты.
Т-образная компоновка котлов с двумя конвективными шахтами, расположенными по обе стороны топки, с подъемным движением газов в топке (рис. 14.8, в) позволяет уменьшить глубину конвективной шахты и высоту горизонтального газохода, но наличие двух конвективных шахт усложняет отвод газов.
Трехходовая компоновка котлов с двумя конвективными шахтами (рис. 14.8, г) иногда применяется при верхнем расположении двшососов. Четырехходовая компоновка котлов с двумя вертикальными переходными газоходами, заполненными разряженными поверхностями нагрева, применяется при работе котла на зольном топливе с легкоплавкой золой.
Башенная компоновка котлов (рис. 14.8, е) используется для пиковых котлов, работающих на газе и мазуте, в целях использования самотяги газоходов. При этом возникают затруднения, связанные с осуществлением опорной конструкции для конвективных поверхностей нагрева.
V-образная компоновка котлов с инверторной топкой с нисходящим в ней потоком продуктов сгорания и подъемным их движением в конвективной шахте (рис. 14.8, д) обеспечивает хорошее заполнение топки факелом, низкое расположение пароперегревателей и минимальное сопротивление воздушного тракта вследствие малой длины воздуховодов. Недостаток такой компоновки - ухудшенная аэродинамика переходного газохода, обусловленная расположением горелок, дымососов и вентиляторов на большой высоте. Такая компоновка котлов может оказаться целесообразной при работе котла на газе и мазуте
boiler-wood.ru
Лекция №14 Схемы водопаровых трактов котла.
1) Котёл с естественной циркуляцией:
1 – Х″ = 0,03÷0,2 кг/кг.
Роп= Н·ρ′·g, Рпод= Н·ρсм·g,Sдвиж= Н·(ρ′ – ρсм)·g.
Засчёт Sдвижрабочая среда циркулирует с кратностью циркуляции:k=
= 5÷30
Недостаток: нарушение циркуляции, когда
< 40% – ↓D→ ↓B→ ↓q→ ↑X→ ↓ρсм→ ↓Sдвиж→ ↓k.
Приведённый недостаток является основным для барабанных котлов.
2) Котёл с принудительной циркуляцией:
ц.н. – циркуляционный насос.
в связи с чем:
1) снижается kдо 2÷5.
2) испарительные поверхности можно выполнять в виде змеевиков.
3) надёжная работа при низких нагрузках.
Применяют в котлах утилизаторах.
3) Прямоточный котёл:
Рп.в.> Рпе, Рпе= 14÷25 МПа.
Достоинствовозможность работы на сверхкритических параметрах.
Типы и типоразмеры паровых котлов.
Е – котёл с естественной циркуляцией.
Типоразмеры:
Е
1 2 3 4 5
– 420 – 13,8 – 545 КЖ1 – естественная циркуляция.
2 – паропроизводительность, т/ч.
3 – давление за перегревателем, МПа.
4 – температура перегретого пара, ºС.
5 – каменный уголь, жидкое шлакоудаление.
П
1 2 3 4 5
п – 950 – 25,5 – 545/545 ГМ1 – прямоточный с промежуточным пароперегревателем.
2 – паропроизводительность, т/ч.
3 – давление за перегревателем, МПа.
4 – тем-ра перегретого пара / тем-ра перегретого пара вторичного пароперегревателя, ºС.
5 – газомазутный.
Заводские типоразмеры:
Т – таганрогский котельный завод:
ТГМП – 1202 – таганрогский, газомазутный, прямоточный.
ТГМЕ – 464 – таганрогский, газомазутный, естественная циркуляция.
ТПП – 210 – таганрогский, пылеугольный, прямоточный.
П – 57, П – 59, П – 67.
БКЗ – барнаульский котельный завод:
1 2 3 4
БКЗ – 75 – 39 – ФБ1 – барнаульский котельный завод.
2 – паропроизводительность, т/ч.
3 – давление за перегревателем, МПа.
4 – фрезерный торф, бурый уголь.
БелКЗ – белгородский котельный завод:
Б – 50 – 40 (эквивалент Е – 50 – 40).
ГМ – 50.
БиКЗ – бийский котельный завод:
ДКВр – 10 – 13 – водогрейный.
КВ – ГМ – 50 – водогрейный, 50 Гкал/ч.
Профили паровых котлов.
1) П – образный:
Позиции
1 – топка.
2 – газоходы.
Недостатокнеравномерное заполнение топки и газоходов продуктами сгорания.
2) Т – образный:
Недостатоксложность отвода уходящих газов дымососами.
3) Башенный:
Компоновка и тепловая схема парового котла.
Взаимное расположение газоходов и поверхностей нагрева.
Для произвольной поверхности:
Тепловосприятие: Q= 
=Qбал= 
.
Уравнение теплопередачи: Qт=
Общее тепловосприятие: 
.
Температура стенки трубы поверхности нагрева:
=
=> 
– температура наружной стенки трубы.
Для чистых труб 
=> 
Основная задача эксплуатации сводится к тому, чтобы 
:
1) ↓tр.ср.нельзя, т.к.tр.ср.=f(Рп).
2) ↓qнельзя, т.к. при ↓q→ ↑↑Н.
3) ↑α2 ~ 
Требования к компоновке:
1) Поверхности с высокой температурой рабочей среды, размещать в месте с высокой температурой газов (↑tр.с.→ ↑
).
2) Осуществлять противоточную схему движения (∆tпрот.> ∆tпрям.).
3) Выполнять требования обусловленные надёжностью работы металла труб (tст<
).
studfiles.net
1. Введение. Компоновка и тепловой расчет парового котла
Компоновка и тепловой расчет парового котла
курсовая работаОбщая характеристика котла
Устройство, имеющее топку для сжигания органического топлива, обогреваемое продуктами сгорания, предназначенное для получения горячей воды с давлением выше атмосферного, называют водогрейным котлом (теплогенератором). Горячая вода от водогрейных котлов - теплогенераторов идет на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений. Для унификации водогрейных котлов утверждена следующая шкала теплопроизводительности в Гкал/ч: 4; 6,5; 10; 20; 30; 50; 100; 180.
Котел водогрейный газомазутный КВ-ГМ-100-150, теплопроизводительностью 100 Гкал/ч (116 МВт), предназначен для нагрева воды систем теплоснабжения до 150 °С и может быть использован как в отопительном основном режиме - 70…150, так и в пиковом - 100…150 °С. Теплогенератор имеет П-образную компоновку, включающую топочный и конвективный блоки., а ширина котла по осям колонн - 5700 мм.
Котёл рассчитаны на рабочее давление воды 2,5 МПа (25 кгс/см2).
Топочная камера экранирована трубами диаметром 60 Ч 3 мм с шагом 64 мм, которые соответственно образуют:
* передний (фронтовой) экран - вертикальные трубы, приваренные к верхнему, нижнему, а также двум (верхнему и нижнему) промежуточным коллекторам; промежуточные коллекторы по краям соединены между собой перепускными трубами, а между коллекторами установлены горелки;
* левый боковой экран - вертикально-изогнутые трубы, приваренные к верхнему и нижнему коллекторам, которые экранируют левую боковую стенку и потолок топки до середины, причем верхний коллектор длиннее нижнего на 1/3 и эта удлиненная часть коллектора находится в конвективной шахте, являясь одновременно верхним коллектором бокового экрана конвективной поверхности нагрева;
* правый боковой экран - выполнен аналогично левому;
* промежуточный экран - вертикальные (укороченные) трубы, приваренные к верхнему и нижнему коллекторам, которые выполнены в виде газоплотного экрана, разделяющего топку от конвективной шахты; причем промежуточный экран не доходит до потолка топки, оставляя окно для прохода топочных газов из топки в конвективную шахту.
В соответствующих местах верхнего и нижнего коллекторов боковых топочных экранов установлены заглушки для обеспечения многоходового движения воды по экранным трубам - вниз и вверх.
Конвективный блок (конвективная шахта) имеет:
* правую боковую стенку шахты - вертикальные стояки-трубы диметром 83 Ч 3,5 мм, установленные с шагом 128 мм, приваренные к верхним и промежуточным коллекторам, а в эти стояки вварены три пакета горизонтально расположенных U-образных ширм, выполненных из труб диаметром 28 Ч 3 мм; кроме того, все стояки сдвинуты относительно друг друга поперек продольной оси экрана на 64 мм, что обеспечивает размещение U-образных пакетов ширм в виде гребенок - в шахматном порядке с шагом s1 = 64 и s2 = 40 мм;
* правый потолочный экран конвективной шахты - изогнутые трубы, которые экранируют правую стенку и потолок до середины конвективной шахты, и приварены соответственно к промежуточному и верхнему коллекторам конвективной шахты;
* левую боковую стенку и левый потолочный экран конвективной шахты - выполнены аналогично правой стенки;
* заднюю стенку - вертикальные трубы диаметром 60 Ч 3 мм, установленные с шагом 64 мм, которые приварены к верхнему и нижнему коллекторам задней стенки шахты.
Все экранные трубы топки и стояки конвективной шахты приварены непосредственно к коллекторам-камерам диаметром 273 Ч 11 мм. Все верхние коллекторы топки и конвективной шахты имеют воздушники для выпуска воздуха, а нижние - спускные вентили.
Котлы не имеют каркаса. Обмуровка котла облегченная, натрубная, толщиной 110 мм, состоит из трех слоев: шамотобетона, совелитовых плит, минераловатных матрацев и магнезиальной обмазки.
Взрывные предохранительные клапаны установлены на потолке топочной камеры. Нижние коллекторы фронтового, промежуточного и заднего экранов, а также боковых стен конвективной шахты опираются на портал. Опора, расположенная в середине нижнего коллектора промежуточного экрана, является неподвижной, а остальные опоры - скользящие. На фронтовой стенке котла КВ-ГМ-100 три горелки, причем третья горелка размещается во втором ряду сверху - на верхнем ярусе.
Газовоздушный тракт.
Топливо и воздух подаются в горелки, а в топке образуется факел горения.
Теплота от топочных газов в топке, за счет радиационного и конвективного теплообмена, передается всем экранным трубам (радиационным поверхностям нагрева), и от труб теплота передается воде, циркулирующей по экранам. Из топки, огибая сверху промежуточный газоплотный экран, топочные газы входят в конвективную шахту, где теплота передается воде, циркулирующей по пакетам секций (ширм), и, пройдя шахту сверху вниз, топочные газы дымососом удаляются в дымовую трубу, а затем в атмосферу.
Для удаления загрязнений, летучей сажи и отложений с наружной поверхности труб конвективной шахты котлы оборудуются очистительной установкой, использующей чугунную дробь, которая подается в конвективную шахту сверху - дробеочистка.
Принудительная циркуляция воды в котле возможна в основном (70…150 °С) и пиковом (100…150 °С) режимах работы.
Котлы оборудованы газомазутными горелками с ротационными форсунками типа РГМГ-30 (3 горелки на котле КВ-ГМ-100-150) производительностью 30 Гкал/ч соответственно.
На котлах КВ-ГМ-100-150 горелки устанавливаются на воздушном коробе котла, который крепится на фронтовом экране к горизонтальным коллекторам. Каждая горелка типа РГМГ имеет вентилятор первичного воздуха. Для горелки РГМГ-30 устанавливается вентилятор 30ЦС85.
prod.bobrodobro.ru
Компоновка котлов
Компоновка котлов
Любой котельный агрегат состоит из топочного устройства, радиационных и различного назначения конвективных поверхностей нагрева. Понятие компоновка котлов включает в себя взаимное размещение в потоке продуктов сгорания радиационных и располагаемых после них конвективных поверхностей нагрева. Наиболее проста компоновка котлов, при которой все поверхности нагрева расположены в одном газоходе и без поворота дымовых газов в горизонтальном или вертикальном направлении. Примерами такой компоновки являются вертикальные цилиндрические котлы, комбинированные котлы с жаровой трубой или огневой коробкой и дымогарными трубами и др.
Многоходовая компоновка котлов может иметь газоходы в горизонтальной или вертикальной плоскости, при продольном или поперечном омывании поверхностей нагрева. В вертикально-водотрубных котельных агрегатах старых конструкций омывание труб в конвективных газоходах было выполнено главным образом продольным. В горизонтально-водотрубных котлах, наоборот, поперечное омывание было основным, а смешанное имелось только в местах перетекания дымовых газов из одного газохода в другой. Однако в обоих случаях омывание продуктами сгорания поверхностей нагрева было неполным, так как имелись участки труб, около которых скорость газов была очень низкой.
Позже в вертикально-водотрубных котлах с барабанами и естественной циркуляцией стали применять поперечное омывание пучков труб с поворотами дымовых газов в горизонтальной плоскости и два барабана. Так появилась компоновка котлов многоходовая по газам и с пучками труб с чисто поперечным омыванием и интенсивным теплообменом. У горизонтально-водотрубных котлов с поперечным и смешанным омыванием труб для более глубокого охлаждения газов потребовалась дополнительная поверхность нагрева, размещаемая над или под котлом или рядом с ним. Направлению дымовых газов в последнем газоходе сверху вниз способствовало также размещение механизмов с вращающими деталями на возможно более низкой или нулевой отметке.
В случае установки водяного экономайзера и воздухоподогревателя при такой компоновке сокращается длина коробов и воздухопроводов от воздухоподогревателя до топочных устройств, что облегчает и упрощает конструкцию котлоагрегата. Так сложилась часто применяемая П-образная компоновка котлов. При этой компоновке продукты сгорания сначала поднимаются вверх в топочной камере, затем через соединительный газоход, иногда с размещенным в нем пароперегревателем поступают в опускной газоход к поперечно омываемым конвективным поверхностям нагрева.
Особенно рационально применение П-образной компоновки для котлоагрегатов средней и большой производительности с камерным сжиганием твердого топлива, когда пылеприготовительное оборудование - мельницы, сепараторы, мельничные вентиляторы и другое вспомогательное оборудование - можно установить на нулевой отметке, а бункера и питатели - выше, для того чтобы обеспечить поступление топлива в систему пылеприготовления самотеком.
При сжигании твердых топлив с высоким приведенным содержанием золы Апр ≥ 12% до дымососа необходима установка золоуловителей, имеющих, как правило, значительную массу и габариты. Золоуловители рационально также размещать на нулевой отметке.
П-образная компоновка котлов с конвективной опускной шахтой, вертикальной топочной камерой позволяет удобно разделить котлоагрегат на поставочные и монтажные блоки, особенно при вынесенном воздухоподогревателе. Распространение в котельных агрегатах, используемых для теплоснабжения, нашли так называемые горизонтальные и башенные компоновки. Горизонтальная компоновка котлов применяется в двухбарабанных котлоагрегатах типов Е, КЕ, ДКВР, ДЕ и некоторых агрегатах, рассчитанных на давление 4 МПа (40 кгс/см2) и температуру перегретого пара 450°С. В этих котлах производительностью до 2,78 кг/с (10 т/ч) для повышения скорости дымовых газов выполняется многоходовая в горизонтальной или вертикальной плоскости компоновка, а затем одноходовая.
Башенная компоновка котлов поверхностей нагрева применяется редко и главным образом при осуществлении движения газов за счет естественной тяги или наддува, а также при использовании теплоты отходящих газов и промежуточных продуктов сгорания, образующихся во встроенных в линию агрегатов энерготехнологических установок. Скорость дымовых газов в пучках труб в этих случаях ограничивается для получения малого газового сопротивления и приемлемой высоты дымовой трубы при естественной тяге. При искусственной тяге и подобной компоновке дымососы и вентиляторы приходится располагать на большой высоте, а каркас значительно усиливать.
Кроме того, увеличение высоты котлоагрегата при установке внутри здания влечет за собой увеличение высоты здания, а при установке агрегата вне здания затрудняет его монтаж, обслуживание и ремонтные работы. Существуют и еще некоторые факторы, ограничивающие применение башенных компоновок котельных агрегатов. Некоторое распространение в котельных агрегатах получили так называемые Т-образные компоновки, в которых из топочной камеры продукты сгорания выходят двумя потоками в два соединительных газохода и две конвективные шахты. Такие компоновки котельных агрегатов, как показали выполненные конструкции, приводят к увеличению расхода металла, усложнению монтажа и эксплуатации.
kotel-kv.com
1.3.5. Профиль парового котла. Компоновка и условия работы поверхностей нагрева
[1], с. 138…176, 196…207, 229…236; [2], с. 113…124, 217…230, 249…300; [3], с. 36…64, 155…232, 244…261; [4], с. 16…71, 91…155; [6], 194…208, 235…253, 267…273; [8], с. 140…163, 221…225
Развитие котлостроения. Основные профили паровых котлов и их особенности. Влияние типа, мощности и режима работы ТЭС на конструкцию паровых котлов. Принцип компоновки поверхностей нагрева по ходу продуктов сгорания. Конструктивные и компоновочные решения современных котлов. Составление тепловой схемы парового котла. Распределение тепловосприятий поверхностями нагрева в зависимости от параметров пара.
Парообразующие поверхности прямоточных и барабанных котлов. Компоновка топочных экранов прямоточных и барабанных котлов. Типы экранов; схемы навивок; двухсветные экраны. Схемы включения панелей экранов, условия их работы. Типы топочных экранов при сверхкритическом давлении (СКД). Методы повышения надежности топочных экранов прямоточных котлов. Газоплотные экраны, условия их работы, меры, повышающие их надежность. Ошипованные экраны: области применения, температурный режим. Накаркасная и натрубная обмуровки топочной камеры.
Пароперегреватели и их классификация. Зоны размещения первичного и вторичного пароперегревателей. Условия работы металла труб. Конвективные и радиационные пароперегреватели, их конструкции. Ширмовые пароперегреватели. Компоновка пароперегревателей и влияние на нее параметров пара и характеристик топлива. Условия работы пароперегревателей и методы повышения надежности. Особенности выполнения и размещения промежуточных пароперегревателей. Регулировочные характеристики пароперегревателей. Методы регулирования температуры перегретого пара поверхностными и впрыскивающими пароохладителями. Паро-паровой теплообменник и схемы его включения. Регулирование температуры вторичного пара рециркуляцией продуктов сгорания, изменением положения факела в топке, байпасированием продуктов сгорания и среды; анализ методов регулирования.
Низкотемпературные поверхности нагрева; одно- и двухступенчатая компоновки низкотемпературных поверхностей нагрева. Распределение температурных напоров. Типы экономайзеров и их размещение. Интенсификация теплообмена. Классификация воздухоподогревателей. Трубчатые воздухоподогреватели, их конструкции и компоновка. Нагрев воздуха с применением промежуточного теплоносителя. Регенеративные воздухоподогреватели. Выбор типа воздухоподогревателя. Комбинированный нагрев воздуха. Коррозия поверхностей нагрева и методы ее уменьшения. Очистка поверхностей нагрева. Механизм образования отложений. Абразивный износ поверхностей нагрева.
Металл паровых котлов. Условия работы металла элементов парового котла. Влияние температуры на механические свойства металла. Выбор металла. Расчет прочности. Эксплуатационный контроль за металлом.
Вопросы для самопроверки
Опишите развитие конструкций паровых котлов до внедрения высоких параметров пара.
Опишите развитие конструкций паровых котлов на высокие параметры пара.
Опишите основные элементы и компоновку пылеугольного котла на 420 т/ч (14 МПа), газомазутного котла на 480 т/ч (14 МПа).
Опишите основные элементы и компоновку пылеугольного и газомазутного котлов на 670 т/ч (14 МПа).
Какие котлы устанавливаются на современной ТЭС в зависимости от ее типа, мощности и режима работы?
Опишите особенности работы и конструкцию полупикового котла.
Опишите конструкцию высоконапорного парового котла.
Опишите особенности котлов СКД.
Опишите основные элементы и компоновку газомазутного прямоточного котла СКД.
Опишите основные элементы и компоновку пылеугольного прямоточного котла СКД.
Как влияет тип, мощность и режим работы электростанции на конструкцию котла?
Как влияет вид и качество топлива на конструкцию котла?
Перечислите поверхности нагрева современного парового котла ТЭС и дайте обоснование их размещения в газовом тракте.
Что такое тепловая схема котла. Приведите пример тепловой схемы барабанного и прямоточного котла.
Как распределяется теплота между поверхностями нагрева в зависимости от параметров пара?
Перечислите конструкции экранных поверхностей и их компоновку.
Перечислите методы повышения надежности экранов барабанных котлов.
18. Перечислите методы повышения надежности экранов прямоточных котлов.
19. Что такое секционирование экранов? Для чего его производят?
Что такое газоплотные экраны? Перечислите методы повышения их надежности.
Опишите области применения ошипованных экранов и их работу.
Что такое «теплый ящик»?
Опишите обмуровочные ограждения и тепловую изоляцию, применяемые в современных котлах ТЭС.
Какое влияние обмуровочные ограждения оказывают на конструкцию каркаса и фундамента, на тепловую работу котла?
Приведите классификацию пароперегревателей.
Опишите конструкции и способы крепления конвективных пароперегревателей, их компоновку.
Опишите конструкцию радиационных пароперегревателей, их компоновку.
Опишите конструкции и компоновку промежуточных пароперегревателей.
Как изменяется тепловосприятие радиационных и конвективных участков пароперегревателя при изменении расхода топлива в топку? Как при этом меняется температура пара на выходе из радиационных участков пароперегревателя? - из конвективных?
Опишите способы регулирования температуры перегрева пара.
Опишите конструкции и схемы включения паро-паровых теплообменников, их достоинства и недостатки.
Опишите конструкцию и работу устройства для подготовки пароохлаждающего конденсата.
Опишите конструкцию ВПО, условия размещения его в схеме пароперегревателя.
Опишите конструкции и работу воздухоподогревателей, их достоинства и недостатки.
Опишите конструкции и работу водяных экономайзеров, схемы размещения воздухоподогревателей и экономайзеров в газовом тракте котла.
Опишите условия возникновения низкотемпературной коррозии и методы ее уменьшения.
Вследствие чего происходит наружное загрязнение низкотемпературных поверхностей нагрева и какими методами производится их очистка?
Перечислите марки сталей, используемых для различных поверхностей нагрева. Как зависит выбор марки от условий работы элементов котла?
Поясните взаимосвязь между маркой стали, давлением и температурой, при которых работает элемент котла, изготовленный из этой стали, и временем его безотказной работы.
40. Опишите основные методы контроля металла при эксплуатации котла.
studfiles.net
Компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива
Компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива
При выборе конструкции топки и компоновки котла большое значение имеет качество выделенного твердого топлива, от которого, в частности, зависит установка воздухоподогревателя. При сжигании сухих углей воздухоподогреватель не устанавливается, а для бурых углей или влажных каменных углей подогрев воздуха обязателен. В зависимости от компоновки котла, от способа подачи топлива и типа золошлакоудаления выбирают компоновочные решения котельных. К особенностям компоновок котельных, работающих на твердом топливе, по сравнению с котельными для газомазутного топлива относится необходимость строительства топливоподачи и бункерной галереи, а также необходимость сооружения зольного этажа для системы золошлакоудаления. Практически первый этаж котельного зала проектируется как зольное помещение. Котлы могут быть установлены на перекрытиях с отметками в пределах от 3,60 до 6,0 м от пола первого этажа.
Установка воздухоподогревателей требует дополнительной площади и объема, что сильно влияет на компоновку котла в здании котельной, а на трактах газоходов между воздухоподогревателями и дымососами должны быть установлены золоуловители щиты КИПиА рекомендуется размещать в отдельных изолированных помещениях, расположенных с фронтовой стороны котельной. Для котельных с котлами, имеющими слоевые топки, также имеются типовые проекты, разработанные Ленинградским ГПИ, Сантехпроектом (с котлами типа КЕ) и, Латгипропромом (с котлами типа КВ - ТС).
На рис. 9.13 показана компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива с четырьмя паровыми котлами KE - 10 - 14C с топками ТЛЗМ - 2,7/3 для слоевого сжигания каменных и бурых углей. Тепловой схемой котельной при открытой системе теплоснабжения предусматривается отпуск тепла в виде горячей воды по температурному графику 150 - 70°С для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а также отпуск пара с давлением 7 кгс/см2 для производственного пароснабжения. Горячая вода приготовляется в водоподогревательной установке, вода для подпитки тепловых сетей - в деаэраторе горячего водоснабжения. Деаэрация питательной и подпиточной воды принята термической в деаэраторах атмосферного типа.
Здание котельной имеет размер в плане 18X61 м. Водоподготовка добавочной воды для питания котлов принята по схеме Н - катионирования с последующим Na-катионированием, а для подпитки тепловых сетей - по схеме Н - катионирования. Доставка топлива к котельной предусмотрена железнодорожным транспортом. Подача топлива от приемного устройства к котлам осуществляется ленточными конвейерами. Шлакозолоудаление от котлов и золоуловителей принято мокрое с помощью индивидуальных для каждого котла скреперных подъемников к бункерам - накопителям Вывоз шлака и золы с территории котельной предусмотрен автомобильным транспортом.
При общей компактности размещения оборудования котельной недостатком приведенной на рис. 9.13 компоновки является стесненность в зоне бункеров - накопителей золы и шлака._277/layout-boile-with-boilers-kv-gm-100-gm-steam-boilers-50-14-(de-25-14gm)_11139713.jpg "Компоновка котельной с водогрейными котлами КВ – ГМ - 100 и паровыми котлами ГМ - 50 - 14 (ДЕ - 25 - 14ГМ) 1")
_278/layout-boiler-boilers-kv-gm-100-gm-boilers-50-14-(de-25-14gm)_48964816.jpg "Компоновка котельной с водогрейными котлами КВ – ГМ - 100 и паровыми котлами ГМ - 50 - 14 (ДЕ - 25 - 14ГМ)")
Рис. 9.12. Компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива с водогрейными котлами КВ - ГМ - 100 и паровыми котлами ГМ - 50 - 14 (ДЕ - 25 - 14ГМ).
а - план; б - разрез паровой части котельной; в - разрез водогрейной части котельной; 1 - котел водогрейный КВ - ГМ - 100; 2 - котел паровой ГМ - 50 - 1.4; 3 - вентилятор; 4 - дымосос; 5 - насос сетевой; 6 - насос питательный; 7 - блок подогревателей; 8 - деаэратор.
Рис. 9.13. Компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива с котлами КЕ - 10 - 14C для сжигания твердого топлива.
а - план; б - разрез; 1 - котел паровой; 2 - воздухоподогреватель; 3 - золоуловитель; 4 - дымосос; 5 - вентилятор; 6 - деаэратор; 7 - подогреватель сетевой воды; 8 - фильтр ВПУ; 9 - блок питательной установки; 10 - декарбонизатор; 11 – бак - аккумулятор; 12 - система золошлакоудаления.
Кроме рассмотренной компоновки котельной с паровыми котлами КЕ - 10 - 14С, разработаны также типовые проекты производственно - отопительных котельных для всех серийно выпускаемых паровых котлов типа КЕ. Компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива с котлами КЕ - 25 - 14С для открытой системы теплоснабжения показана на рис. 9.14. Топливом для котлов служат каменные и бурые угли.
Компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива в котельном зале с размерами в плане 24X18 м и высотой 12,30 м. У постоянного торца здания котельной размещены на нулевой отметке оборудование ВПУ, блоки насосов и подогревателей, а также часть служебно - бытовых помещений. Дымососы, вентиляторы и трансформаторная подстанция размещены в пристройке к котельному залу. Перед фронтом обслуживания котлов сооружается бункерная этажерка шириной 6,0 м и высотой 20,0 м. В нижней части бункерной этажерки предусмотрена установка бункера для приема шлака и золы, а также участок ремонта оборудования. Доставка топлив; в бункера котельной предусмотрена с помощью ленточных конвейеров на отметке 17,00 м. Газоходы к дымовой трубе запроектированы надземные.
Компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива полуоткрытой котельной с водогрейными котлами КВ - ТС - 20 оборудованными воздухоподогревателями для сжигания бурых и влажных каменных углей, представлена на рис. 9.15. Теплопроизводительность котельной составляет 60 Гкал/ч. Котельная предназначена для закрытых систем теплоснабжения. Область применения проекта - районы с расчетной температурой наружного воздуха до - 30 °С.
Основная часть котельной представляет собой здание павильонного типа с размерами в плане 18X36 м и высотой 12,0 м. В здании у постоянного торца размешена комплектная трансформаторная подстанция собственных нужд. На перекрытии котельного зала с отметкой 4,80 м установлены котлы, воздухоподогреватели воды, а также размещены помещения для щитов КИПиА и лаборатории. У постоянного торца на отметке 9,60 м запроектированы служебно - бытовые помещения. Бункерная этажерка поднята до отметки 13,90 м от пола котельной. Бункера рассчитаны на 8 - часовую работу котлов. К котельному залу по всей длине здания примыкает трехэтажная пристройка шириной 6 м, в которой на пулевой отметке устанавливаются сетевые насосы и оборудование механической мастерской. Для котельной выбрана пневматическая система золошлакоудаления с установкой приемных устройств золы и шлаковых дробилок. Осадительные устройства размещены за пределами здания на специальных железобетонных конструкциях. Золоуловители и дымососы устанавливаются открыто.
Газоходы от дымососов до дымовой трубы выполнены подземными. Ремонт н обслуживание дымососов осуществляются при помощи автомобильных кранов. Запроектирован отдельно стоящий бак для мокрого храпения соли. В проекте принят открытый склад топлива с эстакадным приемным устройством. Транспортировка топлива со склада до бункеров котлов производится ленточными конвейерами.Схема генерального плана топливоподачи этой котельной показана на рис. 7.1.
Рис. 9.14. Компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива с котлами КЕ - 25 - 14С.
а - план; б - разрез; 1 - котел паровой; 2 - воздухоподогреватель; 3 - золоуловитель; 4 - вентилятор; 5 - дымосос; 6 - блок подогревателей; 7 - деаэратор; 8 - установка золошлакоудаления; 9 - бак - аккумулятор, 10 - фильтр ВПУ.
Рис. 9.15. Компоновка котельных паровыми водогрейными котлами при слоевом сжигании твердого топлива с котлами КВ - ТС - 20. (а;б)
а - вид сверху; б - разрез; в - план; 1 - котел водогрейный; 2 - воздухоподогреватель; 3 - золоуловитель рециркуляционный; 11 - насос подпиточный; 12 - насос рабочей воды; 13,14 - деаэраторная вода; 20 - насос взрыхления; 21 - бак - мерник раствора соли; 22 - насос раствора соли; 23 – бак.
При разработке компоновок котельных с водогрейными котлами теплопроизводительностью 4; 6,5; 10 и 20 Гкал/ч для слоевого сжигания твердого топлива также могут быть рекомендованы приведенные на рис. 9.15 компоновочные решения котельной. Поскольку отечественными машиностроительными заводами не освоен выпуск решеток длиной 8,0 м для слоевого сжигания твердого топлива в топках котлов КВ - ТС - 30, типовые решения компоновок таких котельных отсутствуют.
kotel-m.ru
Профили и компоновка котлов парогенераторов. Компоновка котлов-утилизаторов.
Стр 1 из 16Следующая ⇒Технологическая схема ТЭС. Место и значение парового котла в системе электрической станции.
Технологическая схема производства пара на паротурбинной электрической станции с прямоточными котлами и сжиганием твердого топлива.
Твердое топливо в виде кусков поступает в приемно-разгрузочное помещение в железнодорожных вагонах. Вагоны заталкиваются в вагоноопрокидыватели и вместе с ними, поворачиваясь вокруг своей оси примерно на 180°, разгружаются в расположенные ниже бункера. С помощью автоматических питателей топливо поступает на ленточные конвейеры первого подъема, передающие его в дробилки. Отсюда поток измельченного топлива— дробленки (размеры кусочков топлива не более 25 мм) конвейером второго подъема подается в бункера котельной. Далее дробленка поступает в углеразмольные мельницы, где окончательно измельчается и подсушивается. Образовавшаяся топливно-воздушная смесь поступает в топочную камеру.
В топочной камере по всему периметру и вдоль всей высоты стен обычно располагаются трубные плоские системы — топочные экраны. Они получают теплоту прямым излучением от факела. После отдачи теплоты топочным экранам продукты сгорания покидают топку при температуре 900— 1200°С (в зависимости от вида топлива) и поступают в горизонтальный газоход. По мере движения в трубах топочных экранов вода превращается в пар.
Поверхности нагрева, в которых образуется пар, являются испарительными, парообразующими. В прямоточном котле испарительная поверхность нагрева располагается в нижней части топки и потому называется нижней радиационной частью (НРЧ). При СКД в ней размещается радиационный экономайзер. Рабочая среда из НРЧ поступает непосредственно в вышерасположенные топочные экраны, в которых пар уже перегревается — радиационный пароперегреватель. Он может состоять либо из двух поверхностей нагрева: средней радиационной части (СРЧ) и верхней радиационной части (ВРЧ), включенных между собой по пару последовательно, либо только ВРЧ, включенной непосредственно за НРЧ. Из ВРЧ частично перегретый пар поступает в последнюю по ходу пара поверхность нагрева, расположенную в конвективном газоходе — конвективный пароперегреватель, в котором он доводится до необходимой температуры. Из конвективного пароперегревателя перегретый пар заданных параметров (давления и температуры) направляется в турбину. Температура продуктов сгорания за конвективным пароперегревателем достаточно высока (800—900°С). Частично отработавший в турбине пар снова направляют в паровой котел для вторичного (промежуточного) перегрева до температуры, обычно равной температуре пара, выдаваемого основным пароперегревателем. Этот пароперегреватель получил название промежуточного.
На выходе из промежуточного пароперегревателя продукты сгорания имеют еще высокую температуру (500—600°С) и поэтому содержащуюся в них теплоту утилизируют в конвективном экономайзере. В него поступает питательная вода, которая подогревается до температуры, меньшей температуры насыщения. При этой температуре вода поступает в НРЧ. За экономайзером температура продуктов сгорания составляет 300—450°С и более. Дальнейшая утилизация теплоты осуществляется в следующей конвективной поверхности нагрева для подогрева воздуха — воздухоподогревателе. Воздухоподогреватель часто представляет собой систему вертикальных труб, через которые проходят продукты сгорания, а между трубами — нагреваемый воздух. Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель (холодный воздух) 30 — 60°С, на выходе (горячий воздух) 250—420°С в зависимости от топлива и способа его сжигания После воздухоподогревателя продукты сгорания имеют уже достаточно низкую температуру (ПО—160°С). Дальнейшая утилизация теплоты этих продуктов сгорания экономически нецелесообразна, и их выбрасывают дымососом через дымовую трубу в атмосферу. Они получили название уходящих газов.
В результате сжигания топлива остается зола, которая в основной массе уносится продуктами сгорания. Ее улавливают в золоуловителе, размещаемом перед дымососом. Этим предотвращается абразивный износ дымососов и загрязнение атмосферы золой. Уловленная зола удаляется устройствами золоудаления Часть золы выпадает в нижнюю часть топки и также непрерывно удаляется через систему золошлакоудаления.
Технологическая схема генерации пара в прямоточном и барабанном пароперегревателе
После подготовки топлива топливно-воздушная смесь поступает в топочную камеру.
В топочной камере по всему периметру и вдоль всей высоты стен обычно располагаются трубные плоские системы — топочные экраны. Они получают теплоту прямым излучением от факела. После отдачи теплоты топочным экранам продукты сгорания покидают топку при температуре 900— 1200°С (в зависимости от вида топлива) и поступают в горизонтальный газоход.
По мере движения в трубах топочных экранов вода превращается в пар. Поверхности нагрева, в которых образуется пар, являются испарительными, парообразующими. В прямоточном котле испарительная поверхность нагрева располагается в нижней части топки и потому называется нижней радиационной частью (НРЧ). При СКД в ней размещается радиационный экономайзер. Рабочая среда из НРЧ поступает непосредственно в вышерасположенные топочные экраны, в которых пар уже перегревается — радиационный пароперегреватель. Он может состоять либо из двух поверхностей нагрева: средней радиационной части (СРЧ) и верхней радиационной части (ВРЧ), включенных между собой по пару последовательно, либо только ВРЧ, включенной непосредственно за НРЧ. Из ВРЧ частично перегретый пар поступает в последнюю по ходу пара поверхность нагрева, расположенную в конвективном газоходе — конвективный пароперегреватель, в котором он доводится до необходимой температуры. Из конвективного пароперегревателя перегретый пар заданных параметров (давления и температуры) направляется в турбину. Температура продуктов сгорания за конвективным пароперегревателем достаточно высока (800—900°С). Частично отработавший в турбине пар снова направляют в паровой котел для вторичного (промежуточного) перегрева до температуры, обычно равной температуре пара, выдаваемого основным пароперегревателем. Этот пароперегреватель получил название промежуточного.
На выходе из промежуточного пароперегревателя продукты сгорания имеют еще высокую температуру (500—600°С) и поэтому содержащуюся в них теплоту утилизируют в конвективном экономайзере. В него поступает питательная вода, которая подогревается до температуры, меньшей температуры насыщения. При этой температуре вода поступает в НРЧ. За экономайзером температура продуктов сгорания составляет 300—450°С и более. Дальнейшая утилизация теплоты осуществляется в следующей конвективной поверхности нагрева для подогрева воздуха — воздухоподогревателе. Воздухоподогреватель часто представляет собой систему вертикальных труб, через которые проходят продукты сгорания, а между трубами — нагреваемый воздух. Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель (холодный воздух) 30 — 60°С, на выходе (горячий воздух) 250—420°С в зависимости от топлива и способа его сжигания После воздухоподогревателя продукты сгорания имеют уже достаточно низкую температуру (ПО—160°С). Дальнейшая утилизация теплоты этих продуктов сгорания экономически нецелесообразна, и их выбрасывают дымососом через дымовую трубу в атмосферу. Они получили название уходящих газов.
Технологическая схема производства пара с барабанными котлами отличается лишь конструкцией и работой самих паровых котлов (рис. 1.8). В этом случае образующаяся в топочных экранах пароводяная смесь поступает в барабан. Выделившийся в барабане практически сухой пар поступает в пароперегреватель, а затем в турбину.
Классификация парогенераторов, работа контуров с естественной, многократно принудительной циркуляцией и прямоточные
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 состоящего из двух систем труб(рис 1.6а): 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. В обогреваемых трубах 6 вода закипает, и поэтому они заполнены пароводяной смесью плотностью 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 Нрg а с другой— давлению столба пароводяной смеси, заполняющей обогреваемые трубы, равному Нрнg. Создающаяся в результате образования пара разность давлений вызывает движение в контуре и называется движущим напором естественной циркуляции
Отношение массового расхода циркулирующей воды Gв, кг/с, к количеству образовавшегося пара в единицу времени Gп, кг/с, называется кратностью циркуляции к= Gв\ Gп
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 естественной циркуляции. 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: экономайзерную, парообразующую и пароперегревательную.
Барабанные котлы работают при докритическом давлении (ДКД), р<рк.
Прямоточные паровые котлы не имеют барабана, и через парообразующие трубы рабочее тело проходит однократно (рис. 1.6,в), так что кратность циркуляции к=1. 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<рк.
Профили и компоновка котлов парогенераторов. Компоновка котлов-утилизаторов.
Компоновка парового котла. Компоновкой парового котла называют взаимное расположение газоходов и направление движения в них продуктов сгорания. Различают П-, Т-, N, U-образную, башенную компоновки (рис. 21.1).
П-образная компоновка — наиболее распространенная (рис. 21.1,а). В подъемной шахте располагается топочная камера, в опускной — конвективные поверхности нагрева. Ее преимущество — подача топлива и выход газов производятся в нижней части агрегата, что удобно для вывода жидкого шлака и установки дробевой очистки конвективных поверхностей нагрева. Тягодутьевые машины устанавливают на нулевой отметке, что исключает вибрационные нагрузки на каркас котла. Недостатки компоновки: в связи с разворотом на 180° возникают неравномерности омывания поверхностей нагрева продуктами сгорания и концентрации золы по сечению конвективной шахты. . Для уменьшения глубины конвективной шахты и высоты соединительного газохода в мощных котлах применяют Т-образную компоновку с двумя конвективными шахтами, расположенными по обе стороны топки (рис. 21.1,6). Суммарное сечение обеих конвективных шахт увеличивается при сохранении обычных габаритов и способов крепления конвективных поверхностей нагрева. Тягодутьевые машины также устанавливаются на нулевой отметке. Т-образная компоновка особенно подходит для котлов, работающих на топливе с абразивной золой (типа экибастузских), для которых в целях уменьшения золового износа ограничивают скорость продуктов сгорания. Однако при такой компоновке возникают конструктивные затруднения в отводе продуктов сгорания от двух конвективных шахт. Конструкция Т-образного котла сложнее П-образного, она требует и большего расхода металла.
В мощных котлах с наддувом иногда применяют башенную компоновку (рис. 21.1,(3). Здесь продукты сгорания в топке и конвен-тивной шахте движутся только вверх. Такая компоновка обладает следующими достоинст-ствами: минимальная площадь агрегата в плане; равномерное омывание конвективных поверхностей нагрева продуктами сгорания из-за отсутствия поворотов газов; минимальное газовое сопротивление благодаря отсутствию опускных газоходов и поворотов газов. К недостаткам компоновки этого типа относятся: трудность в создании конструкции для опирания конвективных поверхностей нагрева, размещение на большой высоте выходных пакетов пароперегревателей, вентиляторов и дымососов, невозможность применения дробевой очистки конвективных поверхностей. Существуют полубашенные компоновки, в которых регенеративный воздухоподогреватель и тягодутьевое оборудование устанавливаются внизу, соединяясь с башенной частью котла незаполненным поверхностями нагрева опускным газоходом.
Башенная компоновка более целесообразна для газомазутных котлов с наддувом и при установке воздухоподогревателей, воздуходувок и дымовой трубы на их каркасе, что требует усиления его конструкции. Башенная компоновка целесообразна и для котлов, сжигающих бурые многозольные угли, так как При такой компоновке удается избежать поворота озоленных продуктов сгорания и связанного с ним интенсивного золового износа конвективных поверхностей нагрева.
Котлы утилизаторы.
Для повышения компактности применяют оребрённые трубы
Котлы-утилизаторы предназначены для утилизации тепловых отходов различных технологических установок (мартеновских, нагревательных, обжиговых печей) и получения дополнительной продукции в виде пара или горячей воды, что приводит к экономии топлива и энергоресурсов. Производительность агрегата зависит от температуры и количества технологических газов, теплота которых утилизируется. При встраивании в технологическую цепь котел называют энерготехнологическим агрегатом. Характерной отличительной особенностью котлов-утилизаторов является отсутствие топки для сжигания топлива.
mykonspekts.ru
