Устройство парового котла. Устройство парового котла
схемы и виды устройств, принцип работы
В быту и промышленности используются паровые котлы, предназначаются они для выработки пара.
Схема горизонтального оборотного дымогарного газотрубного парового котла.
По источнику топлива, которое приводит в действие отопительное оборудование, они могут подразделяться на электрические, газовые, дровяные.
Также они могут работать на отходах тепловой энергии, выделяемой другими источниками тепла. Их называют котлы-утилизаторы. Разделение по классификации паровых котлов может быть такое:
- энергетическое оборудование;
- промышленное паровое оборудование;
- котельные установки, работающие на вторичном тепловом ресурсе.
Сфера использования паровых котлов
Схема парового котла ТЭС.
- Энергетические котлы используются для производства пара, который преобразует паровую энергию в механическую и приводит в действие большие и мощные турбины. Пар, попадая на лопасти, начинает приводить в движение ротор мотора. Паротурбинная установка состоит из паровой турбины и электрогенератора.
- Промышленное оборудование используется для получения тепловой энергии в технологических нуждах. Чаще всего источником энергии служит ядерный реактор. Парогенератор вырабатывает водяной пар и создает давление намного выше атмосферного. Устанавливаются они на АЭС. Парогенераторы являются теплообменниками, от их производительности и зависит эффективность работы и экономичность всей установки.
- Паровые котлы, работающие на отходах тепловой энергии, принято называть котлами-утилизаторами. Они функционируют на отработанных газах.
Основой движения топлива в таких агрегатах является насыщенный пар, т.е. тот, который образовался в процессе закипания и по составу находится близко к температуре кипения воды. Такой пар часто применяется для подогрева нефтепродуктов, движущихся по трубопроводам.
Использоваться такие устройства могут как в бытовых условиях, так и в промышленных. Бытовые приборы имеют небольшую производительность, до 20 кг пара за 1 час. Промышленные агрегаты способны вырабатывать до 4,5 тыс. тонн за час, внутри котла поддерживается максимальное давление, до 28 МПа.
Вернуться к оглавлению
Классификация котлов по видам
Схема продольного горизонтального водотрубного парового котла.
Паровые котлы производятся двух типов: газотрубные и водотрубные. Конструктивно все котельное оборудование, при которых нагреваемые газы проходят через трубы, жаротрубные, дымоходные, называются газотрубными. Нагревание воды, которая движется снаружи трубок, происходит продуктами сгорания, движущимися по трубкам небольшого диаметра. В последнее время такие схемы нагревания теплоносителя практически не применяются. Водотрубные котлы подогревают воду или теплоноситель газами, которые вырабатываются при сжигании определенного топлива. Вода в таких нагревательных конструкциях движется по тонким трубкам. Водотрубные различаются на прямоточные и барабанные.
Чертежи и схемы водотрубных паровых котлов намного сложнее газотрубных, но в обслуживании они гораздо проще:
- такие устройства имеют низкую вероятность взрыва;
- во время нагрева легко регулируются посредством изменения нагрузки;
- быстро нагреваются и имеют высокую эффективность;
- при их эксплуатации вполне допустима небольшая перегрузка;
- за счет небольших размеров транспортировка не вызывает сложностей.
Хотя при наличии множества преимуществ такие устройства обладают и некоторыми недостатками: ремонт и замена деталей затруднена большим количеством узлов и составляющих.
В процессе эксплуатации вырабатывается вода различной температуры, следствие чего выделяют:
- низкотемпературные котлы;
Схема двухбарабанного вертикального водотрубного парового котла с экранированой топкой.
На выходе из такого парового котла температура воды достигает 100-110 °С. Такие приборы очень экономичны, имеют высокий КПД работы. К материалу изготовления не предъявляют высоких требований. Но при всем этом возможно появление небольших негативных моментов, например, образование конденсата, который может вступать в реакцию с иными продуктами горения или затруднять этот процесс.
- агрегаты, функционирующие для подогрева воды свыше 150°С.
Такие устройства отличаются длительным сроком эксплуатации и высокой степенью надежности в процессе подогрева воды. Функционируют с низким уровнем шума и атмосферу практически не загрязняют. В монтаже и обслуживании очень практичные и недорогие.
Сфера использования таких приборов — промышленность и производство.
Вернуться к оглавлению
Котельное оборудование и виды топлива
В качестве источника энергии, нагревающей воду и доводящей ее до состояния пара, используются разные виды топлива:
- природный газ;
В настоящее время это наиболее экономичный источник энергии. Работая на таком виде топлива, прибор имеет малый процент загрязнения атмосферы и полное сгорание поступающего топлива. Наиболее распространены на территории России вследствие небольшой стоимости и доступности. Кроме того, поставка газа осуществляется круглогодично и постоянно, поэтому в строительстве дополнительных резервуаров не нуждается.
Котельная установка с барабанным паровым котлом.
Промышленное оборудование, работающее на природном газе, не нуждается в специализированном уходе на протяжении всего рабочего процесса, и КПД у таких устройств самый высокий среди всех. Конструкторы добились полной автоматизации и 100% безопасности.
Учитывая все составляющие, такое оборудование является самым выгодным и популярным в промышленной области. Переходить на другие виды топлива нецелесообразно и экономически невыгодно, но такие варианты рассматриваются в том случае, если поставка газа прекращена, сопряжена со многими сложностями или транспортировка слишком дорогая.
- дизельное топливо;
Схема работы парового котла сходна с газовым, но небольшое отличие заключается в виде топлива — солярке. Затруднения в процессе эксплуатации могут вызвать разновидности солярки, зимняя и летняя, каждая приспособлена для определенного времени года.
Дизель очень распространен по всему миру, его используют как основной вид топлива или в качестве резервного. При длительном хранении его характеристики не меняются.
- возможность оборудования работать на двух видах топлива дает возможность эксплуатировать котлы везде, не меняя конструкции и схемы;
Такие устройства периодически работают на солярке и газе. Принцип эксплуатации сходен с вышеуказанным оборудованием.
- твердое топливо.
В процессе сжигания выделяются вредные вещества, вызывающие различные природные отклонения, поэтому вся мировая промышленность стремится отходить от использования угля и постепенно происходит его повсеместное замещение природным газом.
При выборе отопительного устройства важно определиться с видом топлива, на котором будет происходить эксплуатация парового котла, и определить номинальную мощность агрегата. Не зная этих параметров, будет очень тяжело отрегулировать функциональность всей системы.
1popechi.ru
Устройство парового котла
Одна из схем котла с естественной циркуляцией приведена на рисунке. 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 (рисунок 16.1). 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 /, 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 ПО—150 °С.
Рисунок 16.1 - 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 — У Г — тракт продуктов сгорания 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.
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.
Все поверхности нагрева котла, в том числе и воздухоподогреватель, как правило, трубчатые. Лишь некоторые мощные паровые котлы имеют воздухоподогреватели иной конструкции.
Газоход, в котором расположены водяной экономайзер и воздухоподогреватель, называют конвективным (конвективная шахта), в нем теплота передается воде и воздуху в основном конвекцией. Поверхности нагрева, встроенные в этот газоход и называемые также хвостовыми, позволяют снизить температуру продуктов сгорания от 500—700 °С после пароперегревателя почти до 100 °С, В газоходах и топке котла за счет тяги специально устанавливаемого дымососа поддерживается разрежение. Оно не позволяет продуктам сгорания выбиваться в атмосферу котельного цеха через возможные неплотности обмуровки, через лючки и лазы.
Паровые котлы оснащаются системами дистанционного управления и автоматизации, обеспечивающими надежную, безопасную и экономичную их работу.
Похожие статьи:
poznayka.org
Устройство парового котла
Одна из схем котла с естественной циркуляцией приведена на рисунке. 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 (рисунок 16.1). 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 /, 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 ПО—150 °С.
Рисунок 16.1 - 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 — У Г — тракт продуктов сгорания 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.
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.
Все поверхности нагрева котла, в том числе и воздухоподогреватель, как правило, трубчатые. Лишь некоторые мощные паровые котлы имеют воздухоподогреватели иной конструкции.
Газоход, в котором расположены водяной экономайзер и воздухоподогреватель, называют конвективным (конвективная шахта), в нем теплота передается воде и воздуху в основном конвекцией. Поверхности нагрева, встроенные в этот газоход и называемые также хвостовыми, позволяют снизить температуру продуктов сгорания от 500—700 °С после пароперегревателя почти до 100 °С, В газоходах и топке котла за счет тяги специально устанавливаемого дымососа поддерживается разрежение. Оно не позволяет продуктам сгорания выбиваться в атмосферу котельного цеха через возможные неплотности обмуровки, через лючки и лазы.
Паровые котлы оснащаются системами дистанционного управления и автоматизации, обеспечивающими надежную, безопасную и экономичную их работу.
Похожие статьи:
poznayka.org
