teplotekhnika (852911), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Применение прямыхтруб, которые легко чистить от накипи, а при необходимости и заменять,делает котлы данного типа удобными в эксплуатации и нетребовательными к качеству питательной воды.На судах речного флота широко применяются водогрейные котлы типа КОАВ. На рис 15.12 показан водогрейный автоматизированный газотрубный котел КОАВ-68, предназначенный для обслуживания судовыхзамкнутых систем водяного отопления и санитарно-бытовых нужд. Теплопроизводительность котла 285 МДж/ч (68 000 ккал/ч). Рабочее давление0,176 МПа.
Наибольшая температура воды на выходе из котла І 15 °С.Корпус котла 7 состоит из двух полуцилиндров, соединенных плоскими боковыми перемычками. С торцов к ним приварены передняя 8 изадняя 4 трубные решетки. В трубных решетках закреплены с помощьюсварки дымогарные трубки 9, 10, 14 и жаровая труба ІІ, футерованная337Рис.15.12. Схема устройства газотрубного водогрейного котла КОАВ-68карборундовыми кольцами 12.
Спереди к фланцу корпуса крепится наболтах передняя неохлаждаемая крышка 13. Задняя крышка 2охлаждается водой, выходяшей из котла; она является дополнительной поверхностью нагрева. Благодаря специальному устройству крепления задняякрышка может открываться без нарушения гидравлической связи с котлом.Вода, возвращаюшаяся от потребителей теплоты, подается в котелциркуляционным насосом через приемный коллектор 6. В котле она нагревается до 105 °С и через перепускную трубу 15 направляется в нижнюю часть задней крышки, где нагревается еще на 10 °С, и при температуре 115 °С поступает к потребителю через патрубок 3.Топливо и воздух подаются в жаровую трубу так, как показано нарис.
15. І 2 стрелкой. Образуюшиеся при сгорании топлива газы по выходе с противоположного конца жаровой трубы попадают в заднюю газовую камеру І, а затем в дымогарные трубки 10, 14, окружающие жаровуютрубу, и движутся к передней части котла. Далее газы попадают в переднюю газовую камеру, образованную передней крышкой и передней трубной решеткой, затем в дымогарные трубки 9, расположенные в верхнейчасти котла, и через патрубок 5 отводятся в дымовую трубу.Таким образом, по принципу действия котел КОАВ-68 является газотрубн ым двухоборотн ым.На рис.
15.13 показана схема угилизационного водотрубного котла спринудительной циркуляцией. Отработавшие газы дизеля попадают вкотел снизу, а затем через патрубок 3 и выпускную трубу они выбрасываются в атмосферу.338Рис.15.13. Схема утилизационного водотрубного котла смногократной принудительнойЦиркуляциейПоверхность нагрева котла состоит из змеевиков, расположенных вкорпусе прямоугольной формы (в плане). Вода из сепаратора 8, с помощью циркуляционного насоса 7 направляется в экономайзерный уча-сток 2 котла І, где подогревается. Затем вода поступает в испарительнуючасть поверхности нагрева котла.
Образовавшаяся пароводяная смесьнаправляется в сепаратор. Насыщенный пар из сепаратора подается впароперегреватель 4, откуда - к потребителям. Вода из сепаратора вновьнаправляется в котел.По трубе 9 насыщенный пар из сепаратора подается на бытовые нужды. Питательная вода подается насосом 6 из теплого ящика 5, куда возвращается конденсат отработавшего пара. Для восполнения потерь конденсата в теплый ящик одновременно подается добавочная вода.Более подробно с конструкциями стационарных и судовых котловможно ознакомиться в специальной литературе.Тепловой (энергетический) баланс котла. Общие принципы составления энергетического баланса изложены в подразд.
6.5.Тепловой баланс работающего котла составляется на основе результатов тепловых испытаний с целью проанализировать эффективность работы котла и определить его КПД. При тепловом расчете проектируемого котла тепловой баланс составляется на І кг твердого (жидкого) топлива или на І м3 газообразного (при 273 К и 0,1013 МПа) при установившемся тепловом режиме работы котла. При этих условиях уравнение теплового баланса, кДж/кг, имеет вид:98:01+02+03+04+05+0«(15.2)339Рис. 1 5. 1 4. Схема для расчетатеплового баланса котлас, с, о, с, с,где 0% - располагаемая (внесенная в топку) теплота; (2І - полезно используемая теплота, расходуемая на подогрев воды до температуры ки пения, парообразование и перегрев пара; 02 - потери теплоты с уходящими газами; 03, 04 - потери теплоты соответственно от химической и механической неполноты сгорания топлива; 05 - потери теплоты от наружного охлаждения; 06 - потери теплоты с физической теплотой шлаков.На рис.
15.14 приведена схема для расчета теплового баланса котлапри наличии газового воздухоподогревателя. Теплота 08" дымовых газов,отдаваемая воздуху в воздухоподогревателе и вносимая обратно в топку снагретым воздухом, показана в виде замкнутого потока, вследствие чегоона в тепловом балансе не учитывается.Располагаемая теплота для твердого или жидкого топлива, кДж/кг,+ ітл +2:)0%: О: +0в(15.3)для газообразного топлива, кДж/мз,=(15.4)05+ ов + ітл,где ОВ, и 02 - низшая теплота сгорания соответственно рабочей массытвердого или жидкого топлива и сухой массы газообразного топлива;ОВ - теплота, вносимая с поступившим в котел воздухом, при подогревеего вне агрегата посторонним источником энергии (отбором пара турбины и т.д.).
В случае отсутствия такого подогрева вместо 08 подставляетсязначение теплоты, внесенной атмосферным воздухом, 1×_в; ітл - физическая теплота топлива; 21) - теплота, внесенная в котел распыливаюшим(форсуночным) паром при применении паромеханических или паровыхфорсунок для распыливания жидкого топлива.В большинстве случаев физическая теплота слишком мала, поэтомурасполагаемая теплота определяется только теплотой сгорания топливатак, что 0% ё 02, (0% г 02).Полезно используемая теплота0%91:340ІЭпл (іпл_'_іп.в)іп.в) + ІЭприпріп.в) + Внл (інлВ(15.5)где В" П - расход перегретого пара, вырабатываемого котлом, кг/с; Внл расход насыщенного пара, отданного потребителям помимо паропере-гревателя, кг/с; Впр - расход продувочной воды, кг/с; іпл, інл, іпр, іт -энтальпии соответственно перегретого, насыщенного пара, продувочной (котловой) и питательной воды, кДж/кг; В - расход топлива, кг/с.Потери теплоты с уходящими газамиО2=Іух_Іх.в,(15'6)где Іух и Іх_в - энтальпии соответственно уходящих газов и холодноговоздуха.Потери теплоты с уходящими газами зависят от избытка воздуха втопке и температуры газов.
В современных мощных стационарных котлоагрегатах и главных судовых котлах они составляют 6-7% и ниже. Температура уходящих газов при этом достигает 125130 °С. Во вспомогательных судовых котлах, не имеющих развитых хвостовых поверхностей,температура уходящих газов находится в пределах 300 450 °С, а потеритеплоты с уходящими газами составляют 12-23%.Потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива (химического недожога) 03 возникают при неполном окислении горючих элементов топлива, когда в продуктах сгорания присутствуют горючие газы -продукты неполного окисления горючих компонентов топлива или егоразложения (СО, Н2, СН 4 и др.), наличие которых определяется на основе химического анализа дымовых газов.
Химический недожог топливаозначает, что реакция окисления горючих компонентов топлива имеламесто, однако она не завершена - в составе продуктов сгорания присутствуют вещества, способные к дальнейшему окислению с выделениемтеплоты.Причинами, вызывающими химическую неполноту сгорания топлива, являются: недостаточное количество воздуха, подаваемого в топку:плохое смесеобразование; низкая температура в топке, приводящая кснижению скорости выгорания топлива; малый размер топочной камеры, обусловливающий недостаток времени для завершения процесса горения.
Значения 03 для слоевых механических топок находятся в пределах - О,5-3%, камерных топок - 0,5-1 ,5%.Потери теплоты от механической неполноты сгорания (механический недожог) 04 обусловливаются недожогом твердого топлива в топочной камере, удалением части топлива вместе со шлаком (в результате егозапекания - при сжигании крупных кусков угля), провалом его в шлаковый бункер в слоевых топках (мелкие куски угля), а таюке уносом, т.е.
горючие компоненты топлива не вступают в химическую реакцию окисления.Потери с уносом вызываются тем, что мелкие кусочки топлива(угольная пыль) увлекаются потоком воздуха и продуктов сгорания и341уносятся в не полностью сгоревшем виде в газоходы котла. Эти потеризависят от свойств топлива, его фракционного состава, конструкции колосниковой решетки при слоевом сжигании, тонкости помола в пылеугольных топках, температурного уровня в топке, ее аэродинамики идругих факторов. При сжигании твердого топлива потери 04 являютсявторыми основными потерями теплоты, для промышленных котлов онимогут достигать 10-12% и более.
При слоевом сжигании основными составляющими (24 являются потери с провалом и со шлаком, а при камерном сжигании - с уносом. При теплотехнических расчетах котлов, работающих на жидком или газообразном топливе, эту составляющую теплового баланса не учитывают.Потери теплоты от наружного охлаждения 05 зависят от размеров итемпературы наружнои поверхности котла и температуры окружающеговоздуха. Потери 05 зависят от производительности котла и составляют от0,1-0,5% в современных главных судовых котлах до 4-6% во вспомогательных котлах, при эксплуатации их определяют на основе теории теплообмена по данным измерения температуры наружных стен котла и окружающего воздуха.Потери с физической теплотой шлаков зависят от количества удаля-емых из котла шлаков, их теплоемкости и температуры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
