4 Шламоотделитель; 5 – испаритель II ступени; 6 - балки; 7 - барабан; 8 – обдувочные линии; 9 - испаритель III ступени; 10 – экономайзер
На всех котлах используется одноступенчатое испарение. Предусмотрена возможность совместной работы котла с испарительным охлаждением печи. В барабане котла размещено сепарационное устройство.
В пакетно-конвективных котлах (ПКК) используют физическую и химическую теплоту отбросных газов сажевого производства. Сажевые заводы относятся к числу предприятий, в которых образуется большое количество отбросных газов, содержащих незначительное количество горючих компонентов и существенное количество балласта (азота, диоксида углерода и водяных паров). Для устойчивого сжигания значительного объема этих сильно забалластированных газов потребовалась разработка специальных
Рис. 15. Котел ПКК – 75/24:
1 – горелка; 2 – форкамера; 3 – ширмы; 4 – камера охлаждения;
5 – пароперегреватель; 6 – воздухоподогреватель; 7 – экономайзер;
8 – выпускной газоход; 9 барабан
газогорелочных устройств, обладающих высокой стабилизирующей способностью.
Белгородский завод энергетического машиностроения (БЗЭМ) выпускает серию унифицированных пакетно-конвективных котлов: ПКК-30/24-70-5, ПКК-30/45А, ПКК-75/24-150-5, ПКК-75/45-150-5, ПКК-100/24-200-5 и ПКК-100/45-200-5. Числитель дроби означает производительность котла в тоннах в час, знаменатель давление вырабатываемого пара (атмосферы). Котлы ПКК однобарабанные, конвективные с естественной циркуляцией, имеющие П-образную компоновку. На рис. 15 показан продольный разрез котла ПКК-100/24-200-5. Паропроизводительность котла до 100 т/ч, давление пара 2,4 МПа, температура перегрева 370 ºС. Отбросные газы вместе с газом, имеющим высокую теплоту сгорания (или мазутом), сжигают в трех неэкранированных горизонтальных предтопках, на фронте которых установлены специальные газогорелочные устройства. Из предтопков продукты сгорания поступают в подъемный газоход, в котором размещена испарительная поверхность нагрева, выполненная в виде конвективного пучка. Секции конвективного пучка образованы трубами, имеющими волнистую изогнутую форму. Трубы каждой секции объединены индивидуальными входными и выходными коллекторами. Секции двух типов короткие и длинные, размещены на двух противоположных стенках газохода и подвешены к потолочному перекрытию котла на пароотводящих трубах. В пространстве, образованном изгибом испарительных секций расположен пароперегреватель. В опускном газоходе размещены воздухоподогреватель и экономайзер.
2.3. Котлы-утилизаторы за обжиговыми печами серного колчедана
При обжиге колчеданов получают два продукта: металл и диоксид серы. При содержании SO2 в продуктах сгорания более 7% становится рентабельным получение из газов серной кислоты. Поэтому достаточно часто сернокислотное производство входит в состав предприятий цветной металлургии.
Схема энерготехнологического агрегата (ЭТА) для низкотемпературного обжига колчедана в кипящем слое [5] показана на рис. 16. В кипящем слое обжигаемого материала установлены испарительные (либо пароперегревательные) поверхности нагрева, отнимающие избыточную теплоту и обеспечивающие бесшлаковочную работу слоя. Поверхности нагрева, находящиеся в кипящем слое, работают с высоким коэффициентом теплоотдачи ~230-350 Вт/(м2К). Эти поверхности объединены с котельной установкой, использующей теплоту отходящих газов. После энерготехнологической установки обжиговые газы поступают в технологические аппараты для дальнейшей переработки, а полученный пар используется для выработки электроэнергии и на технологические нужды. Котлы, устанавливаемые за обжиговыми печами кипящего слоя, имеют следующие особенности:
высокое содержание SO2 в продуктах сгорания приводит к необходимости работы при давлении пара не мене 4 МПа (температура кипения воды соответственно 250 °С), чтобы предотвратить сернокислотную коррозию поверхностей нагрева;
по этой же причине данные котлы не комплектуются экономайзерами;
технологические газы содержат фтор, мышьяк, цинк, свинец, высокое содержание SO2 приводит к сульфатизации отложений на поверхностях нагрева;
при пусках и остановах котлов возможна конденсация серной кислоты и усиленная сернокислотная коррозия.
Ранее для установки за обжиговыми печами серного колчедана применялись ширмовые КУ с принудительной циркуляцией пароводяной смеси: УККС-8/40-2, УККС-6/40. УККС-4/40. Однако из-за неполадок с котлом в связи с заносами поверхностей нагрева огарковой пылью и отсутствия эффективных средств очистки, а также неполадок с циркуляционными насосами эти КУ были сняты с производства и заменены водотрубными котлами с естественной циркуляцией типа КС-ВТКУ.
Рис. 16. Схема ЭТА для обжига колчедана в кипящем слое: