Денисов-Винский Н.Д. Курс Общая Энергетика, тема Котельные установки

Подождите немного. Документ загружается.

Водогрейные котлы предназначены для

непосредственного подогрева воды,

циркулирующей в тепловых сетях в качестве

теплоносителя. Такие котлы работают на газе,

мазуте и твердом топливе.

У водогрейных котлов в отличие от паровых

барабанных отсутствуют барабаны (наиболее

дорогие и сложные элементы котла),

паросепарирующие устройства, водоопускные и

паровые трубы.

Кроме того, теплопередача от продуктов

сгорания топлива к рабочему телу в водогрейных

котлах увеличивается, повышая тем самым

эффективность использования поверхностей

нагрева котла.

Эти преимущества позволяют упростить

конструкцию водогрейных котлов, уменьшить

габариты и металлоёмкость на единицу

теплопроизводительности.

[

3.6.

Водогрейные

котлы

]

Рис. 7. Водогрейный котлё ПТВМ-50.

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год

[

3.7.

Схемы

размещения

поверхностей

нагрева

котле

]

Рис. 8. Компоновка газомазутного котла ТГМ-84.

Почти все рассмотренные котлы, имеют вид схожий с огромной буквой П, поэтому носят

названия П-образные паровые котлы.

Топка

Пароперегре-

ватель

Конвективные

теплообменники

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год

Рис. 9. Схема Т-образного и N-образного котлов.

Недостаток Т-образных котлов – они занимают больше места по длине котельного цеха.

На рис.9 изображён N-образный котёл, устанавливаемый для сжигания сланцев и других топлив

с очень легкоплавкой золой.

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год

[

ЭЛЕМЕНТЫ

КОТЕЛЬНОГО

АГРЕГАТА

]

[

4.1.

Барабаны

котлов

]

Осушение

пара

барабане

Для всех работающих на электростанциях котлов с естественной циркуляцией считается

недопустимым вынос из барабана с паром даже небольшого количества котловой воды. Попадая

в пароперегреватель, эта вода испаряется и содержащиеся в ней вещества (соли) остаются на

внутренней поверхности обогреваемых труб в виде твёрдого осадка. Постепенно толщина такого

осадка увеличивается и передача тепла от газов к пару затрудняется. Трубы пароперегревателя

нагреваются до чрезвычайно высокой температуры, из-за чего возможны их повреждение и

аварийная остановка котла. Для получения чистого пара необходимо его полное осушение,

то есть отделение (сепарация) из него капель воды. Унос воды с паром предотвращается

находящимися внутри барабана сепарационными устройствами, которые отделяют (сепарируют)

влагу от пара.

В настоящее время большинство изготовляемых в России котлов имеют барабаны

диаметром 1300 – 1600 мм.

Эффективное осушение пара достигается в циклонных сепараторах, размещаемых внутри

барабана – внутрибарабанных циклонах. Пароводяная смесь вводится в вертикальные стальные

цилиндры, по касательной к их внутренней поверхности, благодаря чему в каждом циклоне

возникает вращательное (вихревое) движение воды и пара. При этом вода, как более тяжелая,

отжимается к стойкам циклона и стекает вниз.

Расположенный под циклоном поддон препятствует чрезмерному удлинению водяной воронки

и передаче вихревого движения воде, находящейся вне циклона.

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год

Рис. 10. Внутрибарабанные устройства с

паросушительными циклонами.

На

рисунке

обозначено

1 - барабан; 2 - короб для вводимой в

барабан пароводяной смеси; 3 - циклон;

4 - крышка циклона: 5 - поддон циклона;

6 - труба, подающая питательную воду;

7 - раздающий короб питательной воды;

8 - промывочный щит; 9 - насадка,

отводящая воду мимо промывочных

щитов; 10 - труба для слива питательной

воды; 11 - верхний дырчатый лист;

12 - труба для подачи фосфатов;

13 - труба для парового разогрева

барабана при растопке котла;

14 - труба аварийного сброса воды;

15 - средний уровень воды:

16 - вывод насыщенного пар.

17 - водоопускные трубы экранов

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год

В барабанах котлов большой производительностью устанавливают по несколько десятков

циклонов, которые загромождают внутренний объём барабанов и затрудняют ремонтные работы.

Однако попытки значительно упрощения конструкции циклонов и уменьшения их размеров

приводят к снижению их эффективности.

В них пар поднимается по извилистому

пути между стальными гофрированными

пластинами. Находящаяся в паре влага

оседает на поверхности металла,

собирается в крупные капли и опускается

против направления парового потока.

Дырчатый лист улавливает прошедшие

через жалюзийные сепараторы единичные

капли воды.

1 - стенка барабана;

2 - ввод в барабан питательной воды;

3 - питательное корыто;

4 - уровень воды в барабане;

5 - пена;

6 - жалюзийный сепаратор;

7 - дырчатый лист;

8 – вывод пара из барабана

Рис. 11. Схема размыва пены питательной

водой и очистки пара в жалюзийных щитах.

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год

Образование

пены

борьба

нею

Растворённые в котловой воде щёлочи и фосфаты способствуют образованию на поверхности

воды слоя пены. При большой высоте пены отдельные её хлопья могут выдуваться паром в

пароперегреватель.

Вместе с пеной выносятся содержащиеся в ней вещества, образующие в трубах

пароперегревателя слой опасной накипи. Надежным способом уменьшения вреда от

пенообразования является размыв пены питательной водой. Сущность этого процесса такая же,

как при размыве пены в бытовых условиях. Содержание солей в питательной воде меньше, чем в

котловой воде, поэтому, соприкасаясь с питательной водой, пена растворяется в ней и высота

её слоя уменьшается. Одновременно с размывом пены производится очистка пара от

растворённых в нём солей.

Промывка пар питательной водой. С повышением давления возрастает плотность насыщенного

пара и увеличивается растворимость в нем солей. Особенно опасно наличие в паре растворенной

кремниевой кислоты и кремниевых солей, которые при охлаждении пара в турбине могут

образовывать на её рабочих лопатках трудно удаляемые отложения. Для очистки от растворенных

веществ пар проходит в верхней части барабана через слой питательной воды, которая, как при

размыве пены, растворяет эти вещества и вместе с ними сливается в объем котловой воды, где

содержание растворенных веществ допускается более высоким.

Питательная вода, выходя из горизонтальной трубы (рис. 12), разливается по поверхности

дырчатого щита и удаляется в отводящий короб. Пар проходит вверх через отверстия в дырчатом

щите и затем, поднимаясь в слое воды, промывается.

После промывки пар проходит через верхний дырчатый лист, служащий для улавливания

отдельных брызг питательной воды, и удаляется из барабана в пароперегреватель.

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год

Рис. 12. Условия работы паропромывочного устройства

В барабане котла высокого давления.

На

рисунке

обозначено

а - правильная работа:

б - малая скорость пара:

в - высокая скорость пара:

1 - паропромывочный дырчатый щит;

2 - труба питательной воды;

3 - отводящий короб;

4 - верхний дырчатый лист;

5 - пароотводящая труба

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год

[

4.2.

Пароперегреватели

]

Элементы

пароперегревателя

Пароперегреватель предназначен для перегрева поступающего в него пара до заданной

температуры.

В пароперегревателе современного котла различают

- радиационную,

- полурадиационную (ширмовую) и

- конвективную части.

Радиационная часть походит по конструкциям на экраны и подобно им расположена на стенах

и потолке топки. Как и в экранах, трубы радиационной части пароперегревателя воспринимают

лучистое тепло, выделяемое топочными газами.

Конвективная часть пароперегревателя расположена вне топки котла. У котлов среднего

давления в конвективных газоходах находится обычно весь пароперегреватель, У большинства

котлов высокого и сверхкритического давления - лишь его часть. Эта поверхность нагрева

представляет собой трубные пакеты, в которых дымовые газы проходят между находящимися

друг от друга на расстоянии порядка 100мм горизонтальными змеевиками (рис. 13). Основное

количество тепла передается конвекцией. В котлах среднего давления на перегрев пара

затрачивается до 20% тепла, воспринимаемого котельным агрегатом от дымовых газов. В этих

условиях пароперегреватель относительно невелик и может быть размещен между конвективными

поверхностями нагрева.

В современных котлах, работающих на параметры пара Р = 140 атм и t — 570 °С, на долю

пароперегревателя приходится около 35% воспринимаемого котлом тепла, а при наличии

промежуточного перегрева пара — до 50% тепла.

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год

а - схема левой части пароперегревателя

(элементы первичного пароперегревателя

изображены тонкими линиями,

а промежуточного - жирными линиями):

б -изменение температуры пара на выходе

из промежуточного пароперегревателя

при быстром изменении подачи пара через

регулировочную поверхность нагрева

(в процентах от полного изменения

температуры).

1 - регулировочная поверхность нагрева;

2 - распределительный клапан;

3 - шунтирующий трубопровод;

4 - аварийный впрыск воды перед

промежуточным пароперегревателем;

5 - выход пара из промежуточного

пароперегревателя

Рис. 13. Условия регулирования температуры пара промежуточного

перегрева в котле с естественной циркуляцией воды.

Н.Д. Денисов-Винский

E-mail: denisov.vinskiy@yandex.ru

Курс «Общая энергетика», НОУ ВПО МИЭЭ, 2010 год