3.9. Паровой котел и его основные элементы. Основные элементы котла
Основные элементы паровых и водогрейных котлов — КиберПедия
Основными элементами котла являются: топка, испарительные (в паровых котлах) или водонагревательные (в водогрейных котлах) поверхности нагрева, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, каркас, обмуровка, тепловая изоляция, обшивка.
Поверхности нагрева (экранные трубы и котельный пучок) – элементы котла, в которых происходит передача тепла от факела и продуктов сгорания теплоносителю (воде или пару). Различают радиационную поверхность, которая получает тепло преимущественно излучением, и конвективную поверхность, которая получает тепло в основном конвекцией. Радиационными поверхностями являются экраны, размещенные на стенах топки. В зависимости от размещения в топке, различают фронтовые, боковые, задние и потолочные экраны. Существуют также двусветные экраны, которые размещаются в топочном пространстве и обогреваются с двух сторон.
Пароперегреватель – устройство, предназначенное для повышения температуры пара выше температуры насыщения, соответствующей давлению в котле. По виду тепловосприятия пароперегреватели бывают радиационные, полурадиационные и конвективные. Радиационные пароперегреватели выполняют настенными и обычно размещают в верхней части топки. Радиационный пароперегреватель барабанного парового котла обычно занимает потолок топки. Полурадиационные пароперегреватели выполняются в виде плоских ширм или лент, собранных из пароперегревательных труб, находящихся друг за другом в одной плоскости. Ширмовые пароперегреватели представляют собой систему из большого числа вертикальных труб, имеющих один гиб на 180º и образующих широкую плоскую ленту, которая имеет опускной и подъемный участки. Их размещают на выходе из топочной камеры на заметном удалении друг от друга. Конвективные пароперегреватели выполняют из гладких стальных труб в виде змеевиков. Конвективные пароперегреватели располагают в горизонтальном газоходе или в начале конвективной шахты.
Экономайзер – устройство, предназначенное для подогрева или частичного испарения питательной воды, перед ее поступлением в испарительную часть котла за счет использования тепла уходящих газов. В зависимости от степени подогрева воды экономайзеры делят на некипящие и кипящие. В кипящих экономайзерах до 20% воды может превращаться в пар. Экономайзеры выполняются из гладких или оребренных (мембранное или поперечное оребрение) труб. В зависимости от металла, из которого изготовляются экономайзеры, их разделяют на чугунные и стальные. Чугунные экономайзеры состоят из ребристых чугунных труб и применяются при давлении в барабане котла до 2 МПа. Наиболее часто экономайзеры выполняют из стальных труб, согнутых в вертикальные змеевики и скомпонованных в пакеты. Экономайзеры размещают в конвективном газоходе.
Воздухоподогреватель – устройство, предназначенное для подогрева воздуха, поступающего в топку на горение за счет использования тепла уходящих газов. Воздухоподогреватели выполняются рекуперативными (трубчатыми) или регенеративными вращающимися. Трубчатые воздухоподогреватели выполняются из отдельных кубов (секций). Куб состоит из вертикальных тонкостенных труб, закрепленных в трубных досках. Газы движутся в трубках сверху вниз, воздух – в межтрубном пространстве. В регенеративном воздухоподогревателе тепло передается металлической насадкой, которая периодически нагревается дымовыми газами, после чего переносится в поток воздуха и отдает ему аккумулированное тепло.
Каркас – металлическая конструкция из колонн, балок и связей, которые установлены на фундаменте и предназначены для соединения и крепления элементов котла.
Обмуровка – внешнее изоляционное защитное ограждение котла.
Паровой или водогрейный котел вместе с совокупностью оборудования, обеспечивающего его работу, называется котельной установкой. В состав котельной установки, кроме котла, входят тягодутьевые машины, устройства очистки поверхностей нагрева, оборудование топливоприготовления и топливоподачи, шлако- и золоудаления, золоулавливающие и другие газоочистительные устройства, воздухопроводы, трубопроводы воды, пара и топлива, арматура, гарнитура, автоматика, приборы и устройства контроля и защиты, водоподготовительное оборудование и дымовая труба.
cyberpedia.su
3.9. Паровой котел и его основные элементы
Рис. 3.4. Современный вертикально-водотрубный барабанный паровой котел с естественной циркуляцией:
ПВ - подача питательной воды; НП - линия насыщенного пара; ПП - отвод перегретого пара; Т - подача топлива к горелке; В - подвод воздуха к воздухоподогревателю; ГВ - горячий воздух; ПС - УГ - тракт продуктов сгораиия топлива и уходящих (из котла) газов; Ш - шлак; 1 - экранные трубы; 2 - барабан; 3 - пароперегреватель; 4 - водяной экономайзер; 5 - воздухоподогреватель; 6 - коллекторы; 7 - горелка; 8 - топка; 9 - контур (стена) топки и газоходов; 10 - опускная труба; 11 - излучающий теплоту топочный факел.
Одна из схем котла с естественной циркуляцией приведена на рис. 3.4. Барабанный паровой котел состоит из топочной камеры и газоходов, барабана, поверхностей нагрева, находящихся под давлением рабочей среды (воды, пароводяной смеси, пара), воздухоподогревателя, соединительных трубопроводов и воздуховодов.
Топливо подается к горелкам 7. К горелкам подводится также воздух, предварительно нагретый уходящими из котла газами в воздухоподогревателе 5. Топливовоздушная смесь, подаваемая горелками в топочную камеру (топку) 8 парового котла, сгорает, образуя высокотемпературный (примерно 1500 °С) факел, излучающий теплоту на трубы 1, расположенные на внутренней поверхности стен топки. Это испарительные поверхности нагрева - экраны. Отдав часть теплоты экранам, топочные газы с температурой около 1000 °С проходят через верхнюю часть заднего экрана, трубы которого здесь разведены в два-три ряда, и омывают пароперегреватель 3. Затем продукты сгорания движутся через водяной экономайзер, воздухоподогреватель и покидают котел с температурой около 110—150 °С.
Вода, поступающая в паровой котел, называется питательной. Она подогревается в водяном экономайзере 4, забирая теплоту от продуктов сгорания (уходящих газов), экономя тем самым теплоту сожженного топлива. Испарение воды происходит в экранных трубах 1. Испарительные поверхности подключены к барабану 2 и вместе с опускными трубами 10, соединяющими барабан с нижними коллекторами экранов, образуют циркуляционный контур. В барабане происходит разделение пара и воды, кроме того, большой запас воды в нем повышает надежность работы котла. Сухой насыщенный пар из барабана поступает в пароперегреватель 3, перегретый пар направляется к потребителю.
3.10.Тепловой баланс парового котла. Коэффициент полезного действия
Тепловой баланс котла, как и любого теплотехнического агрегата, характеризуется равенством между количествами подведенной (располагаемой) и расходуемой теплоты:
.
Обычно тепловой баланс составляют на единицу количества сжигаемого топлива 1 кг твердого или жидкого, либо 1 м3 газообразного топлива, взятый при нормальных условиях. С учетом этого и пренебрегая физической теплотой топлива и холодного воздуха, можно считать
.
Часть теплоты, затрачиваемая на подогрев, испарение воды и перегрев пара, составляет использованную теплоту 
остальное — потери.
В итоге уравнение теплового баланса котла будет иметь вид:
,
где 
потери теплоты соответственно с уходящими газами, от химической неполноты сгорания топлива, от механического недожога, через ограждения топки и конвективных газоходов.
В процентах от располагаемой теплоты 
тепловой баланс может быть записан так:
Доля теплоты, использованной в котельном агрегате (переданной воде и пару), есть коэффициент полезного действия котла брутто 
(так называют КПД, подсчитанный без учета затрат энергии на собственные нужды).
, или
.
Теплота
, воспринятая водой и паром в котле, может быть определена из уравнения
,
где 
— энтальпии перегретого пара, и питательной воды.Отсюда нетрудно получить формулу для расчета расхода топлива, В:
.
studfiles.net
Элементы котельных установок.
Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или воды.
Основные элементы котельной установки – котел, топка, питательные устройства, устройства топливопередачи и автоматического регулирования
Котел – это теплообменное устройство, в котором теплота от горячих продуктов сгорания топлива передается воде. В результате чего в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных нагревается до требуемой температуры.
Топочное устройство – служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в теплоту нагретых газов.
Питательные устройства – (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.
Тягодутьевое устройство – состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов, дымовой трубы, с помощью которых обеспечивается подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.
Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер, воздухонагреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды, приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.
Классификация котельных установок.
Котельные установки в зависимости от типа потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные.
По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся на паровые и водогрейные.
Энергетические котельные установки – вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегетами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.
Производственно-отопительные котельные установки – (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Отопительные котельные установки – (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления, горячего водоснабжения, вентиляции жилых и производственных помещений.
В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные разделяются на местные (индивидуальные), групповые и районные.
Местные отопительные котельные – обычно оборудуются водогрейными котлами с нагревом воды до t<=1150C, или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.
Групповые отопительные котельные – обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Такие котельные оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами, как правило, большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специальных зданиях.
Районные отопительные котельные – предназначены для теплоснабжения крупных жилых массивов; их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.
Похожие статьи:
poznayka.org
ЭЛЕМЕНТЫ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Топливо и котельные установки
Котельные установки предназначаются для выработки и отпуска водяного пара или подогретой воды. При выработке пара они именуются паровыми котельными установками, при подогреве воды — водогрейными котельными установками. В паровых котельных установках рабочее тело (вода) меняет свое агрегатное состояние, переходя из жидкого состояния в парообразное; в водогрейных котельных установках изменения агрегатного состояния воды не происходит.
Процесс получения водяного пара или подогретой воды осуществляется в котельном агрегате, состоящем из основных и вспомогательных элементов.
К основным элементам котельного агрегата относятся: топочное устройство, котел, пароперегреватель (в паровом кртельном агрегате), водяной экономайзер и воздухоподогреватель (рис. 1).
В топке (топочном устройстве) происходит процесс сгорания топлива, сопровождающийся выделением тепла. Это тепло воспринимается поверхностями нагрева котла для парообразования (в паровых котлах) или подогрева воды (в водогрейных котлах). В том случае, когда требуется перегретый пар, котел снабжают пароперегревателем, состоящим из трубчатых змеевиков, воспринимающих теплоту продуктов сгорания топлива; по этим змеевикам пропускается насыщенный пар из котла. Для обеспечения передачи тепла дымовых газов стенкам котла в последнем устраиваются газоходы, в них расположены поверхности нагрева котла, омываемые с одной стороны дымовыми газами, а с другой стороны — водой, заполняющей водяное пространство котла. В водогрейных котлах водяное пространство равно всему объему металлической части котла; в паровых котлах часть объема котла заполнена водей и составляет его водяное пространство, а другая часть заполнена паром и называется паровым пространством котла. Поверхность, разделяющая водяное пространство котла от парового, называется зеркалом испарения.
Котлы, служащие для отопительно-производственных целей, могут быть подразделены на две категории:
А) водогрейные котлы с температурой подогретой воды не свыше 115° С и паровые котлы с давлением пара не свыше 0,7 ага;
Б) водогрейные котлы с температурой подогретой воды свыше 115° С и паровые котлы с давлением пара свыше 0,7 ати.
Котлы первой категории считаются более безопасными, и поэтому к ним предъявляются иные конструктивные и технологические требования, чем к котлам второй категории.
Дымовые газы, выходящие из топки, омывают поверхность нагрева котла, отдают ей часть заключенного в них тепла и по-
|
Рис. 1. Схема котельного агрегата: У —топка; 2 — котел; 3 — пароперегреватель; 4 — дымоходы; 5 —водяной экономайзер; 6 — заслонка; 7 — боров; 8 — дымовая труба; 9 — питательный бак; 10 — добавочная вода; II — питательный насос; 12 — возврат конденсата; 13 — воздух; 14 — топливо; 15 — перегретый пар; 16 — насыщенный пар; 17 — горячая вода. |
Кидают котел с более или менее высокой температурой. Для дополнительного использования тепла, содержащегося в дымовых газах, уходящих из котла, за последним устанавливаются так называемые хвостовые поверхности нагрева: водяной экономайзер, в котором подогревается вода; идущая на питание котла, и воздушный подогреватель, в котором подогревается воздух, направляемый в топку для обеспечения его - рания топлива. В зависимости от местных условий хвостовые поверхности нагрева в котельном агрегате иногда не устанавливаются или устанавливается только одно из описанных устройств.
Кроме перечисленного основного оборудования, котельный агрегат должен иметь вспомогательное оборудование, к которому относятся тяговое устройство, дутьевая установка, питательные или циркуляционные насосы, золоулавливающие устройства, трубопроводы, приборы контроля и автоматики.
Тяговое устройство предназначается для создания разрежения в газоходах котельной установки, необходимого для удаления в атмосферу охлажденных дымовых газов и преодоления сопротивлений при их движении в газоходах установки. К тяговым устройствам принадлежат дымососы (искусственные тяговые устройства) и дымовая труба, которая является естественным тяговым устройством.
Дутьевая установка состоит из вентиляторов и воздуховодов, служащих для подачи воздуха в топку котельного агрегата.
Питательные насосы служат для подачи воды через водяной экономайзер в паровой котел.
В котельной устанавливаются баки питательной зоды, в которые поступает конденсат пара, возвращаемый от потребляющей пар аппаратуры, и подводится добавочная вода. Питательный насос забирает воду из этих питательных баков и подает ее в паровой котел.
Водогрейные котельные установки оборудуются циркуля ционными насосами. В таких установках трубопровод обратной воды отопительной системы присоединяется к циркуляционному насосу, который прокачивает воду через котел и затем по нагнетательному трубопроводу — в отопительную систему. Таким образом, котел включается в контур циркуляции воды через отопительную систему.
Зюлоулавливающие устройства размещаются в газовом тракте котельной установки для очистки дымовых газов от летучей золы в целях уменьшения загрязнения окружающей территории золой в результате ее уноса через дымовую трубу.
Котельная установка снабжается питательным трубопроводом, паропроводом, продувочным тру бопроводом и прочими трубопроводами служебного назначения.
Для контроля и автоматического регулирования процессов, протекающих в котельной установке, служат приборы теплового контроля и автоматики.
Для обеспечения котельных агрегатов топливом служит оборудование топливоподачи, предназначенное для перемещения топлива со склада в котельную и в пределах котельной — к от - дельным котельным агрегатам.
Для уборки из котельной шлака и золы, накапливающихся в топках и газоходах котлов, применяется оборудование золоудаления.
Важное значение в схеме котельной установки имеет водопод* готовка, которая осуществляет умягчение сырой добавочной воды, идущей, для питания котлов. Отопительно-производственные котлы в большинстве случаев снабжаются устройствами для пнутрикотловой водообработки, улучшающими качество котло - иой воды, *
Для обеспечения надлежащих санитарно-гигиенических условий труда котельная установка оборудуется вентиляционными устройствами.
Таким образом, котельная установка представляет собой сочетание разнообразного оборудования. Производительность этого оборудования во всех звеньях должна находиться в соответствии с теплопроизводительностью котельной. Оборудование котельной установки должно работать экономично, надежно и безаварийно, с наименьшей затратой ручного труда.
Эти требования необходимо учитывать при разработке проекта котельной установки. При этом должны быть учтены достижения и опыт научно-исследовательских организаций, заводов-изготови - телей оборудования и передовых эксплуатационных организаций.
Развитие отопительно-производственных котельных установок в СССР направлено на всемерное повышение экономичности топливоиспользования, в частности при сжигании низкосортных топлив. Важность этой задачи становится бчевидной, если учесть, что каждый процент экономии топлива, расходуемого в Советском Союзе, означает сохранение нескольких сот тысяч тонн условного топлива в год.
За годы довоенных пятилеток освоены экономичные способы сжигания более 60 сортов топлива, созданы новые советские конструкции ручных, полумеханических и механических топок для высокоэкономичного сжигания низкосортных топлив. Если раньше коэффициент полезного действия (к. п. д.) отопительно-производственной котельной установки при сжигании высокосортного топлива не превышал 50^-60%, то теперь такой к. п. д. считается низким, характеризующим несовершенство установки.
Развитие котельных установок направлено по пути возможно более полной механизации трудоемких процессов по доставке и разгрузке топлива, обслуживанию топок, уборке золы и шлака и т. д. Созданы советские конструкции устройств для механизации этих процессов; эти устройства все более широко внедряются в отопительно-производственные котельные установки.
Вместе с развитием в СССР газовой промышленности началось применение в отопительно-производственных котельных установках газообразного топлива; это значительно улучшает санитарно-технические условия местности, где расположена котельная установка, а также облегчает нормальные условия эксплуатации котлов.
Для повышения культуры и экономичности эксплуатации современные котельные установки оснащаются контрольно-измерительными приборами и устройствами автоматики; в отопительно-производственных котельных установках эти приборы и устройства должны получить широкое применение.
Итоговым технико-экономическим показателем эксплуатации котельной является себестоимость 1 млн. ккал тепла, отпущенного котельной установкой. Анализ годовых затрат на выработку тепла в котельной установке позволяет выявить недостатки эксплуатации и наметить мероприятия, …
Под компоновкой котельной установки подразумевается размещение котельных агрегатов и вспомогательного оборудования в помещении котельной. Компоновка должна обеспечить удобство и безопасность обслуживания котельного оборудования и надлежащие условия труда, но не должна …
Паровые котельные установки снабжаются питательными баками, емкость которых принимается равной двухчасовому расходу воды при питании - всех работающих котлов. Обычно уста^- навливают два бака или один бак, разделенный перегородкой на …
msd.com.ua
Паровой котел и его основные элементы — Основы энергетики
Территория рекламы
Паровой котел представляет собой систему поверхностей нагрева для производства пара из непрерывно поступающей в него воды. Путем использования теплоты выделяющейся при сжигании топлива.
Получение пара характеризуется следующими процессами: 1)Подогрев воды до температуры насыщения. 2)Парообразование. 3)Перегрев пара до заданной температуры.
Устройство современного парового котла. Барабанный паровой котел состоит из топочной камеры и газоходов, барабана, поверхностей нагрева, находящихся под давлением рабочей среды (воды, пароводяной смеси, пара), воздухоподогревателя, соединительных трубопроводов и воздуховодовТопливо подается к горелкам 7. К горелкам подводится также воздух, предварительно нагретый уходящими из котла газами в воздухоподогревателе 5. Топливовоздушная смесь, подаваемая горелками в топочную камеру (топку) 8 парового котла, сгорает, образуя высокотемпературный (примерно 1500 °С) факел, излучающий теплоту на трубы 1, расположенные на внутренней поверхности стен топки. Это испарительные поверхности нагрева — экраны. Отдав часть теплоты экранам, топочные газы с температурой около 1000 °С проходят через верхнюю часть заднего экрана, трубы которого здесь разведены в два-три ряда, и омывают пароперегреватель 3. Затем продукты сгорания движутся через водяной экономайзер, воздухоподогреватель и покидают котел с температурой около 110—150°С.
Вода, поступающая в паровой котел, называется питательной. Она подогревается в водяном экономайзере 4, забирая теплоту от продуктов сгорания (уходящих газов), экономя тем самым теплоту сожженого топлива. Испарение воды происходит в экранных трубах 1. Испарительные поверхности подключены к барабану 2 и вместе с опускными трубами 10, соединяющими барабан с нижними коллекторами экранов, образуют циркуляционный контур. В барабане происходит разделение пара и воды, кроме того, большой запас воды в нем повышает надежность работы котла. Сухой насыщенный пар из барабана поступает в пароперегреватель 3, перегретый пар направляется к потребителю.
ifreestore.net
