Наибольшее распространение получили котлы с естественной циркуляцией. Этот процесс происходит при однократном прохождении воды через трубы конвективной поверхности нагрева, называемой экономайзером рис. Экономайзер расположен в конвективном газоходе конвективная шахта , который представляет собой опускной газоход котла. Радиационная, значит эта поверхность получает тепло излучением. В данном случае у нас факел излучает тепло.
Простейший контур естественной циркуляции воды (рис
Наибольшее распространение получили котлы с естественной циркуляцией. Подписаться на статьи можно на главной странице сайта. Этот процесс происходит при однократном прохождении воды через трубы конвективной поверхности нагрева, называемой экономайзером рис. Остановимся подробнее на особенностях процесса получения пара в котлах с естественной циркуляцией. На рис. Экономайзер является первой частью водопарового тракта котла: нагретая в нем вода поступает в барабан, который, в своей нижней части, соединен как с необогреваемыми опускными, так и с обогреваемыми подъемными трубами. По необогреваемым трубам котловая вода опускается к коллекторам, размещенным у нижней кромки топочной камеры. Из этих коллекторов вода поступает в вертикальные трубки топочных экранов. Именно здесь, благодаря мощному тепловому потоку от сгорания органического топлива, начинается собственно процесс парообразования.
Принцип работы котла с естественной циркуляцией легко себе представить с помощью рисунка ниже. Барабан имеет систему опускных холодных и подъемных обогреваемых трубок. Тепло, образовавшееся в результате сжигания топлива, подводится к подъемным обогреваемым трубкам, одна из которых показана на рисунке: В результате подвода тепла вода в этой трубке испаряется — образуется насыщенный пар. На место испарившейся воды поступает новая ее порция через опускные необогреваемые трубки. Таким образом, через систему опускных и подъемных трубок происходит непрерывная циркуляция воды и пара, возникающая вследствие разности удельных весов воды и именуется естественной, откуда возникло и наименование котла. Топливо обычно размолотый порошкообразный уголь и необходимый для его сгорания воздух подаются через форсунки в топку котла. Образовавшиеся в результате горения топлива газы следуют по пути, указанному на рисунке ниже пунктирной линией, отсасываются дымососом не показанном на схеме и выбрасываются в атмосферу. Из котла продукты сгорания выходят уже охлажденными, так как тепло, выделившееся при сгорании топлива, в своей большей части передается воде и пару.
Этот процесс происходит при однократном прохождении воды через трубы конвективной поверхности нагрева, называемой экономайзером рис. Представлены также паровые котлы низкого давления зарубежного производства. Водотрубные котлы этой серии способны производить насыщенный пар с рабочим давлением до 120 атм. Экономайзер является первой частью водопарового тракта котла: нагретая в нем вода поступает в барабан, который, в своей нижней части, соединен как с необогреваемыми опускными, так и с обогреваемыми подъемными трубами. Сосниным предложена специальная конструкция топки, обеспечивающая возможность кипения воды в объеме, примыкающем к зеркалу испарения.
ПКЕЦ на российском рынке Циркуляция воды в котлах Циркуляцией воды называется движение воды по замкнутому контуру. В состав контура циркуляции, в общем случае, входят такие конструктивные элементы котлов, как барабаны, коллекторы, обогреваемые и необогреваемые трубы поверхностей нагрева. Вода может проходить по контуру многократно либо однократно, двигаясь через поверхности нагрева от входа к выходу. Естественная циркуляция осуществляется в паровых котлах, так как движущий напор в контуре создается разностью плотностей воды и пара. При этом каждый кг воды может постепенно превращаться в пар, многократно проходя через контур, либо превращаться в пар за один проход через поверхность нагрева. Она применяется в водогрейных котлах и водяных экономайзерах и является прямоточной.
Обогреваемые подъемные трубы, в которых происходит собственно процесс парообразования, как это видно из рисунка ниже, расположены вдоль стенок топочной камеры. Они обогреваются в основном за счет излучения и называются экранными поверхностями нагрева. Такая высокая температура действует разрушающе на стенки топочной камеры, несмотря на то, что они всегда выполняются из огнеупорного материала , большей частью из огнеупорного кирпича; кроме того, плавящаяся при таких температурах зола топлива оказывает разъедающее действие на огнеупорный кирпич.
Экономайзер является первой частью водопарового тракта котла: нагретая в нем вода поступает в барабан, который, в своей нижней части, соединен как с необогреваемыми опускными, так и с обогреваемыми подъемными трубами. По необогреваемым трубам котловая вода опускается к коллекторам, размещенным у нижней кромки топочной камеры.
Из этих коллекторов вода поступает в вертикальные трубки топочных экранов. Именно здесь, благодаря мощному тепловому потоку от сгорания органического топлива, начинается собственно процесс парообразования. При однократном прохождении через топочные экраны испаряется не вся вода: в барабан возвращается пароводяная смесь.
В объеме барабана происходит сепарация воды и пара. На этом же рисунке 2, в показана схема прямоточного котла. В котлах с естественной конвекцией этот параметр обычно составляет 10—50, а при малой тепловой нагрузке труб — 200—300. Широкий круг моделей ПКЕЦ позволяет генерировать водяной пар с избыточным давлением от десятых долей до нескольких десятков атмосфер.
ПКЕЦ могут работать на различных видах органического топлива: природном газе, угле, дровах и древесных отходах, а также на жидком топливе — сырой стабилизированной нефти, мазуте, дизельном топливе.
В ряде случаев используются особые топочные устройства, позволяющие ПКЕЦ работать на нескольких видах топлива. Кроме традиционного применения для генерации технологического пара, они широко используются в различных областях: на железнодорожном и водном транспорте, в пищевой, легкой и добывающей промышленности.
Схема прямоточного котла представлена на рисунке ниже. Она настолько проста, что не требует специальных пояснений.
По трубам экранной поверхности прямоточного котла вода и пар движутся за счет работы насоса. В котле же с естественной циркуляцией движение воды и пара по трубам экранной поверхности происходит вследствие разности удельных весов воды и пара. Это является преимуществом прямоточных котлов перед котлами барабанными с естественной циркуляцией.
Здесь мы отметим только, что при давлениях, больших, чем критическое т. Кратко поясним сказанное. Когда труба, например, экранной поверхности свободна от накипи, тогда, несмотря на высокую температуру в топке, температура стенки трубы не делается слишком высокой, так как труба энергично охлаждается протекающим внутри ее потоком воды или пара.
Таким образом, содержание солей, отнесенных на 1 литр воды солесодержание воды, измеряемое обычно количеством миллиграммов солей, растворенных в 1 литре воды , по мере испарения воды и образования пара, непрерывно увеличивается. Чем меньше остается не испарившейся еще воды, тем больше содержание в ней солей.
При испарении оставшейся воды высокого солесодержания большая часть солей переходит из растворенного состояния в твердое и отлагается на внутренней поверхности труб. За один проход по контуру только часть воды превращается в пар. Таким образом, кратность циркуляции показывает, сколько раз один кг воды должен пройти через контур, чтобы превратиться в пар.
Поэтому даже самые теплонапряженные поверхности нагрева котлов, которыми являются экраны, надежно смачиваются и охлаждаются водой. В конвективных пучках все трубы обогреваются газами, температура которых при прохождении через пучок непрерывно снижается.
Поэтому в кипятильных трубах по ходу движения газов паросодержание также уменьшается, а плотность пароводяной смеси возрастает. Наличие в трубах пучка пароводяной смеси с разной плотностью создает движущий напор, который движит воды по следующей схеме: из верхнего барабана вода поступает в задние трубы пучка и по ним поступает в нижний барабан котла; из барабана вода входит в остальные трубы пучка и вместе с паром поступает в верхний барабан.
Движение воды по трубам поверхностей нагрева производит насос. Вода входит в поверхности нагрева холодной, а покидает ее горячей, совершая в котле прямоточное движение. Кратность циркуляции воды равна единице. При этом трубы могут иметь как прямую в основном , так и змеевиковую конфигурацию. При параллельном подсоединении труб к коллекторам вода проходит по трубам неодинаковыми расходами, что обусловлено различиями в гидравлических сопротивлениях труб и неравномерным обогревом труб газами.
Поэтому в отдельные трубы воды поступает меньше, чем это нужно для надежного охлаждения металла. Возможно даже вскипание воды в отдельных трубах, что еще в большей степени уменьшает поступление воды в такие трубы. Движение воды в трубах может быть как подъемным, так и опускным. По тем же причинам перепад давления воды в котлах не должен быть более 0,2 МПа. Характеристика и конструкции котлов. Обозначение типов котлов: естественной циркуляцией — Е, с промежуточным перегревом — ЕПР.
Значения сверхвысоких параметров пара определяются условиями надежной работы современных легированных марок стали. Ведутся работы по применению пара и более высоких параметров. Котлы для выработки пара высокого и сверхкритического 25 МПа давления предназначаются для тепловых электростанций средней и большой мощности. Схемы организации движения воды, пароводяной смеси и пара в этих котлах показаны на рис.
В котлах с естественной циркуляцией рис. При критическом давлении в котле естественная циркуляция невозможна. В прямоточных котлах рис. Котлы с давлением 25 МПа выполняют только прямоточными.
Общие тенденции развития конструкций котлов определяются требованиями повышения надежности и экономичности работы, т. Наибольшее распространение получили котлы с естественной циркуляцией. Подписаться на статьи можно на главной странице сайта. Этот процесс происходит при однократном прохождении воды через трубы конвективной поверхности нагрева, называемой экономайзером рис.
Принцип работы котла с естественной циркуляцией легко себе представить с помощью рисунка ниже. Барабан имеет систему опускных холодных и подъемных обогреваемых трубок. Тепло, образовавшееся в результате сжигания топлива, подводится к подъемным обогреваемым трубкам, одна из которых показана на рисунке: В результате подвода тепла вода в этой трубке испаряется — образуется насыщенный пар.
На место испарившейся воды поступает новая ее порция через опускные необогреваемые трубки. Таким образом, через систему опускных и подъемных трубок происходит непрерывная циркуляция воды и пара, возникающая вследствие разности удельных весов воды и именуется естественной, откуда возникло и наименование котла. Топливо обычно размолотый порошкообразный уголь и необходимый для его сгорания воздух подаются через форсунки в топку котла.
Образовавшиеся в результате горения топлива газы следуют по пути, указанному на рисунке ниже пунктирной линией, отсасываются дымососом не показанном на схеме и выбрасываются в атмосферу.
Из котла продукты сгорания выходят уже охлажденными, так как тепло, выделившееся при сгорании топлива, в своей большей части передается воде и пару. Барабан котла снабжен необогреваемыми, расположенными вне пределов топки опускными трубами и подъемными, обогреваемыми трубами. В результате естественной циркуляции, происходящей, как сказано выше, вследствие разности удельных весов воды п насыщенного пара, в барабан непрерывно поступает насыщенный пар.
Обогреваемые подъемные трубы, в которых происходит собственно процесс парообразования, как это видно из рисунка ниже, расположены вдоль стенок топочной камеры. Они обогреваются в основном за счет излучения и называются экранными поверхностями нагрева. Такая высокая температура действует разрушающе на стенки топочной камеры, несмотря на то, что они всегда выполняются из огнеупорного материала, большей частью из огнеупорного кирпича; кроме того, плавящаяся при таких температурах зола топлива оказывает разъедающее действие на огнеупорный кирпич.
Возникает необходимость защиты стен топочной камеры. Наиболее удачным способом защиты является устройство экранных поверхностей, предохраняющих стенки топки от разрушающего воздействия высокой температуры и плавящейся золы топлива.
Принцип устройства прямоточного котла весьма прост. Схема прямоточного котла представлена на рисунке ниже. Она настолько проста, что не требует специальных пояснений. По трубам экранной поверхности прямоточного котла вода и пар движутся за счет работы насоса. В котле же с естественной циркуляцией движение воды и пара по трубам экранной поверхности происходит вследствие разности удельных весов воды и пара.
Это является преимуществом прямоточных котлов перед котлами барабанными с естественной циркуляцией. Здесь мы отметим только, что при давлениях, больших, чем критическое т. Кратко поясним сказанное. Когда труба, например, экранной поверхности свободна от накипи, тогда, несмотря на высокую температуру в топке, температура стенки трубы не делается слишком высокой, так как труба энергично охлаждается протекающим внутри ее потоком воды или пара.
Таким образом, содержание солей, отнесенных на 1 литр воды солесодержание воды, измеряемое обычно количеством миллиграммов солей, растворенных в 1 литре воды , по мере испарения воды и образования пара, непрерывно увеличивается. Чем меньше остается не испарившейся еще воды, тем больше содержание в ней солей. При испарении оставшейся воды высокого солесодержания большая часть солей переходит из растворенного состояния в твердое и отлагается на внутренней поверхности труб.
Для того чтобы отложение солей происходило не слишком быстро, прямоточные котлы питают только конденсатом с весьма малым солесодержанием. Кроме того, для увеличения надежности и срока безостановочной работы котла прибегают к специальным мероприятиям.
К числу таких мероприятий принадлежат, в частности, периодические промывки котла слабым раствором кислоты. Паровые котлы специальных типов и с непрямым испарением воды Механизация и автоматизация трудоемких процессов базируются на широкомприменении электрической и тепловой энергии. Потребности в тепловой энергии все в большей степени удовлетворяются за счет источников централизованного теплоснабжения от тепловых электрических станций.
Вместе с тем суммарная тепловая мощность паровых и водогрейных котлов, эксплуатируемых на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, превосходит тепловую мощность котлов на тепловых электростанциях. Для пылеугольных котлов подвесной конструкции, где мельницы близко расположены к котлу при схеме с прямым вдуванием , короба подвода аэросмеси короткие, что делает практически непригодной жесткую схему соединения горелок с экранами топки.
В этом случае применяется второе принципиальное решение — между горелками и экранами топки устанавливаются специальные уплотнения. Именно по этому пути пошла АКХ им. Предлагаемое АКХ решение подробно описано Ю. Сосниным [92]. Для этого Ю. Сосниным предложена специальная конструкция топки, обеспечивающая возможность кипения воды в объеме, примыкающем к зеркалу испарения.
Наличие разрежения в топочном объеме способствует выделению из воды агрессивных газов. Проведенные Ю. Сосниным исследования показали возможность практически полного удаления кислорода из воды при использовании предложенной им конструкции топки.
Котлы различных конструкций имеют неодинаковую способность к концентрированию шлама в нижних точкахциркуляционного контура.
Каждый вид и марка топлива обладают теми или иными свойствами и характеристиками, влияющими на экономичность процесса горения разное топливо требует создания в топке различных условий, благоприятствующих его сжиганию с минимальными потерями. Для каждого вида топлива следует применять топку специальной конструкции, учитывающей все его характерные свойства.
Стремление получить возможность питания. Эти котлы широкого распространения не получили. Современная пароводяная арматура высокого и сверхкритиче-ского давления после ее многократного открытия и закрытия становится неплотной и нуждается в ремонте. В таких условиях целесообразна пароводяная арматура специальной конструкции, а ее количество должно быть по возможности уменьшено. Давление и температуру пара перед машиной следует выбирать в соответствии с ГОСТ 3619-47 На паровые котлы. Большинство отечественных заводов строит паровые машины иа давление 12—16 ата.
Пар высокого давления применяется для паровых машин лишь в отдельных случаях для специальных конструкций. Ко второй группе относятся котлы прямоточные и специальных конструкций. Очаги шлакования ширм можно устранить путем создания специальных конструкций, в частности изготавливать ширмы цельносварными. Для регулирования давления пара и расхода воды применяются регулирующие клапаны специальной конструкции.
Приведены современные конструкции топочных устройств, промышленных паровых водогрейных и комбинированных пароводогрейных котлоагрегатов. Даны тепловые иаэродинамические расчеты. Первое издание вышло в 1980 г. Рассмотрены современные конструкции промышленных парогенераторов иводогрейных котлов. Освещены вопросы теплового и аэродинамического расчета на базе нормативных методов.
Второе издание переработано и дополнено. Общие сведения. К первой группе относятся жаротрубные, локомобильные, вертикальные цилиндрические, вертикально- и горизонтально-водотрубные котлы. Специальная конструкция для подвешивания полиспастов имеет Г-образную форму и представляет собой балку, опирающуюся с одной стороны на подкрановую балку, и с другой — на металлическую стойку.
Стойка прикреплена к потолку каркаса котла и имеет подпорки вдоль и поперек каркаса Вертикально-водотрубные котлы малой мощности с экранированными топками. Необходимость замены котлов малой мощности старых систем, выходящих из строя вследствие естественного износа, вызвала появление специальных конструкций вертикально-водотрубных котлов.
Использование тепла О. Практически удается таким путем понижать О. Установка паровых котлов при больших мартеновских печах 100 m и больше , работающих с интенсивной тепловой нагрузкой или имеющих плохую утилизацию тепла в регенеративных камерах малый объем насадок, большие просветы между кирпичами и т.
Установка тонкостенных рекуператоров и аккумуляторов дает возможность для целого ряда мелких промышленных печей применить принцип рекуперации или воспользоваться теплым воздухом для устройства рациональной вентиляции в промышленных помещениях. На каждом котле имеется четыре точки ввода топлива. Две растопочные горелки специальной конструкции расположены на боковых стенах топки над плотным слоем.
Подвальцовку концов кипятильных труб, приходящихся против глухой стенки котла, следует производить вальцовкой с удлиненным веретеном специальной конструкции в этом случае подвальцовку производят со стороны открытых концов труб рис.
Степень выравнивания определялась идентичностью форм и размеров воздушных регистров и газовых насадок. Под средним в данном случае понимается избыток организованно подаваемого воздуха, который, как правило, меньше единицы см. Поскольку точные измерения требуют реконструкции воздуховодов котлов и ограниченыпогрешностями приборов, влияние неравномерности было проверено путем создания искусственных перекосов.
Опыты проводились на котлах различных конструкций. Поэтому на установкахвысокого давления избегают их применять. Иногда пар из котлов подводят к турбинам через сбо рные коллекторы, дренируемые через горшки специальной конструкции, способные быстро отводить большое количество воды, выбрасываемой котлами в паро- [c. Следует отметить в связи с этим, что [c. Именно решение этих вопросов вызвало поя вление котлов с не-сим метричньш1и корпусами, разделенными конвективными газоходами, специальными конструкциями топок, горелок и др.
Появились новые специальные конструкции котлов, в частности предназначенные длясжигания мазута и природного газа. При непрерывной схеме используются двухшнековые экструдеры с одновременной пропорциональной дозировкой твердых и жидких компонентов, их плавлением, гомогенизацией и последующей выгрузкой и формованием.
В одношнековых экструдерах применяется специальная конструкция шнека. В этих целях проводят искусственное оттаивание верхних выступов донника называют эту операцию пропариванием пучин. Для ее выполнения пробуривают через обочины и откосы земляного полотна отверстия в верхних частях донника и нагнетают через них пар.
В качестве источника пара могут служить передвижные паровые котлы различных конструкций, созданные в различных дорожных организациях или выпускаемые промышленностью ППК-51 и Д-163. Таким же способом оттаивают дренажные и водосточные трубы, если в них образуются ледяные пробки, препятствуюшие пропуску воды. Прибалтийские дорожники сконструировали специальные скребки для прочисткидренажных труб и воронок.
Основные колонны и балки обычно выполняются составными из двутавров или швеллеров требуемого сечения. На фронтовой стене топочной камеры, имеющей двойную стальную обшивку, установлены комбинированные газомазутные горелки, конструкция которых обеспечивает быстрый переход от сжигания мазута к сжиганию газа и наоборот. Конструкция барабанов котла аналогична конструкции барабанов котла ДКВР-10.
Хвостовые поверхности нагрева котла устанавливаются перед фронтом котла. Стальиан обшивка приваривается к обвязочному каркасу. Натрубная обмуровка выполняется облегченной из савелита и асбестита. Пол топочной камеры выкладывается внутри из шамотного кирпича.
В задней стене топочной камеры устанавливается взрывной клапан. Поставка котла производится в полностью смонтированном виде на опорной раме с обмуровкой и обшивкой.
Естественная циркуляция воды в паровых котлах. Рассмотрим принцип действия естественной циркуляции на примере контура циркуляции бокового экрана топки (рис. 10). Котлы с естественной циркуляцией. Рисунок 2.2 - Схема котла с естественной циркуляцией. 8 >. Дата добавления: 2019-09-30. Наибольшее распространение получили котлы с естественной циркуляцией. Рис. 1. Схема барабанного котла с естественной циркуляцией, работающего на пылевидном топливе, выполненного по традиционной П-образной схеме: 1 – горелки; 2 – топочная камера; 3 – топочный экран; 4.