книги из ГПНТБ / Рябов П.И. Передвижные паровые котлы

нагрева можно пренебречь и тепловым сопротивлением ме-

следует учитывать, особенно при поверочных расчетах пере­

движных паровых котлов, находившихся в эксплуатации и имеющих значительные отложения накипи, летучей золы и сажи. При расчетах проектируемых передвижных котлов,

когда толщина слоев загрязнений неизвестна, вместо у- и

ния конвективной поверхности нагрева коэффициент исполь­

252

1емпературу, равную температуре насыщения. Другой сре-

253

дой являются газы, которые при входе в конвективную

поверхность имеют более высокую, а при выходе — более

низкую температуру. В этом случае формула для определе­ ния средней логарифмической разности температур примет более простой вид:

сти нагрева передвижного парового котла, определяется по формуле

ного котла характеризуется также удельной паропроизводительностью или напряжением поверхности нагрева по пару.

254

топки. С увеличением нагрузки напряжение поверхностей нагрева возрастает, с уменьшением—падает. В передвиж­ ных паровых котлах рациональных конструкций удельная паропроизводительность по нормальному пару находится в пределах 20—30 кг/м2' ч. В табл. 11-6 приведены значе­ ния удельной паропроизводительности (по нормальному пару) для некоторых типов и систем передвижных паро­

255

Глава двенадцатая

КОНСТРУИРОВАНИЕ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И МОНТАЖ

ПЕРЕДВИЖНЫХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

12-1. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

В основу конструирования передвижного парового кот­

ла должны быть положены: техническое задание, данные теплового расчета, а также требования Котлонадзора, из­ ложенные в действующих «Правилах устройства и безопас­ ной эксплуатации паровых котлов».

Техническим заданием, составленным с учетом специ­

фических особенностей передвижных паровых котлов во­

обще и конструируемого котла в частности, устанавливают:

часовую паропроизводительность котла, параметры пара,

вид топлива (основного), температуру питательной воды

иокружающего воздуха, габаритные размеры и вес котла.

Взадании может быть указан и тип передвижного котла.

Конструирование передвижного парового котла должно быть увязано с конструированием всей пароиспользующей (паросиловой) установки. Задачу по разработке таких уз­ лов, как крепление котла, размещение арматуры и вспомо­

гательного оборудования, водо- и паропроводные коммуни­

кации, нельзя решить рационально в отрыве от конструк­ ции всей установки, на пароснабжение которой проектиру­ ется данный котел.

При выборе типа передвижного парового котла, если он

не был обусловлен заданием, необходимо учитывать до­ стоинства и недостатки конструкций котлов.

Решающее значение в выборе типа передвижного кот­

ла имеют заданные габаритные размеры и вес котла.

В табл. 12-1 приведены размерно-весовые характеристики различных типов и систем передвижных паровых котлов,

отнесенные к 1 м2 испарительной поверхности нагрева. Эти характеристики могут быть использованы в прикидочных расчетах при эскизном проектировании котла. Пользуясь

данной таблицей, надо учитывать, что паросъем, отнесенный к единице поверхности нагрева, неодинаков для различных типов котлов (см. табл. 11-6). Вертикальные котлы дымо­ гарного типа, например, весьма выгодно отличаются от других котлов своими относительно малыми размерами.

Однако паросъем с 1 ж2 у этих котлов довольно низок и преимущества в части размеров могут оказаться малозна-

256

чительными, если их отнести к часовой паропроизводительности котла.

Площадка, необходимая для монтажа котла на пере­ движном основании, зависит от паропроизводительности, типа и конструкции котла (рис. 12-1). Общий вес и вес основных элементов передвижного парового котла одного и того же типа и размера зависят от рабочего давления па­

ра: с повышением давления толщина стенок элементов,

работающих под давлением, увеличивается и вес котла возрастает (рис. 12-2). Элементы котла, состоящие из труб

м2

У

1,2

1,0

0,8

о,е

Ofi

0,2

Рис. 12-1. Размеры монтажной площадки

взависимости от часовой паропроизво­ дительности и типа передвижного

котла.

1—горизонтально-водотрубные котлы; 2—змееви­ ковые водотрубные котлы; 3—комбинированные котлы по общим габаритам; 4 — то же по кор­ пусу.

небольшого диаметра, с повышением давления мало уве­ личиваются в своем весе. Поэтому водотрубные котлы мо­ гут быть рассчитаны на более высокое давление пара при сохранении тех же весовых характеристик котла (табл.

12-1).

Необходимые размеры поверхностей нагрева передвиж­ ного парового котла принятого типа при разработке эскиз­ ного проекта можно определять, пользуясь опытными дан­ ными, полученными по удельному паросъему, отнесенному к общей испарительной по!верхности нагрева котла и эконо­

майзера (см. табл. 11-6). При техническом и рабочем про­ ектировании размеры поверхностей нагрева определяются тепловым расчетом.

Компоновка поверхностей нагрева котельного агрегата должна производиться с учетом конструктивных особен­ ностей передвижной базы. Для устойчивости последней

258

вспомогательные поверхности нагрева (экономайзера, воз­ духоподогревателя) выгодно располагать за котлом, а не над ним.

Топка должна быть органически увязана со всей кон­ струкцией котла. При этом нужно стремиться к максималь­ но 'возможному экранированию топочного пространства, которое повышает использование тепла, упрощает изготов­

ление топки, уменьшает габариты и вес котла, снижает центр тяжести его, повышает прочность всей конструкции.

При той же поверх­ ности нагрева котел с длинными трубами бу­ дет дешевле в изготов­

лении, чем котел с короткими трубами, так как последних по­ требуется больше. Од­ нозмеевиковые ВОДОтрубные котлы в этом

При определении объема водяного пространства пере­ движного парового котла необходимо исходить из задан­ ного срока разогрева котла, основного вида сжигаемого топлива, режима питания, габаритных размеров и веса, типа и конструкции котла. Необходимо также учитывать эксплуатационные особенности установки, использующей пар.

Запас воды характеризует тепловую аккумулирующую способность котла. Теоретически и практически установле­

но, что чем больше относительный запас воды в котле, тем устойчивее ■ держится давление лара. Однако слишком

большая водяная емкость значительно удлиняет разогрев

котла. Котлы, работающие на жидком топливе и антраци­ те, должны иметь больший объем воды, нежели котлы, рас­

считанные на сжигание сырых дров. Значительный запас воды в котле позволяет реже питать его. В табл. 12-2 при­ ведены данные, характеризующие относительный объем

воды в передвижных паровых котлах различных типов и

систем. В этой же таблице приведены удельные значения

парового объема и зеркала испарения для передвижных котлов.

Таблица 12-2

Внутренние (объемные) характеристики передвижных паровых котлов, отнесенные к 1 мг испарительной поверхности

нагрева котла

В водотрубных передвижных котлах с естественной цир­ куляцией значительная часть воды содержится в барабане.

Емкость последнего определяется в зависимости от (Коли­ чества воды, содержащейся в кипятильных трубах, задан­ ного срока разогрева котла, напряжения зеркала испаре­ ния. С точки зрения получения наименьших габаритов кот­ ла выгоднее иметь один барабан с плоскими днищами, рас­

положенный поперек котла. К тому же такой барабан про­

ще защитить от обогрева дымовыми газами.

Низший допустимый уровень воды в котле устанавлива­

ется таким, при котором исключается возможность перегре­ ва поверхности, соприкасающейся с продуктами сгорания.

Согласно Правилам Котлонадзора низший допускаемый

уровень воды должен быть не менее чем на 100 мм выше высшей обогреваемой поверхности котла. В котлах дымо­ гарного типа этот уровень должен быть выше огневой труб­ ной решетки примерно на 2/з высоты дымогарных труб.

260

Радиационные поверхности, которые подвергаются опас­ ности перегрева из-за недостаточного охлаждения водой,

должны иметь надежную защиту (изоляцию), устраивае­ мую из чугунных плит, огнеупорного кирпича, торкрета и т. п. Элементы котла, не являющиеся поверхностями на­

грева, но нагреваемые до температуры выше допустимой для данной марки стали, должны быть надежно изолирова­ ны. Однако конструкция котла должна исключать нерав­

номерный прогрев его элементов при растопке и во время работы.

Опускные циркуляционные трубы, подающие воду из барабана в нижние коллекторы экранов, желательно вы­ полнять необогреваемыми, т. е. вынесенными из топки на­ ружу.

Радиусы гибов труб, составляющих испарительные по­ верхности нагрева передвижного парового котла, должны быть не меньше удвоенного наружного диаметра. При этом

эллиптичность поперечного сечения трубы в месте изгиба не должна превышать 1% ее номинального диаметра.

В конструкции передвижного парового котла должны быть предусмотрены съемные крышки, заглушки, листы ит. и., а также круглые или овальные лючки, позволяющие иметь возможность осмотра, ремонта и очистки поверхно­ стей нагрева с внутренней и наружной сторон.

К проекту передвижного парового котла прилагается расчет на прочность основных элементов, работающих под

давлением, выполненный в соответствии с принятыми «Нормами расчета элементов паровых котлов на проч­ ность».

При проектировании и изготовлении передвижных па­

ровых котлов иногда вынуждены отступать от действую­ щих Правил Котлонадзора. Однако на каждое отклонение от Правил должно быть получено согласие Инспекции Кот­ лонадзора.

12-2. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

Основными материалами для изготовления передвиж­ ных паровых котлов служат листовая сталь и бесшовные

трубы. Листовую сталь применяют для изготовления дета­ лей, предназначенных для работы под давлением (обечаек,

днищ, жаровых труб, трубных решеток и др.), и деталей топки, кожуха, дымовой трубы, гарнитуры и т. п., которые

261