Елементи конструкцій котлів, допоміжні системи і пристрої

В котел входять: топка, поверхні нагріву, пароперегрівач, каркас з драбинами площадками для обслуговування, обмурівка, газоходи, арматура і гарнітура.

Топка призначена для спалювання в ній палива і передачі одержаного при цьому тепла теплоносію, що нагрівається, через поверхні нагріву, які покривають топку. (З топки продукти згорання поступають в газоходи котла, де проходить подальший теплообмін між димовим газами і теплоносієм, що нагрівається і проходить через конвективні поверхні нагріву)

Поверхні нагріву - це елементи котла, в яких проходить передача тепла від факела продуктів згорання теплоносію (вода, пара).

Проходи - канали, утворені обмуровкою котла, шамотними або чавунними перегородним і призначені для направлення продуктів згорання палива і розміщення поверхонь нагріву.

Котельний пучок - група труб на конвективної поверхні нагріву, вварених або ввальцованих в загальні колектори або барабани.

(Внутрішня частина парового котла що наповнена парою називається паровим об'ємом).

Пароперегрівач - пристрій (поверхня нагріву) для підвищення температури пари вище температура насичення, одержаної в паровому пристрої при заданому тиску.

До хвостових поверхонь нагріву відносяться економайзер і повітропідігрівач, в яких використовується тепло відходячів димових газів. Економайзер - пристрій для підігріву повітря перед подачею її в барабан парового котла. Повітропідігріва ч - пристрій для підігріву повітря перед передачею його на пальника котла. Каркас - металічна конструкція з колон, балок і зв'язків, що встановлені на фундаменти призначені для з'єднання і під гриліки елементів котла. Обмурівка - зовнішнє захисне огородження котлів.

Топка - це елемент конструкції котла, призначений для спалювання органічного палива, часткового охолодження продуктів згоряння і видалення золи. Топки підрозділяють на шарові і камерні У шарових топках тверде кускове паливо, що спалюється, утворює нерухомий шар, який рухається в поперечному напрямку, та палива, що продувається потоком повітря, потрібного для горіння. У камерних топках спалюється газоподібне, рідке або тверде паливо (останнє у зваженому стані). Розрізняють такі різновиди камерних топок: з кипля­чим шаром, смолоскипову і вихрову. У топках з киплячим шаром спалюється тверде грубозернисте паливо, що псевдозріджується повітрям, подаваним на горіння. Частки палива частково перемішу­ються по об'єму "киплячого шару", але не виносяться з нього газом. У смолоскипових і вихрових топках спалюється газове, рідке або тверде шшоподібне паливо. Рідке паливо при подачі в топку диспергується на дрібні краплі за допомогою форсунок, а тверде пшюподібне паливо подається в топку разом з потоком повітря у зваженому стані. Смолоскипові топки чуттєві до режиму роботи. Досконалішими топковими пристроями є вихрові, в яких шшоподібне паливо переміщається в камері в закрученому потоці.

Перегрівники поділяють на радіаційні і конвективні залежно від переважаючого у них способу передачі теплоти. Радіаційні паро­перегрівники розташовують у топці або газоході в зоні високої температури димових газів, тому основний потік теплоти до них передається за рахунок випромінювання. Конвективні паропере­грівники поміщають у газоходи в зоні низької температури, тому пере­дача теплоти в цьому випадку відбувається переважно шляхом кон­векції. Пароперегрівники виготовляють із труб діаметром 22-54 мм. Залежно від напрямку руху пари і газу вони бувають прямотечійними, протитечійними і зі змішаним рухом потоків (рис.58).

Економайзери с лужать для підігріву живильної води газами, що відходять з топки перед її надходженням у випарну частину котла. їх розташовують у газоході котла за пароперегрівниками (по ходу руху газу) і виготовляють зі сталевих або чавунних труб, зібраних у пакети (рис. 59). Чавунні труби мають звичайно зовнішнє оребрення дня підвищення інтенсивності тепловіддачі від димових газів до стінки труб, що в цьому випадку лімітує загальну швидкість тепловіддачі. Рух води в трубах вертикальний - знизу нагору, при цьому пухирці повітря, що виділяються під час нагрівання води, також переміщаються нагору і не перешкоджають рухові води в трубах.

Розрізняють економайзери киплячого і некиплячого типу. У економайзерах першого типу до 20% води перетворюється в пару. Повітропідігрівники - пристрої для підігріву повітря димовими газами, що ідуть перед подачею його в топку котла. їх будують за схемою рекуперативних або регенеративних теплообмінників. Реку­перативні повітропідігрівники виконують у вигляді трубчастого багатоходового за повітрям теплообмінника (рис. 60).

Димові гази рухаються по вертикальних сталевих трубах діаметром 30-40 мм, а повітря омиває їх ззовні, переміщаючись у поперечному напрямку. У регенеративних повітропідігрівниках робочий простір барабана розділений на ряд секцій вертикальними перегородками, що запобігають змішуванню потоків димових газів і повітря. Під час обертання барабана металева насадка поперемінно знаходиться в зоні дії димових газів і повітря, відповідно нагрівається або охолоджується, передаючи як проміжному теплоносію теплоту від димових газів до повітря.

Обмуровування котла являє собою вогнетривку і теплоізоляційну конструкцію, що служить для зменшення теплових втрат у навколишнє середовище і створення газової щільності. Воно виконується з червоної вогнетривкої цегли, вогнетривких плит або теплоізоляційних матеріалів, скріплених металевими частинами й розміщених у металеве обшивання. Теплова ізоляція вибирається такої товщини, щоб забезпечити неперевищения заданого відсотка тепловтрат у навколишнє середовище q5 і негіеревищення (відповідно до санітарних норм) температури зовнішньої поверхні ізоляції (55°С).

Водопідготовка. Потреба підготовки живильної води перед подачею в котел диктується тим, що в ній містяться небажані домішки: нерозчинні суспензії (пісок, глина, глей), розчинені у воді солі (магнію і кальцію), а також корозійно-активні гази (кисень і вуглекислий газ). Нерозчинні суспензії (механічні домішки) призводять до підвищеного зносу насосів, клапанів, засміченню поверхні нагрівання котла й арматури. Очищення води від механічних домішок здійснюють відстоюванням або фільтруванням. В останньому випадку воду пропускають через шар дрібного гравію, кварцу, мармурової крихти або антрациту.

Солі, відкладаючись на поверхнях нагрівання, утворюють шар накипу, що різко погіршує теплопередачу від газів до води, тому що теплопровідність накипу в 20-30 разів менш ніж теплопровідність металу. Наслідком цього є зниження економічності котла через підвищення температури димових газів і металевих стінок, що призводить до більш швидкого їхнього прогару. Видалення солей з води (пом'якшення води) проводиться різними методами - до надходження води в котел і в самому котлі. Докотлова обробка води з метою видалення накипоутворювачів здійснюється хімічним методом: за рахунок її хімічної сполуки з гашеним вапном, каустичною або кальцинованою содою або пропусканням твердої води через іоно- обмінники, заповнені катіонітовою смолою. У цьому способі, що одержав широке застосування, відбувається обмін іонів кальцію і магнію, що є головними накипоутворювачами, на іони натрію або водню.

Оскільки в процесі пароутворення концентрація солей у воді, що знаходиться усередині котла, збільшується, то для їхнього видалення здійснюється продувка, при якій з барабана котла виводиться частина води з великою концентрацією солей.

Розчинені у воді гази викликають корозію поверхні нагрівання і, крім того, виділяючись під час нагрівання води, накопичуються на поверхні нагрівання і так само, як і солі, істотно погіршують теплопередачу від димових газів до води. Розчинені гази видаляють у деаераторах під час нагрівання води. Унаслідок погіршення розчинності газів відбувається їхня десорбція (перехід з рідкої водної фази в газову).

Пилоприготування виконується в котлових установках, що працюють на твердому паливі й укомплектовані камерними топками (стадії сушіння, розмелу і пневмотранспортування пилу до пальників).

Тягодуттєві пристрої застосовуються в котлових установках для подачі повітря в топку і видалення димових газів. Для цього використовують відцентрові (дутгєві) вентилятори. їх підбирають за витратою повітря, потрібного для горіння палива, і сумарним гідравлічним опором повітряного тракту, що складається з гідрав­лічних опорів повітропроводів, повітропідігрівника і пальникових при­строїв. Очищення димових газів від твердих (зола) і газоподібних (оксиди сірки й азоту) шкідливих речовин - важлива екологічна проблема. У результаті спалювання органічного палива щорічно у світі викидається в атмосферу близько 100 млн т золи і близько 150 млн т двоокису сірки. Для уловлювання золи використовують механічні (сухі і мокрі) золоуловлювачі циклонного типу, що мають ступінь очищення 80-90%, а також електрофільтри, що забезпечують підвищення ступеня очищення до 95-99%. Для зменшення викидів в атмосферу оксидів сірки застосовується попереднє очищення палива від сірки, а для зменшення викидів оксиду азоту - вибір раціональних режимів горіння.

Зола, уловлена з димових газів, і шлак, що випав у топці, видаляються потоком води по каналах - у вигляді пульпи (суспензії твердих часток у воді) за допомогою спеціальних багерних насосів.

Поиск по сайту: