Паровой котел Описание паровых котлов типов ДКВР и Е (ДЕ) Вихревые горелки Автоматизированная система управления технологическими процессами Газотурбинная теплоэлектростанция Метрологическое обеспечение.

В режимную карту входят: " давление и температура острого и промежуточного пара, питательной воды; " температура уходящих газов; " количество и сочетание работающих мельниц, горелочных устройств, дутьевых вентиляторов и дымососов; " состав продуктов сгорания (О2 или СО2); " показатели надежности и экономичности работы поверхностей или элементов котла;

Паровой котел – общее устройство

Паровой котел ТЭС служит для преобразования химически связанной тепловой энергии сжигаемого топлива в потенциальную энергию перегретого пара высокого давления и температуры на основе использования законов теплопередачи от высокотемпературных продуктов сгорания топлива к рабочей среде (воде, пару), протекающей внутри поверхностей нагрева.

Простейшим котлом, производящим насыщенный пар низкого давления, являлся цилиндрический котел (рис. 1.2 а), имевший топку с колосниковой решеткой, на которой сжигался сортированный кусковой уголь, (слоевое сжигание топлива), а воздух для горения поступал снизу через решетку. Поверхностью нагрева являлась нижняя часть горизонтального цилиндра (барабана) диаметром 1,2–1,6 м, и заполненного на 3/4 объема водой, которую омывали горячие газы после сжигания угля. Котел имел самую простую конструкцию, но при этом выдавал относительно небольшое количество насыщенного пара и имел низкий КПД из-за высокой температуры газов, уходящих из котла (200–300 °С).

Развитием рассмотренного типа котла стала серия водотрубных котлов, характеризующихся развитой тепловоспринимающей поверхностью, выполненной в виде большого количества труб малого диаметра (80–60 мм), находящихся непосредственно в потоке горячих газов (рис. 1.2. б,в). В результате значительно возросли паропроизводительность котла и давление насыщенного пара, большая доля тепла газов использовалась полезно на нагрев и испарение воды.

Рис. 1.2. Развитие типов водотрубных барабанных котлов а) цилиндрический; б) камерный горизонтально-водотрубный; в) двухбарабанный вертикально-водотрубный; г) однобарабанный факельный вертикально-водотрубный

На рисунке обозначено: 1 – топка; 2 – барабан-сепаратор; 3 – нижний барабан; 4 – выход пара; 5 – раздающая водяная камера; 5' – коллектор; 6 – грубы котельных пучков; 6' – трубы настенных экранов; 7 – экономайзер; 8 – пароперегреватель; 8' – настенный ленточный пароперегреватель; 9 – воздухоподогреватель; 10 – колосниковая решетка; 11 – горелка; 12 – вход воды в котел.

В конструкции (рис. 1.2 в) в опускном газоходе после выхода из теплообменной трубной поверхности впервые установлена трубная змеевиковая поверхность для подогрева поступающей в барабан воды – экономайзер. В нем уходящие газы дополнительно отдают тепло воде, имеющей достаточно низкую температуру, и удаляются из котла при температуре 150–180 °С, что привело к повышению КПД котла.

Современным типом котла являются вертикально-водотрубные котлы с факельным сжиганием топлива (рис. 1.2 г), в которых горение топлива осуществляется во взвешенном состоянии в большом свободном объеме гоночной камеры, все стены которой закрыты вертикальными трубами. Эти трубы (топочные экраны) интенсивно обогреваются, в них нагревается и частично испаряется вода при высоком давлении. Насыщенный пар из барабана поступает в змеевиковую поверхность пароперегревателя.

Подача топлива и воздуха для сжигания производится через горелки – устройства, обеспечивающие необходимое смешение топлива и воздуха в топочном объеме по выходе из горелки. При этом уголь для его сжигания в объеме топки предварительно измельчается до состояния мелкой взвешенной в воздухе пыли. Для улучшения сжигания топлива воздух подогревается в опускном газоходе котла в трубчатой поверхности воздухоподогревателя, что приводит к дополнительному снижению температуры газов на выходе из котла и повышению степени сгорания топлива.

Таким образом, получение перегретого пара из воды при докритическом давлении (ДКД) характеризуется последовательным протеканием следующих процессов: подогревом питательной воды до температуры насыщения или близкой к ней температуры, парообразованием и отделением насыщенного пара в барабане и, наконец, перегревом полученного пара до заданной температуры. Эти процессы имеют четкие границы раздела и осуществляются в трех типах теплообменников, называемых поверхностями нагрева: экономайзерной, испарительной (парообразующей) и пароперегревагельной.

Дальнейшим развитием типов паровых котлов явилось создание так называемых прямоточных котлов. Такой котел не имеет барабана, в нем вода, а затем пароводяная смесь и пар (называемые вместе рабочей средой) последовательно проходят все поверхности нагрева котла. Здесь нет четкой границы между экономайзерной, испарительной и перегревательной поверхностями и при переменных нагрузках происходит перераспределение их размеров.

В целях непрерывного отвода тепла и обеспечения нормального температурного режима металла поверхностей нагрева рабочая среда внутри труб – вода в экономайзере, пароводяная смесь в парообразующих трубах и перегретый пар в пароперегревателе – движется непрерывно.

По конструкции типовой паровой котел чаще всего имеет П-образный профиль, в котором выделяются следующие три основных элемента (газохода):

топочная камера (топка), в которой во взвешенном состоянии сжигается органическое топливо и создается наиболее высокая температура продуктов сгорания. Тепловоспринимающие поверхности в виде труб (топочные экраны) расположены на ограждающих камеру стенах из огнеупорных материалов и получают теплоту из газового объема за счет радиации (радиационный теплообмен);

горизонтальный газоход, где движение газов от подъемного изменяется на горизонтальное. В объеме этого газохода располагаются поверхности пароперегревателя, в которых имеет место вначале (на выходе из топки) радиационно-конвективный, а затем, в основном, конвективный теплообмен между газовыми продуктами сгорания (газами) и рабочей средой внутри труб;

конвективная шахта, где газы имеют опускное движение, а объем шахты заполнен плотными пакетами поверхностей промежуточного пароперегревателя и экономайзера. Здесь развит конвективный теплообмен.

В нижней части конвективной шахты часто располагают поверхность воздухоподогревателя. Эта поверхность обеспечивает более глубокое охлаждение газов перед их удалением в окружающую среду и нагрев воздуха, необходимый для интенсивного горения топлива и его полного сжигания за короткое время пребывания газов в топке. В котлах большой мощности воздухоподогреватель выносят за пределы опускной конвективной шахты и выполняют другой (более компактной) конструкции в виде вращающегося на оси плоского цилиндра с внутренней теплообменной поверхностью в форме тонких пластин (регенеративный вращающийся воздухоподогреватель).

Тепловосприятие рабочей среды в поверхностях нагрева, расположенных в указанных газоходах котла, распределяется следующим образом: в экранах топочной камеры – 45–50 %, горизонтальном газоходе – около 20 %, в конвективной шахте – 30–35 %, в том числе воздуха в воздухоподогревателе – около 10 % общего полезного тепловосприятия от газового потока. Как видно, наибольшее количество теплоты рабочая среда получает в поверхностях топочного экрана.

Котельное оборудование Классификация и типы котлов Паровые и водогрейные котлы Котельная установка на органическом топливе представляет собой агрегат, преобразующий химическую энергию топлива в тепловую, которая поступает к потребителю в виде пара или горячей воды. В первом случае имеем дело с паровым котлом, во втором – с водогрейным.

Классификация паровых котлов По способу организации движения рабочей среды в поверхностях топочных экранов все конструкции паровых котлов разделяются на три типа: прямоточные, барабанные с естественной циркуляцией (рис. 1.3 а) и принудительной циркуляцией (рис. 1.3 б). Движение воды в поверхности экономайзера и пара в пароперегревателе во всех паровых котлах однократное (прямоточное) и происходит за счет избыточного давления, создаваемого питательным насосом перед входом воды в паровой котел.

Котельная установка Паровой котел вместе с совокупностью оборудования, обеспечивающего его работу, называется котельной установкой. В состав котельной установки, кроме парового котла, входит оборудование топливоприготовления, тягодутьевая установка и устройства золоулавливания газовоздушного тракта котла, питательные насосы и регулирующие устройства питательного тракта, электродвигатели и системы управления и защиты парового котла.

Блок конвективного пучка котла ДКВР-20 включает верхний и нижний барабаны одинакового размера и пучок кипятильных труб пролетного типа с коридорами по краям как у котлов паропроизводительностью 2,5; 4; 6,5; 10 т/ч. У второй части конвективного пучка коридоры отсутствуют. Обе части имеют коридорное расположение труб с теми же шагами, что и у всех остальных котлов типа ДКВР.

Кроме того, в режимной карте отражены: " периодичность включения средств очистки поверхностей нагрева и особые условия работы оборудования котла (например, степень открытия регулирующих воздушных и газовых шиберов, открытие шиберов первичного и вторичного воздуха горелок); " периодичность удаления шлака; " условия работы линий рециркуляции газов и рабочей среды.
Перевод слова Crane bird Wikipedia.
Малая теплоэнергетика