Водотрубный котел: устройство, принцип работы в промышленной энергетике. Устройство водотрубного котла

устройство, принцип работы в промышленной энергетике

Котельное водогрейное оборудование широко распространено в промышленности, где ценится высокая производительность генераторных установок. Такие агрегаты в основном применяют для технологических операций – например, для выработки пара за счет испарения воды. Но не исключается и возможность бытовой эксплуатации, если нужно организовать ГВС на несколько крупных потребителей. В числе наиболее оптимизированных парогенераторных конструкций можно отметить водотрубную. Котел такого типа не уступает многим аналогам по объемам выпуска за единицу времени, но его устройство обуславливает множество ограничений по эксплуатации в тесных условиях.

Устройство агрегата

Наиболее распространена конструкция с двумя барабанами (коллекторами) в основе. Это металлические резервуары, которые соединяются между собой трубами разных диаметров. Также обязательным компонентом является камера сгорания или топка, генерирующая тепловую энергию. К остальным элементам конструкции относятся:

Патрубок для подвода топлива (как правило, жидкостного).
Циркуляционные коммуникации для воды.
Входы и выходы для воды.
Выпускной канал для слива воды.
Перегородки (если речь идет о замкнутой системе котла в защитном корпусе).
Дымоход.
Паровой сепаратор.

Большинство элементов конструкции водотрубного котла изготавливается из жаростойкого стального сплава. Встречаются и чугунные модели, но их можно использовать, если условия эксплуатации допускают установку тяжеловесных агрегатов. Трубчатые и фурнитурные элементы частично могут выполняться и на основе огнестойкой керамики, которая практичнее металла. Окно топки и ряд других зон возможного наблюдения изготавливают из жаростойкого стекла, прошедшего закалку.

Вспомогательные элементы конструкции

Регулирующая арматура водотрубного котла

Опционально в состав котла могут входить и дополнительные устройства, расширяющие возможности и удобство применения оборудования. В их числе можно отметить следующие приспособления:

Пароперегреватель. Предназначен для наращивания температуры пара до 100 °C и выше. Сама по себе конструкция водотрубных агрегатов не ставит целью доведение температурного режима пара до определенных величин. Как правило, целевой точкой работы является именно эффект испарения. В свою очередь, конвекционные пароперегреватели в зависимости от модели способны доводить температуру выходной смеси до 500 °C, что может потребоваться в некоторых технологических операциях на производствах.
Влагоотделитель. Тоже средство для подготовки пара, которое делает его сухим, выводя излишнюю влагу.
Паровой аккумулятор. Если водотрубный котел не справляется с нагрузками или, напротив, в минимальных объемах заполняет паровую камеру, сбалансировать рабочий режим поможет данное устройство. Аккумулятор отбирает или нагнетает паровые потоки в систему, когда это необходимо.
Устройство для водоподготовки. Вода, как источник генерации, тоже нуждается в соответствующей обработке. Например, специальная система фильтров понижает объем растворенного кислорода, удаляет соли и нежелательные химические реагенты.

Сегодня все реже обходится без автоматических средств управления, но они же поставляются в базовой комплектации с оборудованием. Можно лишь приобрести расширенный комплект контрольно-измерительных приборов, которые позволят комплексно отслеживать параметры давления, температуры, влажности и т. д.

Принцип действия

В исходном положении два барабана заполняются водой – один полностью (водяной), а второй (паровой) наполовину. Во втором коллекторе внутри предусматривается разделительная мембрана, отделяющая воду от пара. Данная граница называется зеркалом испарения. Рабочий процесс начинается с момента разгорания топки, которая сопряжена с теплообменником в виде трубчатой системы с циркулирующей водой. Горячая вода поступает в первый барабан, поддерживая в нем достаточный объем.

Параллельно начинается процесс испарения жидкости в паровом коллекторе водотрубного котла. Принцип работы агрегата основывается на конвективном теплообмене, который может выполняться в естественном безостановочном режиме. Холодная вода из системы центрального водоснабжения проходит базовый уровень фильтрации, затем поступает в теплообменную систему и направляется в барабан нагрева. Далее в зависимости от темпов испарения жидкость постепенно восполняет уровень наполнения парового коллектора. Пар, в свою очередь, или выпускается через дымоход, или же поступает в технологическую зону дальнейшего применения.

Отличия от жаротрубного котла

Разница между этими агрегатами заключается в конфигурации размещения камеры сгорания или в принципе источника тепловой энергии относительно теплообменника и емкости с водой. Во-первых, совсем не обязательна генерация пара. Жаротрубный котел в основном работает на обогрев водой, обеспечивая функцию системы ГВС. Во-вторых, у таких котлов топка размещается в центре конструкции, а емкости с контурами циркуляции воды носят прикладной характер. Они соприкасаются с теплообменником на внешней поверхности конструкции.

Но не только этим отличаются жаротрубные и водотрубные котлы. Разница проходит и по средствам регуляции теплообменного процесса. В конструкции водотрубного агрегата предусматривается экономайзер, благодаря которому изначально холодная вода подвергается предварительному нагреву. Соответственно, дальнейшие реакции теплообмена проходят интенсивнее и с меньшим объемом энергозатрат. С другой стороны, к преимуществам жаротрубного оборудования относят конструкционную простоту и минимальный объем обслуживающих мероприятий при эксплуатации.

Отличия от газотрубного оборудования

В водотрубных агрегатах непосредственным транслятором тепловой энергии выступает горячая вода, наполняющая циркуляционные трубы теплообменника. Получается эффективный и безопасный генератор, который способствует выработке пара. Что касается газотрубных котлов, то техническое исполнение даже внешне может отчасти соответствовать водотрубным конструкциям. Разница заключается лишь в том, что носителем тепловой энергии будут выступать отработавшие в камере сгорания газы. Как это влияет на эксплуатационный процесс? Если принцип работы водотрубного котла допускает полный расход продуктов выработки без остатков до момента испарения и дальнейшего использования пара, то газотрубный котел уже в системе теплообменника должен будет выпускать рабочую газовую среду. Причем для этого предусматриваются толстые патрубки для обеспечения безопасности процесса.

Разновидности водотрубного котла

Основным классификационным признаком является расположение коллекторов. Традиционно конструкции оснащаются горизонтальными барабанами, которые удобно подключать к циркулирующим водоснабжающим контурам. Два коллектора устанавливаются на платформе параллельно, а между ними может размещаться топка с отводными каналами. Если же в техническом помещении недостаточно места, то используются вертикальные водотрубные котлы на специальной коммуникационной подложке. Барабаны цилиндрической формы устремляются вверх, а снизу подводится рабочая жидкость с разными показателями температур. Технологический пар выводится в верхней части.

Судовой водотрубный котел

Конструкция таких агрегатов оптимально подходит для использования в составе морского транспорта. Но и в этом случае используются особые модификации котлов – радиационные. Их отличительной чертой является применение радиационной тепловой энергии, которая так же выделяется в процессе сгорания топлива (обычно дизеля). Обязательное конструкционное условие – верхнее расположение форсунок топки. Еще одной особенностью устройства водотрубного котла для морских судов является совмещение с паротурбинными установками, обеспечивающими промежуточный подогрев пара.

Техническое обслуживание оборудования

Коммуникационная инфраструктура с элементами обвязки достаточно сложна у водотрубных агрегатов, что обуславливает обширный перечень технических мероприятий при диагностике и ремонте. Обслуживающий персонал должен периодически проверять состояние труб на герметичность, производить дефектоскопию функциональных узлов и автоматических средств контроля, а также поддерживать надежность соединений с крепежными элементами. Особое внимание уделяется обвязке теплообменника и коллекторов – малейшие перепады в давлении могут повредить конструкцию, что создаст условия для разгерметизации контура.

Плюсы конструкции

Самое главное достоинство таких котлов в общем семействе паровых агрегатов – это безопасность. Поддерживая оптимальный температурный баланс, можно рассчитывать на долгосрочную эксплуатацию оборудования без аварий и повреждений рабочих органов. Отмечаются и широкие регуляционные возможности водотрубного кота, что подтверждается интеграцией экономайзера с автоматической запорной арматурой. Устройства срабатывают без участия оператора, опираясь на данные установленных алгоритмов термостата. Это дает возможность программировать работу системы на несколько дней вперед.

Минусы конструкции

Принцип работы таких котлов ориентирован на высокую производительность независимо от условий применения. В последнее время этот нюанс играет все большую роль на фоне оптимизации и рационализации производственных мощностей. Массивный корпус и многоуровневые коммуникационные развязки паровых водотрубных котлов заставляют искать альтернативные решения задач парогенерации. Впрочем, не исключается и концепция минимизации устройства данного котла. Но в этом случае будет утрачен высокий КПД, не говоря о возможностях работы в режиме когенерации с параллельным обеспечением работы ГВС. Иными словами, оборудование оптимально подходит для крупных производств, нуждающихся в больших объемах технологического пара, но едва ли пригодится для снабжения потребителей с низкими запросами к целевой энергии.

Заключение

Принципиальным отличием самой концепции водотрубных котлов является принадлежность к классу прямоточного оборудования. Такие установки имеют существенное преимущество перед автономными системами, которое заключается в возможности непрерывного процесса генерации. Даже на пиковом рабочем режиме водотрубные водогрейные котлы способны функционировать длительное время поддерживая то же качество выработки пара. Другое дело, что требования безопасности все же исключают длительные сеансы эксплуатации на высоких мощностях. Что касается автономности, то она применительно к таким котлам выражается в исключении необходимости энергообеспечения. Разумеется, запорная арматура будет нуждаться в питании хотя бы от аккумулятора, но сам процесс циркуляции воды и последующего испарения вполне обходится без электроэнергии.

fb.ru

устройство, принцип работы в промышленной энергетике

Бизнес 29 июня 2018

Устройство агрегата

Патрубок для подвода топлива (как правило, жидкостного).
Циркуляционные коммуникации для воды.
Входы и выходы для воды.
Выпускной канал для слива воды.
Перегородки (если речь идет о замкнутой системе котла в защитном корпусе).
Дымоход.
Паровой сепаратор.

Вспомогательные элементы конструкции

Пароперегреватель. Предназначен для наращивания температуры пара до 100 °C и выше. Сама по себе конструкция водотрубных агрегатов не ставит целью доведение температурного режима пара до определенных величин. Как правило, целевой точкой работы является именно эффект испарения. В свою очередь, конвекционные пароперегреватели в зависимости от модели способны доводить температуру выходной смеси до 500 °C, что может потребоваться в некоторых технологических операциях на производствах.
Влагоотделитель. Тоже средство для подготовки пара, которое делает его сухим, выводя излишнюю влагу.
Паровой аккумулятор. Если водотрубный котел не справляется с нагрузками или, напротив, в минимальных объемах заполняет паровую камеру, сбалансировать рабочий режим поможет данное устройство. Аккумулятор отбирает или нагнетает паровые потоки в систему, когда это необходимо.
Устройство для водоподготовки. Вода, как источник генерации, тоже нуждается в соответствующей обработке. Например, специальная система фильтров понижает объем растворенного кислорода, удаляет соли и нежелательные химические реагенты.
Сегодня все реже обходится без автоматических средств управления, но они же поставляются в базовой комплектации с оборудованием. Можно лишь приобрести расширенный комплект контрольно-измерительных приборов, которые позволят комплексно отслеживать параметры давления, температуры, влажности и т. д.

Видео по теме

Принцип действия

Отличия от жаротрубного котла

Отличия от газотрубного оборудования

Разновидности водотрубного котла

Судовой водотрубный котел

Техническое обслуживание оборудования

Плюсы конструкции

Минусы конструкции

Заключение

Источник: fb.ru

Комментарии

Идёт загрузка...

Как выбрать барабанный котел: разновидности и принцип работы

Барабанный котёл представляет собой мощную стационарную установку, которая применяется в котельных и теплоэлектростанциях. Особенностью его конструкции является применение барабанов, за счёт чего удается получить чёткую границу разделения воды и пара. Преимуществом в эксплуатации является возможность использования воды с любым содержанием солей, так как происходит её неполное испарение и обеспечивается оптимальная скорость циркуляции.

Технические характеристики

Барабанный паровой котёл имеет следующие технические характеристики:

КПД до 90% за счёт разделения пара и воды в барабанах, которое обеспечивает высокую производительность нагрева;
рабочее давление варьируется в пределах от 17 до 18 Мпа;
толщина используемой листовой стали варьируется в пределах от 13 до 40 мм, в зависимости от рабочего давления;
количество образуемого пара 4-25% от поступающего объёма воды;
периодичность продувки котла через каждые 12-16 часов работы;
возможность пуска при низких температурах благодаря отделению холодного пара;
исключение резких скачков температуры за счёт аккумулирующих тепло барабанов;
ограниченная скорость запуска из-за необходимости исключения термических напряжений в сварных швах конструкции;
отношение количества воды к количеству пара, проходящих через контур циркуляции в единицу времени, составляет от 5 до 50.

Барабанный котел имеет КПД до 90%

Устройство котла

Барабанный паровой котёл конструктивно состоит из следующих частей:

корпуса;
двух барабанов;
питательных, кипятильных и опускных труб;
водяного и парового объёмов;
пароперегревателя;
зеркала испарителя;
коллектора бокового экрана;
топки;
горелки;
зольника;
сепарационного и обдувочного устройств.

Схема барабанного котла

Виды барабанных котлов

Барабанные котлоагрегаты бывают следующих видов:

батарейные;
водотрубные.

Батарейные котлы

Конструкция котлов батарейного типа была разработана с целью повышения производительности и КПД стандартной трубной конструкции, а также более эффективного использования генерируемого пара. За основу модернизации был взят принцип увеличения площади нагрева, который предполагал использование батарей над топочной камерой.

Существуют модификации на основе 4, 6 или 9 барабанов, расположенных особым образом внутри котла. При этом парособиратель, поперечные нагреватели и грязевики остаются общими. Диаметры цилиндров варьируются в пределах 60-80 см.

Пример барабанного котла

Батарейные котлы барабанного типа вырабатывают небольшую тепловую мощность, однако обеспечивают стабильное и равномерное паровое давление в условиях резких изменений при его расходе. В среднем создаётся от 20 до 22 кг/м2 пара на нагретой поверхности площадью 30-250 м2.

Водотрубные котлы

В отличие от батарейных, водотрубные конструкции рассчитаны на выработку высоких мощностей нагрева, поэтому применяются для промышленных целей или на теплоэлектростанциях. Предназначены для получения пара или горячей под высоким давлением в результате нагрева от сгорания топлива.

В основе конструкции – стальные трубы (газоходы), по которым движется теплоноситель, снаружи нагреваемые продуктами газообразными сгорания. Трубные каналы формируют топочные экраны, в которых температура нагрева достигает +10000С. При движении через пароперегреватель, экономайзер и воздухоперегреватель температура снижается до +130-1700С.

Водотрубные котлы в зависимости от требований к вырабатываемой тепловой мощности могут быть с принудительной или естественной циркуляцией, а по характеру движения пароводяной смеси – с многократным циклом или прямоточные.

Паропроизводительность котлов водотрубного типа составляет для вертикально-трубных 2,5-640 т/ч, а прямоточных – 250-2500 т/ч. Конструкции с горизонтальным расположением каналов циркуляции не применяются по причине неравномерности нагрева теплоносителя и низкому КПД.

Принцип работы

В основе принципа работы барабанного котла заложен нагрев воды в замкнутом или проточном контуре (с чёткой границей разделения газовой и жидкой сред в барабане без полного выкипания влаги) с получением высокотемпературного пара, последующим его охлаждением и отводом в отопительную систему. Различают две основных конструкции, имеющих принципиальные отличия в циркуляции теплоносителя: с естественной и принудительной циркуляцией.

Барабанный котёл с естественной циркуляцией работает следующим образом:

К горелке, расположенной в топке, подводится и сгорает топливо. Воздух для поддержания процесса горения нагнетается при помощи вентилятора или подсасывается естественным способом через отверстия между колосниками. Для повышения экономичности в некоторых конструкциях реализован прогрев воздуха с использованием дымовых газов.
Тепловой поток от горелки прогревает поверхность топочной камеры. Дымовой газ после отдачи тепла охлаждается и отводится через дымовую трубу в атмосферу.
В котёл подаётся вода. Предварительно она очищается катионовыми фильтрами и понижается её жёсткость, после чего поступает в деаэратор для удаления коррозионно-активных газов. Полностью подготовленная к циркуляции вода попадает в специальный бак.
Вода отбирается из бака по мере необходимости через экономайзер в паровой котёл.
При нагреве от дымовых газов вода поступает в верхний барабан, затем по трубам опускается в коллектор экранов либо в нижний барабан. Оттуда по трубам снова возвращается в верхний барабан, где расположена граница между водной и паровой средой. При этом объём воды в результате нагрева снижается за счёт парообразования.
Пар из барабана поступает в пароперегреватель для достижения заданной температуры, после чего идёт в паровой коллектор, подключённый к отопительной системе.
Через 12-16 часов работы котла для нижнего барабана выполняется процедура продувки, которая позволяет своевременно удалять часть отработанной воды вместе с растворёнными солями и заменять её на новую. В верхнем барабане очистка проводится в постоянном режиме.
Регулировка температуры нагрева осуществляется посредством добавления воды в пар, прохождением части нагретого пара к коллектору, минуя пароперегреватель, контролированием размера пламени в горелке, рециркуляцией продуктов сгорания. Некоторые конструкции котлов имеют специально установленные пароохладители, имеющие прямой контакт с пароперегревателями.
После непрерывной работы в течение 16-20 дней выполняется продувка, позволяющая удалить из нижней части объёма шлам. Для этого открывают специальные вентили и сбрасывают воду через расширитель с охлаждением прямо в канализационную систему.

Котельная с барабанными котлами

Схема движения воды в барабанном котле с естественной циркуляцией имеет П-образную форму: сначала в ёмкости путём нагрева жидкости передаётся тепловая энергия, в результате которой она по нагреваемым трубам поднимается в верхний барабан, а затем по необогреваемым возвращается в виде пароводяной смеси обратно. То есть движение воды происходит за счёт разности плотностей между нагретой и не нагретой частями труб.

Принцип работы барабанного котла с принудительной циркуляцией отличается тем, что вместо подъёмных труб применены специально подогреваемые змеевики. В результате скорость движения воды увеличивается от трёх до десяти раз, по сравнению с устройствами естественной циркуляции. Для повышения мощности котла перед подъёмными змеевиками устанавливают циркуляционные насосы.

Прямоточные и барабанные котлы должны работать при постоянном давлении пара для получения стабильных тепловых характеристик. Поэтому на них устанавливают манометры на сифонной трубке с трёхходовым краном, а также предохранительные клапаны, позволяющие в аварийных ситуациях пропускать наружу избыток пара.

На стандартных конструкциях предусмотрена установка обратного клапана на входной патрубок подачи воды, запорного вентиля или заглушки на отбор пара, вентили снизу котла для продувки.

Особенности ремонта

Котлы барабанного типа отличаются надёжностью работы и неприхотливостью в эксплуатации, однако требуют постоянного контроля для обеспечения стабильных режимов нагрева и давления пара, а также своевременной продувки. При несоблюдении одного из этих требований могут появляться поломки и возникает необходимость ремонта агрегата.

Перед проведением ремонтных работ необходимо в обязательном порядке изучить прилагаемую производителем документацию и схему барабанного котла. Это позволит определить последовательность всех действий и не допустить ошибок, которые могут стать причиной более серьёзных последствий.

Для ремонта барабана необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

до начала восстановления следует оценить состояние металла: толщину, прочность, герметичность;
обнаруженные дефекты необходимо расточить абразивным инструментом до чистого металла, чтобы была возможность заварить его или залатать;
поиск трещин при помощи прогрева горелкой поверхности строго запрещён, так как велик риск деформации узлов или потери свойств стали;
коррозию на глубину металла до 10% допускается не устранять, а только тампонировать цементным раствором;
для восстановления толщины стали применяют электронаплавку;
заварка раковин обязательна, при условии их размеров до 40 мм и расстоянии равном трём размерам самой большой из них (если глубина повреждений больше половины толщины стенок).

Сфера применения

Барабанные отопительные котлы применяются в следующих сферах:

в теплоэлектростанциях;
крупных промышленных предприятиях.

Применение таких котлов для частного использования весьма неэффективно по причине большого расхода воды, высокой стоимости оборудования, громоздкости агрегата, необходимости тщательного контроля его состояния. Однако для производственных и промышленных масштабов он является весьма привлекательным, так как неприхотлив в эксплуатации и отличается повышенной долговечностью и надёжностью.

pechiexpert.ru

Конструкция судового вертикально-водотрубного котла

Наиболее простыми по конструкции вертикально-водотрубными котлами являются двухпроточные симметричные котлы треугольного типа с искусственным дутьем (рис. 19). Основу котла составляют: пароводяной коллектор — барабан 2, два водяных коллектора 10 и соединяющие их водогрейные подъемные 12 и опускные 7 трубы. Подъемными называются наиболее обогреваемые ряды котельных труб, расположенные ближе к топке, по которым нагретая вода и пароводяная смесь поднимаются в пароводяной коллектор. Ряды труб, расположенные за пароперегревателем, по которым более холодная вода движется вниз, носят название опускных.

Рис. 19. Водотрубный котел шатрового типа.

Между рядами подъемных и опускных труб симметрично по обе стороны котла располагаются горизонтальные пароперегреватели 8, состоящие из цилиндрических коллекторов 20 и петлеобразных труб.

В конструкцию многих водотрубных судовых котлов входят воздухоподогреватели и водяные экономайзеры, которые являются важнейшими элементами в общем тепловом балансе котельной установки и существенно влияют на повышение ее к. п. д. В современных судовых котлах их часто устанавливают вместе.

Водяным экономайзером называется часть котла, состоящая из водяных труб и коллекторов и предназначенная для подогрева воды дымовыми газами. В отличие от пароперегревателей, обычно располагаемых в области высоких температур, экономайзеры размещают в зоне низких температур. Воздухоподогреватель — часть котла, состоящая из поверхности нагрева (трубчатой, пластинчатой и др.), необходимая для подогрева воздуха, поступающего в топку. Воздухоподогреватели всегда устанавливают по ходу дымовых газов за водяными экономайзерами.

Во внутреннем пространстве между правым в левым рядами подъемных труб расположена топка, состоящая из поддона и кирпичной кладки 13 переднего и заднего фронтов котла. К поперечным швеллерным балкам, составляющим основу поддона, крепят листы обшивки и изоляции. Внутренняя поверхность поддона, облицованная огнеупорным шамотным кирпичом, называется подом топки. На переднем фронте топки расположено топочное устройство, состоящее из форсунок 17, воздухонаправляющего устройства 15 и воздушного ящика 18. Основные узлы котла заключены в кожух, состоящий из жесткого, сваренного из продольных и поперечных профильных полос и балок каркаса 9 и обшивки 6, выполненной из стальных, дюралюминиевых и асбестовых листов, прикрепленных к каркасу. Кожух котла в верхней части соединен дымоходом 5 с дымовой трубой.

К судовому фундаменту котел крепится шестью опорами 11, из которых две крайние — неподвижные, а остальные четыре имеют возможность перемещаться вдоль оси водяных коллекторов.

Работа котла осуществляется следующим образом. От питательного насоса вода под давлением, превышающим давление пара в котле, нагнетается по трубе 23 через питательный клапан 24 в питательные трубы 4. Эти трубы имеют отверстия малого диаметра, через которые питательная вода поступает в водяное пространство пароводяного коллектора и посредством смесителя 3 смешивается там с котельной водой. Более холодная котельная вода в результате естественной циркуляции поступает по менее обогреваемым опускным трубам в водяные коллекторы 10, а затем за счет разности удельных весов воды и пароводяной смеси начинает двигаться вверх по подъемным трубам. В этих трубах вода значительно нагревается, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в пароводяной коллектор, где пар отделяется от воды, образуя паровое пространство коллектора. Через паро-сборную трубу 1, имеющую отверстия небольшого диаметра, что способствует снижению влажности пара (до 0,5%), последний по внешним трубам 25 через входные патрубки 19 поступает в коллекторы 20 пароперегревателей. Проходя по трубам пароперегревателя, пар получает через стенки труб тепло от горячих газов: его теплосодержание, а следовательно, и температура значительно повышаются. Перегретый пар, имеющий уже высокие параметры, через выходной патрубок коллектора направляется к главному стопорному клапану 21, а от него по трубе 22 к паровым механизмам.

Необходимый для горения топлива воздух под напором 3000—4000 кн/м2 (300—400 мм вод. ст.) нагнетается вентилятором в герметически закрытое котельное отделение, откуда поступает в воздушный ящик 18 через воздушные невозвратные дверцы 14 и подается к воздухонаправляющим устройствам. Выходя из них с большой скоростью, воздух смешивается с мазутом, распыленным форсунками 17. Мазут нагнетается в форсунки топливным насосом по трубе 16 и, сгорая под действием высокой температуры в топке, образует горячие газы, которые, расходясь двумя потоками, омывают водогрейные трубы котла и трубы пароперегревателя, затем направляются в дымоход, а из него — в дымовую трубу и в атмосферу.

Наибольшее распространение из вертикально-водотрубных котлов в последнее время получили однопроточные асимметричные экранированные котлы (см. рис. 18, б). Они легче и компактнее двухпроточных, позволяют получать пар более высоких параметров (давлением 700—800 кн/м2 и температурой 450—600°С), более приспособлены для установки водяного экономайзера и воздухоподогревателя, что делает их более экономичными.

Общим недостатком водотрубных котлов всех видов является их высокая чувствительность к качеству питательной воды. Соли, растворенные в воде, образуют при ее испарении накипь на внутренних стенках водогрейных труб, которая снижает теплопроводность последних и может привести к их пережогу. Поэтому питательную воду перед подачей в котел подвергают специальной химической обработке с целью удаления солей и деаэрации (удаление воздуха, растворенного в воде). Необходимость очистки питательной воды усложняет котельную установку и увеличивает ее вес.

www.stroitelstvo-new.ru

Водотрубный котел. Большая энциклопедия техники

Водотрубный котел

Водотрубный котел – паровой котельный агрегат, конструктивно соединенный в единое целое комплекс устройств, предназначенный для получения пара под давлением или горячей воды за счет сжигания различного вида топлива. Водотрубный котел является одним из двух основных видов котлов. У водотрубного котла вода и пароводяная смесь движутся по стальным трубам, омываемым снаружи газообразными продуктами сгорания. Главной частью водотрубного котла являются топочная камера и газоходы, в которых размещены поверхности нагрева, воспринимающие тепло продуктов сгорания топлива (пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель). Элементы водотрубного котла располагаются на каркасе. Они защищены от потерь тепла обмуровкой и изоляцией. Основное свое применение водотрубные котлы получили на тепловых электростанциях. Там они необходимы для обеспечения паром турбин. Также водотрубные котлы применяются в отопительных и промышленных котельных для выработки пара и горячей воды для технологических и отопительных нужд; в судовых котельных установках. Конструкция водотрубного котла зависит от его функционального назначения, вида и типа применяемого топлива и способа сжигания, давления и температуры вырабатываемого пара, а также от единичной производительности пара. Сгорание топлива и частичное охлаждение продуктов сгорания происходят в топочной камере водотрубного котла. В результате этого между нагретыми газами и покрывающими стены топочной камеры трубами, в которых циркулирует охлаждающая их среда (вода или пар), происходит лучистый теплообмен. Система этих труб называется топочными экранами. При выходе из топки газы имеют температуру, достигающую 1000 °С. В дальнейшем на пути газа устанавливают трубчатые поверхности нагрева (пароперегреватели) для его охлаждения, обычно они выполняются в виде ширм-змеевиков с трубчатым поперечным сечением, собранных в плоские пакеты. Теплообмен в ширмовых поверхностях происходит излучением и конвекцией, именно из-за этого такие поверхности часто называют полурадиационными. Пройдя пароперегреватель ширмового типа, газы с температурой 800—900 °С далее поступают в конвективные пароперегреватели высокого и низкого давления, которые выполнены в виде пакетов труб. Теплообмен в этих и последующих рабочих поверхностях нагрева происходит в основном конвекцией и соответственно называется конвективным. Затем на пути газов, имеющих температуру 600—700 °С, устанавливается сначала водяной экономайзер, а далее – воздухоподогреватель. В воздухоподогревателе газы (в зависимости от вида сжигаемого топлива) охлаждаются до 130—170 °С. Дальнейшему снижению температуры мешает конденсация на поверхностях нагрева паров воды и серной кислоты, которая образовалась при сжигании различных видов сернистого топлива и привела к интенсивному загрязнению поверхностей нагрева золовыми частицами с последующей коррозией металла. Охлажденные газы, пройдя устройства очистки различной степени от золы и в большинстве случаев от серы, выбрасываются дымовой трубой в атмосферу. Различные продукты сгорания топлива, которые были уловлены в водотрубных котлах, периодически или непрерывно удаляются через сложные системы шлакоудаления и золоудаления. По характеру передвижения рабочей среды водотрубные котлы бывают с многократной естественной или принудительной циркуляцией и прямоточные. В водотрубном котле с многократной циркуляцией рабочая среда непрерывно движется по замкнутому контуру, который состоит из обогреваемых и необогреваемых труб, соединенных между собой промежуточными камерами-коллекторами и барабанами. Там она частично испаряется в обогреваемой части контура. В связи с разностью плотностей пароводяной смеси в обогреваемой (подъемной) части контура и воды в слабо обогреваемой или совсем не обогреваемой (опускной) его части осуществляется движение рабочей среды по циркуляционному контуру в водотрубном котле с естественной циркуляцией. В водотрубном котле с принудительной циркуляцией перемещение рабочей среды по контуру осуществляется под действием циркуляционного насоса. Постоянное упаривание котловой воды в водотрубном котле с многократной естественной или принудительной циркуляцией в конечном счете неизбежно приводит к концентрации растворенных и взвешенных в ней всевозможных примесей (солей, окислов, гидратов окислов). В дальнейшем эти примеси могут скапливаться на внутренней поверхности труб обогревания с ухудшением условия их охлаждения и становясь причиной перегрева металла (с последующей аварийной остановкой водотрубного котла из-за разрыва рабочих труб). Кроме того, недопустимо чрезмерное повышение концентрации примесей в используемой воде из-за переноса их паром из барабана в капельках воды или в виде парового раствора в пароперегреватель, а также в турбину, где вредные примеси оседают на рабочих лопатках турбомашины, существенно уменьшая ее КПД. Для избежания повышения концентрации примесей производятся продувки котла со строгой периодичностью. Предельно допустимая концентрация (ПДК) примесей определяется конструкцией и параметрами водотрубного котла, составом питающей воды и тепловыми напряжениями экранных поверхностей нагрева.

В прямоточном водотрубном котле происходят нагрев, испарение воды и перегрев пара за один проход рабочей среды по тракту. В отличие от водотрубного котла с естественной или принудительной, многократной циркуляцией в водотрубном котле с прямоточной организацией процесса генерации пара примеси, содержащиеся в питательной воде, не могут быть выведены из конструкции продувкой части котловой воды. В связи с этим часть вредных примесей осаждается на внутренней поверхности труб прямоточного водотрубного котла, а часть (вместе с паром) транспортируется в турбину, где отлагается на лопатках. Именно поэтому и предъявляются более жесткие требования к качеству питательной воды в прямоточных водотрубных котлах. В связи с этим вода предварительно проходит обработку в системе водоподготовки. Для повышения экономичности в энергетических установках используются схемы с вторичным (промежуточным) перегревом: образованный пар после срабатывания части его тепловой энергии в турбине возвращается в водотрубный котел, подвергается дополнительному перегреву в пароперегревателе с низким давлением и опять отправляется в турбину. Существуют водотрубные котлы с двумя промежуточными перегревами пара. Температура вторично перегретого пара, как правило, берется в рассмотрение такой же, как первично перегретого, или близкой к ней. Для поддержания температуры первичного и вторичного перегрева пара на требуемом уровне водотрубные котлы обычно снабжают различными регулирующими устройствами. Зачастую они представлены в виде смесительных и поверхностных теплообменников разной формы и конфигурации, систем рециркуляции части охлажденных дымовых газов в топочную камеру, приспособлениями для изменения угла наклона горелок и т. д.

Паропроизводительность выпускаемых промышленностью вертикально-водотрубных котлов составляет от 2,5 до 640 т/ч наряду с прямоточными котлами от 250 до 2500 т/ч, они применяются в различных котельных установках. Горизонтально-водотрубные котлы сняты с производства.

Изобретателем котла считается исследователь из Франции Дени Папен. Первые котлы имели вид цилиндра диаметром 75—120 см. Принцип их действия основывался на том, что при прохождении продуктов сгорания топлива через трубы, омываемые водой, образовывался пар, энергия которого впоследствии преобразовывалась в механическую энергию.

Водотрубный котел был изобретен в 1829 г. Джорджем Стефенсоном и М. Сеганом независимо друг от друга. Дальнейшие модификации водотрубных котлов связаны с именами Гарни Голдуотера, Якоба Перкинса.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

info.wikireading.ru

Общее устройство котлов

Главные котлы. Широкое распространение на транспортных судах в качестве главных нашли водотрубные котлы с естественной циркуляцией (Рис. 1.5). Корпус котла включает пароводяной коллектор 1, водяной коллектор 6, парообразующие трубы 3, 7, составляющие основную поверхность нагрева, и опуcкные не-

обогреваемые трубы 2, через которые подается вода в коллектор 6 и в парообразующие трубы 3, 7. В топку 4 котла через топочное устройство 5 подаются топливо и воздух, который предварительно

Рис. 1.5. Водотрубный котел с естественной циркуляцией

нагревается в воздухоподогревателе 13 котла. Стрелки 14 указывают подвод воздуха к воздухоподогревателю, а стрелки 16 – к топочному устройству 5. Дополнительные поверхности нагрева, образованные пучками труб пароперегревателя 9, водяного экономайзера 12 и воздухоподогревателя 13, последовательно размещены в газоходе котла. Они воспринимают теплоту от дымовых газов, которые, двигаясь по газоходе котла, постепенно охлаждаются. Дымовые газы температурой 150–200°С направляются в дымовую трубу (стрелки 15). Дополнительные поверхности нагрева позволяют повысить экономичность котла, полнее использовать теплоту, выделившуюся при сгорании топлива.

Принцип действия такого котла заключается в следующем. При факельном сжигании топлива образуются продукты сгорания (дымовые газы), имеющие высокую температуру. В топке передача теплоты парообразующим трубам осуществляется в основном тепловым излучением от высокотемпературного факела, а вне топки (в газоходе котла направление хода газов указано стрелками 10) – тепловой конвекцией от движущихся через основную и дополнительную поверхности нагрева дымовых газов. Охлажденные дымовые газы поступают в дымовую трубу (на рисунке не показана).

Питательная вода нагнетается питательным насосом по трубопроводу 11 в экономайзер, где подогревается до температуры на 20–30°С ниже температуры кипения. Оттуда она направляется в водяную часть коллектора 1, смешивается с котловой водой и по опускным трубам 2 движется к водяному коллектору 6, из которого поступает в парообразующие трубы 3, 7. Ряд труб 3, защищающих от облучения факелом опускные трубы 2, называется экраном. Первые ряды пучка 7 и экрана воспринимают теплоту излучения газов в топке, а поверхности труб 7, 9, 12, 13 – теплоту, передаваемую конвекцией от движущихся газов. Внутри труб 3 и 7 происходит процесс парообразования, появившаяся при этом пароводяная смесь поступает в коллектор 1. Образовавшийся в циркуляционном контуре пар, пройдя водяную часть коллектора 1, скапливается в его паровой зоне, откуда по перепускной трубе 17 направляется в верхний коллектор пароперегревателя 9, а вода, смешиваясь с питательной водой, вновь поступает по опускным трубам 2 к коллектору 6.

Вода и пароводяная смесь движутся по замкнутому контуру: пароводяной коллектор – опускные трубы – водяной коллектор – парообразующие трубы – пароводяной коллектор. Это движение происходит за счет разности веса воды и пароводяной смеси в трубах и называется естественной циркуляцией. Совокупность элементов котла, в которых осуществляется замкнутое движение воды и пароводяной смеси, называют контуром циркуляции. У котла, показанного на рис. 1.5, только один контур циркуляции. Однако котлы могут иметь несколько таких контуров.

В пароводяном коллекторе 1 циркуляционного контура котла размещаются сепарирующие устройства (на схеме не показаны), поэтому пар, направляемый в пароперегреватель, имеет степень сухости, близкую к единице. В пароперегревателе 9 пар подсушивается и перегревается. Перегретый пар через главный стопорный клапан (на схеме не показан) направляется к потребителям (стрелка 8).

Значительно меньшие массу и габариты имеют прямоточные котлы (Рис. 1.6), движение рабочей среды в которых происходит за счет напора питательного насоса 12, подающего воду в экономайзер 1 котла. Подогретая питательная вода направляется в парообразующую поверхность нагрева, состоящую из труб 9, полностью экранирующих топку 8, и конвективного пучка 10. Почти сухой пар поступает в пароперегреватель 3, откуда перегретый пар через главный стопорный клапан направляется к потребителям (стрелка 11).

Прямоточные котлы могут обеспечивать большую производительность и высокие параметры пара. Они компактны, маневренны, легко вписываются в габариты котельного помещения, однако очень чувствительны к качеству питательной воды и ненадежны при работе на малых нагрузках.

Котлы, в которых горение топлива в топке происходит при давлении в 2,5–4 раза выше атмосферного, называются высоконапорными. Они могут быть как с естественной, так и с принудительной циркуляцией воды.

Для подачи воздуха в высоконапорный прямоточный котел служит турбонаддувочный агрегат. В состав ТНА входят компрессор 6, газовая турбина 4 и добавочный двигатель 7. Образовавшиеся в топке дымовые газы, омывая последовательно поверхности нагрева, расположенные в газоходе котла, охлаждаются до температуры 550–650°С и поступают (стрелка 5) в газовую турбину ТНА, здесь происходит их расширение и снижжение темпе-

ратуры до 150–250°С. Из турбины газ поступает в дымовую трубу (стрелка 2). Турбина приводит во вращение компрессор. Таким образом, работа газа в турбине расходуется на сжатие и нагрев воздуха в компрессоре.

Рис. 1.6. Прямоточный высоконапорный котел

При малой нагрузке котла мощность газовой турбины может оказаться недостаточной для сжатия воздуха в компрессоре и подачи его в топку. В этом случае применяется добавочный двигатель (обычно паровая турбина). Он не только восполняет нехватку мощности газовой турбины, но и служит источником энергии во время пуска котла из холодного состояния. Пар для этого двигателя поступает от другого котла или от береговой котельной установки.

Вспомогательные котлы. Из вспомогательных котлов отечественной постройки наибольшее распространение получили водотрубные котлы типов КВВА и КАВ. Они установлены на танкере «Великий Октябрь», сухогрузах «Капитан Кушнаренко», «Славянск» и других судах. Нормализованный ряд котлов типа КВВА включает котлы паропроизводительностью 0,28–3,35 кг/с [(1 ÷ 12)∙103 кг/ч] при давлении от 0,49 до 2,75 МПа.

На рис. 1.7 показана схема водотрубного котла КВВА 12/15 с естественной циркуляцией. Котел автоматизирован, имеет следующие параметры: D = 3,35 кг/с (12000 кг/ч), – 1,47 МПа (15 кгс/см2), = 80%.

Корпус котла состоит из пароводяного 1 и водяного 9 коллекторов, соединенных между собой подъемными парообразующими трубами экрана 6 и пучка 11 и опускными необогреваемыми трубами 5, расположенными за экраном. Топка котла 8 оборудована топочным устройством, состоящим из двух форсунок 7 и дежурной форсунки 13 (на рисунке показаны фурмы, в центре кото-


Рис. 1.7. Вспомогательный водотрубный котел	Рис. 1.8. Компоновочная схема вспомогательного огнетрубного котла типа «Кохран»

рых устанавливаются форсунки). Для наблюдения за процессом горения топлива имеются смотровые лючки 12. Для обдувки и мытья поверхностей нагрева установлены сажеобдувочные устройства 10. Кожух 14 котла выполнен с двойной обшивкой, охлаждаемой воздухом. В пароводяном коллекторе размещены питательная труба 4, нижний 3 и верхний 2 дырчатые щиты.

Аналогичную конструкцию имеют котлы типа КАВ. На сухогрузных теплоходах иностранной постройки наиболее многочисленной является группа огнетрубных и газоводотрубных котлов. Они имеют сходные компоновочные схемы: это цилиндрические вертикальные котлы со сферической топкой без хвостовых поверхностей нагрева. Обычно котлы имеют такие параметры: D = 0,163 ÷ 0,60 кг/с [(0,6 ÷ 2,5)∙103 кг/ч], = 0,49 МПа (5 кгс/см2), = 75 ÷ 79%. Их характерные особенности – высокое водосодер-жание и большая относительная масса.

Во вспомогательном огнетрубном котле типа «Кохран» (Рис. 1.8) дымовые газы из топки 7 по патрубку 4 поступают в огневую камеру 2 и по дымогарным трубам 3 через коробку 6 направляются в дымовую трубу. Корпус 1 над топкой содержит перегородку 5, которая благодаря сферической форме не препятствует тепловым расширениям при нагревании и облегчает удаление отложений (шлама), оседающих на стенке перегородки 5.

Котел не очень чувствителен к качеству питательной воды, обладает высокой аккумулирующей способностью, надежен в эксплуатации.

Утилизационные котлы. В утилизационных котлах в качестве источника теплоты используются отходящие газы главных двигателей судовой энергетической установки: двигателей внутреннего сгорания или газовых турбин. Применение УК позволяет экономить топливо на 8–12%. Помимо утилизации теплоты отходящих газов УК обеспечивают глушение шума выпуска главных двигателей и искрогашение. Пар от УК расходуется в основном на судовые нужды.

С увеличением мощности главных двигателей на некоторых судах перешли к использованию энергетических установок, в которых УК производят пар для ходовых турбогенераторов или паровой турбины, работающей на винт судна. Например, на танкерах типа «Великий Октябрь» и нефтерудовозах типа «Борис Бутома», на которых мощность главного двигателя превышает 6,5 МВт,

УК генерирует пар, используемый для бытовых нужд и ходового турбогенератора судовой электростанции. На головном судне типа «Капитан Смирнов» УК снабжает паром турбину, которая через редуктор работает совместно с главным газотурбинным двигателем на винт судна.

Наиболее широкое распространение в отечественном флоте получили водотрубные УК с принудительной циркуляцией и с автономным сепаратором пара. В качестве примера рассмотрим принципиальную схему утилизационной котельной установки (Рис. 1.9), в которой использован УК с принудительной циркуляцией воды и пароводяной смеси. При движении судна он обеспечивает перегретым паром турбогенератор, а насыщенным паром – вспомогательные потребители.

Рис. 1.9. Утилизационная котельная установка с котлом КУП-700

Котельная установка включает собственно котел 2, автономный сепаратор 9, циркуляционный насос 4. Утилизационный котел состоит из экономайзера 8, двух секций парообразующих змеевиков 7 и 5 и пароперегревателя 3. Дымовые газы поступают от главного двигателя (стрелка 1), омывают поверхности нагрева, расположенные в корпусе котла, и уходят в дымовую трубу. Питательная вода поступает в сепаратор 9 (стрелка 10), оттуда забирается циркуляционным насосом 4 и направляется в экономайзер 8. Из экономайзера по перепускной трубе она поступает в нижнюю секцию 5 парообразующего пучка, которая соединена со второй секцией 7 трубой 6. Пароводяная смесь из секции 7 направляется в сепаратор 9. Насыщенный пар из сепаратора используется для бытовых нужд. Значительная часть производимого пара подается в пароперегреватель 3, где перегревается и направляется к ходовому турбогенератору судовой электростанции.

Для очистки поверхностей нагрева от сажи в котле предусмотрены сажеобдувочные устройства, а для слива воды, попавшей в газоход, – отверстия в нижней части каркаса котла. Полная паропроизводительность такого котла составляет 0,89 кг/с (3200 кг/ч), рабочее давление в сепараторе 0,98 МПа (10 кгс/см2), температура перегретого пара 270°С, температура газов перед котлом 320°С. Утилизационный котел оснащен системой трубопроводов и арматурой, которая позволяет отключать экономайзер, вторую секцию парообразующего пучка и пароперегреватель одновременно и раздельно.

За счет оребрения поверхностей нагрева со стороны газов можно значительно снизить массу и габариты этих котлов. С оребрением выполнены котлы КУП-3100 и КУП-95Р, а также котел типа «Грин Дисекон» (см. рис. 1.1, г), относительная удельная масса которых в несколько раз меньше по сравнению с гладкотрубными УК. Так, относительная удельная масса гладкотрубного УК (25,2 ÷ 11,1)∙103 кг∙с/кг, а УК с оребрением – (2,74 ÷ 5,52)∙103 кг∙с/кг.

Котельное устройство, состоящее из водотрубного котла и пароперегревателя

№ 453

Класс 13 cly 7 j

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ котельного устройства, состоящего из водотрубного котла и перегревателя.

К патенту ин-ной фирмы „Общество Перегретого Пара Шмидта с огр. отв." (Schmidtsche Heissdampf-Oesellschaft m. b. H.), в r. Касселе-Вильгельмсгее, Германия, заявленному 9 сентября

1926 года (заяв. свид. ¹ 11452).

Действительный изобретатель ии-ц О. Гартман (Otto Hartmann) Приоритет от 19 октября 1925 г. на основании ст. 4 Советско-Германского Соглашения об охране промышленной собственности.

0 выдаче патента опубликовано 29 сентября 1928 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 29 сентября 1928 года.

Предлагаемое изобретение ка-. Цля того, чтобы изменением колисается устройства водотрубного чества горячих газов, протекающих котла с пароперегревателем, пре- через эту камеру, регулировать пеимущественно для установок с особо регрев пара, перед камерой устанавысоким давлением пара и, соот- вливается регулирующая заслонка. ветственно, высоким перегревом Предварительный перегреватель мопара. Изобретение состоит в том, жет быть также помещен в особой что пароперегреватель разделен на камере, а дополнительный перегредве части и что одна часть трубок ватель вЂ” между трубками котла в перегревателя помещена в обычно первом дымоходе. принятом порядке, в первом дымо- вЂ” На прилагаемом чертеже фиг. 1 ходе между трубами котла, между изображает вертикальный разрез тем как вторая часть трубок пере- предлагаемого вертикального водогревателя помещена в особой ка- трубного котла, фиг. 2 вЂ” в увелимере, через которую проходят го- ченном масштабе разрез пучка корячие газы. Подразделение можно тельных труб в первом дымоходе осуществить так, чтобы первая с лежащими между ними трубками часть перегревателя (предвари- перегревателя, фиг. 3 вЂ труб перетельный перегреватель) находилась гревателя по другому варианту, в первом дымоходе, а вторая часть, фиг, 4 вЂ” продольный разрез водоперегревателя (дополнительный трубного котла с наклонными труперегреватель) вЂ” в особой камере. бами и с подразделенным подогревателем и, наконец, фиг. 5 вЂ” форму камер водотрубного котла и распределение трубок пере гревателя между этими камерами, Изображенный на фиг. 1 вертикальный водотрубный котел состоит из испарителя А и подогревателя B.

Испаритель А установлен крышеобразно над колосниковой решеткой 1 и состоит из двух нижних барабанов 2 и 3, соединенных с двумя верхними барабанами 4 и 5.

Другой барабан 6 снабжен парособирателем 7 и находится вне газового пространства, от которого он отделен стенкой 8 из огнеупорного кирпича. Пучок водяных труб 9 соединяет нижний барабан 3 с верхним барабаном 5; пучок водяных труб 10 соединяет нижний барабан

2 с верхним барабаном 4. Некоторые ряды водяных труб, лежащие, со внутренней стороны, принадлежащие к пучку барабанов 2 и 4, как видно в месте 11, отведены к барабану 5. Лежащий над топочным пространством барабан 6 соединен с нижним барабаном 3 только одним рядом труб 13. Предохраняющие от огня плиты 14 предохраняют места ввальцовки водяных труб в стенках барабанов от непосредственного влияния на них горячих газов, Пар, предназначенный к перегреву, течет паропроводом 15 из собирателя 7 к коробке 16 перегрева мокрого пара, к которой присоединены змеевики 17, идущие в продольном направлении между водяными трубами 10. От собирателя горячего пара 18, предварительный перегреватель. этой первой части перегревателя, пар течет дальше трубопроводом 19 к собирательной трубе 20 второй части перегревателя, т.-е. к дополнительному перегревателю. Трубки 21 этого перегревателя помещены в особой камере, которая поедставляет второй дымоход. Достаточно перегретый пар собирается в коробке горячего пара 22 и течет трубопроту потребления. За одом с дополнительным перегревателем лежит, как было упомянуто, подогреватель В, состоящий из нижнего барабана 24 и верхнего барабана 25, которые соединены между собой трубками

26. Пучок этих труб разделен промежуточной стенкой 27, которая снабжена вверху проходом для отопительных газов. Вверху стены, между вторым и третьим дымоходами, вделана заслонка 28. Внизу второго дымохода имеются поворотные заслонки 29, между тем как соединительный канал 30, между нижними, частями второго и третьего дымоходов, закрывается шибером 31.

Когда закрыта заслонка 28 и поворотные заслонки 29 и открыт шибер 31, горячие газы могут, пройдя через первый дымоход, пройти через второй дымоход с находящимся в нем дополнительным перегревателем; потом они направляются вверх по третьему дымоходу подогревателя В и вниз четвертым дымоходом подогревателявЂ” к борову 32, т.-е. направляются путями, показанными стрелками.

При этом, регулировка перегрева достигается большим или меньшим

1 открытием заслонки 28, так что часть отопительных газов, вместо

1 того, чтобы направиться к дополнительному перегревателю, проходит непосредственно через верхнее отверстие между вторым и третьим дымоходами в отделение подогревателя В, находящегося в четвертом дымоходе, а отсюда вЂ” к борову 32.

Если, при открытой заслонке 28, закрыты поворотные заслонки 29 и шибер 31, то тогда будет выключен дополнительный перегреватель, так как газы, выходящие из первого дымохода, непосредственно переходят в подогреватель и выходят в боров. Соответствующей установкой заслонок 28 и 31 и поворотными заслонками 29 является возможность большого использования тепла отопительных газов и возможность регулировки в больших границах температур пара и воды.

Установкой поворотных заслонок 29 под дополнительным перегревателем в спускающемся дымоходе и открытием и закрытием заслонок

28 и 31 достигается выключение подогревателя Н, так что, в этом случае, газы, омывая поверхность нагрева перегревателя, непосред-, ственно направляются к борову.

При этом, поверхность нагрева предварительного перегревателя 17 находится сравнительно близкок топке,, так что и при слабой нагрузке котла может быть достигнут достаточно высокий перегрев. В предварительном перегревателе перегревается пар приблизительно до

300 или 350 С, между тем как дополнительным перегревом в трубках 21 температура пара доводится при-, близительно до 450 и 475 С. Упо-, мянутым устройством шибера в верхней части стены, между вторым, и третьим дымоходами должна быть достигнута хорошая регулировка температуры перегрева и большая скорость отопительных газов, омы- вающих поверхность нагрева перегревателя.

На фиг. 3 показаны только камеры и трубки варианта осуществле- . ния. В этом случае, мокрый пар, проходящий трубопроводом 15a, i направляется предварительно в со- биратель 20а мокрого пара лежащей части перегревателя с трубками 21а, которая находится в осо- бой камере и сквозь которую про- ходят отопительные газы. От второго собирателя 22а горячего пара течет пар трубопроводом 19а к первому собирателю 16а другой части перегревателя, трубки 17и которого находятся опять между трубами 10 водяного пучка в первом дымоходе.

Перегретый пар направляется от второго собирателя 18а этой части перегревателя трубопроводом 23а к месту своего на зн а чения. Здесь, при малой поверхности нагрева

1 перегревателя, может быть достиг- нут высокий перегрев, так как до- полнительный перегрев получается в первом дымоходе, где отопительные газы имеют сравнительно еще очень высокую температуру. Уменьшение поверхности нагрева перегревателя изображено на фиг. 3 тем, что число витков 21а змеевика (части перегревателя, находящейся в особой камере), значительно меньше числа витков в фиг. 1.

Фиг. 4 изображает осуществление изобретения в применении к водотрубному котлу с наклонными трубами. Здесь трубки 17b предварительного перегревателя лежат между наклонными трубами водотрубного котла в том же направлении, между тем как трубки 21b дополнительного перегревателя расположены в отделенной стенкой 33 камере, сквозь которую проходят отопительные газы по на правлению стрелок. Регулировка перегрева производится также изменением количества проходящих через эту отдельную камеру отопительных газов, а, именно, прикрыванием поворотной заслонки 34 у входа в нее.

Отгороженная часть отопительных газов направляется тогда под перегородкой 33 к второму дымоходу.

Водотрубный котел состоит из водяных труб 10а, передней камеры 35 и задней камеры 36, - Передняя камера 35 соединена с барабаном 37, а передняя камера 36вЂ” с барабаном 38. Сверх барабана 37 находится парособиратель 39, от которого трубопровод 40 (мокрого пара) идет к собирательной камере

16 b (мокрого пара) предварительного перегревателя. Здесь 18bвЂ” вторая собирательная коробка предварительного перегревателя; 19bвЂ” соединительный трубопровод между собирательной коробкой 186 и дополнительным собирателем 20b;

22b вЂ втор собиратель дополнительного перегревателя, от которого отводится пар к месту потребления трубопроводом 23b.

Фиг. 5 изображает камеру 35, состоящую из волнообразных частей, между которыми легко помещаются трубки 17b перегревателя.

Расположение этих перегревательных трубок 17b между водяными трубами 10а котла изображено на левой стороне фиг. 5.

Предмет патента.

1. Котельное устройство, состоящее из водотрубного котла и пароперегревателя, характеризующееся тем, что перегреватель составлей из двух последовательно включенных групп перегревательных змеевиков; из коих первая, невыключающаяся группа змеевиков 17 (фиг. 1) или 17b (фиг, 4) расположена между трубками 10 (фиг. 1, 2) или 10а (фиг. 4, 5) котла, а вторая группа 21 (фиг. 1) или 21Е (фиг. 4), с целью регулировки степени перегрева, расположена в особом дымоходе с заслонками 28 и 31 (фиг. 1) или 34 (фиг. 4), дающими возможность пустить в обход перегревателя все продукты горения или часть их.

2. Видоизменение охарактеризованного в и. 1 устройства, отличающееся тем, что пар из котла первоначально направляется в змеевики 21а (фиг. 3), помещенные в особом дымоходе, а затем во вторую группу змеевиков 17а, расположенную между трубками котла.

3. При устройстве, охарактеризованном в п, 1, применение подогревателя, расположенного в дымоходе, лежащем за дымоходом, включающим вторую группу змеевиков.

К патенту ин-иой фирмы „0-во Перегретого

Пара Шмидта с огр. отв." № 6453 с с с о с Яф о сЕй о

:1 Л

-8О еапс

ОпОпО

-8- о о о о Хвпо-нвтоерафва оКрвснпв Печатввкэ, Аенвнград, Междувнровнтай, 7Ь.

Котельное устройство, состоящее из водотрубного котла и пароперегревателя

www.findpatent.ru

Каталог товаров:

Водотрубный котел: устройство, принцип работы в промышленной энергетике. Устройство водотрубного котла

устройство, принцип работы в промышленной энергетике

Устройство агрегата

Вспомогательные элементы конструкции

Принцип действия

Отличия от жаротрубного котла

Отличия от газотрубного оборудования

Разновидности водотрубного котла

Судовой водотрубный котел

Техническое обслуживание оборудования

Плюсы конструкции

Минусы конструкции

Заключение

устройство, принцип работы в промышленной энергетике

Устройство агрегата

Вспомогательные элементы конструкции

Видео по теме

Принцип действия

Отличия от жаротрубного котла

Отличия от газотрубного оборудования

Разновидности водотрубного котла

Судовой водотрубный котел

Техническое обслуживание оборудования

Плюсы конструкции

Минусы конструкции

Заключение

Как выбрать барабанный котел: разновидности и принцип работы

Технические характеристики

Устройство котла

Виды барабанных котлов

Батарейные котлы

Водотрубные котлы

Принцип работы

Особенности ремонта

Сфера применения

Конструкция судового вертикально-водотрубного котла

Водотрубный котел. Большая энциклопедия техники

Общее устройство котлов

Похожие статьи:

Котельное устройство, состоящее из водотрубного котла и пароперегревателя

Смотрите также