гЛЛ/Ч гАЛ^\Лп rW^ r^NAAi

j\*AAA-Uaaaaaa

У LAAA-I UAAAAA-J

ЛЛЛ-—^ ААЛЛ

uy\/J LvvvU

В барабане комбинированных котлов имеются как жаровая, так и дымогарные трубы. Эти котлы широко применялись на паро­возах и пароходах.

Газотрубные котлы используют в основном для получения пара низкого давления и горячей воды для отопления и технологи­ческих целей.

Водотрубные котлы можно разделить на барабанные и прямо­точные. Котлы барабанного типа (см. рис. V-1) имеют экранные трубы и горизонтальный барабан вверху, служащий для приема питательной воды и пароводяной смеси, поступающей из эк­ранов.

Движение воды и пароводяной смеси в системе (циркуляция) может быть естественным и принудительным. В котлах с естест­венной циркуляцией движение воды и пароводяной смеси обус­ловлено разностью их плотностей в опускных и экранных трубах (рис V-3). В котлах с принудительной циркуляцией движение воды по замкнутому контуру осуществляется насосом.

Надежная и безопасная работа котла обеспечивается устойчи­вой циркуляцией воды и пароводяной смеси с заданной скоростью. При нарушении циркуляции или при ее малой скорости в экран­ных трубах будет недостаточный отвод тепла, что приведет к мест­ному перегреву стенок труб и их разрушению.

Самые мощные барабанные котлы выпускает Таганрогский за­вод. Это —котлы типа ТП-100 и ТГМ-104 (паропроизводитель- ность 180 кг/с, давление пара 14 МПа, температура 570 °С).

В прямоточных котлах осуществляется непрерывная подача питательной воды насосом и непрерывный отвод образовавшегося перегретого пара (рис. V-4). Прямоточный котел имеет непрерыв­ный змеевик, отдельные участки которого — экранные трубы, па­роперегреватель и экономайзер соединены последовательно. Дви­жение воды и пароводяной смеси осуществляется в одном направ-

л

Рис. V-4. Принципиальная схема прямоточного котла* ^г '

/ __ вода; // — перегретый пар; 1 — питательный насос; 2 — водяной экономайзер, 3 — радиационный экран; 4 —» конвективная переходная зона; 5 — пароперегреватель.

лении —от насоса к коллектору отбора водяного пара. Строя­щиеся прямоточные котлы позволят реализовать наиболее высокие производительности и параметры водяного пара: паропроизводительность до 690 кг/с, давление пара 25,5 МПа и температуру 570 °С. Ведутся работы по созданию котлоагрегата паропроизводительностью 1100 кг/с.

5 Молоканов ю. К-

129

4. Тепловой баланс котельной установки

При стационарной работе котельной установки общий приход тепла должен быть равен его расходу. Это обстоятельство отра­жается в тепловом балансе, определяющем приход и расход тепла по отдельным статьям. Кроме тепла от сгорания топлива в топку поступает также так называемое физическое тепло: вно­симое подогретым воздухом для сжигания топлива Q_B, топливом Q_T и форсуночным паром (2_Ф. Следовательно, общее количество тепла, подаваемого в топку, будет равно

вприх==«2 + «в + вт+вф

Это тепло расходуется на нагрев воды и образование пара Q_± и восполнение потерь тепла Q_n0T. Потери тепла складываются из следующих статей: Q₂ — потерь тепла с уходящими продуктами сгорания; Q₃ — потерь тепла от химического недожога топлива; Q₄ — потерь тепла вследствие механического недожога топлива; Q₆ — потерь тепла в окружающую среду через теплоизоляцию. Общий расход тепла составит

Qpacx =Qi+ Qnox =Qi+ Q2+Q3+ Q*+ Qs При установившемся режиме работы Q_np_HX = Qpacx- Очень часто (2прих *** Qh- Тогда уравнение теплового баланса запишется в виде

Qnpnx = Qi + 0.2 + Q₃ + Q* + Qs (V, l)

Разделив обе части уравнения (V,l) на Q_npHx ^и обозначив Ць = Q//Qn_PHx> где i = 1, 2, 3, 4, 5, получим

1 =<71 + <7а + <7з + ?4 + <75 (V,2)

Отсюда степень использования тепла сгорания топлива или к. п. д. котельного агрегата определится из выражения:

%.а=?1 = 1 — (Я2 + Яз + Яа + Яь) (V,3)

Современные котельные агрегаты имеют т]_к. _а =0,85—0,94 без учета затрат тепла на собственные нужды. Уменьшение различных статей, связанных с потерями тепла, приводит к увеличению к. п. д. котельной установки.

Потеря тепла с уходящими дымовыми газами составляет наи­большую долю и зависит от температуры продуктов сгорания, по­кидающих котельный агрегат, и коэффициента избытка воздуха. Обычно температура уходящих продуктов сгорания составляет 120—150 °С, а потеря тепла q₂ = 3—7%. С увеличением коэффи­циента избытка воздуха потеря тепла с уходящими дымовыми газами возрастает. Потеря тепла q₃ от химического недожога обус­ловлена либо общим недостатком кислорода в топке (мала вели­чина а), либо плохим перемешиванием топлива с воздухом. По­теря тепла <74 вследствие механического недожога связана с выно­сом частиц топлива с продуктами сгорания и шлаком.

Для жидкого и газового топлива q± = 0. Обычно потери <7з + <7₄ равны 1—7% для твердого топлива, 1—1,5% для жидкого

топлива и 0,5—3% для газового топлива. При хорошей тепловой изоляции потеря тепла в окружающую среду q_b для крупных кот- лоагрегатов составляет 0,5—1,5%. С уменьшением мощности кот- лоагрегата все виды потерь увеличиваются. Установка водяного экономайзера и воздухоподогревателя позволяет увеличить к. п. д. котельной установки.

5. Вспомогательные устройства

Водоподготовка. Целью водоподготовки является восполне­ние потерь котловой воды с конденсатом. Добавочную воду под­вергают химической очистке. В воде содержатся различные ме­ханические и коллоидные примеси, а также соли, которые, отла­гаясь на стенках труб, образуют накипь. Образование накипи приводит к перегреву и коррозии стенок труб. Органические ве­щества вызывают вспенивание котловой воды.

Солесодержание воды характеризуется концентрацией в воде катионов Na⁺, К⁺, Mg²⁺, Са²⁺ и анионов НСО", ^sor> СГ, SiOJ".

Жесткость воды характеризуется содержанием в ней ионов кальция и магния. Бикарбонаты кальция и магния Са(НС0₃)₂ и Mg(HC0₃)₂ при нагревании разлагаются, образуя С0₂ и твердые осадки (шламы) СаС0₃ и Mg(OH)₂. Остальные соли кальция и мзг- ния CaS0₄, MgS0₄, СаС1₂, MgCl₂ и другие при кипячении не раз­лагаются.

При работе котельного агрегата происходит накопление солей в котловой воде вследствие ее упаривания и притока солей с добавочной водой. Некарбонатные соли кальция и магния, об­разующие накипь, а также газы 0₂ и С0₂, вызывающие коррозию, являются наиболее вредными примесями.

Применяют два способа обработки воды —докотловой и вну- трикотловой.

Докотловая подготовка воды обеспечивает удаление взве­шенных в ней частиц, солей и растворенных газов 0₂ и С0₂. С этой целью воду фильтруют. Коллоидные и органические частицы уда­ляют коагуляцией при добавлении FeS0₄, FeCl₂ или A1₂(S0₄)₃.

Умягчение воды, т. е. удаление ионов кальция и магния, про­водят термическим и химическим методами. Термическим методом разлагают бикарбонаты при нагревании воды до кипения. При химическом методе катионы кальция и магния замещают катио­нами натрия, водорода или аммония, которые не образуют накипи. Растворенные газы удаляют при кипячении воды в деаэраторе.

Внутрикотловую обработку воды проводят с целью вывода солей непосредственно из котла. Для этого в барабан котла вводят химические реагенты (фосфаты), образующие с солями котловой воды малорастворимые рыхлые соединения. Эти соединения в виде шлама выводятся с котловой водой при продувке котла.

Золо- и шлакоудаление. В слоевых топках образовавшаяся после сгорания топлива зола в основном (70—80%) остается на

5*

131