Устройство и работа котлоагрегата

В современных энергетических котлоагрегатах твердое топливо сжигают в виде специально приготовленной угольной пыли, находящейся во взвешенном состоянии. Сжигание топлива проводят в камере сгорания. Такой способ называют камерным или факельным.

Котлоагрегат включает топочное устройство (камеру сгорания), котел (испарительную поверхность), пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, арматуру, гарнитуру, обмуровку, газопроводы, вспомогательное оборудование.

К арматуре относятся регулирующие и запорные устройства, предохранительные клапаны, манометры и пр. В гарнитуру входят лазы, люки, заслонки и др.

Вспомогательным оборудованием считают тягодутьевые машины, устройства очистки газов, водоподготовительное оборудование и др.

В энергетических котлоагрегатах образуется перегретый пар, процесс получения которого заключается в следующем. Вода, прошедшая подготовку, нагревается в водяном экономайзере до температуры, близкой к насыщению (кипению); на парообразующих (испарительных) поверхностях нагрева происходит образование пара, перегрев же его осуществляется в пароперегревателе.

Для непрерывного отвода теплоты и поддержания температурного режима поверхностей нагрева организуют постоянное движение рабочей среды. При этом вода в экономайзере и пар в пароперегревателе проходят вдоль поверхности нагрева однократно или многократно. В первом случае котел называют прямоточным, во втором — котлом с многократной циркуляцией (естественной или принудительной).

В прямоточных котлах движение среды обеспечивается напором, развиваемым питательным насосом. Вода, пройдя вдоль поверхности испарения, полностью превращается в пар. В этих котлах нет громоздкого барабана, т. е. отпадает необходимость в сепарации пара от воды. Прямоточные котлы работают при давлении, большем чем критическое у котлов с барабанами.

На рис. 20 показана принципиальная схема устройства прямоточного котла. Питательная вода после нагрева в экономайзере 7 поступает в нижние радиационные поверхности 2 нагрева топочной камеры.

На выходе из этих поверхностей пароводяная смесь содержит 10 — 20% кипящей воды, которая полностью испаряется в переходной зоне 6. Перегрев пара происходит в верхних радиационных поверхностях 3, а затем в конвективном пароперегревателе 4. Газовый и воздушный тракты прямоточного котла аналогичны котлу с естественной циркуляцией.

Устройство и работа котлоагрегата

В котельных установках с естественной циркуляцией непрерывное движение воды в испарительных трубах осуществляется за счет разности плотностей среды в обогреваемых и необогреваемых трубах, объединенных вверху барабаном, а внизу коллектором. При однократном прохождении по контуру циркуляции испаряется только 5 — 20 % воды. По мере испарения происходит непрерывная подача в барабан воды подогретой в водяном экономайзере. Таким образом, в циркуляционном контуре котла количество движущейся воды в несколько раз превышает его паропроизводи- тельность. Отношение количества циркулирующей воды к количеству пара, образовавшемуся в единицу времени, называют кратностью циркуляции. В современных котельных установках она составляет от 5 до 20.

В котлах с принудительной циркуляцией непрерывное движение воды обеспечивается циркуляционным насосом. Кратность циркуляции таких котлов составляет от 3 до 10.

На рис. 21 приведена схема котельной установки с естественной циркуляцией. Работу такой установки легко понять, рассматривая движение топочных газов, воды, пара и воздуха. Топливо вместе с необходимым для его горения воздухом поступает в топочную камеру 1. Продукты его сгорания отдают часть своей теплоты трубным экранам 2, закрывающим топочную камеру. Частично охлажденные газы поступают в поворотную камеру 4, где обычно располагается пароперегреватель 5. Затем они направляются в конвективную шахту 8, где расположены промежуточный пароперегреватель 6, водяной экономайзер 7 и воздухоподогреватель 9. Пройдя последнюю поверхность нагрева, газы охлаждаются до температуры 120 °С, и поступают в золоуловитель 10, а из него в дымосос 11, который обеспечивает движение газов по всему рассматриваемому тракту за счет разрежения 49 — 2450 Па. Из дымососа газы идут в дымососную трубу.

Устройство и работа котлоагрегата

Пароводяной тракт начинается от экономайзера, в который под давлением поступает питательная вода. Из экономайзера она направляется в барабан (в количестве, равном паропроизводи- тельности котла).

Из барабана вода по опускным трубам поступает в коллектор, из которого распределяется по испарительным трубам. Из них пароводяная смесь поступает в барабан, где сепарируется. Отделившаяся вода вновь направляется в опускные трубы, пар идет в пароперегреватель, а затем в паровую турбину.

Из части высокого давления турбины пар подается в промежуточный пароперегреватель и после дополнительного перегрева направляется в часть среднего давления.

Рассмотренные схемы котлов соответствуют П-образной компоновке. Кроме П-образной (основной) имеются Т-образные и Г-образные компоновки. В котле с Т-образной компоновкой топка расположена между двумя вертикальными опускными газоходами, в которых размещены часть пароперегревателя, экономайзер, воздухоподогреватель. В горизонтальной части установки находится пароперегреватель.

Котел с Г-образной компоновкой предназначен для сжигания сланцев и других видов топлива с легкоплавкой золой.

Устройство и работа котлоагрегата

Все элементы котла (поверхность нагрева, барабан, коллекторы и др.) монтируют на каркасе, который представляет собой рамную конструкцию различных форм, опирающуюся на фундамент и закрепленную на балках. Стены котла изнутри покрыты огнеупорным материалом, снаружи — тепловой изоляцией.

Стационарные энергетические котлы (табл. 2), выпускаемые отечественной промышленностью, маркируют следующим образом: Е — паровой котел с естественной циркуляцией без промежуточного перегрева пара; Еп — с промежуточным перегревом пара; Пп — прямоточный паровой котел с промежуточным перегревом пара. За буквенным обозначением следуют цифры, обозначающие паропроизводительность D (т/ч) и давление Р (Па) пара. Например, Пп-610-140 обозначает: прямоточный паровой котел с промежуточным перегревом пара, паропроизводительно- стью 610 т/ч и давлением 14 МПа.

Смотрите также