7.3. Основные виды котельных агрегатов
7.3.1. Энергетические котельные агрегаты
Котельные агрегаты паропроизводительностью от 50 до 220 т/ч на давление 3,92 - 13,7 МН/м2 выполняют только в виде барабанных, работающих с естественной циркуляцией воды; агрегаты паропроизводительностью от 250 до 640 т/ч на давление 13,7 МН/м2 выполняют в виде барабанных и прямоточных, а котельные агрегаты паропроизводительностью от 950 т/ч и выше на давление 25 МН/м2 - только в виде прямоточных, так как при сверхкритическом давлении естественную циркуляцию осуществить нельзя.
Типичный профиль котельного агрегата паропроизводительностью 50 – 220 т/ч на давление пара 3,97 - 13,7 МН/м2 при температуре перегрева 440 - 570°С (рис. 7.4) характеризуется компоновкой его элементов в виде буквы П, в результате чего образуются два хода дымовых газов. Первым ходом является экранированная топка, определившая название типа котельного агрегата. Экранирование топки настолько значительно, что в ней экранным поверхностям передается полностью все тепло, требующееся для превращения в пар воды, поступившей в барабан котла. В результате исчезает необходимость в кипятильных конвективных поверхностях нагрева; конвективными поверхностями нагрева в котельных агрегатах этого типа остаются только пароперегреватель, водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Выйдя из топочной камеры 2, дымовые газы поступают в короткий горизонтальный соединительный газоход, где размещен пароперегреватель 4, отделенный от топочной камеры только небольшим фестоном 3. После этого дымовые газы направляются во второй нисходящий газоход, в котором расположены в рассечку водяные экономайзеры 5 и воздухоподогреватели 6. Горелки 1 могут быть как завихривающие с расположением на передней стене или на боковых стенах встречно, так и угловые (как показано на рисунке).
Рис. 7.4. Котельный агрегат паропроизводительностью 220 т/ч;
давление пара 9,8 МПа; температура перегретого пара 540°С
У котельных агрегатов паропроизводительностью 320 - 640 т/ч на давление пара 13,7 МН/м2, как правило, сохраняют П-образную компоновку, хотя в некоторых случаях появляется и Т-образная. Выполнение пароперегревателя становится более сложным. Шире начинают применяться полуоткрытые топки и регенеративные воздухоподогреватели.
При П-образной компоновке котельного агрегата (рис. 7.5), работающего с естественной циркуляцией воды, барабан 4 котла обычно размещают сравнительно высоко над топкой; сепарацию пара в этих котлах обычно осуществляют в выносных устройствах – циклонах 5. При сжигании антрацита применяют полуоткрытую полностью экранированную топку 2 с встречным расположением горелок 1 на передней и задней стенках и подом, предназначенным для жидкого шлакоудаления. На стенках камеры горения размещают шиповые, утепленные огнеупорной массой экраны, а на стенках камеры охлаждения - открытые экраны. Часто применяют комбинированный пароперегреватель 3, состоящий из потолочной радиационной части, полурадиационных ширм и конвективной части. В нисходящей части агрегата в рассечку, т.е. чередуясь, размещены водяной экономайзер второй ступени (по ходу воды) и трубчатый воздухоподогреватель второй ступени (по ходу воздуха), а за ними водяной экономайзер и воздухоподогреватель первой ступени (6 и 7).
Рис. 7.5. Котельный агрегат паропроизводительностью 420 т/ч;
давление пара 13,7 МПа; температура перегретого пара 570°С
Котельные агрегаты паропроизводительностью 950, 1600 и 2500 т/ч на давление пара 25 МН/м2 предназначаются для работы в блоке с турбинами мощностью 300, 500 и 800 МВт. Компоновка котельных агрегатов названной паропроизводительности (рис. 7.6) П-образная с воздухоподогревателем, вынесенным за пределы основной части агрегата. Перегрев пара двойной; параметры его после первичного пароперегревателя 25 МН/м2 и 565°С, после вторичного - 4 МН/м2 и 570°С. Агрегат состоит из двух рядом стоящих одинаковых корпусов. Топка каждого корпуса состоит из камеры горения 2 с жидким шлакоудалением и с закрытыми экранами и камеры охлаждения 3 с открытыми экранами. Горелки 1 размещены на передней и задней стенах топки. По выходе из топки дымовые газы поступают в пароперегреватель, состоящий из двух радиационных частей 4 и 5 и конвективной части 7, между которыми размещена верхняя радиационная часть 6 агрегата. Далее газы поступают в промежуточные пароперегреватели первой ступени 8 и второй ступени 9, а затем - в конвективные поверхности нагрева котла 10 и водяного экономайзера 11. Затем газы проходят в регенеративный воздухоподогреватель 12, размещенный в стороне, дымососы и дымовую трубу.
Рис. 7.6. Прямоточный котельный агрегат паропроизводительностью