Тема 7. Основные элементы котельных агрегатов.
Вопросы:
1.Парообразующие и перегревающие поверхности наргева;
2.Топочные экраны в прямоточных и барабанных котлах;
3.Пароперегреватели (конвективные, радиационные, широмовые).
1.Парообразующие и перегревающие поверхности наргева;
1.1Элементы котлоагрегата. Барабаны паровых котлов и внутрибарабанные устройства
Основным элементом парового барабанного котла (рисунок 1) является барабан 1, к которому присоединяются кипятильные 17 и опускные 18 трубы, питательные трубы 6, предохранительные устройства и контрольно-измерительные приборы. Внутри барабана размещаются сепарационные устройства 5. Барабаны изготовляют из листовой котельной стали толщиной от 13 до 40 мм (в зависимости от давления пара) диаметром до 1000 мм со штампованными днищами 7 и лазом 8.
Внутреннюю часть объема барабана, всегда заполненную водой до определенного уровня, называют водяным объемом, а заполненную паром при работе котла — паровым объемом. Паровой объем необходим для сбора пара, образующегося в кипятильных трубах. Поверхность кипящей воды в барабане, отделяющая водяной объем от парового, называется зеркалом испарения, которое должно находиться между отметками низшего и высшего уровня воды в котле.
Уровень воды, заключенный в этом объеме, в процессе парообразования непрерывно изменяется как в сторону повышения, так и в сторону понижения, но в пределах, установленных отметками уровня воды, что позволяет машинисту регулировать работу котла. Поверхность стенок котла, омываемая с внутренней стороны водой или паром, а с наружной — газами, называется поверхностью нагрева, измеряется в квадратных метрах и обозначается Нк. Поверхность нагрева определяют обычно со стороны, обогреваемой газами.
Рисунок 1.-Паровой двухбарабанный водогрейный котел ДКВ:
Поверхность нагрева, получающая тепло излучением горящего слоя твердого топлива или факела жидкого или газообразного топлива в топке, называется радиационной. Поверхность нагрева остальных частей котла, воспринимающая тепло горячих дымовых газов путем соприкосновения с ними, называется конвективной. В паровом котле горячими газами омывается только та часть его, которая с внутренней стороны охлаждается водой. Линия, отделяющая обогреваемую газами поверхность от необогреваемой, называется огневой линией.
Для наблюдения за уровнем воды в котле устанавливают водоуказательные приборы (водоуказатели).
1.2 Сепарационное устройство
Проходящий пар собирается в паровой подушке под погружным дырчатым листом, предназначенный для выравнивания скорости подъема пара по всей поверхности зеркала испарения. Далее, пар барбатирует через слой питательной воды. Процесс барбатирования необходим для промывки пара с целью уменьшения содержания солей от вредных примесей, наносимых капельками влаги. На промывку поступает вода, прошедшая водяной экономайзер, а следовательно она значительно чище по сравнению с водой экранных труб.
Пар, прошедший промывку отправляется на сепарационное устройство.
Сепарационное устройство предназначено для отделения капелек котловой воды от пара.
В сепараторах использую первичные механические эффекты как гравитацию, инерцию, пленочный эффект и другие.
Гравитационный сепаратор
Гравитационная весовая сепарация осуществляется, естественно, в процессе движения пара в барабане котла вверх к выходу из него. Для выравнивания распределения скоростей подъема пара по барабану в его водяном пространстве (рисунок 1, г) устанавливают погруженный дырчатый лист. Для дополнительной сепарации в паровом пространстве на выходе пара из барабана ставят пароприемный дырчатый лист.
Инерционный сепаратор- осуществляется созданием резких поворотов потока пароводяной смеси, поступающей в барабан котла из экранных или кипятительных труб путем установки отбойных щитков. В результате вода из пароводяной смеси, как более плотная, инертная выпадает из потока, а пар, как менее плотный, инертный поднимается к выходу в барабан.
Пленочный сепаратор
Наиболее эффективное отделение капелек воды от пара происходит в циклоне (рисунок 1, е) путем интенсивного закручивания потока пара, что объясняется использованием в них так называемой пленочной сепарации.
Пленочная сепарация основана на принципе прилипания частиц влаги, находящейся в паре, на увлажненную или сильно развитую поверхность. При ударе потока влажного пара о такую вертикальную или наклонную поверхность на ней образуется в результате слияния мельчайших частиц влаги сплошная водяная пленка, которая достаточно прочна и не отрывается паром, но в то же время беспрепятственно и непрерывно стекает в водяное пространство барабана котла, а пар через крышку циклона выходит в паровое пространство котла. Установка жалюзей в верхней части циклона служит для перевода вихреобразного движения пара в прямолинейное, что способствует лучшему использованию пароводяного пространства барабана котла.
При использовании сепарационных устройств снижается содержание влаги в паре до 0,1—0,15%.
Рисунок 1.-Схемы сепарационных устройств в паровых котлах низкого и среднего давления :
