2.2.2.2. Прямоточные котлы

Прямоточный котел состоит из системы труб, в которых отсутствует возвратное движение воды (циркуляция).

У обычного котла «прямоточными» являются экономайзер и паропере­греватель, через трубы которых вода и пар проходят только один раз. В прямо­точном котле такой характер имеет движение во всех поверхностях нагрева. У таких котлов нет барабана.

Широкое распространение прямоточных котлов началось после боль­шой исследовательской и конструкторской работы, проведенной в нашей стране под руководством профессора Л.К. Рамзина, именем которого был на­зван разработанный им тип прямоточных котлов докритического давления.

Масштабы внедрения прямоточных котлов возросли при переходе к сверхкритическому давлению, при котором не могут применяться котлы с ес­тественной циркуляцией.

В котле Рамзина вода из экономайзера обычной конструкции направля­ется по необогреваемым трубам в нижний коллектор, к которому присоедине­ны трубы.

а - разрез (плоскость разреза по длине здания котельного цеха) Т-образного котла ТП-100 производительностью 670 т/ч для сжигания антрацита; б - продольный разрез N-образного котла ТП-67 для сжигания сланцев; 1 - барабан; 2 - топка; 3 - горелка; 4 - ширмы первич­ного пароперегревателя; 5 - ширмы промежуточного пароперегревателя; 6 - конвективная часть первичного пароперегревателя; 7 - конвективный промежуточный пароперегреватель; 8 - ширмы экономайзера; 9 - конвективный экономайзер; 10 и 11 - трубчатый и регенера­тивный воздухоподогреватели; 12 и 13 - вход и выход воздуха их воздухоподогревателя; 14 - выход дымовых газов из котла; 15 - промежуточный воздуховод; 16- аппарат гидравличе­ского шлакоудаления; 17 - аппарат для удаления лету чей золы

Длинной панели, покрывающей все стены топочной камеры (рис. 13). На схеме эти трубы изображены раздельно только у нижнего и верхнего коллек­торов; направление движения воды условно показано одной линией.

Экраны прямоточных котлов называют их радиационной частью. Ее кон­струкция у котлов Рамзина имеет ряд преимуществ, однако у котлов большой производительности оказывается затруднительным ее транспортировка и мон­таж, из-за чего для котлов сверхкритического давления применяют другие кон­струкции радиационной части.

У больших котлов она разделяется по высоте топки на нижнюю радиа­ционную часть (НРЧ), верхнюю, а иногда и среднюю радиационные части (ВРЧ и СРЧ).

Из радиационной части котлов Рамзина выходит пароводяная смесь с небольшим содержанием воды.

1 - экономайзер; 2 - перепускные необогреваемые трубы; 3 - ннжняя экранная камера; 4 - экранные трубы; 5 - верхняя экранная камера; 6 - переходная зона; 7 - настенная часть па­роперегревателя; 8 - конвективная часть пароперегревателя; 9 - воздухоподогреватель; 10 -горелки

Эту смесь направляют в переходную зону, в которой завершается испа­рение воды и выпадает в виде накипи небольшое количество содержащихся в воде солей.

Переходную зону размещают по ходу дымовых газов после паропере­гревателя, где обогрев труб сравнительно невелик и наличие небольшого слоя накипи менее опасно.

Переходная зона весьма полезна у котлов Рамзина, но многие котлы ра­ботают без нее.

В энергоблоках сверхкритического давления производится более тща­тельная очистка питательной воды (рис. 14).

Кроме того, с возрастанием плотности пара (уменьшением его удельного объема) увеличивается растворимость в нем различных солей и эти соли не оседают в переходной зоне, а уносятся паром в турбину.

1 - в котлах с естественной циркуляцией на 140 кгс/см ; 2 - в прямоточных котлах на 140 кгс/см ; 3 - в котлах сверхкрнтнческого давления

Прямоточные котлы требуют более квалифицированного обслуживания, чем котлы с естественной циркуляцией воды. Это объясняется следующими особенностями их:

• в барабанных котлах испарительные поверхности нагрева отделены от пароперегревателя барабаном, благодаря чему поверхность нагрева пароперегревателя не изменяется при колебаниях нагрузки котла;

• у прямоточного котла зона окончания испарения воды может пере­мещаться по длине труб, при этом соответственно изменяется по­верхность нагрева, в которой происходит перегрев пара, и температу­ра легко может возрасти или понизиться до недопустимого значения;

• для надежной эксплуатации прямоточного котла необходима беспе­ребойная и четкая работа автоматических регуляторов;

• питательная вода прямоточного котла должна содержать меньше со­лей и взвешенных веществ, чем при питании котлов с естественной циркуляцией;

• допустимое солесодержание уменьшается с повышением давления;

• как видно на рис. 14 максимально допустимое содержание веществе в питательной воде котлов обоих типов настолько мало, что измеряется миллионными долями грамма;

• но и при таком качестве питательной воды происходит постепенное отложение веществ в трубах прямоточных котлов и их приходится периодически подвергать водным и кислотным промывкам.