Энергия-М Котельное оборудование в Москве. Котел жаротрубный

Трехходовой жаротрубный котел

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплотехнике. Трехходовой жаротрубный котел имеет корпус, жаровую топочную трубу и жаровые трубы второго хода и третий ход продуктов сгорания. Пространство между корпусом котла и наружной оболочкой используется в качестве третьего хода продуктов сгорания, а корпус котла, омываемый изнутри нагреваемой котловой водой, снаружи, для лучшей теплопередачи, имеет оребрение. Жаровая топочная труба и жаровые трубы второго хода с одной стороны оканчиваются переходной плавающей головкой, с другой стороны соединены с фланцем для крепления к корпусу котла и образуют единую конструкцию, вставленную в корпус котла, которая, при разборке фланцевого соединения, может быть вынута из корпуса. Изобретение обеспечивает снижение габаритов котла и работоспособность котла в условиях, когда имеют место нарушения водного режима работы и при питании водой без химобработки. 2 ил.

Изобретение относится к котлам, а более конкретно к трехходовым жаротрубным котлам.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение по патенту RU 2206022 C1, F22B 7/12, 10.06.2003, в котором описан трехходовой жаротрубный котел, имеющий корпус котла, жаровую топочную трубу и жаровые трубы второго хода и третий ход продуктов сгорания, при этом пространство между корпусом котла и наружной оболочкой используется в качестве третьего хода продуктов сгорания, а корпус котла, омываемый изнутри нагреваемой котловой водой, снаружи, для лучшей теплопередачи, имеет оребрение.

Недостатками конструкций данного вида котлов является то, что они имеют завышенные габариты, и жаротрубная часть недоступна для ремонта и осмотра. К котлам подобной конструкции предъявляются жесткие требования по качеству котловой воды, что трудновыполнимо в реальных условиях эксплуатации.

Целью изобретения является снижение габаритов котлов, повышение надежности в работе при нарушениях водного режима работы.

Данным изобретением предлагается конструкция трехходового жаротрубного котла, имеющего корпус котла, жаровую топочную трубу и жаровые трубы второго хода и третий ход продуктов сгорания, при этом пространство между корпусом котла и наружной оболочкой используется в качестве третьего хода продуктов сгорания, а корпус котла, омываемый изнутри нагреваемой котловой водой, снаружи, для лучшей теплопередачи, имеет оребрение, также согласно изобретению жаровая топочная труба и жаровые трубы второго хода с одной стороны оканчиваются переходной плавающей головкой, с другой стороны соединены с фланцем для крепления к корпусу котла и образуют единую конструкцию, вставленную в корпус котла, которая, при разборке фланцевого соединения, может быть вынута из корпуса, при этом завихрители, для лучшего охлаждения продуктов сгорания, устанавливаются в жаровые трубы второго хода со стороны выхода охлаждаемых продуктов сгорания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез жаротрубного котла в сборе, а на фиг.2 - вынимаемая жаровая часть котла.

Трехходовой жаротрубный котел включает: горелочное устройство 1, топочную жаровую трубу 2, плавающую головку, состоящую из трубной решетки 3 и штампованного днища 4, жаровые трубы второго хода 5, завихрители 6, трубную решетку с фланцем 7. Далее котел имеет: переднюю крышку 8, фланец корпуса котла 9, корпус котла 10 с наружным оребрением 11, патрубок подвода охлажденной воды 12, патрубок отвода нагретой воды 13, патрубок предохранительного клапана 14, наружную оболочку 15, трубу отвода продуктов сгорания 16.

Вынимаемая жаровая часть состоит из топочной жаровой трубы 2, плавающей головки, состоящей из трубной решетки 3, штампованного днища 4, жаровых труб второго хода 5 с завихрителями 6, трубной решетки с фланцем 7.

Принцип работы котла заключается в следующем:

- смесь топлива с воздухом горелкой 1 подается в топочную жаровую трубу 2, где сгорает, отдавая часть тепла охлаждающей трубу воде;

- продукты сгорания из жаровой топочной трубы поступают в плавающую головку, откуда по жаровым трубам второго хода 5 с завихрителями 6, где охлаждаются и поступают в переднюю камеру, образованную крышкой 8;

- далее продукты сгорания поступают в пространство, ограниченное корпусом котла 10 с наружным оребрением 11 и наружной оболочкой 15, где далее охлаждаются, и охлажденные, через трубу 16, отводятся из котла в газоход котельной;

- охлажденная вода через патрубок 12 поступает в водяную часть котла, где нагревается. Нагретая в котле вода отводится через патрубок 13.

Трехходовой жаротрубный котел, имеющий корпус котла, жаровую топочную трубу и жаровые трубы второго хода и третий ход продуктов сгорания, при этом пространство между корпусом котла и наружной оболочкой используется в качестве третьего хода продуктов сгорания, а корпус котла, омываемый изнутри нагреваемой котловой водой, снаружи для лучшей теплопередачи имеет оребрение, отличающийся тем, что жаровая топочная труба и жаровые трубы второго хода с одной стороны оканчиваются переходной плавающей головкой, с другой стороны соединены с фланцем для крепления к корпусу котла и образуют единую конструкцию, вставленную в корпус котла, которая при разборке фланцевого соединения может быть вынута из корпуса, при этом завихрители, для лучшего охлаждения продуктов сгорания, устанавливаются в жаровые трубы второго хода со стороны выхода охлаждаемых продуктов сгорания.

www.findpatent.ru

Жаротрубные котлы - Справочник химика 21

    В производстве водорода методом паро-кислородной газификации используются жаротрубные котлы-утилизаторы. На рис. 70 представлен котел-утилизатор [35], рассчитанный на охлаждение 24 ООО м /ч синтез-газа при давлении 4 МПа с 1300 до 310 С, при этом вырабатывается около 20 т/ч насыщенного водяного пара с давлением 6,8 МПа. Аппарат состоит из 12 змеевиков, погруженных в стальной сосуд с водой. Газ вводится снизу в общий футерованный коллектор и распределяется по трубам. Для предотвращения образования паровых пробок в начальных, наиболее тепло-напряженных участках труб, создают повышенную скорость потока воды. [c.169]

    На р,ис. 3-23 представлена компонов ка газовых горелок к топкам жаротрубных котлов без газовой автоматики. Сжигание горючих газов в этих котлах производится при низком и среднем давлении газа. Эти котлы целесообразно оборудовать инжекционными горелками, работающими на газе среднего давления, что не всегда, однако, бывает возможным в этом случае они оборудуются горелками с принудительной подачей воздуха, работающими на газе низкого давления. [c.90]

    Из жаротрубных котлов в 1961 г. выпускался двух-жаротрубный котел (ланкаширский) Улан-Уденским заводом поверхностью нагрева 92 на рабочее давление 8 ат диаметр корпуса 2,2 м, длина 10,7 м. [c.25]

    Взрывные предохранительные клапаны у жаротрубных котлов устанавливаются на задней стенке обмуровки против поворота горячих газов из жаровых труб во вторые (боковые) дымоходы, а также и внизу на боковых стенках обмуровки котла. [c.92]

    Для чугунных "секционных, вертикально-цилиндриче-ских и жаротрубных котлов до настоящего времени нет методики определения потерь тепла в окружающую среду. При этом следует учесть, что их величина зависит не только от приведенных выше факторов, но и от качества эксплуатации котлов. Наладочные и эксплуатационные организации не имеют приборов, позволяющих установить величину 5 для каждого данного агрегата и пользуются значениями 5, приведенными в нормативном методе теплового расчета котельных агрегатов ЦКТИ и ВТИ, который предназначен для промышленных и энергетических котлов. Поэтому целесообразно для сравнения работы секционных, вертикально-цилиндрических и жаротрубных котлов, работающих на газовом топливе, принимать за основу коэффициент использования топлива, %, [c.13]

    ГЛАВА IV ЖАРОТРУБНЫЕ КОТЛЫ [c.148]

    В старых котельных довольно часто встречаются также так называемые судовые или пароходные котлы, представляющие собой один из вариантов комбинированных котлов, в котором жаровая труба в несколько раз короче, чем в чисто жаротрубных котлах, а дымогарные трубки располагаются выше жаровой трубы. Переоборудование комбинированных котлов для сжигания газа осуществляется аналогично жаротрубным котлам. Основные технические характеристики и габариты жаротрубных котлов приведены в табл. 24. [c.148]

    В настоящее время при переоборудовании жаротрубных котлов на сжигание газового топлива широко применяются инжекционные горелки среднего давления или горелки низкого давления с принудительной подачей воздуха. На каждой жаровой трубе устанавливается по одпой горелке. [c.150]

    Большим недостатком переоборудования жаротрубных котлов с установкой инжекционных горелок среднего давления со стабилизатором в виде керамического туннеля (см. рис. 28) является применение горелок этого типа с расходом газа 100—130 м /ч. [c.151]

    Предохранительные взрывные клапаны на жаротрубных котлах устанавливаются в поворотной камере за жаровыми трубами и на втором газоходе в доступном и безопасном для обслуживающего персонала месте. Расположение клапанов на задней торцевой стенке котла возможно лишь при наличии расстояния между котлом и стенкой котельной. [c.159]

    Длительный опыт работы жаротрубных котлов на газовом топливе в Москве и Ленинграде показал, что при использовании горелок, обеспечивающих подачу в тонку хорошо перемешанной смеси газа и воздуха при а = 1,05 Ч- 1,1, длина футерованной части жаровой трубы может быть сокращена до 1,5—2,0 м. Кроме того, в связи [c.152]

    При установке на жаротрубных котлах инжекционных горелок среднего давления обычного типа (см. рис. 28) и необходимости работы при давлении газа перед ними ниже 2500—2200 мм вод. ст. во избежание обратного удара пламени обслуживающий персонал вынужден прикрывать воздушную шайбу. В этих случаях догорание газа может происходить только за счет подачи в топку вторичного воздуха, факел удлиняется, и обеспечить в этих условиях полное сжигание газа не удается. Поэтому установку на жаротрубных котлах инжекционных горелок среднего давления обычного типа можно применять только в тех случаях, когда тепловая нагрузка котла практически постоянна и снижается от номинальной только до пределов, обеспечивающих устойчивую работу горелки на таком количестве первичного воздуха, которое необходимо для полного сжигания газа. [c.153]

    Значительное расширение диапазона регулирования тепловых нагрузок достигается при использовании на жаротрубных котлах инжекционных горелок среднего давления типа ИГК Мосгазпроекта или групповой инжекционной горелки Ленгипроинжпроекта. Обе горелки устойчиво работают без обратного удара пламени на давлениях газа до 300 мм вод. ст. и, следовательно, могут регулироваться в широком диапазоне без уменьшения количества инжектируемого первичного воздуха за счет прикрывания воздушной шайбы. [c.153]

    При наличии в котельной газа низкого давления на жаротрубных котлах устанавливают газовые горелки низкого давления с принудительной подачей воздуха. На рис. 30 показана футеровка жаровой трубы в случае применения газовой многоструйной горелки типа ГА [c.157]

    Итак в настоящее время существуют решения, обеспечивающие достаточно высокую экономичность работы жаротрубных котлов на газовом топливе. При этом газогорелочные устройства не загромождают проходы между фронтом котлов и стеной котельной и достаточно просто и легко обслуживаются. При наличии в котельной газа среднего давления наиболее перспективными следует считать групповые горелки утопленного монтажа конструкции Ленгипроинжпроекта, нри газе низкого давления — горелки Мосгазпроекта тина ГА. [c.163]

    При переоборудовании жаротрубных котлов требуется защита жаровых труб футеровкой из огнеупорного кирпича независимо от типа устанавливаемых горелок. Для таких котлов производительностью до 1 т1ч рекомендуется применение инжекционных горелок полного предварительного смешения, а для котлов большей производительности — круглых горелок с принудительной подачей воздуха. На рис. 67 показана футеровка жаровых труб котла при установке горелок с принудительной подачей воздуха конструкции Мосгазпроекта, а в табл. 30 приведены основные размеры футеровки жаровой трубы. [c.147]

    Жаротрубные котлы. В жаротрубных котлах газ сжигается (за редкими исключениями) внутри жаровых труб. Наибольшее применение для таких котлов нашли фронтальные горелки частичного незавершенного предварительного смешения (рис. У1-13 и У1-15), инжекционные, а также диффузионные горелки, рабо- [c.276]

    Котельные с жаротрубными котлами.  [c.312]

    Вариант такой же топки для низкопосажен-ного жаротрубного котла с двумя циклонами и овальной камерой показан на фиг. 17-5. В этом случае два встречных циклонных вихря разделяются струей первичного воздуха, подаваемого вместе с топливом сверху. Регулировка работы циклонных вихрей производится путем соответствующего дросселирования вторичного воздуха. [c.180]

    Для хорошо экранированных котельных топок современного типа и для старых внутренних топок жаротрубных котлов потеря на охлаждение сводится к минимуму и вызывается в основном стремлением к применению облегченной изоляции, наличием горячих фронтов, гарнитуры и т п. Наконец, к потере на наружное охлаждение следует причислять и тепло, идущее на водяное охлаждение каких-нибудь специальных деталей топки, если это тепло не получает прямого использования в рабочем процессе агрегата. В современных котельных, применяющих воздухоподогрев, достигают некоторого уменьшения этой потери за счет частичного возврата подогревшегося воздуха котельной, который отбирают через всасывающий трубопровод дутьевого вентилятора из верхней части Здания. [c.269]

    Такой прием широко применяется в современных сильно э1 ранирован-ных трубчатыми поверхностями нагрева больших котельных топках, небольших жаротрубных котлах, нефтеперегонных печах и т. п. [c.103]

    Работа одного из основных элементов топки-генератора — сушилки — к настоящему времени опробована в промышленных условиях при сжигании кускового торфа, содержащего много мелочи (кусков меньше 80 мм — около 60%). Слоевая каскадная сушилка для торфа была установлена над топкой скоростного горения у жаротрубного котла Бол-дерайского завода силикатного кирпича (см. рис. 5). [c.49]

    Двухступенчатое сжигание обычно применяется при многорядном размещении горелок- на стенах топки. В этом случае горелки нижних рядов работают с недостатком окислителя, а верхние — с его избытком или через них проходит только воздух. Применяется также чередование в шахматном порядке верхних горелок, при котором одни горелки выдают обогащенную горючим смесь, а другие — чистый воздух. Не исключаются и другие варианты. Снижение окислов азота при таком сжигании достигается за счег растянутости процесса смешения и горения и снижения концентрации кислорода в зонах максимальных температур. На рис. 2 приведены экспериментальные данные [5], характеризующие выход окислов азота при сжигании природного газа в топке котла паропроизводительностью около 300 т/ч, оборудованного 20 горелками. Через горелки двух нижних рядов выдавалась обогащенная горючим газовоздушная смесь, а через верхние —та же смесь и чистый воздух в шахматном порядке. Кривые графика показывают, что при таком сжигании выход окислов азота уменьшается примерно в два. раза сравнительно с сжиганием газа на всех горелках с коэффициентом избытка воздуха а 1,1. Кроме того, значительное снижение окислов азота происходит при уменьшении паро-производительности котла. Эти положения подтверждаются нашими исследованиями на стендовой установке и на котле ДКВр-20. Стендовая установка в виде жаротрубного котла [c.14]

    Использование выносных топок, имеющихся у жаротрубных котлов, при сжигании опилок, древесных отходов, торфа и т. д. нри переходе на сжигание газа нецелесообразно. Сохранение этих видов топлива в качестве резерва не может быть оправдано из-за неудобств хранения и накопления во время работы на газе. Выносные топки нри работе на газе, не давая никаких преимуществ, загромождают помещение котельной, увеличивают потери тепла на охлаждение, снижают передачу тепла поверхностям нагрева котла за счет излучения, усложняют эксплуатацию. Поэтому, как правило, при переходе на газовое тонливо выносные топки демонтируются и сжигание газа организуется в жаровой трубе. Использование опилок древесных отходов, торфа и т. д. организуется в зависимости от местных условий. [c.150]

    Основные технические характеристики и размеры оборудования жаротрубных котлов с установкой инжекциоп-ных горелок среднего давления приведены в табл. 25. [c.153]

    Основные техническ1ге характерпстикн и размеры оборудования жаротрубных котлов с инжекционными горелками среднего давления (см. рис. 28) [c.154]

    Упрощения переоборудования жаротрубных котлов и экономии огнеупорных материалов Ленгипроинжнроект достиг, применив малогабаритную групповую горелку утопленного монтажа среднего давления типа ГТУ (рис. 29). Она состоит из кольцевого газового коллектора с восьмью Н1туцерами, в каждый из которых вворачивается сопло. На эти же штуцера навинчиваются смесители горелок (из труб 48 X 3 мм). Горелка имеет защитное и опорное стальные кольца, расположенные эксцентрично друг другу таким образом, чтобы в верхней части горелки была образована более широкая щель, чем в нижней. Газовый коллектор приваривается с помощью трех распорных планок к защитному кольцу. [c.154]

    На предприятиях УССР получили распространение для установки на жаротрубных котлах горелки низкого давления с принудительной подачей воздуха типа ГНД (конструкции Укргинроинжпроекта). Испытания показали, что горелки не обеспечивают необходимого качества перемешивания газа с воздухом и их не следует устанавливать на жаротрубных котлах. То же можно сказать и о различного рода диффузионных горелках. [c.158]

    В Ленинграде используются на жаротрубных котлах газовые части кольцевой газомазутной горелки Ленгипроинжпроекта (рис. 31). Жаровая труба футеруется на небольшую длийу — 1,5 м, в передней части выклады- [c.158]

    В эксплуатационных условиях при работе жаротрубных котлов на газовом топливе часто возникает пульсация в тонке, сопровождающаяся выбросом пламени через запальные отверстия и гляделки. Интенсивность пульсации достигает иногда значительной силы, вызывая сотрясения не только котла, но и строительных конструкций котельной. Обычно пульсация начинается при нагрузках котла, близких к номинальным, или при форсировке. Появление пульсации может быть объяснено резонансными явлениями, возникающими при сгорании газовоздушной смеси в топке. Чем лучшее перемешивание газа с воздухом обеспечивает газовая горелка и чем ближе количество воздуха к теоретически необходимому для сжигания газа, тем больше вероятность возникновения вибрации. Поэтому наиболее часто вибрация имеет место при работе инжекционных горелок среднего давления, однако паблюдается и ири использовании горелок других видов (горелок с нринудительной подачей воздуха и др.). [c.159]

    Переоборудование комбинированных котлов с внутренними топками в жаровых трубах ведут аналогично переоборудованию жаротрубных котлов. Котлы пролетного типа могут иметь диаметры жаровых труб несколько больше, чем у одно- и двухжаротрубных котлов. Кроме того, наличие дымогарных труб позволяет увеличить поверхность нагрева и удельный теплосъем с котла, по это требует установки более мощных горелок. [c.162]

    Наиболее перспективными для установки на жаротрубных котлах являются инжекционные горелки ЛНИИ АКХ конструкции Ю. И. Лобынцева. Гор-елка состоит из отдельных элементов (рис. 51, в, г), располага-эмых по окпужнъсти общей цилиндрической газовой камеры в один или несколько рядов в зависимости от необходимой производительности. Горелка выступает за обмуровку котла не более как на 200—300 мм. [c.131]

    Применение инжекционных горелок для жаротрубных котлов особых нреимуществ не дает. [c.277]

    На рис. 4.23 приведен разрез транспортабельного жаротрубного котла с КС фирмы Флюид-Файр [53]. Топки этой фирмы имеют специфическую форму (чашеобразную), обеспечивающую интенсивную циркуляцию в слое с целью выравнивания концентраций по объему. В некоторых топках (для сжигания отходов, мусора и т. д.) [46] топливо вводится под уровень слоя в центре через специальную трубу и затягивается к решетке нисходящим потоком, что позволяет мелочи сгореть до выхода на поверхность. Для организации такой циркуляции псевдоожижающий агент подается не только через дно , но и через боковые стены чаши , поэтому у стен топливо поднимается, а в центре — опускается. В топке, изображенной на рис. 4.23, материал (вместе с топливом), наоборот, сползает по водоохлаждаемым стенам и поднимается в центре, примерно также, как и в топке фирмы Игнифлюид . Это позволяет, по утверждению фирмы, сжигать любые виды топлива все сорта углей, древесные и другие твердые отходы, жидкие и газообразные топлива. [c.235]

chem21.info

Жаротрубные котлы

Жаротрубные котлы

Большим распространением, особенно в мелких установках, пользуются жаротрубные котлы, состоящие из цилиндрического барабана, с одной или двумя жаровыми трубами в которых обычно располагаются топки. Газы, покинув трубы, в дальнейшем обогревают боковые поверхности барабана котла и затем направляются или в экономайзер, или прямо в дымовую трубу. Одножаротрубные котлы выполняются с поверхностями нагрева от 30 до 50 м2, двухжаротрубные от 80-до 100 м2.

Паровые жаротрубные котлы. На рис. 145 дается пример установки жаротрубных котлов. Обмуровка одножаротрубных и двухжаротрубных котлов выполняется однообразно, видоизменяясь только в своей верхней части, в зависимости от того, работает ли котел как паровой или водогрейный.

На рис. 145 приведена обмуровка парового жаротрубного котла, выполненная в три газохода. Этот тип обмуровки признается наилучшим; газоходы доступны для чистки и достаточно вместительны, в них может отлагаться летучая зола, не загромождая собой путь для газов.

Топочные газы, пройдя жаровые трубы, попадают в поворотную камеру, размеры которой по ширине не следует обуживать, так как в этой камере собирается большая часть летучей золы. На чертеже ширина камеры показана равной около 1 000 мм. Этот размер хорош, и если иногда по местным условиям его и приходится убавлять, то во всяком случае он должен быть не менее 800 мм. Минуя поворотную камеру, газы проходят по второму газоходу, не доходя до фронта котла, поворачиваются и идут по третьему-последнему газоходу, направляясь к общему сборному борову. В пределах поворотной камеры газы проходят особым каналом, разобщающим третий газоход от пространства поворотной камеры.

Стены обмуровки выкладывают в 2 1/2 кирпича и реже в 2 кирпича. Верхняя часть газохода не доходит 100 мм до наинизшего уровня воды в котле; это - требование Котлонадзора. Снизу в газоходах поставлены кирпичные перегородки (дефлекторы), выкладываемые насухо для возможности их разборки при чистке золы, когда они могут помешать проникнуть в газоход. Назначение дефлекторов - повысить скорость газов в газоходе и тем увеличить коэффициент теплопередачи, так как последний растет с повышением скорости. Следует отметить, что коэффициенты теплопередачи в боковых газоходах цилиндрических котлов вообще высоки, но это происходит главным образом вследствие косвенного излучения накаленных стен обмуровки на поверхность нагрева, а также излучения значительного по толщине газового слоя; поэтому и отсутствие дефлекторов не очень существенно скажется на снижении коэффициента теплопередачи.

Котел опирается на чугунные опоры, которые и передают его вес на кладку фундамента, выкладываемую на цементном растворе, в то время как вся обмуровка выполняется на простой глине или шамотной - в тех местах, где имеется огнеупорная футеровка.

Огнеупорным кирпичом футеруют газоходы, по которым проходят газы с высокими температурами. Чтобы ориентироваться, какого класса огнеупорный кирпич следует применить, пользуются указаниями ГОСТ 4385-48, по которому шамотные изделия подразделяются на три класса:

Топки для мазута и газа футеруются огнеупорным кирпичом класса А; топки для слоевого сжигания топлива футеруются кирпичом класса Б и котельные газоходы - кирпичом класса В.

Последние газоходы котлов иногда футеруются тугоплавким кирпичом (гжельским), огнестойкость которого по ГОСТ 881-41 равняется для I сорта 1400°, II сорта - 1300°. Сборные борова, экономайзеры, а также частично и последние газоходы котлов выкладывают красным кирпичом без футеровки.

Размеры кирпичей и кладки приведены в табл. 35.

Футеровка огнеупорным или тугоплавким кирпичом с остальной кладкой из красного кирпича выкладывается вперевязь; это распространяется не только на котельные газоходы, но и на топки. Топки больших котлов футеруют огнеупорным кирпичом, не перевязывая его с остальной кладкой, чтобы лучше обеспечить свободное расширение футеровки при нагревании. Для устойчивости футеровка в таких случаях делается наклонной, а стена несколько утолщается книзу или же прихватывается металлическими скобами (кляммерами) к основной кладке.

Чтобы котел при его разогревании и температурных деформациях не перемещался по опорам, что может вызвать их перекашивание и износ котельной стенки, опоры следует делать подвижными, оставляя только одну неподвижной (рис. 145). Неподвижную опору желательно относить ближе к поворотной камере, тогда перемещение днища котла в местах непосредственного соприкосновения со сводами, п

ерекрывающими поворотную камеру, достигнет минимальных значений. В противном случае это место приходится закладывать асбестом, чтобы создать

Примечания. 1. За нормальную толщину шва при огнеупорной кладке считать 3-5 мм, причем высота кладки на 10 плашек будет 680 мм при условии равномерного кирпича.

2. В 1 м3 кладки содержится с прибавкой 5% на бой: огнеупорного и тугоплавкого - 565 шт.; красного - 470 шт.

3. Вес 1 м3 кладки- 1,6 - 1,8 т.

4.Огнеупорный и тугоплавкий кирпичи имеют также размеры 250 X 123 X 65 мм; в таком случае в таблицу надо вносить соответствующие поправки.

известную эластичность. Асбест вообще прокладывают в местах непосредственного соприкосновения металлических стенок котла с кладкой. Это позволяет котлу свободно расширяться, причем он предохраняется от механических повреждений.

Обмуровка котла скрепляется металлическим каркасом. Стойки каркаса располагаются таким образом, чтобы при выпучивании нагретой обмуровки они были нагружены в направлении их наибольшего момента сопротивления.

Следует также воспринять распор от сводов, перекрывающих поворотную камеру, при помощи горизонтально расположенных швеллеров. Подобно тому, как это делалось в топках, перекрывающий поворотную камеру свод часто защищают сверху сводом разгрузочным; это мероприятие увеличивает срок службы первого свода и облегчает ремонт,

На рис. 145 не дано размещение швов барабана, показано только крепление днищ с барабаном котла и жаровыми трубами. Головки заклепок, соединяющих днище и жаровую трубу, будут обогреваться газами с высокими температурами (до 900° перед поворотной камерой). Так как в шве имеется значительное утолщение металла и несколько затруднен отвод тепла, в особенности если еще в этих местах скопится накипь, то головки заклепок могут и обгореть. Чтобы это предотвратить, швы в пределах топки защищают обмуровкой, подобную защиту желательно выполнить и в конце первого газохода, при соединении жаровой трубы с днищем. Для соединения между собой отдельных звеньев жаровых труб, продольный шов которых обычно осуществляется при помощи сварки, используют стыки специальной конструкции (рис. 254). Эти стыки, кроме защиты от обгорания заклепок и разгрузки их от работы на срез, в особенности силами, возникающими при разогревании котла, также дают жаровой трубе известную эластичность, что необходимо, так как в трубе находится топка и стенки трубы разогреваются сильнее, чем обечайки котла. Еще лучше воспринимается это расширение волнистыми жаровыми трубами (рис. 254), однако вследствие сложности изготовления встречающимися сравнительно редко.

В жаровых трубах за топкой иногда располагают вертикальные кирпичные перегородки, предложенные проф. К. В. Киршем с целью повышения коэффициента теплопередачи в жаровых трубах за счет восприятия излучения от накаленных кирпичей. Практически такие перегородки оказались малоудобными, так как затрудняют чистку жаровой трубы при сжигании зольных топлив. Летучая зола осаждается в местах, образуемых этими перегородками при стыке с жаровой трубой. В итоге значительная часть поверхности нагрева выключается из работы.

В обмуровке котла оставлены два лаза с фронта, дающие возможность проникнуть в газоходы при их чистке. Во избежание излишних присосов воздуха лазы не только имеют хорошо прикрывающуюся крышку (желательно с асбестовой прокладкой), но в них дополнительно еще выкладывается стенка из кирпича, разбираемая в периоды чисток. С целью борьбы с присосами воздуха через тонкую часть кладки во фронтовой стенке, рядом со спускным краном, следует снаружи поставить стальной лист. Также много присасывается в газоходы воздуха через щели у шибера за котлом (рис. 143). При установке над шибером стального кожуха вместо широкой щели в верхней части кожуха остается только круглое отверстие для пропуска троса, поднимающего шибер. Поворотные шиберы (рис. 150) следует предпочесть «задвижкам» как не требующие значительных усилий при открывании, а также не дающие сколько-нибудь значительного присоса воздуха. Сзади котла, напротив жаровых труб, иногда располагают гляделки, отверстия которых перекрывают слюдой или стеклом. Сверху парового жаротрубного котла иногда устанавливают сухопарник (рис. 145), основное назначение которого — уменьшить влажность пара, так как при малых скоростях и достаточной высоте подъема из него выпадают капли воды, уносимые с паром. Сухопарник создает некоторое удобство в эксплуатации, позволяя концентрированно располагать на нем патрубки для крепления к ним вентилей паропроводов, а также предохранительных клапанов.

Питание котла осуществляется через специальные патрубки, располагаемые на цилиндрической части котла (рис. 143) или на днище барабана. По правилам Котлонадзора для вновь изготовляемых котлов при производительности их более 4 т/час обязательно устройство двух питательных линий и не менее двух вводов питания в котел.

Снизу котла, ближе к фронту, помещается патрубок для продувочного вентиля, через который периодически спускается скопившаяся внизу грязь, а также за счет частичного обмена котловой воды уменьшается степень насыщения водяного объема котла растворенными в нем солями накипеобразователей.

С целью улучшения условий циркуляции одножаротрубные котлы часто изготовлялись с жаровой трубой, сдвинутой вбок (рис. 146). При таком расположении в узком пространстве между трубой и корпусом барабана, обогреваемом с двух сторон, больше образуется паровых пузырей, чем с противоположной стороны, что вызовет усиленную циркуляцию, указанную на чертеже стрелкой.

Водогрейные жаротрубные котлы. На рис. 147 приведена типовая обмуровка водогрейного жаротрубного котла. В отличие от парового котла, где запрещается обогревать газами паровое пространство, чтобы не вызвать чрезмерного нагрева стенки, обмуровка водогрейного котла предусматривает полное обогревание цилиндрического корпуса котла. Газы проводятся аналогично предыдущей обмуровке по трем газоходам, причем разобщение второго газохода от третьего, как и в паровом котле, произведено снизу вертикальной стенкой в 1 1/2 кирпича, а сверху - утолщением в замке перекрывающего котел свода. Над упомянутым сводом для его разгрузки желательно иметь второй свод. В остальном детали обмуровки те же. Отвод горячей воды производится сверху котла, вблизи его фронта. Подача питательной воды выполняется сверху котла, ближе к поворотной камере, в отличие от довольно часто встречающегося на практике питания водогрейных котлов снизу, что не рекомендуется.

Не следует забывать, что водогрейный котел является в сущности экономайзером, только снабженным самостоятельной топкой, и, как во всяком экономайзере, температура воды в нем всюду разная, постепенно повышающаяся от температуры питательной воды до горячей. В паровом же котле температура воды вследствие хорошей циркуляции всюду одинаковая, соответствующая тому давлению пара, с которым работает котел. Поэтому вода в котле даже при небольшом давлении имеет во всех пунктах температуру во всяком случае не ниже 100°, и паровой котел не боится росы, которая может выпасть в отходящих газах при местном их переохлаждении.

При подводе воды в водогрейный котел снизу вода будет постепенно подогреваться, причем наиболее холодная вода останется внизу барабана, где и будет наблюдаться внешняя коррозия из-за появления росы. При питании сверху холодная вода как более тяжелая тонет в общей массе подогретой воды, лучше происходит перемешивание, и в котле исчезают участки, омываемые наиболее холодной водой.

Указанное относится к отопительным котлам, когда температура обратной воды, идущей из системы отопления, обычно не снижается ниже 30°. Еще более тяжелые условия получаются, когда жаротрубные котлы используются для нагревания воды горячего водоснабжения. В этом случае температура входящей в котел водопроводной воды в зимнее время не превышает 5-7°, стенки котла начинают покрываться росой, ржавеют и котлы быстро выходят из строя. Поэтому в настоящее время для целей горячего водоснабжения применяются паровые котлы. Пар из котлов направляется в поверхностные теплообменники, в которых и приготовляется горячая вода.

Чтобы использовать и сохранить имеющийся в наличии значительный парк жаротрубных котлов и не устанавливать отдельных теплообменников, работники Ленинградского коммунального хозяйства тт. Черенин и Попов предложили переоборудовать водогрейные котлы, находящиеся в банях, на паровые низкого давления со встроенным в них теплообменником. В таких котлах вместо манометра следует ставить мановакуумметр, а в выкидное приспособление добавлять обратную петлю (рис. 148), так как при изменяющемся режиме не исключается возможность образования в котле вакуума.

Чтобы проникнуть внутрь котла с целью его осмотра, очистки накипи и т. п., устраивают лазы овальной формы размерами 325X420 мм, но не менее 300X400 мм. У одножаротрубного котла можно ограничиваться одним лазом (рис. 147), а в двухжаротрубном их приходится делать два, располагая один лаз в верхней части котла и другой - во фронтовом днище, под жаровыми трубами.

Характерной особенностью жаротрубных котлов является внутренняя топка. В этом отношении жаротрубный котел является прототипом котлов с экранированными топками. Сжигая в жаровой трубе антрацит на колосниковой решетке или нефтяные остатки, достигают максимального развития прямой отдачи и, следовательно, наилучшего использования поверхностей нагрева. Однако жаровая труба при сжигании в ней кускового топлива часто ограничивает развитие зеркала горения; кроме того, при засоренных сортах топлива осложняется чистка шлака и сокращаются периоды между чистками. Такое топливо, как торф или подмосковный уголь, вообще не удается сколько-нибудь эффективно сжигать непосредственно в жаровой трубе, так как наряду с повышенной зольностью большая влажность вынуждает снижать прямую отдачу, а низкая теплотворная способность приводит к необходимости увеличивать зеркало горения.

В таких случаях переходят к выносным топкам, однако они плохо комбинируются с жаротрубными котлами, загромождают доступ к арматуре котла, занимают много места перед фронтом и в большинстве случаев чрезмерно уменьшают прямую отдачу (рис. 37, 44), увеличивая температуру газов за котлом.

Таким образом, жаротрубные котлы удобны и экономичны при сжигании в них только высококалорийного топлива, например, нефтяных остатков, газа или антрацита.

Жаротрубные котлы вмещают большой объем воды; это позволяет поддерживать постоянное давление в котле даже при резко переменном расходе пара. Большой объем воды, нагретой до состояния кипения, является мощным аккумулятором тепла. Даже при незначительном понижении давления из водяного объема котла дополнительно выделяется много пара, и, наоборот, при повышении давления значительная часть тепла, выделяемого топкой, расходуется на нагревание воды до температурного уровня, соответствующего новому давлению.

Большой объем воды увеличивает взрывоопасность котла, поэтому, используя старые паровые жаротрубные котлы, даже при пониженном давлении пара надо тщательно следить за имеющимися в них дефектами, не допуская увеличения разъеданий и пр. Состояние стенок котла внутри и снаружи периодически контролируется; число осмотров и их порядок регламентированы соответствующими правилами Котлонадзора. Для котлов, имеющих те или иные пороки, такие осмотры производятся чаще.

Водогрейные котлы с большим объемом ранее рекомендовалось устанавливать для приготовления воды горячего водоснабжения (бани, прачечные), так как они отчасти заменяли водоразборные баки или позволяли уменьшить размер последних. В настоящее время в связи с общей тенденцией использования местных топлив, по преимуществу сильно влажных, вообще отпадает возможность устройства водогрейных котлов для целей горячего водоснабжения, так как они будут ржаветь и быстро выходить из строя.

Большой объем воды в паровом котле (рис. 145) еще может иметь значение, например, для механических прачечных, где приходится считаться с сильно колеблющейся нагрузкой по пароснабжению стиральных машин, бучильников и прочего оборудования. В более крупных предприятиях бумажной, текстильной промышленности, в паровых кузницах и т. п., где применяются котлы большой мощности, для уменьшения колебаний давления пара устанавливают дополнительно паровые аккумуляторы.

В жаротрубных котлах корпус котла получается значительных размеров и веса. Диаметр барабана 1 6000-2000 мм для одножаротрубных котлов и 2 200-2 400 мм - для двухжаротрубных.

Толщина стенки таких барабанов при сколько-нибудь значительном давлении требуется большая, в связи с чем увеличивается и вес котла, считая на 1 м2. Паровые двухжаротрубные котлы поверхностью нагрева 92 м2 и на давление 8 и 10 ати изготовлялись в последнее время Таганрогским заводом. Вес котла клепаного - 210 кг/м2, сварного- 185 кг/м2.

Значительный вес 1 м2 поверхности нагрева, примерно превышающий в 2 раза вес водотрубного котла, является основным недостатком жаротрубных котлов, побуждающим переходить к иным конструкциям, расходующим меньше металла.

kotel-kvr.su

Некоторые вопросы эксплуатации жаротрубных паровых котлов: kotelnye_tez

Наибольшая часть промышленных и муниципальных потребителей нуждается в насыщенном или слегка перегретом (давление – до 30 бар, t – до 300 °C) паре в объеме не выше 200 т/ч. Для его производства, как правило, используют один или несколько паровых котлов жаротрубной конструкции с газовой или жидкотопливной горелкой. В упомянутом спектре применения они и удобнее, и экономичнее водотрубныхкотлов.

Эксплуатация современных паровых жаротрубных котлов не вызывает особенных сложностей. Тем не менее, они часто подвергаются ряду нагрузок (в сущности, предотвратимых), которые оказывают решающее влияние на надежность и долговечность котлов. Это, прежде всего, ошибки в проектировании и наладке, влияние со стороны потребителя и недостаточное качество воды, вызывающее коррозию или образование отложений. В статистике причин повреждений котлов недостаточная водоподготовка стоит на первом месте. Часто плохое качество воды может быть результатом ненадлежащего контроля ее параметров, отсутствия специальных знаний у персонала, ошибок в оценке результатов измерений или непринятия мер при обнаружении отклонений. 

Для предотвращения повреждений из-за недостаточного качества воды требуется в первую очередь соблюдение параметров воды, указанных производителем котельного оборудования. Наряду с использованием необходимых компонентов системы водоподготовки, следует также заботиться о своевременном получении достоверных данных о качестве воды. Наилучшим образом это обеспечивается с помощью полностью автоматизированных устройств анализа, которые регистрируют и контролируют такие параметры воды, как жесткость, проводимость, значение pH, чистота конденсата. Таким устройством является, в частности, модуль LWA производства Bosch Industriekessel GmbH.

Ошибки в проектировании и наладке

Одна из главных ошибок – завышение производительности котла. Эта проблема часто обнаруживается в старых котельных, где потребление пара сокращено в результате упразднения потребителей или снижения использования тепла в результате осуществления энергосберегающих мероприятий. При проектировании новых установок она также может иметь место, если неправильно оценены коэффициенты одновременности работы потребителей или в расчетах заложен слишком большой запас по мощности.

Последствием значительно меньшего потребления пара относительно производительности котла станут частые включения и выключения горелки. Что в свою очередь вызывает температурные колебания, которые могут стать предельными, особенно у котлов с газовыми горелками и большим временем продувки.

Горелки обеспечивают в топочной камере t 1400–1700 °C. Во время фазы продувки, предписанной перед каждым розжигом горелки, из котельного помещения в топку поступает первичный воздух c t 20–30 °C. Это вызывает охлаждение горячих поверхностей нагрева. Затем зажигается горелка и в большинстве случаев очень быстро получает сигнал увеличить нагрузку до максимума. В предельно малых фазах нагрузки ее снова отключают уже во время набора мощности, чтобы потом (зачастую в самом скором времени) снова продуть и разжечь.

Это вызывает различное расширение топочной камеры и обшивки котла, а значит, напряжение в конструкции. Со временем работа в таком режиме может привести к усталости материала. Страдает и экономичность, так как каждая продувка означает существенную потерю тепла.

Поэтому нужно стремиться к тому, чтобы число циклов переключения горелки не превышало 4 в час. Для этого рекомендуются:

·        оснащение горелки устройством регулирования, задерживающим мгновенный выход горелки на максимальную мощность при старте;

·        применение регуляторов мощности, обеспечивающих возможность неограниченное время удерживать горелку на малой ступени нагрузки;

·        использование горелок с широким диапазоном регулирования мощности;

·        согласование мощности горелки с действительными потребностями, то есть ее модификация или замена на менее мощную.

Другая серьезная ошибка – слишком малая разница между давлением включения и выключения горелки. Регулирование мощности парового котла осуществляется на основе данных о давлении пара в котле. Если оно ниже минимального из заданных предельных значений, происходит включение горелки. Превышение верхнего порога вызывает ее отключение. Задание чересчур узкого диапазона между Рвкл и Рвыкл приводит к следующему:

·        скачки давления вызывают частые включения и выключения горелки, а значит, описанное выше термоциклирование со всеми его негативными последствиями;

·        поддержание давления в узком диапазоне регулирования требует в принудительном порядке точного регулирования мощности. Наряду с высоким износом исполнительных механизмов горелки, это вызывает досрочный износ материала поверхностей нагрева.

Опыт показал, что с выставлением разницы 10–15 %  между значениями давления включения и выключения горелки (в зависимости от типа ее регулятора и рабочего давления котла) относительно предохранительного давления котла, данные проблемы будут надежным образом устранены.

Еще одной причиной, приводящей к износу стенок котла, является неправильная настройка регулятора мощности, когда задается слишком малое время реакции регулятора мощности и позиционирования горелки. Современные менеджеры горения позволяют варьировать время позиционирования горелки, то есть продолжительность перехода от малой нагрузки к большой. Одновременно посредством изменения параметров регулирования мощности можно влиять на скорость реагирования горелки на отклонения контролируемых величин от заданных значений. Однако жаротрубные котлы представляют собой сравнительно инертную систему.

Настройка регулятора мощности на слишком быстрое реагирование, возможно, в сочетании с очень малым временем позиционирования горелки ведут к быстрому генерированию тепла в жаровой трубе. Перенос этого тепла от поверхностей нагрева осуществляют, прежде всего, поднимающиеся в паровое пространство паровые пузыри. Однако их образование происходит с небольшим запаздыванием по времени. Последствиями такого несовпадения являются кратковременные местные перегревы и дополнительное термоциклирование, ускоряющие износ материала обогреваемых стенок котла. В этой ситуации настоятельно рекомендуется доверять ввод котла в эксплуатацию с настройкой горелки и регулировочных характеристик только обученному персоналу.

Также к износу котлов приводит отсутствие программы автоматического последовательного управления многокотельными системами. Задача включения и выключения котлов при изменении нагрузки ложится в данном случае на оператора. Следствием возможных несвоевременных действий персонала станет ситуация, когда при вырабатывании количества пара, вполне покрываемого одним паровым котлом, другой будет часто и кратковременно включаться (описанное выше термоциклирование). Чтобы котлы не работали «друг против друга», наличие программы последовательного управления рекомендуется для котельных установок уже с двумя парогенераторами и совершенно необходимо для котельных с тремя и более котлоагрегатами.

Вид последовательного управления (подключение и отключение котлов в зависимости от их количества или давления пара), с одной стороны, зависит от числа котлов, с другой – от того, какие колебания давления допустимы для потребителя. При последовательном управлении по количеству пара реализуемый диапазон колебания давления может поддерживаться значительно ниже.

Также нужно обращать внимание на следующие моменты:

·        парогенераторы в многокотельных установках должны быть гидравлически отделены друг от друга (например, посредством обратной арматуры), что препятствует их взаимному влиянию;

·        уже при проектировании нужно предусмотреть оснащение ведомых котлов нагревательным змеевиком, находящимся в донной части. Это позволит избежать температурного расслоения котловой воды во время фазы поддержания в «горячем» состоянии.

Опасные режимы эксплуатации и влияние потребителя

Частый запуск котла из холодного состояния обусловливает самую большую механическую нагрузку на корпус котла. Причина – большая разница температур между жаровой трубой и обшивкой котла при холодном запуске, по сравнению с режимом нормальной эксплуатации при рабочей температуре.

Вызванное тепловым расширением смещение жаровой трубы относительно корпуса котла в процессе запуска ведет к значительному дополнительному напряжению. Эта нагрузка еще больше усиливается, если во время запуска невозможно никакое или возможно только очень незначительное образование паровых пузырей, что случается, например, при закрытой арматуре отбора пара. Обычно протекающей в корпусе парового котла естественной циркуляции воды не происходит, и ее температурное расслоение (внизу холодная, наверху горячая вода) вызывает дополнительное напряжение. При очень частых холодных запусках эти переменные нагрузки могут вести к трещинам в материале или, в худшем случае, к его разрушению.

Основные рекомендации производителей по снижению пусковой нагрузки состоят в следующем:

·        запуск котла из холодного состояния и доведение до рабочей температуры, по возможности, следует осуществлять при наименьшей мощности горелки;

·        во время процесса запуска незначительное количество пара должно иметь возможность постоянно покидать котел, чтобы вытеснением паровых пузырей обеспечивалась естественная циркуляция воды;

·        идеальный вариант – реализация автоматической пусковой схемы, которая, в зависимости от температуры воды и давления, регулирует режим работы горелки и мощность так, что нагрузки сокращаются до минимального уровня.

Еще одним негативным фактором со стороны потребителя является длительное нахождение котла в режиме Stand-by (поддержание котла в «горячем» состоянии, но без отбора пара), как это случается, например, в многокотельной системе, когда ведомый котел не используется. В зависимости от реализуемой программы управления при этом либо закрывается главный паровой вентиль, либо ведомый котел настраивается на более низкое, чем в сети, давление. В таком режиме котел переключают лишь спорадически (от случая к случаю), чтобы компенсировать потери тепла. Если данное состояние поддерживается в течение долгого (более трех дней) периода, то в котле начинает устанавливаться температурное расслоение. При переводе котла в нормальный режим работы, реагирующая на высокое рабочее давление (горячая верхняя область) автоматика распознает его как имеющийся в распоряжении и в случае поступления соответствующего запроса в очень короткое время выводит горелку на работу с высокой мощностью. В сочетании с температурным расслоением это вызывает напряжение, о котором говорилось выше.

Возможное решение данной проблемы – монтаж на дне котла нагревательного змеевика, позволяющего избежать вредных температурных расслоений в толще воды. Нагрев этого теплообменника осуществляется паром, и реализовать данный вариант можно в многокотельных системах или при наличии других надежных источников пара.

Также негативно могут сказываться колебания давления в результате сильных перепадов потребления. При высоких скоростях изменения нагрузки и сильных колебаниях давления, в котле могут образоваться неблагоприятные состояния потока. Необходимое для отвода тепла от поверхностей нагрева образование паровых пузырей может затрудняться; многие маленькие пузыри могут объединяться в большие, задерживающиеся на поверхностях нагрева и тем самым благоприятствующие появлению зон местного перегрева. По этой причине для котельных установок, снабжающих потребителей с резко меняющейся нагрузкой, должны быть приняты особенные меры, которые позволят ограничить колебания давления в котле независимо от потребителя. Вот некоторые из них:

·        более высокая степень защиты котла по давлению и применение редукционной установки, монтируемой между котлом и потребителем;

·        применение аккумуляторов пара для пиков нагрузки;

·        поддержание в котле давления отрегулированным паровым вентилем, защищающим котел от слишком сильного падения давления.

Заключение

Все перечисленные причины возникновения котловых нагрузок указывают на то, что задача их недопущения носит комплексный характер. Она решается на всех этапах – от проектирования, изготовления и монтажа установки до ее эксплуатации.

По причине определенной сложности паровых котлов и их работы совершенно необходимо, чтобы проектирование паровой котельной проводилось только квалифицированными и опытными специалистами, так как большинство возможных ошибок можно избежать уже на этом этапе. Монтаж системы также должен осуществляться компетентным исполнителем,  хорошо представляющим себе совместную работу различных компонентов котельной. К тому же, надо понимать, что решающую роль в безупречной и безотказной эксплуатации всей системы играет качество выбранных котлов, горелок и дополнительного оборудования.

Большое значение имеют методы эксплуатации и обслуживания парогенераторов, всегда сказывающиеся на ее долговечности. Поэтому для долгой и бесперебойной работы создаваемой паровой котельной специалисты настоятельно рекомендуют заключать договор с производителем котельного оборудования о его техническом и сервисном обслуживании с удаленным мониторингом неисправностей.

kotelnye-tez.livejournal.com

Смотрите также

• 
  Жаротрубный котел
• 
  Котел оазис
• 
  Боринские котлы
• 
  Бытовой котел
• 
  Котел универсал
• 
  Асфальтовый котел
• 
  Плавильный котел
• 
  Котлы эл
• 
  Гепард котел
• 
  Котлы печи
• Невский котел