2. Устройство котельных установок

2.2.1. Технологические схемы котельных установок

Для котельных установок применяют паровые и водогрейные котлы.

Паровой котел - устройство, обогреваемое продуктами сжигаемого в топке топлива и предназначенное для получения пара давлением выше атмо­сферного, который используется вне самого устройства.

Водогрейный котел - устройство, обогреваемое продуктами сжигаемо­го в топке топлива и предназначенное для нагревания воды, которая находится под давлением выше атмосферного и используется в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Котельная установка - состоит из собственно котла, топочного устрой­ства, пароперегревателя, водяного экономайзера, воздухоподогревателя, кар­каса, обмуровки, арматуры, котельно-вспомогательного оборудования и тру­бопроводов. В некоторых конструкциях котельных установок малой мощности пароперегреватель, водяной экономайзер и воздухоподогреватель отсутству­ют.

Котел - состоит из системы труб поверхностей нагрева, объединенных между собой барабанами и камерами. Собственно котел предназначен для по­лучения насыщенного пара (у паровых котлов) и нагрева воды до заданной температуры (у водогрейных котлов).

Топочные устройства - это комплекс горел очных или механических устройств, предназначенный для превращения внутренней энергии топлива в тепловую энергию продуктов сгорания.

В пароперегревателе происходит перегрев насыщенного пара до задан­ной температуры за счет тепла продуктов сгорания.

В водяном экономайзере питательная вода нагревается за счет допол­нительного использования тепла дымовых газов и направляется в собственно котел с температурой близкой к температуре насыщения.

Воздухоподогреватель предназначен для интенсификации и повышения устойчивости процесса сгорания топлива, а также дальнейшего использования тепла продуктов сгорания.

Каркас котла — металлическая конструкция, с помощью которой от­дельные элементы котла объединяются в заданной компоновке.

Обмуровка котла предназначена для отделения топочной камеры от га­зоходов котла от окружающей среды.

Арматура (задвижки, вентили, клапаны и т.д.) служат для управления работой и обеспечения нормальных условий эксплуатации котла.

Гарнитурой называются устройства для обслуживания газоходов и токи котла (лазы, люки, гляделки, взрывные клапана и др.).

Котельно-вспомогательное оборудование предназначено для подачи в топку воздуха и отсоса продуктов сгорания топлива, приготовления и транс­портирования топлива, очистки дымовых газов, удаления золы и шлака, водо- подготовки и питания котла водой.

По трубопроводам котельных установок транспортируется пар, вода, мазут, химические реагенты и другие вещества.

2.2.2. Схемы котлов

2.2.2.1. Барабанные котлы

Во всех паровых котлах тепло выделяющееся при сжигании топлива, пе­редается от продуктов сгорания (топочных и дымовых газов) воде и пару. Пе­редача тепла осуществляется через поверхности нагрева, которые у современ­ных котлов представляют собой или однорядные трубные панели (на стенах топки и газоходов либо внутри газового потока в виде так называемых ширм), или трубные пакеты (пучки), в которых дымовые газы проходят между распо­ложенными в несколько рядов трубами. Вода и пар движутся внутри труб.

Конны труб поверхностей нагрева включены в сборные камеры (коллек­торы), которые обычно представляют собой заглушенные по концам отрезки толстостенных труб внутренним диаметром 200—350 мм.

По характеру движения воды все котлы можно разделить на три группы: котлы с естественной циркуляцией воды, котлы с принудительной циркуляци­ей воды и прямоточные (безбарабанные).

В котлах с естественной циркуляцией вода из барабана отпускается по не обогреваемым (опускным) трубам в нижние сборные коллекторы и затем вместе с образующимся паром поднимается самотеком по обогреваемым (подъемным) трубам опять в барабан (рис. 8).

В барабане вода отделяется от пара и снова направляется в водо­отпускные трубы. Такое движение обусловлено различием между весом стол­ба воды в опускных трубах и весом столба (трубных панелях) или как их на­зывают экранах. Таким образом, у котлов с естественной циркуляцией вода самотеком многократно проходит через трубы (рис.7, а).

Котлы, в которых круговое движение воды по трубам (циркуляция воды) совершается посредством специального насоса (рис. 7, б), называется котлами с принудительной циркуляцией.

Основными поверхностями нагрева котлов с естественной и принуди­тельной циркуляцией являются: экономайзер, в котором питательная вода на­гревается до поступления в барабан, испарительные трубы и пароперегрева­тель. Кроме того, у всех современных котлоагрегатов имеется воздухоподог­реватель, в котором нагревается необходимый для горения воздух.

У всех таких котлов одним из основных элементов является барабан - горизонтальный стальной цилиндр, имеющий у современных котлоагрегатов высокого давления внутренней диаметр свыше 1,5 м при толщине стенок 85 - 115 мм.

Котлы с естественной и принудительной циркуляцией воды часто назы­вают барабанными.

На рис. 9 показана схема циркуляции воды в двухбарабанном котле. На старых электростанциях работают котлы с тремя и даже пятью барабанами, но в настоящее время такие котлы не изготовляют.

У однобарабанного котла нижняя часть барабана (примерно его полови­на) заполнена водой и уровень воды поддерживается неизменным. Пар из верхней части барабана направляется в пароперегреватель для дополнительно­го нагрева.

Работа топочной камеры. На рис. 10 схематически показаны два типа современных барабанных котлов с естественной циркуляцией воды. Сжигание топлива производится в топочной камере, куда топливо поступает через го­релки. Твердое топливо перед сжиганием измельчают в тонкий порошок (угольную пыль).

Котлы, где эта пыль сжигается называют пылеугольными.