teplotekhnika (852911), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Поэтому поверхность этих труб учитывают при расчете теплообмена в топке как лучевоспринимающую, и при расчете конвективныхповерхностей нагрева как конвективную.Все поверхности нагрева утилизационных котлов рассчитывают какконвективные.Одновременно с процессами сгорания и теплопередачи протекаютпроцессы генерации пара в парообразующих элементах, перегрева пара впароперегревателе и нагрева воды и воздуха в экономайзере и воздухоподогревателе, т.е.
те процессы, которые формируют полезный эффекткотла - требуемое количество пара с заданными параметрами.В результате того, что экранные трубы и трубы притопочного и конвективного пучков находятся в зоне высоких температур и воспринима327ют значительное количество тепловой энергии, в них происходит процесспарообразования 3 (см. рис.
15.3). Образовавшиеся пузырьки пара вместе сводой поднимаются вверх. Такие трубы называются подъемньиии. Необогреваемые трубы, расположенные за сплошным топочным экранным рядомтруб, называются опускными вследствие того, что они заполнены водой,движущейся вниз, поскольку она имеет большую плотность, чем плотностьобразующейся в подъемных трубах пароводяной смеси.При выходе из подъемных труб паровые пузырьки проходят через слойводы и зеркало испарения в пароводяном коллекторе и попадают в пароводяное пространство.
Неиспарившаяся вода смешивается с питательной водой и снова участвует в процессе циркуляции. От пара при прохождениичерез внугриколлекторные сепарируюшие устройства отделяются капельки влаги, и он поступает в пароперегреватель и к судовым потребителямнасыщенного пара со степенью сухости х = 0,98 + 0,995.Использование хвостовых поверхностей нагрева (экономайзеров игазовых воздухоподогревателей) позволяет значительно повысить экономичность работы котла за счет увеличения его КПД в результатеуменьшения потерь теплоты с уходящими газами.Пароперегреватель, воздухоподогреватель и водяной экономайзерназываются дополнительными поверхностями нагрева, в отличие от основной парообразуюшей поверхности нагрева котла (воздухоподогреватель и экономайзер называют хвостовыми поверхностями).
Дополнительные поверхности нагрева не являются неотъемлемыми элементамикотла - часть из них или все они могут отсутствовать. Все перечисленныеэлементы, будучи конструктивно объединенными в один агрегат, представляют в своей совокупности котел или котельный агрегат.Различие в компоновке и конструктивном оформлении поверхностинагрева собственно котла и его составных элементов привело к появлению различных типов котельных агрегатов.Классификация, технико-экономические характеристики и конструкциикотлов. Котлы, применяемые на водном транспорте, делятся на стационарные, устанавливаемые на береговых предприятиях, и судовые.
Для стационарных котлов основными требованиями являются высокая экономичность и надежность работы. Основными требованиями, предъявляемыми к судовым котлам, являются надежность работы при резко меняющихся режимах, достаточно высокая экономичность, небольшое времяввода в действие и небольшие масса и размеры.По назначению судовые котлы подразделяются на главные и вспомогательные. Главные котлы обеспечивают паром главные паровые турбины или машины. Вспомогательные котлы служат для теплоснабжения иобеспечения обшесудовых нужд горячей водой и паром.В зависимости от источника теплоты котлы делятся на автономные,утилизационные и комбинированные. Автономные котлы используют теп328лоту сгорания топлива, сжигаемого в топке; утилизационные котлы(котлы-утилизаторы) используют (утилизируют) теплоту отходящих газов. На судах утилизационные котлы потребляют тепловую энергию отработавших газов главных двигателей.
Комбинированные судовые котлы могут попеременно или одновременно работать как утилизационныеи как автономные, т.е. могут использовать теплоту отработавших газов итеплоту сгорания топлива. Например, в ходу они работают как утилизационные или комбинированные, на стоянке - как автономные.По способу организации движения в них воды и газов котлы бываютводотрубные, газотрубные (огнетрубные) и газоводотрубные. В водотрубных котлах по трубам движется вода, а снаружи они омываются газами.В газотрубных, наоборот, газы движутся внутри труб, а вода омывает их свнешней стороны.
В газоводотрубных котлах часть поверхности нагреваработает как водотрубная, а другая _ как газотрубная.Угол наклона парообразуюших труб к горизонтали имеет значения отнуля до 90°. В так называемых секционных паровых котлах с прямымитрубами угол наклона составляет 15 + 25° (горизонтальные котлы). В паровых котлах, условно называемых вертикальными, применяют изогнутые трубы с углом наклона 10 + 90°. На основных участках трубы, гдепроисходит парообразование, этот угол, как правило, больше 45°.В зависимости от фазового состояния поступающего из котла теплоносителя (рабочего тела) котлы делятся на паровые и водогрейные.По характеру движущих сил, определяющих движение воды и пароводяной смеси, котлы бывают с естественной и принудительной циркуляциями.Естественная циркуляция, т.е.
движение воды по замкнутому контуру, происходит вследствие разности плотносгей воды и пароводяной смеси и соот-ветсгвуюшей компоновки поверхности нагрева. Принудительный ток водыв котле создается специальным насосом. Различают прямоточные котлы, вкоторых принудительный (искусственный) ток теплоносителя создается питательным насосом, и котлы с многократной принудительной (искусственной) циркуляцией, создаваемой отдельным циркуляционным насосом. Пря-моточные котлы состоят из системы труб, в которых поступающая в котелвода сначала нагревается до температуры кипения, затем по мере движенияиспаряется; образовавшийся пар перегревается, и сдрУГОго конца труб выхо-дит пар требующихся параметров.
В котлах с многократной принудительнойциркуляцией вода до полного превращения ее в пар неоднократно проходитпо циркуляционному контуру (рис. 15.4).По способу подачи воздуха различают котлы с вентиляторным дутьем (обычные), в которых воздух в топку подается вентилятором. Приэтом в топке создается давление, примерно равное атмосферному. В котлах с компрессорным дутьем (с наддувом) давление в топке значительнопревышает атмосферное и создается газотурбокомпрессором, использующим энергию продуктов сгорания.329'аПар к потребителюбвПар к потребителюПар к потребителю5783Питательная водаПитательная вода1Питательная водаРис.
15.4. Схемы движения воды, пароводяной смеси и пара в котельномагрегате:а - котел с естественной циркуляцией; 6- котел с многократной принудительной цир-куляцией; в - прямоточный котел; І- питательный насос; 2- водяной коллектор; 3 обогреваемые подъемные трубы; 4 - пароводяной коллектор; 5 - пароперегреватель;6- опускные трубы; 7- водяной экономайзер; 8- испарительные поверхности нагрева; 9- циркуляционный насосПо типу топлива котлы бывают работающие на твердом, жидком и газообразном топливах.
В судовых установках котлы работают на жидкомтопливе. На некоторых газовозах в топках сжигается газ испаряюшегосягруза. В стационарных котлах применяются все указанные виды топлив.Кроме того, некоторые стационарные котлы могут работать как на газообразном, так и на жидком топливах (газомазутные котлы типа ГМ).По величине давления пара котлы бывают низкого (р < 1,5 М Па), нор-мального (р = 1,5 + 3 МПа), повышенного (р = 3 + 5 МПа) и высокого(р > 5 МПа) давления.
Приведенная классификация по давлению относится к котлам, применяюшимся на водном транспорте. Эта классификация условная и может претерпевать изменения.К основным характеристикам котла относятся паропроизводительность 1) - количество пара, вырабатываемое котлом в единицу времени,кг/с; теплопроизводительность или тепловая мощность котла О, Вт; рабо-чее давление р - избыточное давление в пароводяном коллекторе (сепараторе) , МПа; температура перегретого пара на выходе из пароперегревателя Іпл, °С; температура нагретой воды (для водогрейных котлов) температура воды на выходе из котла, (в, °С; температура питательнойводы на входе в экономайзер или пароводяной коллектор (сепаратор)ІМ, °С; расход топлива В, кг/с; коэффициент полезного действия (КПД)пк, представляющий собой отношение полезно используемой теплоты ктеплоте, которая вводится в котел с теплоотдаюшим теплоносителем и330являющийся важнейшей экономической характеристикой котла, изме-ряется в долях единицы или процентах; площадь поверхности нагрева это площадь поверхности, омываемая с одной стороны газами, а с другой водой, паром или воздухом, Н, м2; масса котла без воды (сухая масса) Мс ис водой МС + МВ, кг.К удельным характеристикам котлов относятся следующие: удельнаяпаропроизводительность или удельный паросъем ип = В/Н, кг/(м2~с);удельная теплопроизводительность (для водогрейных котлов) ив = О/Н,Вт/м2; относительная масса тС = МС/В кг/(кг-с); относительное водосодержание а = Мв/В кг/(кгс) отношение массы воды в котле к паропроизводительности, характеризует теплоаккумуляционные своиства и маневренность котла; испарительность топлива и = В/В.Рассмотрим компоновочные схемы некоторых стационарных и судовых котлов.Стационарные котлы устанавливаются в отопительно-производственных котельных промышленных предприятий и портов.Вертикальные водотрубные котлы ДКВР (рис.
15.5) выпускались паропроизводительностью 2,5; 4,0; 6,5; 10,0; 20,0 т/ч и давлением 1,28; 2,26;3,83 МПа; рассчитаны на печорский каменный и челябинский бурый угли. Котлы паропроизводительностью 2,5 т/ч выпускались без пароперегревателя, остальные - с пароперегревателем и без него. Котлы ДКВР -двухбарабанные вертикальные, водотрубные с естественной циркуляциейи экранированной топочной камерой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
