4. Водогрейные водотрубные котлы

4.1. Водогрейные котлы кв-гм

Стальные прямоточные газомазутные котлы серии КВ-ГМ в соответствии со шкалой теплопроизводительности конструктивно подразделяются на четыре унифицированные группы: 4 и 6,5; 10, 20 и 30; 50 и 100; 180 Гкал/ч (4,7 и 7,5; 11,7, 23,4 и 35; 58,5 и 117; 210,6 МВт). Такие котлы не имеют несущего каркаса, обмуровка у них облегченная трехслойная, состоящая из шамотобетона, минераловатных плит и магнезиальной обмазки (рис. 4.1), крепится к трубам топки и конвективной части 1, 2.

Рис. 4.1. Схема обмуровки котлов типа КВ:

1 – трубы; 2 – шамотобетон; 3 – металлическая сетка; 4 – минеральная вата; 5 – металлический штырь с шайбой и гайкой; 6 – магнезиальная обмазка

Котлы КВ-ГМ-4 и -6,5 имеют единый профиль, так же как и котлы теплопроизводительностью 10; 20 и 30 Гкал/ч, и в пределах своих групп различаются глубиной топочной камеры и конвективной части. Котлы КВ-ГМ-50 и -100 по конструкции также сходны между собой и различаются только по типоразмерным параметрам (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Технические характеристики водогрейных котлов кв-гм

Параметр	Тип котла
	КВ-ГМ-4	КВ-ГМ-6,5	КВ-ГМ-10	КВ-ГМ-20	КВ-ГМ-30
Теплопроизводительность (полезная тепловая мощность) котла Q, МВт	4,65	7,56	11,6	23,6	34,8
Расход воды через котел, т/ч	49,5	80,4	123,5	247	370
Рабочее давление, МПа	0,8-1,4	0,8-1,4	2,5	2,5	2,5
Температура воды на входе в котел, tхв, С	70
Температура воды на выходе из котла, tгв, С	150
Сопротивление газового тракта котла, Па: – при работе на газе – при работе на мазуте	221 258	229 261	418 460	570 600	650 670
Площадь поверхности стен топки Fст, м2	57,9	73,5	82,8	106,5	126,9
Площадь поверхности экранов топки Fэк, м2	38,6	48,9	53,6	106,6	126,9
Объем топки, м3	16,4	21,8	38,3	51,2	77,6
Глубина топки, мм	2496	3520	3904	6384	8484
Ширина топки, мм	2040		2880		3200
Диаметр экранных труб и толщина стенки, мм	603
Шаг экранных труб, мм	64
Площадь поверхности 1-го конвективного пучка, м2	44,35	75,2	110,75	203,25	296,3
Площадь поверхности 2-го конвективного пучка, м2	44,35	75,2	110,75	203,25	296,3
Расположение труб конвективных пучков	шахматное
Диаметр труб конвективных пучков, мм	283
Поперечный шаг труб конвективного пучка, мм	64

Продолжение табл. 4.1

Продольный шаг труб конвективного пучка, мм	40
Высота конвективной шахты, мм	3840		7300
Глубина конвективной шахты, мм	608	1056	768	1536	2080
Общая длина котла с площадками, мм	7257	8760	8350	10540	13530

Котлы теплопроизводительностью 4 и 6,5 Гкал/ч поставляются одним транспортабельным блоком (без обмуровки). Котлы теплопроизводительностью10; 20 и 30 Гкал/ч поставляются двумя транспортабельным блоками (топочный блок и блок конвективной шахты).

Водогрейные котлы КВ-ГМ-4 и -6,5 имеют топочную камеру 8 и конвективные пучки 5, 7 (рис. 4.2).

Топочная камера полностью экранирована трубами 60×3 мм с шагом 64 мм (исключение составляет часть фронтальной стены, где установлены взрывной клапан 2 и газомазутная горелка 1 с ротационной форсункой). Неэкранированные поверхности фронтальной стенки закрыты огнеупорной кладкой, примыкающей к воздушному коробу горелки. Боковые экраны, верх и под топочной камеры образованы одинаковыми Г- образными трубами.

На левой боковой стене котла имеется лаз 6 в топочную камеру. Часть труб заднего экрана в верхней части выдвинута в топку и эти трубы сварены между собой при помощи вставок для устранения попадания в топку дроби при работе установки дробеочистки 3, используемой для устранения загрязнений с конвективных поверхностей.

Все трубы экранов выведены в верхние и нижние коллекторы диаметром 159×7 мм. Внутри коллекторов имеются глухие перегородки, направляющие воду.

Топочная камера отделена от конвективной части перегородкой из огнеупорного кирпича. Продукты горения топлива через фестон 4 верхней части топочного пространства поступают в конвективную часть котла, проходят ее сверху вниз и через боковой отвод продуктов сгорания уходят из котельного агрегата.

Рис. 4.2. Водогрейные котлы КВ-ГМ-4; -6,5:

1 – газомазутная ротационная горелка; 2 – взрывной предохранительный клапан; 3 – установка дробеочистки; 4 – фестон; 5 – первый конвективный пучок; 6 – лаз; 7 – второй конвективный пучок; 8 – топочная камера

Конвективная поверхность котла состоит из двух пакетов труб 5 и 7, каждый из которых набирается из -образных ширм (рис. 4.3), выполненных из труб диаметром 28×3 мм. Ширмы расположены параллельно фронтальной стенке котла и образуют шахматный пучок труб с поперечным шагом S₁ = 64 мм и продольным S₂ = 40 мм.

А-А

1

2

А

1

2

3

А

Рис. 4.3. Ширма конвективной поверхности нагрева котлов КВ:

1 – -образные трубы диаметром 28×3 мм; 2 – коллекторная труба (боковая экранная труба конвективной шахты) диаметром 83×3,5 мм; 3 – плавники

Боковые стены конвективной части экранированы трубами диаметром 83×3,5 мм, имеющими плавники, и являются коллекторами (стояками) для труб конвективных пакетов. Потолок конвективной части также экранирован трубами диаметром 83×3,5 мм. Задняя стена не экранирована и имеет лазы 6 вверху и внизу. Вес котла передается на нижние коллекторы, имеющие опоры.

Водогрейные котлы КВ-ГМ-10, -20 и -30 имеют полностью экранированную топочную камеру 3, экранированную трубами 60×3 мм с шагом 64 мм (рис. 4.4).

В камере расположены фронтальный, два боковых и промежуточный 4 экраны, которые практически полностью покрывают стены и под топки (исключение составляет часть фронтальной стены, где установлены взрывной клапан 2 и газомазутная горелка 1 с ротационной форсункой). Экранные трубы приварены к коллекторам диаметром 219×10 мм. Промежуточный экран выполнен из труб, расположенных в два ряда, и образуют за собой камеру догорания 9.

Конвективная поверхность нагрева включает в себя два конвективных пучка 6, 7 и расположена в вертикальной шахте с полностью экранированными стенками. Конвективные пучки набраны из расположенных в шахматном порядке -образных ширм, выполненных из труб диаметром 28×3 мм с поперечным шагом S₁ = 64 мм и продольным S₂ = 40 мм.

Задняя и передняя стены шахты экранированы вертикальными трубами диаметром 60×3 мм, боковые стены – трубами диаметром 83×3,5 мм, которые служат стояками для ширм конвективных пакетов.

Передняя стена шахты, являющаяся одновременно задней стеной топочной камеры, выполнена цельносварной. В нижней части стены трубы разведены в четырехрядный фестон 8. Трубы, образующие переднюю, боковую и заднюю стены конвективной шахты, вварены в коллекторы диаметром 219×10 мм.

Продукты горения топлива из топочной камеры попадают в камеру догорания 9, а далее через фестон – в конвективную шахту, после которой дымовые газы через отверстие в верхней части шахты покидают котельный агрегат.

Рис. 4.4. Водогрейные котлы КВ-ГМ-10, КВ-ГМ-20 и КВ-ГМ-30:

1 – газомазутная горелка; 2 – взрывной предохранительный клапан; 3 – топочная камера; 4 – промежуточный экран; 5 – установка дробеочистки; 6 – второй конвективный пучок; 7 – первый конвективный пучок; 8 – фестон; 9 – камера догорания

Для устранения загрязнений конвективных поверхностей предусмотрена установка дробеочистки 5 (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Установка дробеочистки:

1 – дробеуловитель; 2 – клапан; 3 – разбрызгиватель; 4 – пневмотранспортная линия; 5 – бункер; 6 – сепаратор; 7 – инжектор

Принцип работы дробеочистительной установки следующий. Дробь (чугунные шарики диаметром 5-6 мм) разбрасывается над конвективной поверхностью разбрызгивателем 3. Падая вниз, дробь сбивает отложения с труб и собирается внизу конвективной шахты в бункер 5. В сепараторе 6 дробь отделяется от золы. Попадая далее в инжектор 7, дробь подхватывается потоком воздуха и по пневмотранспортной линии 4 подается в верхнюю часть котла в дробеуловитель 1, и цикл повторяется. Для охлаждения канала, по которому дробь подается к разбрызгивателю, и самого разбрызгивателя используется вода.