1.3. Устройство котлоагрегатов, работающих под наддувом

В последние годы получили распространение котельные агрегаты, работающие без дымососов, под наддувом, создаваемым дутьевыми вентиляторами (воздуходувками). В топке и газоходах этих котлоагрегатов устанавливается избыточное давление, которое и создает движение и удаление дымовых газов. Давление в топке 3,5–6,0 кПа (350–600 мм вод. ст.).

Котлоагрегаты, работающие под наддувом, не имеют присосов холодного воздуха, вследствие чего их коэффициент полезного действия (КПД) несколько выше за счет уменьшения потерь теплоты с уходящими газами. Необходимая плотность газового тракта котлоагрегата обеспечивается изготовлением стен топки, переходного газохода и конвек­тивной шахты из цельносварных трубных панелей с газоплотной обмазкой. Схема цирку­ляции воды, пароводяной смеси и пара в таких котлах аналогична как и у котлоагрегатов с естественной и принудительной циркуляцией.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1-2 ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

В условиях ТЭЦ подогрев воды на теплофикационные нужды (отопление, вентиляцию и бытовое горячее водоснабжение) обычно производился до 110—115°С в основных сетевых подогревателях за счет пара из отбора турбин. Пиковые же нагрузки в наиболее холодные месяцы года покрывались пароводяными подогревателями с подогревом сетевой воды до 150°С, работающими на перегретом паре из энергетических котлов высокого давления, который перед подачей подвергался редуцированию и охлаждению в редукционно-охладительных установках (РОУ).

Покрытие пиковых теплофикационных нагрузок (продолжительностью 1000—2000 ч в году) водогрейными котлами позволяет уменьшить на ТЭЦ количество энергетических паровых котлов высокого давления, что существенно снижает затраты на сооружение и эксплуатацию ТЭЦ. Поэтому в настоящее время все новые ТЭЦ сооружаются с установкой на них крупных пиковых водогрейных котлов, суммарная теплопроизводительность которых составляет примерно 50% максимальной теплофикационной нагрузки ТЭЦ. Учитывая незначительную продолжительность работы пиковых водогрейных котлов, для снижения капитальных затрат на установку их снабжают топочными устройствами для сжигания газа и мазута даже в тех случаях, когда эти котлы установлены на ТЭЦ, сжигающих твердое топливо в пылевидном состоянии.

Широкое применение водогрейные котлы получили также в крупных производственно-отопительных и районных отопительных котельных (тепловых станциях), где они являются основным источником теплоснабжения.

Газомазутные котлы для установки на районных и промышленно-отопительных ТЭЦ изготовляют теплопроизводительностью 30, 50, 100 и 180 Гкал/ч (соответственно 35, 58, 116 и 209 МВт) и выпускают в двух исполнениях: П-образные и башенные. Котлы ПТВМ-ЗОМ-4 теплопроизводительностью 35 Гкал/ч (41 МВт) при работе на мазуте и 40 Гкал/ч (46 МВт) при работе на газе с П-образной компоновкой (рис. 4) могут работать в основном и пиковом режимах.

Рис.4. Водогрейный котел ПТВМ-30М-4 для работы на мазуте и газе.

На боковых стенках топки навстречу друг другу расположено по три горелки 1. Все стенки топки экранированы трубами 2 d= 60X3 мм с шагом 64 мм. Боковые стенки конвективной шахты закрыты трубами 4 d=83X4 мм с шагом 128 мм. На выходе газов из топки в конвективную шахту трубы заднего экрана разведены в четыре ряда и образуют фестон 3. Конвективная часть котла выполнена из труб d=28x3 мм с шагами S₁=64 мм и S₂=33 мм и состоит из двух пакетов, установленных последовательно по ходу газов, а задняя стена и потолок конвективной шахты — из труб d=60X3 мм с шагом S₁= 64 мм.

Вся трубная часть котла состоит из восьми транспортабельных блоков (два топочных угловых блока образованы боковым, задним и фронтовым экранами, два блока конвективной части котла и четыре блока — двумя боковыми блоками и задней стеной поворотной камеры). Максимальную массу имеют блоки топки и конвективной части котла (6,5—8 т).

Башенные газомазутные котлы теплопроизводительностью 50, 100 и 180Гкал/ч имеют конвективные поверхности, размещенные над топочной камерой.

а) б)

Рис.5. Водогрейный котел ПТВМ-50-1 для работы на мазуте и газе:

а- продольный разрез, б- поперечный разрез.

Башенные котлы ПТВМ-50-1, ПТВМ-100 и ПТВМ-180 в основном сходны между собой по конструкции и компоновке и собираются из одинаковых элементов.

Котел ПТВМ-50-1 теплопроизводительностью 50 Гкал/ч, представленный на рис. 5, предназначен для работы с естественной тягой. Стальная дымовая труба котла теплопроизводительностью 50 Гкал/ч имеет d=2,5 мм, а котла 100 Гкал/ч — d=3,5 м, высота трубы 3 у обоих котлов составляет 53 м от уровня пола котельной. Трубы опираются на каркас 2 котла.

На боковых стенах топки у котла 50 Гкал/ч установлено 12, а у котла 100 Гкал/ч—18 газомазутных горелок 1, расположенных в два ряда по высоте. Каждая горелка имеет индивидуальный дутьевой вентилятор. Очистка конвективных поверхностей нагрева от золовых отложений при сжигании мазута производится щелочной сетевой водой.

Для котлов ПТВМ-100 и ПТВМ-50-1 допускается полуоткрытая установка. Пиковый водогрейный котел ПТВМ-180 теплопроизводительностью 180 Гкал/ч оборудован 20 газомазутными горелками с индивидуальными вентиляторами и устанавливается только на ТЭЦ для покрытия пиков теплофикационных нагрузок.

Эксплуатация всех башенных водогрейных котлов при сжигании мазута выявила ряд серьезных конструктивных недостатков этих котлов. Применение дроби для очистки поверхностей нагрева от наружных загрязнений в этих котлах исключается. Обмывка же поверхностей щелочной сетевой водой настолько неэффективна, что теплопроизводительность башенных котлов снижается из-за загрязнений до 60—70% номинальной.

При обмывке сетевой водой страдают от усиленной коррозии как конвективные, так и экранные поверхности котлов. Сток кислого конденсата с внутренней поверхности дымовых труб на внутренние поверхности котла также вызывает интенсивную коррозию его труб. Значительные трудности представляет и удаление обмывочных вод, так как сброс их без нейтрализации или с недостаточной нейтрализацией приводит к опасному загрязнению водоемов.

В настоящее время выпуск башенных водогрейных котлов сокращается. Вместо них заводы будут выпускать новую серию водогрейных котлов той же производительности с П-образной компоновкой.