Теплотехника Учеб. для вузов А. П. Баскаков, Б. В. Берг, О. К. Витт и др (943465), страница 46
Текст из файла (страница 46)
попвод во!духа к по нгтхоподогреватслю 1'Н ~оряяий воздух, ИП ..УГ Пюкт продуктов с!орания топлива и уххаижих (из котла) Рз~ в, Ш юлик; 1 . тк. рзниыс груб~я, 2 !хара!ко а пароперегрева- З ггиний «оюхмвиз-р, 5 воэдухоноло грепатель.! коллекю ры: 7 ~архлкв, Л х ю кз, '! кг нтхр штепа) тонки н гатохоЛ~ в. Ш опускнзн труба, !! ию)иаюжий хгило»у гонон ный факса вели к росту удельной поверхности нагрева (мту'мз объема газохода). В котлах зтого типа движение среды через кипятильный пучан труб обеспечивалось за счет естественной циркуляции: пароводннан смесь в трубах кипнтильного (испарительнога) пучка, которая, естественно, легче воды, поднималась вверх, вытесннеман водой, поступаюшей из барабана по опускным трубам. Чтобы предотвратить образование пароводяной смеси в опускных трубах и уменьшить их сопротивление, увеличивали их диаметр по сравнению с подъемными — кипятильными (рис.
!8.1, б) и уменьшали обогрев, располагай их в зоне более низких температур продуктов сгорании (рис. 18.1, и). В дальнейшем опускные трубы нынесли за изолнционную стенку (обмуровку) котла (рис 18.2). Игполь.)оваиие вертиклльиых трубок и !сг!пх ш !и кипнтильного пучка (см. рис. 18.1, и) повысило надежность циркуляции парово- дяной смеси в них.
Котлы этого типа получили название в е р т и к а л ь н о-в одот р уб н ы х. Впоследствии вертикальные (подъемные) трубы испарительной поверхности нагрева стали располагать и на стенах топки Так появились э кранные поверхности нагрева. (Название связано с тем, что они, выполняя < вою основную функцию в качестве испарительной поверхности, еще и зкранируют стены топки от излучения топочного объема, препятствуя налипанию на них раз мягченн<н о шлака и золы.) Вместо нижиик барабанов в качестве коллектор< в (рис 182, 18.!,б), объединяющих трубы поверхностей нагрева и являющихся переходными элементами между ними н опускными трубами, в котлах высокого давления используются цилиндрические камеры (трубы) относительно небольшого диаметра.
Барабан постепенно перестал играть роль поверхности нагрева. Более того, стремление повысить надежность работы котла явилось причиной выноса барабана из зоны обогрева. ьхелесообразиость перегрева пара для энергетических установок (см. $ 6.4) потребовала размещения специальных поверхностей нагрева — п а р о п е р е гр е в ател ей. Так, к середине ХХ века оформилась принципиальная схема конструкции барабанного вертикально-водо- трубного котла с многократной естественной циркуляцией, имеющего экранированную топку (рис. 18.2).
Устройство современного парового котла. Одна из схем котла с естественной циркуляцией приведена на рис. 18.2. Барабанный паровой котел состоит из топочной камеры и газоходов, барабана, поверхностей нагрева, находящихся под давлением рабочей среды (воды, пароводяной смеси, пара), воздухоподогревателя, соединительных трубопроводов н воздуховодов Топливо подается к горелкам 7 (рнс. 18 2). К горелкам подводится также воздух, предварительно нагретый уходяшими из котла газами в воздухоподогревателе 5. Топливовоздушная смесь, подаваемая горелками в топочную камеру (топку) 8 парового котла, сгорает, образуя высокотемпературный (пример- 148 но 1500'С) факел, излучающий теплоту иа трубы 1, расположенные на внутренней поверхности стен топки.
Это испарнтельные поверхности нагрева — экраны. Отдав часть теплоты экранам, топочные газы с температурой около 1000 'С про ходят через верхнюю часть заднего экрана, трубы которого здесь разведены в два-три ряда, и омывают пароперегреватель 3. Затем продукты сгорания движутся через водяной экономайзер, воздухоподагреватель и покидают котел с температурой около 110-.150 'С. Вода, поступающая в паровой котел, называется питательной. Она подогревается в водяном экономайзере 4, забирая теплоту от продуктов сгорания (уходяших газов), экономя тем самым теплоту сожженого топлива.
Испарение воды происходит в экранных трубах ) Испарительные поверхности подключены к барабану 2 и вместе с опускными трубами 10, соединяющими барабан с нижними коллекторами экранов, образуют циркуляционный контур. В барабане происходит разделение пара и воды, кроме того, большой запас воды в нем повышае~ надежность работы котла. Сухой насыщенный пар из барабана поступает в пароперегреватель 3, перегретый пар направляется к потребителю.
Все поверхности нагрева котла, в том числе и воздухоподогреватель, как правило, трубчатые. Лишь некоторые мощные паровые котлы имеют воздухоподогреватели иной конструкции. Нижнюю трапециевидную час~ь топки котельного агрегата называют холодной воронкой — в ией охлаждается выпадающий из факела частично спекшийся вольный остаток, который в виде шлака проваливается в специальное приемное устройство. Газомазутные котлы не имеют холодной воронки.
Газоход, в котором расположены водяной зкономайзер и воздухоподогрева тель, называют конвективным (конвективная шахта), в нем теплота передается воде и воздуху в основном конвекцией Поверхности нагрева, встроенные в этот газоход и называемые также хвостовыми, позволяют снизить температуру продуктов сгорания от 500 †7 'С после пароперегревателя почти до !00 'Г, т. е. полнее использовать теплоту сжигаемого топлива.
Вся трубнаи система и барабан котла поддерживак>тся каркасом, состояц1им из колонн и поперечных балок. Топка и газокоды зашишсны от наружных теплопсперь обмуроакой — слоем огнеупорных и изоляционных материалов. С наружной стороны обмуроаки стенки котла имеют газоплотную обшивку стал~ным листом с целью предотвращения присосов в топку избыточного воздуха и выбивания наружу запыленных горячих продуктов сгорания, содержа>цих токсичные компоненты. Для повышения надежности работы котла в ряде случаев движение воды и пароводяной смеси в циркуляционном контуре (барабан— опускные трубы — нижний коллектор— подъемные трубы — барабан) осушествляется принудительно (насосом).
Это — котлы с многократной принудительной циркуляцией. Одними из последних являются конструкции црямоточных котлов с принудительным — при ш>моши питательного насоса —. движением воды, цароводяной смеси и перегретого пара. Для этих агрегатов необходимость в барабане отпадает, и он не устанавливается. По прямоточной схеые работак>т также практи <вски все аодогрейные котлы, не имеюшие ни испарительных, ни перегреваюших поверхностей. Основные схемы движении потока водя †. пароводяная смесь — пар а современных котельных агрегатах показаны на рис. 18.3. В газоходах и тонко котла за счет >яги специально устанаяливаемого дымососа поддерживается разрежение Оно не позволнет продуктам сгорания выбиваться в атмосферу котельного цеха через возможные неплотности обмуровки, через лючки и лазы Паровые котлы оспа>даются системами дистанционного управления и автоматизации, обеспечивавшими надежную, безопасную и экономичную их работу.
На предприятиях страны установлены изготовленные отечественными заводами паровые котлы различных конструкций. Размеры паровых котлов так. же различны. Некоторые в собранном виде можно перевозить автомобильным уг ~р Рнс. 18.3. Схемы движения воды, пвронодянои смеси и пара и котельном агрсгвте и. - сстеывеннвя ннркулноня б мжнокрнтн прннулвтелонвн цнркулнпня, л нрямот ~чная двнженне, ! — подвод пнтвтсл>,нон воды, -' берабан, 3 — необогреялемые ппускные трубы т' ннжннй коллектор, 5 обосрснвемыс подъемлю трубы, б -- отвод ннсышенпого пнрв; У цирку.
ляпнпнный ннсос, 3 нспврнтелы>ня повсркнос и; 9 — пнтнтельный ннсы, >б тконпмяйтерння честь новеркностн не|ренн, >! - пвронеретревнтельннн часть ооверкностн непреве; >у отвод нереереты о пнрк транспортом; в то же время крупнейшие котлы тепловых электрических станций имеют высоту до 100 и. Наиболее крупными из выпускаемых в настоящее время котлов являются энергетические. Их паропроизводительность достигает 4000 туч, а мощность питающейся от них турбины может доходить до 1200 ААВ>х давление пара — до 25 ЛАПа, температура перегретого пара — до 560 'С.
1К.З. ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА КОТЛЛ Испарительные поверхности. Парогенерируюшие (испарительные) поверхности нагрева отличак>тся друг от друга в котлах различных систем, но, как правило, располагаются в основном в топочной камере и воспринимают теплоту из. лучения. Это — экранные трубы, а также устанавливаемый на выходе из топки небольших котлов конвективный пучок труб (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
