Интернет магазин оборудования насосной, отопительной и водонагревательной техники №1


Главная » Котлы » Паровой барабанный котел

Конструкция барабанов паровых котлов и внутрибарабанных устройств. Паровой барабанный котел


Глава 8

АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

8.1. Барабанный паровой котел как объект управления

Принципиальная схема технологического процесса, протекаю­щего в барабанном паровом котле, показана на рис. 8.1. Топливо поступает через горелочные устройства в топку 1, где его сжигают обычно факельным способом. Для поддержания процесса горения в топку подают воздух в количестве QB. Его нагнетают с помощью вентилятора ДВ и предварительно нагревают в воздухоподогрева­теле 9.

Образовавшиеся в процессе горения дымовые газы QГ отсасыва­ют из топки дымососом ДС. Попутно они проходят через поверх­ности нагрева пароперегревателей 5, 6, водяного экономайзера 8, воздухоподогревателя 9 и удаляются через дымовую трубу в ат­мосферу.

Процесс парообразования протекает в подъемных трубах цир­куляционного контура 2, экранирующих камерную топку и снаб­жаемых водой из опускных труб 3. Насыщенный пар Gб из ба­рабана 4 поступает в пароперегреватель, где нагревается до уста­новленной температуры за счет радиации факела и конвективного обогрева топочными газами. При этом температуру перегрева пара регулируют в пароохладителе 7 с помощью впрыска воды Gвпр.

Рис. 8.1. Принципиальная технологическая схема барабанного котла

ГПЗ — главная паровая задвижка; РПК — регулирующий питательный клапан;

1 — топка; 2 — циркуляционный контур; 3 — опускные трубы; 4 — барабан;

5,6 — пароперегреватели; 7 — пароохладитель; 8 — экономайзер;

9 —воздухоподогреватель

Основными регулируемыми величинами котла служат расход перегретого пара GПП, его давление рПП, и температура tПП. Рас­ход пара служит переменной величиной, а его давление и темпе­ратуру поддерживают вблизи постоянного значения в пределах до­пустимых отклонений, что обусловлено требованиями заданного режима работы турбины или иного потребителя тепловой энергии.

Кроме того, следует поддерживать в пределах допустимых от­клонений значения следующих величин:

уровня воды в барабане Нб — регулируют изменением подачи питательной воды GПВ;

разрежения в верхней части топки SТ — регулируют изменени­ем подачи дымососов, отсасывающих дымовые газы из топки;

оптимального избытка воздуха за пароперегревателем а(О2) — регулируют изменением подачи дутьевых вентиляторов, нагнета­ющих воздух в топку;

концентрации оксидов азота в дымовых газах (CN0х) — регули­руют, например, подачей вентиляторов рециркуляции газов в топ­ку;

солесодержания котловой воды (в пересчете на NaCl) — регу­лируют изменением расхода воды GПР, выпускаемой из барабана в расширитель непрерывной продувки.

Перечисленные величины изменяются в результате регулирую­щих воздействий и под действием внешних и внутренних возму­щений, носящих детерминированный или случайный характер. Котел в целом, например, по каналу топливо — расход или дав­ление пара, считают системой направленного действия.

Однако выходные регулируемые величины некоторых участков служат одновременно входными по отношению к другим. Напри­мер, расход перегретого пара GПП, являясь выходной величиной по отношению к расходу топлива ВТ, служит входным воздействием по отношению к давлению и температуре перегретого пара, а дав­ление пара в барабане р6 являясь выходной величиной по отно­шению к расходу топлива, служит также одним из входных воз­действий участка регулирования уровня воды в барабане Нб.

Следовательно, котел как объект управления — сложная дина­мическая система с несколькими взаимосвязанными входными и выходными величинами (рис. 8.2).

Однако явно выраженная направленность отдельных участков по основным каналам регулирующих воздействий, таким как рас­ход воды на впрыск (Gвпр — перегрев tпп, расход топлива Вт, — давление рПП и др., позволяет осуществлять стабилизацию регулируемых вели­чин с помощью независимых односвязных систем. При этом регулиру­ющее воздействие того или иного участка (см. рис. 8.2, сплошные ли­нии) служит основным способом стабилизации его выходной величи­ны, а другие воздействия (штрихо­вые линии) считают по отношению к этому участку внутренними или внешними возмущениями. Система управления барабанным котлом в целом включает ав­тономные АСР процессов горения и парообразования, температу­ры перегрева пара, питания и водного режима.

Рис. 8.2. Схема взаимосвязей между выходными и входными величинами в барабанном котле

studfiles.net

Конструкция барабанов паровых котлов и внутрибарабанных устройств

БАРАБАНЫ ПАРОВЫХ КОТЛОВ И ВНУТРИБАРАБАННЫЕ УСТРОЙСТВА

Основным элементом парового барабанного котла (рис. 46) является барабан 1, к которому присоединяются кипятильные 17 и опускные 18 трубы, питательные трубы 6, предохранительные устройства и контрольно-измерительные приборы. Внутри барабана размещаются сепарационные устройства 5. Барабаны изготовляют из листовой котельной стали толщиной от 13 до 40 мм (в зависимости от давления пара) диаметром до 1000 мм со штампованными днищами 7 и лазом 8. Внутреннюю часть объема барабана, всегда заполненную водой до определенного уровня, называют водяным объемом, а заполненную паром при работе котла — паровым объемом. Паровой объем необходим для сбора пара, образующегося в кипятильных трубах. Поверхность кипящей воды в барабане, отделяющая водяной объем от парового, называется зеркалом испарения, которое должно находиться между отметками низшего и высшего уровня воды в котле, уровень воды, заключенный в этом объеме, в процессе парообразования непрерывно изменяется как в сторону повышения, так и в сторону понижения, но в пределах, установленных отметками уровня воды, что позволяет машинисту регулировать работу котла. Поверхность стенок котла, омываемая с внутренней стороны водой или паром, а с наружной — газами, называется поверхностью нагрева, измеряется в квадратных метрах и обозначается Нц. Поверхность нагрева определяют обычно со стороны, обогреваемой газами.

Рис. 46. Паровой двухбарабанный водотрубный котел ДКВ. 1 и 11 - верхний и нижний барабаны котла, 2 - водяной объем, 3 - паровое пространство; 4 - зеркало испарения, 5 и 10 - сепарационное и обдувочное устройства, 6 и 18 - питательная и опускная трубы, 7 - днище котла, 8 - лаз, 9 - место размещения пароперегревателя 12 - труба для продувки котла, 13 - коллектор бокового экрана, 14 - зольник, 15 - горелка, 16 - топка, 17 — кипятильные трубы

Поверхность нагрева, получающая тепло излучением горящего слоя твердого топлива или факела жидкого или газообразного топлива в топке, называется радиационной. Поверхность нагрева остальных частей котла, воспринимающая тепло горячих дымовых газов путем соприкосновения с ними, называется конвективной. В паровом котле горячими газами омывается только та часть его, которая с внутренней стороны охлаждается водой. Линия, отделяющая обогреваемую газами поверхность от необогреваемой, называется огневой линией. Во избежание обнажения стенок котла и для обеспечения надежности и безопасности его работы низший допустимый уровень воды в барабане, омываемом газами, должен располагаться на 100 мм выше стенок поверхности нагрева, обогреваемых газами. Для наблюдения за уровнем воды в котле устанавливают водоуказательные приборы (водоуказатели). Низший и высший допустимые уровни воды в котле отмечаются на приборах металлическими стрелками, прикрепленными к водоуказателю. Низший уровень воды должен быть не менее чем на 25 мм выше нижней видимой кромки стекла водоуказателя, а высший уровень — не менее чем на 25 мм ниже верхней видимой кромки водоуказателя (сверх этого уровня нельзя накачивать воду в котел во избежание выброса воды в паропровод). Расстояние между высшим и низшим уровнями выбирают от 50 до 100 мм (в зависимости от размеров котла). Кроме того, на этих уровнях ставят пароводопробные кран ы, с помощью которых также можно определить, находится ли уровень воды в допустимых пределах. Давление пара в котле при его работе должно быть постоянным; оно называется рабочим давлением и контролируется манометром, устанавливаемым на сифонной изогнутой трубке, снабженной трехходовым кран ом. При увеличении давления пара свыше рабочего на котле ставят предохранительные клапаны, которые автоматически выпускают избыток пара в атмосферу. Кроме указанных контрольных приборов на котле устанавливают: питательный обратный клапан и вентиль, через который в котел подается питательная вода; паровой запорный вентиль или задвижку, через которую отбирается пар из котла; спускные приборы-вентили, размещаемые в самой нижней части котла для периодической продувки от осевшей грязи (шлама) и спуска воды. Циркуляция воды в котлах. Для надежной работы котельного агрегата большое значение имеет правильная организация движения воды в паровом котле, которая называется циркуляцией. Циркуляция может быть естественной и принудительной. Естественная циркуляция происходит под действием сил, обусловленных разностью плотностей воды на необогреваемых участках (опускных трубах) и пароводяной смеси на подогреваемых участках (экранных трубах). Естественная циркуляция может происходить в замкнутом контуре (рис. 47, а), состоящем из двух систем труб, которые соединены последовательно и заполнены водой. Если в этом контуре одна система труб 3 обогревается, а другая нет, то вода, заполняющая контур, приходит в движение в направлении стрелок, указанных на рисунке. Причинами такого движения являются интенсивное парообразование в обогреваемых трубах, расположенных в топке, образование пароводяной cмecи с плотностью меньшей, чем воды, находящейся в менее обогреваемых или совсем не обогреваемых опускных трубах 5, что создает напор естественной циркуляции.

Рис. 47. Упрощенная схема естественной циркуляция (а) и структура потока пароводяной смеси в трубах (б-е). 1- и 5 - отводящие и подводящие (опускные) трубы, 2 и 4— верхний и нижний коллекторы, 3 - обогреваемые подъемные трубы, 6 - барабан

Последовательность процесса парообразования в кипятильных трубах котла показана на рис. 47, б

д. Образовавшиеся пузырьки дара сначала небольшого объема (рис. 47, о), поднимаясь вверх, соединяются, образуя так называемый снарядный поток (рис. 47, в), затем отдельные пузыри-снаряды сливаются, образуя в центре трубы стержень (рис. 47, г) п оставляя на стенках обогреваемой трубы слой воды, при этом скорость пароводяной смеси возрастает, в результате чего пленка воды будет срываться со стенок труб в виде капель, распределяться по всему объему (рис. 47,д,е) и в таком состоянии поступать в барабан котла. Расход воды через любой циркуляционный контур значительно превышает количество образующегося в нем пара. Отношение количества воды, вошедшей в контур, к количеству образующегося в нем пара, называется краткостью циркуляции, т. е. ІCц = Сгщ/Сшп. Эта величина изменяется в широких пределах (от 5 до 200 и более) для различных конструкций котлов, их рабочих давлений и паропроизводительности, например, кратность циркуляции для экранированных котлов с давлением до 3,9 МПа: трехбарабанных 40 — 50; двухбарабанных 30 - 40; однобapaбанныx 20-25, а для котлов малой мощности с давлением 1,4 МПа - 150-200.

В котельных агрегатах с принудительной циркуляцией (рис. 48, а) движение воды по испарительному контуру осуществляется специальными насосами. В прямоточных котлах (рис. 48, б) полное испарение воды происходит за время однократного прямоточного прохождения воды в испарительной поверхности нагрева. Сепарационные устройства. Пар, образующийся в испарительных поверхностях нагрева котла, с большими скоростями выносится через зеркало испарения в паровое пространство барабана котла, увлекая с собой мелкие капельки воды с растворенными в ней солями. Эти соли после испарения капелек воды в пароперегревателе отлагаются на внутренней поверхности змеевиков, в результате чего в них ухудшается теплообмен и возникает нежелательное повышение температуры трубок пароперегревателя. Соли могут отложиться также в арматуре паропроводов и привести к нарушению ее плотности. Размеры капелек воды, содержащихся в паре, колеблются в широких пределах. Влажный пар характеризуется влажностью и солесодержанием. Влажностью пара называют отношение массы влаги, содержащейся в нем, к общей массе влажного пара, выраженное в процентах, а солесодержанием пара — отношение И^/Ск.в (100 мг/кг), где W— влажность насыщенного пара, %; Ск.в - солесодержание котловой воды, мг/кг. Влажность пара, выходящего из барабана котла, увеличивается с повышением паронапряжения и напряжения зеркала испарения, т. е. с возрастанием отношения часового количества пара, произведенного котлом (м^/ч), к площади зеркала испарения (м^) и с повышением паронапряжения парового объема котла, т. е. с повышением отношения часового количества пара, произведенного котлом (м^ч), к объему парового пространства барабана (м^), а также с подъемом воды в барабане. Для отделения капелек воды от пара применяют различные сепарационные устройства (рис. 49), построенные на использовании разных механических факторов: гравитации, инерции, пленочного эффекта. Простейшей конструкцией является труба с отверстиями (рис. 49, а). Гравитационная весовая сепарация осуществляется, естественно, в процессе движения пара в барабане котла вверх к выходу из него. Для выравнивания распределения скоростей подъема пара по барабану в его водяном пространстве (рис. 49, г) устанавливают погруженный дырчатый лист. Для дополнительной сепарации в паровом пространстве на выходе пара из барабана ставят пароприемный дырчатый лист. Инерционная сепарация (рис. 49, б, б) осуществляется созданием резких поворотов потока пароводяной смеси, поступающей в барабан котла из экранных труб, для чего ставят отбойные щитки, а с целью улучшения сепарации пара на его пути дополнительно устанавливают дырчатые листы (рис. 49, д), пар изменяет направление движения, и под действием силы инерции происходит дополнительное отделение капель воды. Наиболее эффективное отделение капелек воды от пара происходит в циклоне (рис. 49, е) путем интенсивного закручивания потока пара, что объясняется использованием в них так называемой пленочной сепарации. Пленочная сепарация основана на принципе прилипания частиц влаги, находящейся в паре, на увлажненную или сильно развитую поверхность. При ударе потока влажного пара о такую вертикальную или наклонную поверхность на ней образуется в результате слияния мельчайших частиц влаги сплошная водяная пленка, которая достаточно прочна и не отрывается паром, но в то же время беспрепятственно и непрерывно стекает в водяное пространство барабана котла, а пар через крышку циклона выходит в паровое пространство котла. Установка жалюзей в верхней части циклона служит для перевода вихреобразното движения пара в прямолинейное;, что способствует лучшему использованию пароводяного пространства барабана котла. При использовании сепарационных устройств снижается содержание влаги в паре до 0,1 — 0,15%.

Рис. 49. Схемы сепарационных устройств в паровых котлах низкого и среднего давления. а — труба с отверстиями, б — отбойные щитки, в — отбойные щитки, жалюзийный сепаратор с дырчатым листом, г — утопленные листы, жалюзийный сепаратор с дырчатым листом, д — щитки, утопленный лист п жалюзийный сепаратор с дырчатым листом, е — внутрибарабанные циклоны, жалюзийный сепаратор и дырчатый лист (иногда циклоны размещены вне барабана — выносные циклоны)

http://geyz.ru

legkoe-delo.ru

Способ работы парового барабанного котла

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к паровым барабанным котлам, и может быть использовано для получения высоких температур перегретого пара на выходе из котла, необходимых для термообработки элементов других котлов. В изобретении осуществляется сброс пара из парового тракта перед конвективным пароперегревателем и из барабана в количестве 5-90% от номинального в зависимости от требуемой температуры пара на выходе в конструкции котла, а давление перегретого пара на выходе из котла при этом поддерживают в диапазоне 2-60% от номинального. Таким образом можно достичь температуры перегретого пара на выходе из котла значительно выше 585°С, что позволяет использовать этот пар термообработки собственных элементов котла (паропровод) и элементов соседнего котла. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к паровым барабанным котлам, и может быть использовано для получения высоких температур перегретого пара на выходе из котла, необходимых для термообработки элементов других котлов.

Известен способ работы парового котла, при котором снижение давления достигается сбросом пара через стандартные устройства, отводы, находящиеся в конце паропровода (Е.Е. Говердовский и др. Исследование работы энергоблока 300 МВт с котлом ТГМП-114 при скользящем давлении пара на частичных нагрузках. Ж-л "Электрические станции", 1977 г., N 12, с. 23). Такой режим работы котла на уровень температуры перегретого пара практически не оказывает влияния, и на выходе из котла температура пара не поднимается выше 585oC. Использование пара при такой температуре не обеспечивает качественную термообработку элементов котла, как собственных, так и соседнего (барабана, паропровода и т.д.). В качестве прототипа выбран способ работы котла, описанный в книге А.А. Паршина и др. "Тепловые схемы котлов", М., Машиностроение, с.53, 55, 58 р. 2.4; с. 105, 110, 115 p. 5, включающий регулирование температуры перегретого пара выходных ступеней, основанное на байпасировании. Однако байпасирование предполагает смешение пара после байпаса в один поток, что приводит к снижению температуры перегретого пара основного потока. В результате температура перегретого пара за котлом повышается незначительно. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, - повышение температуры перегретого пара на выходе из котла до уровня, необходимого для качественной восстановительной термообработки элементов соседнего котла и частично собственных элементов с обеспечением необходимой надежности последних. Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе, включающем изменение расхода пара через пароперегреватели, температуру перегретого пара на выходе из котла поднимают свыше 585oC, при этом сброс пара из парового тракта осуществляют перед конвективным пароперегревателем и из барабана в количестве 5-90% от номинального в зависимости от требуемой температуры пара на выходе и конструкции котла, а давление перегретого пара на выходе из котла поддерживают при этом в диапазоне 2-60% от номинального. Отличительными признаками предлагаемого способа являются повышение температуры перегретого пара на выходе из котла свыше 585oC путем сброса пара из парового тракта перед конвективным пароперегревателем и из барабана в количестве 5-90% от номинального в зависимости от требуемой температуры пара на выходе и конструкции котла, давление перегретого пара при этом на выходе из котла поддерживают в диапазоне от 2-60% от номинального. Это позволяет использовать перегретый пар для термообработки элементов соседнего котла и некоторых собственных элементов, что значительно сокращает время термообработки с обеспечением надежности обрабатываемых элементов котлов. По предлагаемому способу отведенный пар не возвращается в основной поток перегретого пара за котлом, а направляется, например, в тепловую схему ТЭС, что обеспечивает значительное повышение температуры пара за котлом. Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображена схема парового барабанного котла. Устройство для реализации способа содержит барабан 1, соединенный с помощью трубопровода 2 с входным коллектором настенного пароперегревателя 3, потолочный пароперегреватель 4, соединенный с ширмовым пароперегревателем 5, который соединен с входным коллектором 6 первой ступени 7 конвективного пароперегревателя, содержащего вторую ступень 8, соединенную с паропроводом 9. В барабане 1 и входном коллекторе 6 первой ступени 7 выполнены соответственно отводы пара 10 и 11. Способ осуществляют следующим образом. При работе котла, например, на средней нагрузке проводят сброс пара из барабана 1 и входного коллектора конвективного пароперегревателя 6 соответственно через отводы пара 10 и 11 при одновременном снижении давления в элементах котла. Сброс пара через отводы обеспечивает повышение температуры оставшегося пара, при этом давление оставшегося пара снижается. Регулированием количества сброса пара через отводы достигают необходимый уровень температуры и давления перегретого пара за котлом. Сброс пара перед конвективным пароперегревателем обеспечивает достаточную надежность элементов регенеративного пароперегревателя (ширма, потолок и радиационный настенный пароперегреватель). Пар, сброшенный через отводы 10, 11, используют в тепловой схеме ТЭС, а пар за котлом по трубопроводу 9 направляют на термообработку элементов соседнего котла. Количество сброшенного пара 5-90% от номинального определяется необходимой температурой пара на выходе из котла, а также зависит от конструктивных особенностей котла (площади поверхность нагрева котла и т.д.). Пример реализации способа показан на типовом барабанном котле. При подготовке котла необходимо выполнить некоторые условия. Общий диаметр линий отвода пара должен быть не менее 100-150 мм, т.е. суммарное сечение линий отвода для сброса пара должно обеспечивать расход, составляющий ~ 0,9 от номинальной нагрузки котла. При средней нагрузке котла расход пара от котла переводится на растопочную РОУ, котел отключается от магистрального трубопровода и давление за котлом снижается до 60-40%. После этого постепенно отключаются регуляторы температуры и температура перегретого пара достигает примерно 575oC. Затем проводятся основные операции. Постепенно открывают линию сброса пара из барабана, которая может остаться открытой частично. При этом давление пара снижается дополнительно на 20 - 30 кг/см2. С ростом температуры пара необходимо наблюдать за радиационными ступенями пароперегревателя, чтобы последняя не поднималась выше предельных, установленных для ресурса 10 часов - 620oC. При этом учитывается снижение давления до 15-25% от номинального. Постепенно открывают линию сброса пара перед конвективным пароперегревателем и далее регулируют температуру пара и давление расходом пара (возможно изменение нагрузки котла). В процессе увеличения расхода пара дополнительно снижается давление перегретого пара за котлом до минимальных величин (2-5% от номинального). По расчетным данным температура пара за котлом повышается до ~700oC и выше. При этом допустимость режима оценивается специальными расчетами. Продолжительность выдержки при таком режиме кратковременна (~0,5-1 ч.). При этом осуществляется низкотемпературная термообработка собственного трубопровода и коллекторов выходных ступеней пароперегревателя. Перегретый пар при температуре 700oC и выше и давлении 2-6 кгс/см2 подается на сторонний котел, где происходит эффективная термообработка в течение короткого времени. Предлагаемый способ реализован на котле ТГМ-84, работающем на ТЭС с поперечными связями. При высоких температурах нагрева необходимо предусмотреть возможность усиления крепежа элементов котла (подвесок и т.д.) на случай исключения их деформации.

Формула изобретения

Способ работы парового барабанного котла, содержащего пароперегреватели, путем изменения расхода пара через последние, отличающийся тем, что температуру перегретого пара на выходе из котла поднимают свыше 585°С путем сброса пара из парового тракта перед конвективным пароперегревателем и из барабана в количестве 5-90% от номинального в зависимости от требуемой температуры пара на выходе и конструкции котла, а давление перегретого пара на выходе из котла при этом поддерживают в диапазоне 2-60% от номинального.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на технологических линиях ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС для охлаждения пара до заданных параметров

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на технологических линиях ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС для охлаждения пара до заданных параметров

Изобретение относится к энергетике, в частности к редуцированию и охлаждению перегретого пара в пускосбросных устройствах тепловых и атомных электростанций, редуцированию и охлаждению газообразных и мелкодисперсных сред при авариях на атомных электростанциях

Изобретение относится к электротехнике и теплотехнике, преимущественно предназначено для автоматического регулирования температуры пара котлоагрегата

Изобретение относится к паропреобразовательному клапану, предназначенному для уменьшения давления и температуры пара

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в парогенераторах энергетических блоков для уменьшения температуры пара до заданного уровня

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в парогенераторостроении

Изобретение относится к устройствам для подогрева воды или охлаждения пара (редуцирующе-охлаждающим устройствам - сокращенно РОУ) и может использоваться в теплоэнергетике, химической промышленности и всех других пароводоиспользующих производствах и отдельных предприятиях (например, прачечных) с узлами подогрева воды или охлаждения пара путем их прямого смешивания

Изобретение относится к прямоточному парогенератору горизонтального типа конструкции, в котором в канале протекаемого приблизительно в горизонтальном направлении топочного газа расположены испарительная прямоточная поверхность нагрева, которая содержит множество включенных параллельно для протекания текучей среды парогенераторных труб, и включенная после испарительной прямоточной поверхности нагрева перегревательная поверхность нагрева, которая содержит множество включенных параллельно для протекания испаренной текучей среды перегревательных труб

Изобретение относится к области производства тепловой энергии на ТЭС в виде перегретого пара путем камерного сжигания топлива в топке при помощи горелочных устройств и может быть использовано в металлургической теплотехнике для регулирования температурного распределения факела внутри топок и газоходов печей

Изобретение предназначено для производства пара для турбины электрического генератора и содержит пароперегреватель, который принимает пар от парогенератора и перегревает его. Затем перегретый пар, выходящий из пароперегревателя, полностью или частично проводится через теплообменник для обеспечения передачи некоторого количества тепловой энергии перегретого пара потоку воды. Это понижает температуру перегретого пара до температуры, приемлемой для турбины. Вода, нагретая в теплообменнике, может быть конденсированной водой, которая уже прошла через турбину, и может быть проведена к парогенератору, где она снова превращается в пар. Технический результат изобретения - повышение эффективности использования тепла в установке. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при обслуживании аппаратов в технологических линиях производства продукции из нефти. Пароохладитель включает цилиндрический корпус с установленным по его оси трубчатым каналом с разбрызгивателем. Разбрызгиватель выполнен с возможностью создания потоков водяных капель в виде конуса, обращенного основанием к выходной части корпуса по ходу парового потока с осью конуса по оси корпуса и с углом при вершине конуса 120°. Трубчатый канал выполнен с наклонной и горизонтальной частями. Наклонная часть выполнена от стенки корпуса до оси корпуса с углом наклона к оси корпуса 60°, обращенным к входной части корпуса по ходу парового потока. При таком выполнении пароохладителя обеспечивается более полное смешение пара и воды и увеличивается эффект теплоотдачи. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах подачи пара для регулирования температуры текучей среды или пара за пароохладителем. Описаны пароохладители с подавлением вихреобразования. Пароохладитель содержит часть корпуса, имеющую канал для подачи охлаждающей воды в канал потока текучей среды трубопровода текучей среды, при этом указанная часть корпуса содержит канал текучей среды между первым концом корпуса и, по меньшей мере, одним отверстием, расположенным рядом со вторым концом корпуса, выборку, находящуюся рядом со вторым концом корпуса, и, по меньшей мере, одно отверстие, расположенное в части корпуса, имеющей выборку; и устройство вихреподавления, расположенное рядом со вторым концом корпуса и которое устанавливается в канале потока текучей среды для ослабления или подавления образования вихревой тени или создаваемых потоком вибраций, передаваемых на пароохладитель через текучую среду, находящуюся в канале потока текучей среды, при этом устройство вихреподавления проходит вокруг внешней поверхности корпуса в разрывной конфигурации, где разрывная конфигурация прерывается частью корпуса, имеющей выборку. Устройство обеспечивает вихреподавление, позволяя существенно уменьшить создаваемые вихрями вибрации и увеличить срок службы пароохладителя. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к паровым барабанным котлам, и может быть использовано для получения высоких температур перегретого пара на выходе из котла, необходимых для термообработки элементов других котлов

www.findpatent.ru

Конструкция барабанов паровых котлов и внутрибарабанных устройств. Барабаны паровых отопительных котлов

Барабанные котлы широко применяют на ТЭС. Нали­чие одного или нескольких барабанов с фиксированной границей раздела между паром и водой является отличительной чертой этих котлов. Питательная вода в них, как правило, после эконо­майзера 1 (см. рис. 6, а) подается в барабан 2, где смешивается с котловой водой (водой, заполняющей барабан и экраны). Смесь котловой и питательной воды по опускным необогреваемым тру­бам 3 из барабана поступает в нижние распределительные коллек­тора 4, а затем в экраны 5 (испарительные поверхности). В экранах вода получает теплоту Q от продуктов сгорания топлива и заки­пает. Образующаяся пароводяная смесь поднимается в барабан. Здесь происходит разделение пара и воды. Пар по трубам, соеди­ненным с верхней частью барабана, направляется в перегреватель 6, а вода снова в опускные трубы 3.

Объемы барабана, заполненные водой и паром, называют соот­ветственно водяным и паровым, а поверхность их разделяющую - зеркалом испарения. Уровень воды в барабане при работе котла колеблется между низшим и высшим. Низший уровень опреде­ляется надежным поступлением воды в опускные трубы, а выс­ший - исключением возможности попадания воды в паропере­греватель. Объем воды между этими уровнями позволяет бара­банному котлу некоторое время работать без подачи в него пита­тельной воды.

В экранах за один проход испаряется лишь часть (от 4 до. 25 %) поступающей в них воды. Тем самым обеспечивается доста­точно надежное охлаждение труб. Предотвратить накопление со­лей, осаждающихся при испарении воды на внутренней поверх­ности - труб, удается благодаря непрерывному удалению части котловой воды из котла. Поэтому для питания котла допускается использование воды с относительно большим содержанием рас­творенных в ней солей.

Замкнутую систему, состоящую из барабана, опускных труб, коллектора и испарительных поверхностей, по которой много­кратно движется рабочее тело, принято называть контуром цир­куляции, а движение воды в нем - циркуляцией. Движение ра­бочей среды, обусловленное только различием веса столбов воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных, называют естественной циркуляцией, а паровой котел - барабанным с есте­ственной циркуляцией. Естественная циркуляция возможна лишь 14

В котлах с давлением, не превышающем 18,5 МПа. При большем давлении из-за малой разности плотностей пароводяной смеси и воды устойчивое движение рабочей среды в циркуляционном кон­туре обеспечить трудно. Если движение среды в циркуляционном контуре создается насосом 8 (см. рис. 6, б), то циркуляция назы­вается принудительной, а паровой котел - барабанным с прину­дительной циркуляцией. Принудительная циркуляция позволяет выполнять экраны из труб меньшего диаметра как с подъемным, так и опускным движением среды в них. К недостаткам такой цир­куляции следует отнести необходимость установки специальных насосов (циркуляционных), которые имеют сложную конструк­цию, и дополнительный расход энергии на их работу.

Простейший барабанный котел, используемый для получения водяного пара, состоит из горизонтального барабана /, на 3/4 объема заполненного водой, и топки 2 под ним (рис. 7, а). Стенки барабана, обогреваемые снаружи продуктами горения топлива, играют роль теплообменной поверхности.

С ростом паропроизводительности резко возросли размеры и масса котла. Развитие котлов, направленное на увеличение по­верхности нагрева при сохранении водяного объема, шло по двум направлениям. Согласно первому направлению увеличение тепло- обменной поверхности достигалось благодаря размещению в вод­ном объеме барабана труб, обогреваемых изнутри продуктами сгорания. Так, появились жаротрубные (рис. 7, б), затем дымо­гарные и, наконец, комбинированные газотрубные котлы. В жарот трубных котлах в водном объеме барабана 1, параллельно его оси размещены одна или несколько жаровых труб 3, большого диа­метра (500-800 мм), в дымогарных - целый пучок труб 3 малого диаметра. В комбинированных газотрубных котлах (рис. 7, в) в на­чальной части жаровых труб расположена топка 2, а конвектив­ная поверхность выполнена из дымогарных труб 3. Производи­тельность этих котлов была невелика, ввиду ограниченных воз­можностей размещения жаровых и дымогарных труб в водяном объеме барабана 1. Их использовали в судовых установках, локо­мобилях и паровозах. В настоящее время их применяют для полу­чения пара на собственные нужды предприятия.

Второе направление в развитии котлов связано с заменой од­ного барабана несколькими, меньшего диаметра, заполненными водой и пароводяной смесью. Увеличение числа барабанов при­вело сначала к созданию батарейных котлов, а замена части бара­банов - трубами меньшего диаметра, расположенными в потоке дымовых газов, - к водотрубным котлам. Благодаря большим воз­можностям увеличения паропроизводительности это направление получило широкое развитие в энергетике. Первые водотрубные котлы имели наклоненные к горизонтали (под углом 10-15°). пучки труб 3, которые с помощью камер 4 присоединялись к од­ному или нескольким горизонтальным барабанам 1 (рис. 7, г). Котлы такой конструкции получили название горизонтально - водотрубных. Среди них особо следует выделить котлы талантли­вого русского конструктора В. Г. Шухова. Прогрессивная идея, связанная с разделением общих камер, барабанов и трубных пучков на однотипные группы (секции) одинаковой длины и тем же числом труб, заложенная в конструкцию, позволила осуществлять сборку котлов разной паропроизводительности из стандартных деталей. Но такие котлы не могли работать при переменных на­грузках.

Создание вертикально-водотрубных котлов -следующий этап развития котлов. Пучки труб 3, соединяющие верхние и нижние горизонтальные барабаны 1, стали располагать вертикально или под большим углом к горизонту (рис. 7, 5). Повысилась надеж­ность циркуляции рабочей среды, обеспечился доступ к концам труб и тем самым упростились процессы вальцовки и очистки труб. Совершенствование конструкции этих котлов, направленное на повышение надежности и эффективности их работы, привело к по­явлению современной конструкции котла (рис. 7, е): однобарабан - ного с нижним коллектором 5 небольшого диаметра; опускными трубами 6 и барабаном 1, вынесенными из зоны обогрева за обму­ровку котла; полным экранированием топки; конвективными пуч­ками труб с поперечным омыванием продуктами сгорания; пред­варительным подогревом воздуха 9, воды 8 и перегревом пара 7.

Конструктивная схема современного барабанного котла опре­деляется его мощностью и параметрами пара, видом сжигаемого топлива и характеристиками газовоздушного тракта. Так, с ро­стом давления меняется соотношение между площадями нагрева - 16

Тельных, испарительных и перегревательных поверхностей. Уве­личение давления рабочего тела от р =4 МПа до р =17 МПа приводит к уменьшению доли теплоты q, затраченной на испарение воды с 64 до 38,5 % (рис. 8). Доля теплоты, расходуемой на подо­грев воды, увеличивается при этом с 16,5 до 26,5 %, а на перегрев пара -с 19,5 до 35 %. Поэтому с повышением давления растут площади нагревательной и перегревательной поверхностей, а пло­щадь испарительной поверхности уменьшается.

На рис. 9 приведена схема барабанного котла с естественной циркуляцией Еп-640 - 13,8-540/S40 ГМ. предназначен для получения пара при сжигании газа и работы в блоке с турбиной мощностью 200 МВт. Номинальная производительность 640 т/ч, рабочее давление пара на выходе из котла 13,8 МПа, температура свежего пара и пара промежуточного перегрева 540 °С. Котел включает топку 2, конвективную шахту 9 и горизонтальный газо­ход 6, соединяющий топку с конвективной шахтой. Топка призма­тической формы (в плане представляет прямоугольник 18,6 X X 7,35 м) экранирована трубами испарительной поверхности диа­метром 60x6 мм. Все экраны 3 с помощью тяг подвешены к метал­локонструкциям потолочного перекрытия и могут свободно рас­ширяться вниз. Для уменьшения влияния неравномерности обо­грева на циркуляцию экраны секционированы: трубы с коллек­торами выполнены в виде отдельных панелей, каждая из которых представляет собой отдельный циркуляционный контур.

Топка оборудована двенадцатью газомазутными горелками 1,

Установленными в два яруса на одной стенке. В ее верхней части расположен ширмовый перегреватель 4. В горизонтальном газо­ходе помещены два пакета конвективного перегревателя 5 высо­кого давления.

Потолок топки, горизонтального газохода и поворотной ка­меры экранированы трубами перегревателя 7 высокого давления.

В конвективной шахте размещены (последовательно по ходу газов) выходной 8 и входной 10 пакеты перегревателя низкого давления, первая (по ходу пара) ступень 11 перегревателя высо­кого давления и экономайзер 12. Два регенеративных воздухо­подогревателя (РВП) установлены вне здания котельной.

БАРАБАНЫ ПАРОВЫХ КОТЛОВ И ВНУТРИБАРАБАННЫЕ УСТРОЙСТВА Основным элементом парового барабанного котла (рис. 46) является барабан 1, к которому присоединяются кипятильные 17 и опускные 18 трубы, питательные трубы 6, предохранительные устройства и контрольно-измерительные приборы. Внутри барабана размещаются сепарационные устройства 5. Барабаны изготовляют из листовой котельной стали толщиной от 13 до 40 мм (в зависимости от давления пара) диаметром до 1000 мм со штампованными днищами 7 и лазом 8. Внутреннюю часть объема барабана, всегда заполне

remkolor.ru

Смотрите также