kotel (Система автоматизации на котлоагрегатах), страница 2

По мере движения в трубах топочных экранов вода превращается в пар. Поверхно­сти нагрева, в которых образуется пар, явля­ются испарительными, парообразующими. В прямоточном котле испарительная поверх­ность нагрева располагается в нижней части топки и потому называется нижней радиаци­онной частью (НРЧ). При СКД в ней разме­щается радиационный экономайзер. Вода, по­ступающая в паровой котел, называется пи­тательной водой.

Питательная вода содержит примеси. В процессе парообразования увеличивается содержание пара, вода при этом упаривается, а концентрация примесей возрастает. При достижении определенных концентраций в конце зоны парообразования на внутренней поверхности труб образуются отложения в ви­де накипи. Теплопроводность отложений в де­сятки раз меньше теплопроводности металла, из которого выполнены поверхности нагрева. Это ухудшает теплопередачу к рабочей среде и при интенсивном обогреве в топочной каме­ре приводит к перегреву металла труб, сни­жению прочности и разрыву под действием внутреннего давления рабочей среды.

Поверхность нагрева, в которой завер­шается парообразование и осуществляется переход к перегреву пара, называют переход­ной зоной. В этой зоне преимущественно и об­разуются отложения. Для облегчения работы металла в ранних конструкциях прямо­точных котлов переходную зону выносили из топоч­ной камеры в конвективный газо­ход, где ин­тенсивность обогрева примерно на порядок меньше - вынесенная переход­ная зона. В на­стоящее время прямоточные котлы питаются практически чистой водой и накипь не образуется, поэтому в современных котлах вынесенной переходной зоны не делают и ра­бочая среда из НРЧ поступает непосредствен­но в вышерасположенные то­почные экраны, в которых пар уже перегревается - радиаци­онный пароперегреватель. Он может состоять либо из двух поверхностей нагрева: средней радиационной части (СРЧ) и верхней радиа­ционной части (ВРЧ), включенных между со­бой по пару после­довательно, либо только ВРЧ, включенной непосредственно за НРЧ. Из ВРЧ частично перегретый пар поступает в последнюю по ходу пара поверхность на­грева, располо­женную в конвективном газохо­де — конвективный пароперегреватель, в кото­ром он доводится до необходимой температу­ры. Из конвективного пароперегревателя пере­гретый пар заданных параметров (давления и температуры) направляется в турбину. Как и любая конвективная поверхность нагрева, конвективный пароперегреватель представляет собой систему большого числа параллельно включенных между собой трубчатых змееви­ков из стальных труб, объединенных на входе и выходе коллекто­рами.

Температура продуктов сгорания за конвективным пароперегревателем достаточно вы­сока (800—900°С). Частично отработавший в турбине пар снова направляют в паровой котел для вторичного (промежуточного) пере­грева до температуры, обычно равной темпе­ратуре пара, выдаваемого основным паропе­регревателем. Этот пароперегреватель получил название промежуточного.

На выходе из промежуточного паропере­гревателя продукты сгорания имеют еще вы­сокую температуру (500—600°С) и поэтому содержащуюся в них теплоту утилизируют в конвективном экономайзере. В него посту­пает питательная вода, которая подогревается до температуры, меньшей температуры насы­щения. При этой температуре вода поступает в НРЧ. За экономайзером температура про­дуктов сгорания составляет 300—450°C и бо­лее. Дальнейшая утилизация теплоты осу­ществляется в следующей конвективной по­верхности нагрева для подогрева воздуха – воздухоподогревателе. Воздухоподогреватель часто представляет собой систему вертикаль­ных труб, через которые проходят продукты сгорания, а между трубами—нагреваемый воздух. Температура воздуха на входе в воз­духоподогреватель (холодный воздух) 30— 60°C, на выходе (горячий воздух) 250—420°С в зависимости от топлива и способа его сжи­гания.

При сжигании твердого топлива в пыле видном состоянии горячий воздух делят на два потока. Первичный воздух служит для подсушки топлива при размоле и транспорта готовой топливной пыли через горелки в топочную камеру. Температура топливно-воздушной смеси 70—130°С. Вторичный воздух поступает через горелки в топку непосредст­венно (минуя мельничную систему) при температуре за воздухоподогревателем.

После воздухоподогревателя продукты сго­рания имеют уже достаточно низкую темпера­туру (110—160°С). Дальнейшая утилизация теплоты этих продуктов сгорания экономиче­ски нецелесообразна, и их выбрасывают дымо­сосом через дымовую трубу в атмосферу. Они получили название уходящих газов,

В результате сжигания топлива остается зола, которая в основной массе уносится про­дуктами сгорания. Ее улавливают в золоуло­вителе, размещаемом перед дымососом. Этим предотвращается абразивный износ дымососов и загрязнение атмосферы золой. Уловленная зола удаляется устройствами золоудаления. Часть золы выпадает в нижнюю часть топки и также непрерывно удаляется через систему золошлакоудаления.

Технологическая схема производства пара с барабанными котлами отличается лишь кон­струкцией и работой самих паровых котлов. В этом случае образующаяся в то­почных экранах пароводяная смесь поступает в барабан. Выделившийся в барабане прак­тически сухой пар поступает в пароперегрева­тель, а затем в турбину.

Из рассмотрения технологической схемы производства пара на рис.1 следует, что в состав котельной установки входят:

• топливный тракт — комплекс элементов, в котором осуществляется подача, дробление и размол твердого топлива, его транспорти­ровка и подача в топочную камеру для сжи­гания. Топливный тракт включает дробильное оборудование, транспортеры, бункер дроблено­го топлива, углеразмольную мельницу и со­единяющие ее с топочной камерой пылепроводы. До бункеров дробленки топливо пере­мещается конвейерами; сопротивление по топ­ливному тракту, начиная с мельницы, преодо­левается напором, создаваемым вентилятором;

• водопаровой тракт, представляющий собой систему последовательно включенных элемен­тов оборудования, в которых движется пита­тельная вода, пароводяная смесь и перегре­тый пар. Водопаровой тракт включает следую­щие элементы оборудования: экономайзер, топочные экраны и пароперегреватели;

• воздушный тракт, представляющий собой комплекс оборудования для приемки атмосферного (холодного) воздуха, его подогрева, транспортировки и подачи в топочную камеру. Воздушный тракт включает короб холодного воздуха, воздухоподогреватель (воздушная сторона), короб горячего воздуха и горелочные устройства;

• газовый тракт—комплекс элементов обо­рудования, по которому осуществляется дви­жение продуктов сгорания до выхода в атмо­сферу; он начинается в топочной камере, про­ходит через пароперегреватели, экономайзер, воздухоподогреватель (газовая сторона), зо­лоуловитель и заканчивается дымовой трубой.

Воздушный и газовый тракты соединяются между собой последовательно. Так образуется газовоздушный тракт. Переход от одного к другому осуществляется в объеме топочной камеры. Здесь воздух транспортируют дутьевыми вентиляторами и соответствующий воздушный тракт на участке вентилятор — топка находится под давлением выше атмо­сферного. Продукты сгорания транспортируют дымососами, расположенными после котла, в связи, с чем топка и все газоходы находятся под разрежением. Такую схему тяги и дутья называют уравновешенной, или сбалансиро­ванной.

Транспорт воздуха до топки и продуктов сгорания до выхода в атмосферу можно также обеспечить только дутьевыми вентиляторами - без дымососов. Топка и газоходы в этом случае будут находиться под некоторым избыточным давлением – наддувом.

1.1.2 Технологическая инструкция по эксплуатации паровых котлов

Параметры котлов. Типы и параметры энергетических парогенераторов (котлов) стандартизированы (ГОСТ 3619-76). В соответствии с ГОСТ котлы, изготовляемые ТКЗ, имеют давление, производительность и другие характеристики, равные одному из указанных в таблице 1 комплектов значений.

Таблица 1.1 Основные параметры энергетических котлов, изготовляемых ТКЗ (по ГОСТ 3619-76)

Давление, температура и количество пара, возвращаемого из турбины в котел для промежуточного перегрева, зависят от тепловых особенностей турбины и не нормируются.

Из таблицы 1.1 видно, что в наиболее крупных котлах, оборудованных промежуточным паронагревателем, температура пара меньше, чем в агрегатах производительностью от 420 до 500 т/ч без промежуточного перегрева пара. Частично это объясняется тем, что в крупных котлах при большой ширине газоходов труднее избежать неравномерного обогрева дымовыми газами отдельных труб. Кроме того, при наличии в котле как первичного, так и промежуточного паронагревателей их выходные участки, в которых температура пара имеет наибольшее значение, приходится размещать в зоне более высоких температур дымовых газов, чем в котлах без промежуточного паронагревателя. Поэтому котлы с промежуточным перегревом пара работают при более значительном превышении температуры металла труб над температурой проходящего в них пара. При одинаковой и даже при более высокой температуре стенок труб температура пара должна иметь у этих котлов несколько меньшее значение.

Маркировка котлов. Различают полную маркировку по ГОСТ и сокращенную заводскую маркировку котлов. Наиболее широко заводы применяют сокращенную маркировку, состоящую из нескольких букв и цифр. Первой для всех котлов ТКЗ является буква Т («Таганрогский»). Следующие буквы указывают тип котла: буква П означает пылеугольный, М- мазутный, Г- газовый, т.е. рассчитанный на сжигание газообразного топлива. К этим буквам может добавляться буква П- прямоточный или Е- с естественной циркуляцией воды.

1.1.3 Описание технологического оборудования для производства пара

Котлы бывают паровые и водогрейные.

Паровой котел - устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного, используемого вне самого устройства.

Водогрейный котел - устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для нагревания воды, находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Котел- утилизатор - паровой или водогрейный котел, в котором в качестве источника тепла используются горячие газы технологического процесса.

Котел- бойлер - паровой котел, в паровом пространстве которого размещено устройство для нагревания воды, используемой вне самого котла, а также паровой котел, в естественную циркуляцию которого включен отдельно стоящий бойлер.

Стационарный котел – котел, установленный на неподвижном фундаменте.

Передвижной котел – котел, имеющий ходовую часть или установленный на передвижном фундаменте.