Курсовые по энергетике
БН
Экология
Карта

Малая теплоэнергетика

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. Острое поражение В своем последнем докладе НКДАР ООН впервые за 20 лет опубликовал подробный обзор сведений, относящихся к острому поражению организма человека, которое происходит при больших дозах облучения. Вообще говоря, радиация оказывает подобное действие, лишь начиная с некоторой минимальной, или «пороговой», дозы облучения.

а)

б)

Рис. 1.3. Схема водопарового тракта котла: а) барабанного с естественной

циркуляцией; б) барабанного с принудительной циркуляцией

 На рисунке обозначено: ПН – питательный насос; РПК – регулятор питания котла; ЭК – экономайзер; т.э – топочные экраны; Пе – пароперегреватель; ПП – перегретый пар; ОП – опускные трубы; НПЦ – насос принудительной циркуляции; Б – барабан; Пр – вывод из барабана части воды (продувка).

Паровые котлы с естественной циркуляцией. Отличительной конструктивной особенностью такого котла является наличие барабана, выполняющего роль сепаратора пара из потока пароводяной смеси, поступающей в него из топочных экранов.

Барабан котла вместе с системой необогреваемых опускных труб, выходящих из него, и подъемных (экранных) труб внутри топочной камеры образует замкнутый циркуляционный контур, в котором при горении топлива в топке организуется движение воды (опускные трубы) и пароводяной смеси (подъемные трубы). Движение рабочей среды происходит за счет возникновения естественного напора, определяемого разностью гидростатических давлений массы воды и пароводяной смеси в опускных и подъемных трубах и названного движущим напором естественной циркуляции (см. рис. 1.3):

 Sдв = Нп (ρоп – ρсм)g, (1.1)

где ρоп – соответствующая плотность воды в опускных трубах, кг/м3; ρсм – средняя плотность пароводяной смеси в подъемных трубах, кг/м3; g –ускорение свободного падения, м/с2; Нп – высота паросодержащей части контура, м. В установившемся режиме работы движущий напор тратится на преодоление сопротивлений в опускных и подъемных трубах:

 SДВ = Δроп + Δрпод. (1.2)

При относительно небольшой разности плотностей воды и пароводяной смеси необходимый движущий напор получают увеличением в высоту контура циркуляции.

Конструктивное выполнение парового котла с естественной циркуляцией показано на рис. 1.4. В этом типе котла вода после конвективного экономайзера поступает в барабан и там смешивается с котловой водой, циркулирующей в замкнутом контуре. Опускные трубы выходят из нижней части барабана и подают котловую воду в нижние коллекторы топочных экранов. Далее, поступая в интенсивно обогреваемые трубы, вода частично испаряется, и отделившийся затем в барабане насыщенный пар поступает в поверхности пароперегревателя.

Рис. 1.4. Котельная установка с барабанным паровым котлом

при сжигании твердого топлива

На рисунке обозначено: 1 – барабан; 2 – опускные трубы из барабана; 3 – экранные подъемные трубы; 4 – экономайзер; 5 – пароперегреватель; 6 – воздухоподогреватель; 7 – горелочное устройство; 8 – пароохладитель; 9 – указатель уровня воды; 10 – манометр; 11 – предохранительный клапан; 12 – главная паровая задвижка; 13 – углеразмольная шаровая барабанная мельница; 14 – сепаратор пыли; 15 – пылевой циклон; 16 – транспортер сырого угля; 17 – бункер сырого угля; 18 – питатель сырого угля, 19 – клапан для пропуска угля и пыли; 20 – бункер пыли; 21 – регулятор подачи пыли; 22 – мельничный вентилятор; 23 – короб горячего воздуха; 24 – воздухозаборник; 25 – дутьевой вентилятор; 26 – скруберный золоуловитель; 27 – дымосос; 28 – дымовая труба; 29 – шлакоприемник;
30 – канал шлако- или золоуловителя; 31 – колонны каркаса котла; 32 – непрерывная продувка из барабана; 33 – продувка нижних коллекторов поверхностей нагрева; 34 – трубопровод питательной воды; 35 – питательный регулирующий клапан.

Возникающий в контуре циркуляции движущий напор обеспечивает движение рабочей среды в подъемных трубах с небольшой скоростью (около 1 м/с), при этом за один проход через подъемные трубы происходит частичное испарение воды (от 0,03 до 0,25 кг/кг), поэтому полное испарение исходного 1 кг воды произойдет при многократном прохождении контура. Отношение массового расхода циркулирующей воды Go, кг/с, к количеству образовавшегося пара в единицу времени D, кг/с, называется кратностью циркуляции:

Кц .

В паровых котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции обычно составляет от 10 до 30. Таким образом, расход воды в контуре циркуляции в Кц раз больше паропроизводительности котла.

Общее сопротивление водопарового тракта барабанного котла определяется гидравлическим сопротивлением при движении воды в трубах экономайзера от входного коллектора до поступления воды в барабан котла и аналогичным сопротивлением тракта пароперегревателя от барабана до выхода перегретого пара из котла.

Паровые котлы с принудительной циркуляцией. В парообразующих трубах можно организовать принудительное движение рабочей среды за счет специального насоса, установленного на опускных трубах. Такие агрегаты получили название котлов с принудительной циркуляцией (рис. 1.2 в). Движущийся напор циркуляции в этом случае в несколько раз превышает напор естественной циркуляции. Это позволяет увеличить скорость движения и располагать парообразующие трубы в топке любым образом (наклонно, горизонтально), исходя из размещения котла в ограниченных по высоте помещениях, и создает удобства при конструировании котла. Повышается надежность циркуляции рабочей среды в экранных трубах. Однако значительным оказывается расход электроэнергии на привод насоса принудительной циркуляции, и в этом случае уменьшают значение кратности циркуляции до Кц = 3–5.

Наличие в двух последних типах паровых котлов барабана-сепаратора насыщенного пара позволяет использовать их только при докритическом давлении, обычно не более р = 18 МПа. Отечественная энергетика базируется на применении двух типов паровых котлов: прямоточных и с естественной циркуляцией. В зарубежной практике наравне с прямоточными широко используются котлы с принудительной циркуляцией.

Питательная вода, поступающая в котел с высокой температурой после регенеративного нагрева паром из отборов турбины и термической обработки в деаэраторе с целью удаления агрессивных газов, содержит небольшое остаточное количество взвешенных и растворенных веществ. В прямоточном котле ДКД по мере движения воды в трубах топочных экранов увеличивается паросодержание потока и соответственно повышается концентрация примесей в оставшейся воде, в результате чего начинается выпадение твердой фазы на внутренних стенках труб (накипь из солей жесткости, окислы металлов, прежде всего железа). Малая теплопроводность отложений (в десятки раз меньше теплопроводности стали) ухудшает теплоотдачу от стенки к воде, и при интенсивном обогреве труб возможен их перегрев. Под воздействием внутреннего давления это может привести к разрыву труб.


На главную