Котлы в составе паровых котельных, отпускают пар на производство и на отопление, вентиляцию и ГВС. Ознакомиться с такой схемой можно в статье Тепловая схема котельной с паровыми котлами

схема с ПГУ

Котлы на ГТУ-ТЭЦ. Такие котлы работают вместе с газовыми турбинами и получают тепло от уходящих газов ГТУ (иногда применяют схему с дожиганием топлива, в этом случае котел работает на теле уходящих газов и тепле сгорания дополнительного топлива) их называют котлами-утилизаторами.

Виды паровых котлов: прямоточные и барабанные котлы

схема прямоточного котла

Паровые котлы классифицируются на прямоточные и барабанные.

Прямоточные котлы работают на сверхкритические параметры( 24 МПа и 540 С), барабанные котлы не работают на таких параметрах. Предельное давления для отечественных барабанных котлов – 18,5 МПа.

Циркуляцию пароводяной смеси в таких котлах обеспечивает питательный насос.

В прямоточных котлах питательная вода последовательно проходит через экономайзер, испаритель (в испарителе питательная вода превращается в пар), промежуточный пароперегреватель и пароперегреватель и в виде пара отправляется в турбину.

схема барабанного котла

В барабанном котле, питательный насос подает питательную воду через экономайзер в барабан, затем при помощи циркуляционного насоса (если котел с естественной циркуляцией – насос отсутствует) происходит циркуляция пароводяной смеси из барабана через испаритель. Барабан работает как сепаратор разделяя воду и пар, последний направляется в пароперегреватель и затем в голову паровой турбины.

Теперь для того, чтобы разобраться с видами паровых котлов и их классификацией поговорим о компоновках котельных агрегатов.

Компоновка котлов

Компоновка паровых котлов бывает П образной и Тобразной. Также котлы могут иметь свои опоры или быть подвесными. Котельное отделение с П-образными котлами занимает меньше места, а дымососы и вентиляторы расположены на нулевой отметке – это главные преимущества П-образной компоновки.

Пример мощного подвесного котла П образной компоновки можно посмотреть в статье паровой котел Пп-1800-515/515.

Пример П образного прямоточного котла, с собственными опорами читайте в материале паровой угольный котел ПП-1000-24,5-565 КТ

Также есть котельные агрегаты горизонтальной компоновки, примером может служить котел небольшой мощности Viessmann

Котлы-утилизаторы, которые работают на уходящих газах ГТУ бывают вертикальными и горизонтальными. Пример горизонтального котла-утилизатора с одним барабаном смотрите в статье паровой котел утилизатор. А вот котел-утилизатор расположенный над ГТУ – не совсем типичный пример вертикального котла-утилизатора.

Тяга котлов

Паровые котлы могут быть следующих видов:

с естественной тягой:

дымососное отделение

Горячие дымовые газы сами уходят из котла через дымовую трубу в атмосферу за счет разности давлений холодного воздуха в атмосфере и давления уходящих газов в дымовой трубе. Чем выше дымовая труба, холоднее на улице и выше температура уходящих газов, тем больше тяга. Тяга прямо пропорциональна произведению высоты дымовой трубы на разность плотностей воздуха в атмосфере и дымовых газов в трубе.

Pт=g*Hтр*(Рвозд-Ргаз)

с принудительной тягой:

В компоновке станции появляется новое отделение, туда устанавливаются дымососы и дутьевые вентиляторы, которые создают дополнительную тягу. На чертеже показано дымососное отделение, 23 – дымососы, 24 – вентиляторы, 25 – дымосос рециркуляции

Движение теплоносителя

Барабанные паровые котлы могут быть, как с естественной, так и с принудительной циркуляцией. В котлах с естественной циркуляцией, пароводяная смесь циркулирует самостоятельно за счет разницы плотности воды в опускных трубах(они выносятся за пределы топки котла) и плотности пароводяной смеси в экранах расположенных в топке котла. В этом случае не нужно предусматривать циркуляционный насос.

Принудительная циркуляция применяется в котлах с высокими параметрами давления пара. При высоких давлениях разница между плотностями падает.

Поделиться "Паровые котлы виды и классификация"

(Visited 7 329 times, 1 visits today)

Прямоточные котлы: Модификации и преимущества

Прямоточные паровые котлы используются в промышленном производстве для генерации пара в различных технологических целях. Их основной отличительной особенностью является отсутствие барабана. Принцип действия прямоточных котлов основан на полном испарении воды или другой жидкости в процессе ее прохождения через испарительную поверхность. Таким образом, не совершая движения по кругу, вода испаряется и превращается в пар в течение одного хода.

При такой конструкции жидкость поступает в экономайзер с помощью специального насоса, где происходит процесс ее подогрева до температуры насыщения. После этого вода попадает на испарительную поверхность. Испарительной поверхностью являются змеевики и подъемные трубы, в которых и происходит генерация пара и испарение водного остатка. Схема прямоточных котлов не предусматривает четкого разделения между экономайзерной, испарительной и пароперегревательной поверхностями. В процессе изменения характеристик воды, топлива и воздуха, соотношение площадей этих поверхностей изменяется. Конструкция большинства таких агрегатов подразумевает наличие промежуточного перегревателя, с помощью которого пар, поступающий из турбинной установки, проходит повторную процедуру нагревания.

По причине того, что прямоточный паровой котел не имеет барабана, он вырабатывает значительно меньшее количество объема рабочего тепла. Поэтому при его использовании на предприятии требуется максимально отлаженная подача воды, топлива и воздуха. Кроме того, применение такой конструкции становится экономически выгодным, так как нет необходимости в расходах на металл, из которого изготавливается барабан.

Использование прямоточных паровых котлов на заводах требует особенного внимания к качеству питательной воды. Вода имеет в своем составе различные соли и микроэлементы, которые оседают на стены труб и постепенно приводят к образованию накипи. Даже минимальное количество солевых образований способно значительно уменьшить производительность и в дальнейшем привести к неисправности всей конструкции. Поэтому в обязательном порядке необходимо проводить специальную водоподготовку, нейтрализующую воздействие негативных микроэлементов.

Модификациями промышленных котлов, не имеющих барабана, являются:

котлы с высоким давлением;
котлы со средним давлением;
котлы с низким давлением.

Для увеличения мощности и паропроизводительности, прямоточные котлы должны быть многовитковыми. Витки располагаются в виде змеевиков, поэтому им можно придать удобную форму для размещения агрегата в котельной. Кроме того, согласно правилам, помещение под такой тип котла не должно обладать какими-либо специально предусмотренными характеристиками. Требования по технадзору и эксплуатации значительно снижены, что создает дополнительное удобство при использовании таких котлов на заводах.

Преимущества прямоточных паровых котлов

Модель

Мощность

Габариты без

горелки (Ш×Д×В)

Вес

Давление

Макс. Давление

пара

Макс. Температура

пара

Макс. Расход

газа

Мас. Расход

ДТ*

Противодавление

Электромощность

Производительность

пара

КПД

ГАЗ

Дизель

Гкал/ч

кВт

мм

мбар

бар

°C

М3 /ч

л/ч

мбар

кВт

Кг/ч

D05-500	0,3	348	1300 ×1800 ×2090	1,1	300	своб	12	191	39	31	1,7	1,42	500	92
D05-750	0,45	523	1510 ×2300 ×2190	1,8	300	своб	14	198	58	48	2,0	2,70	750	92
D05-1000	0,60	697	1530 ×2300 ×2190	1,9	300	своб	16	204	79	63	2,3	2,70	1000	92
D05-1500	0,90	1046	1650 ×2850 ×2460	2,5	300	своб	16	204	118	95	3,1	3,85	1500	92
D05-2000	1,20	1395	1650 ×2850 ×2460	2,8	300	своб	16	204	157	126	4,0	6,80	2000	92
D05-2500	1,50	1744	2175 ×3220 ×2640	3,1	300	своб	16	204	196	157	4,5	6,80	2500	92
D05-3000	1,80	2093	2100 ×3310 ×2640	4,1	300	своб	16	204	235	189	5,0	12,40	3000	92
D05-3500	2,10	2441	2305 ×3960 ×2640	4,5	300	своб	16	204	274	220	5,5	13,20	3500	92
D05-4000	2,40	2790	2340 ×3960 ×2700	5,3	300	своб	16	204	313	252	6,0	14,00	4000	92
D05-4500	2,70	3139	2730 ×4800 ×3000	5,5	300	своб	16	204	352	283	6,5	14,00	4500	92
D05-5000	3,00	3488	2930 ×4800 ×3000	S.8	300	своб	16	204	391	314	7,0	23,50	5000	92

Прямоточный паровой котел впервые был сконструирован в России профессором Л. К. Рамзиным. Его изобретение было призвано упростить конструкцию котлов, отказавшись от использования барабана. В настоящее время большинство заводов использует именно такую модификацию в целях экономии расходов и рабочего пространства.

В сравнении с парогенератором с принудительной циркуляцией, прямоточный парогенератор не только не требует высоких затрат на его производство, но и, имея довольно простую конструкцию, обеспечивает высокий коэффициент полезного действия.

Немаловажной особенностью такого агрегата является минимальное количество времени, затрачиваемое на приведение его в состояние работоспособности, а также уменьшенное время нагревания. Во время максимальных нагрузок или при выходе из строя основных применяемых аппаратов, использование прямоточных парогенераторов в качестве резервных установок крайне эффективно.

В случае простоя, как правило, котлы, не находящиеся в эксплуатации, имеют большие потери. При использовании генератора пара прямоточного типа этого не происходит, так как его конструкция допускает перерывы в производстве.

Таким образом, можно выделить несколько основных преимущественных особенностей рассматриваемого типа котлов:

максимальная производительность при минимальных затратах;
значительно более короткий временной промежуток от включения аппарата до начала процесса генерации пара;
объемная емкость исключена из конструкции, что гарантирует ее взрывобезопасность;
небольшая масса и удобная конструкция позволяет удобно разместить агрегат внутри котельной;
в зависимости от текущих задач и с учетом изменений возможна моментальная корректировка параметров выработки пара;
значительная экономия топлива;
полностью автоматизированное оборудование;
удобство и простота в эксплуатации;
при необходимости произведения даже сложных ремонтных работ, специальная конструкция змеевиков позволяет произвести все операции в кратчайший срок;
ремонтные работы не требуют сварки;
модульная поставка обеспечивает легкий монтаж;
низкие требования, предъявляемые к котельным для возможности установки агрегата;
невысокая стоимость котлов такого типа позволяет применять их даже на небольшом производстве.

albamakina.ru

Прямоточные паровые котлы | Самые выгодные парогенераторы

Прямоточными паровыми котлами называют такие котлы, у которых в испарительных поверхностях нагрева рабочее тело (вода, пароводяная смесь и пар) совершает принудительное однократное движение, За один прямой ход, без кругового движения по замкнутому контуру, вода полностью превращается в перегретый пар, Таким образом кратность циркуляции в прямоточных котлах равна единице:

К = 6щ_ = 1 О,

ПЕ

Прямоточные паровые котлы

Участок участок участок

Простейший одновитковый прямоточный котел представляет собой обогреваемую горячими газами трубу в один конец которой подается питательная вода, а из другого конца отбирается перегретый пар (рис. 10):

На экономайзерном участке котла происходит подогрев поступающей питательной воды до температуры насыщения, на испарительном — испарение воды, и на перегревателъном — дальнейшее повышение температуры образовавшегося из воды пара (перегрев пара).

Отличием прямоточных котлов от котлов с ЕЦ является то, что экономайзерный, испарительный и пароперегревательный участки четко не разделены между собой, а их протяженность зависит от нагрузки котла. При уменьшении температуры газов или увеличении расхода питательной воды границы экономайзерного и испарительного участков смещаются вправо (по схеме) и их длина увеличивается; при увеличении нагрузки котла или уменьшении расхода питательной воды — смещаются влево, и их длина уменьшается.

Паропроизводительность одновиткового котла (состоящего из одной трубы) обычно не превышает значения 10 т/ч, так как дальнейшее ее увеличение связано с резким возрастанием гидравлических сопротивлений

И, как следствие, со значительным увеличением мощности и массогабаритных показателей питательного насоса. Для обеспечения больших значений паропроизводительности все мощные прямоточные котлы выполняются многовитковыми.

В многовитковом прямоточном котле (рис. 11) питательная вода поступает в раздающий коллектор небольшого диаметра (100 ^ 150 мм), откуда распределяется по нескольким параллельно включенным и обогреваемым газами виткам. После испарения и перегрева в трубах поверхностей нагрева образовавшийся пар поступает в смесительный

Прямоточные паровые котлы

Рис. 11. К принципу действия многовиткового прямоточного котла.

Опв — подача питательной воды; БПЕ — отбор перегретого пара; Яг — теплота продуктов сгорания; РК — раздающий коллектор; СК — смесительный коллектор; ГСК — главный стопорный клапан.

(собирающий) коллектор, откуда через главный стопорный клапан отбирается на потребители.

С целью обеспечения большей компактности поверхности нагрева прямоточного котла, все параллельно включенные витки выполняют в виде змеевиков. Змеевиковые поверхности нагрева очень хорошо вписываются в газоходы, что позволяет придавать прямоточным котлам практически любую форму, удобную с точки зрения размещения в котельном отделении.

Конструктивная схема многовиткового прямоточного парового котла и принцип его действия показаны на рис. 12.

Питательная вода с помощью питательного насоса подается в раздающий коллектор экономайзера, где распределяется по нескольким параллельно включенным змеевикам трубного пучка экономайзера. В экономайзере вода нагревается до температуры меньшей, чем температура насыщения при данном давлении на 30 ^ 40 0С, и собирается в смесительном коллекторе. Из смесительного коллектора экономайзера подогретая вода по перепускной трубе подается в раздающий коллектор испарительной части, откуда распределяется по параллельно включенным виткам, образующим экранную поверхность нагрева и ограничивающим топочное пространство. В верхней части топки из сплошного экрана витки переходят в змеевики прореженного пучка труб испарительной части котла. Слегка перегретый пар, образовавшийся в испарителе, собирается в смесительном коллекторе и по внешней перепускной трубе поступает в раздающий коллектор пароперегревателя. При движении пара по змеевикам пароперегревателя происходит дальнейшее повышение его температуры. Перегретый пар собирается в выходном коллекторе котла, откуда через главный стопорный клапан направляется на потребители.

^ ЭК ГСК

©XI—►

6 ВПЕ

1 — раздающий коллектор экономайзера;

2 — смесительный коллектор экономайзера;

3 — раздающий коллектор испарительной части;

4 — смесительный коллектор испарительной части;

5 — раздающий коллектор пароперегревателя;

6 — смесительный коллектор пароперегревателя;

ПН — питательный насос;

ГСК — главный стопорный клапан; ЭК — экономайзер;

ИСП — испарительная часть котла; ПП — пароперегреватель;

Э — экранная часть испарительной поверхности нагрева;

Т — топка котла;

Тл — подача топлива;

В — подача воздуха;

ДГ — отвод дымовых газов; вЯ5 — подача питательной воды;

Бпе — отбор перегретого пара;

Многовитковые прямоточные котлы могут обеспечивать большие паропронзводительности и высокие параметры пара. Они компактны, маневренны, легко вписываются в габариты котельного отделения.

Основными преимуществами прямоточных котлов по сравнению с водотрубными котлами с ЕЦ являются:

— отсутствие больших и тяжелых коллекторов;

— относительная свобода при компоновке поверхностей нагрева применительно к габаритам и форме котельного отделения;

— более высокие допускаемые тепловые нагрузки в топке и конвективных поверхностях нагрева за счет принудительного движения рабочего тела;

— более высокая степень использования поверхности нагрева, так как отсутствуют неомываемые газами (теневые) участки труб;

— повышенная маневренность из-за малой теплоаккумулирующей способности (малого объема воды и металлоконструкций) котла;

— малые массогабаритные показатели и высокий КПД.

К недостаткам прямоточных котлов относятся:

— невысокая надежность при работе на пониженных нагрузках из-за гидродинамических расстройств контура принудительной циркуляции;

Прямоточные паровые котлы

— дополнительные затраты энергии питательным насосом на преодоление гидравлических сопротивлений в пароводяном тракте котла;

— очень сложная автоматизация котла, особенно в части поддержания заданных давления и температуры перегретого пара и обеспечения синхронного изменения расходов топлива, воздуха и питательной воды;

— неспособность котла выдавать одновременно насыщенный и перегретый пар;

— необходимость использования для растопки прямоточного котла специального растопочного сепаратора с системами и арматурой, что значительно усложняет установку;

— высокие требования, предъявляемые к качеству питательной воды, из-за выпадения и отложения солей в зоне ухудшенного теплообмена в условиях отсутствия продувания и внутрикотловой обработки воды.

Т /» и и и

paruem.ru