Александр Михайлович Ицкович
КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
МАЛОЙ МОЩНОСТИ
*** 1958 ***
|
ФPAГMEHTЫ КНИГИ (...) Камеры экрана и нижнего барабана при нагревании удлиняются поэтому в подвижных опорах камер экранов и задних опорах нижнего барабана предусмотрены овальные отверстия.
Для очистки конвективной поверхности нагрева котла от золы и сажи на задней стенке котла установлен один стационарный обду-вочный прибор. Кроме того, для очистки золы, выпадающей в газоходах, в обмуровке котла устроены лазы. Для регулировки тяги имеется специальное устройство, состоящее из газовой заслонки и привода. Размещение газовой заслонки может быть различным, в зависимости от принятой компоновки котла с газоходом или боровом. Котлы паропроизводительностью 4 и 6,5 и 10 т/час (в соответствии с ГОСТ) могут быть изготовлены как для производства перегретого пара при температуре 250, 300 и 350° С, так и для производства насыщенного пара. Перегреватель располагается в зоне кипятильного пучка сзади котла. Для поддержания температуры перегретого пара при различных режимах и для разных топлив предусмотрено газовое регулирование температуры перегретого пара. Для этого вверху перегревателя расположена газовая заслонка для перепуска части газов помимо перегревателя. Котел предназначен для установки с топочными устройствами различного типа. На фиг. 91 показан котел ДКВ 4-13 с шахтной топкой для сжигания кускового торфа. Ранее (в § 26) при рассмотрении пневматических топок для котлов малой мощности показаны котлы ДКВ 4-13-350 (фиг. 65), котел ДКВ 10-13-350 (фиг. 66) и котел ДКВ 6,5-13-350 (фиг. 67) в компоновке с этими топками. На фиг. 92 показан котел ДКВ 6,5-13-350 с топкой ПМЗ-З (механический забрасыватель топлива) для бурых и каменных углей. На фиг. 93 показан котел ДКВ 10-13-350 с решеткой БЦР для сжигания антрацита. § 32. ПРЯМОТОЧНЫЕ КОТЛЫ Идея прямоточного котла очень проста. Прямоточный котел состоит из системы параллельно включенных труб (змеевиков), обогреваемых дымовыми газами. В один конец каждой трубы (змеевика) входит вода, а из другого выходит перегретый пар и, таким образом, по мере движения воды в трубе происходит последовательно нагревание воды, парообразование, получение насыщенного пара и, наконец, перегрев пара. Циркуляция в этом котле однократная. Движение воды вдоль трубы (змеевика) — принудительное при помощи питательного насоса. Техническое выполнение такой задачи представляло значительные трудности. Первый в мире прямоточный котел системы Рамзина высокого давления и большой производительности (200 т/час на давление 140 ата при температуре перегретого пара 500° С) был построен в нашей стране и вступил в эксплуатацию в 1933 г. В настоящее время такими и более мощными котлами (на давление 100 и выше ата) оборудуются крупные электростанции. Создание прямоточных котлов оказало благоприятное влияние на развитие котлостроения в СССР в целом, так как появление их стимулировало работу конструкторов котельных заводов по снижению веса котельных агрегатов и с естественной циркуляцией. Одним из существенных преимуществ прямоточного котла по сравнению с котлом с естественной циркуляцией является отсутствие барабанов и большого количества сборных камер и внешних соединительных труб. Благодаря этому и облегчению других частей агрегата (каркас, обмуровка) прямоточные котлы отличаются относительно малым весом и изготовление их значительно облегчается. С увеличением давления пара преимущества прямоточных котлов возрастают, так как в котлах с естественной (многократной) циркуляцией при высоком давлении увеличивается толщина стенок элементов котла, повышаются требования к качеству стали, изготовление его усложняется (барабаны котла при давлении 100 ата должны выполняться цельнокованными). Кроме того, условия естественной циркуляции при высоком давлении ухудшаются. Прямоточные котлы имеют и недостатки, из которых наиболее существенным, до сих пор не вполне устраненным, является следующий: эти котлы необходимо питать исключительно чистой водой в отношении содержания солей во избежание осаждения их на стенках труб в виде накипи и, как следствие этого, перегорания труб. Питание этих котлов производится чистым конденсатом или смесью его с дистиллированной водой. В свое время были разработаны схемы прямоточного котла с особым сепаратором, в который после конвективной части поступает паро-водяная смесь в тот момент, когда парообразование еще не закончено и содержание воды в паре составляет около 25%. С частью этой воды, уходящей в продувку, из сепаратора выносятся соли. Однако сепаратор является одним из самых сложных для осуществления аппаратов. Так как внутренняя механическая очистка змеевика невозможна, то прямоточные котлы очищаются периодической промывкой слабым кислотным раствором. На фиг. 94 дана схема прямоточного когла Рамзина 51гСП-220/100 производительностью 220 т/час при давлении 100 ата и температуре пара 495г С. Питательная вода подается в конвективный экономайзер 8 и далее идет в экранную часть змеевиков, выстилающих стенки топки 10. В радиационной зоне полной подсушки пара не происходит, и еще влажным пар поступает в переходную зону, где происходит досушка пара и частичный его перегрев. Выпадение солей в этой зоне менее опасно, чем в экранной части, так как теплонапряжение здесь меньше, поверхность нагрева этой зоны больше и толщина солевых отложений меньше. Из переходной зоны пар идет в верхнюю радиационную часть агрегата, представляющую собой пароперегреватель 3, и, наконец, в конвективный пароперегреватель 1, откуда пар поступает к потребителю. и излучение извне, проходит слабоперегретый пар. Эта схема наиболее приемлема для котлов высокого давления с высокой температурой перегретого пара. Чрезвычайно важное значение для работы пароперегревателя имеет равномерное распределение пара по отдельным трубам. При наличии неравномерности могут пострадать трубы, в которых скорость пара наименьшая. Скорость движения пара внутри труб пароперегревателя должна быть достаточной для охлаждения труб и поддержания нормальной температуры их стенок. Скорости эти обычно принимают, для низкого и среднего давления 15 — 25м/сек для повышенного давления р = ЪЪати — 12 — 18 м/сек для давления пара р — 100 ати и выше — 8 — 16 лчсек. Для более высоких давлений пара скорость его уменьшают пропорционально увеличению удельного веса пара. При изменении нагрузки котла от 60 до 100% повышение температуры пара может доходить до 25°, если не приняты особые меры по предотвращению этого повышения. Температура пара, выходящего пароперегревателя, по производственным соображениям должна оставаться при изменяющейся нагрузке достаточно постоянной, что вызывает необходимость регулирования температуры пара. Существуют следующие способы регулирования: 1) газовое регулирование заслонкой на пути газов; 2) паровое регулирование искусственным охлаждением пара, 3) применением смешанного конвективнорадиационного пароперегревателя. Газовое регулирование применялось только для маломощных котлов старых типов, так как заслонка в зоне газов относительно высокой температуры надежно работать не может и в современных котельных не применяется. При паровом регулировании температуру пара снижают путем его охлаждения на одном из участков между барабаном и главной задвижкой при помощи пароохладителей. Пароохладители могут быть включены на стороне насыщенного пара, на стороне перегретого пара и в рассечку, т. е. между двумя частями поверхности пароперегревателя. Наименее целесообразно включение пароохладителя на стороне перегретого пара. Пароохладители могут быть впрыскивающие и поверхностные. В первом случае в пар вводится распыленный конденсат. Поверхностные пароохладители по своему расположению относительно котла могут быть внутрибарабанные и выносные, лежащие вне котла. Выносные пароохладители наиболее распространены в СССР, причем охлаждение производится котловой или питательной водой. Наиболее рациональное и достаточно автоматичное регулирование температуры пара происходит при применении смешанного конвективно-радиационного пароперегревателя. В конвективном пароперегревателе с повышением нагрузки температура пара повышается, а в радиационном, наоборот, падает. Комбинируя перегреватель из конвективных и радиационных поверхностей, можно добиться независимости перегрева пара от нагрузки. ВОДЯНЫЕ ЭКОНОМАЙЗЕРЫ И ВОЗДУШНЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ § 41. ВОДЯНЫЕ ЭКОНОМАЙЗЕРЫ При полном использовании тепла газового потока в пределах собственного котла (в предположении, что температура газов за котлом достигала бы температуры кипящей воды или была бы близка ей) требуемая поверхность нагрева котла получилась бы бесконечно большой. Из экономических соображений для получения практически приемлемой поверхности нагрева котла приходится допустить некоторую конечную разность между температурой греющих газов при выходе из газохода котла и температурой воды в котле. Температура газов на выходе из котла в зависимости от давления в котле и удельной нагрузки поверхности нагрева котла является достаточно высокой и составляет 300 — 400° С. Таким образом, из-за невозможности использовать тепло газов в пределах газоходов собственно котла уже давно (почти с самого появления паровых котлов) в целях экономии топлива используется тепло этих газов для подогрева питательной воды, идущей в котел, а позднее и для подогрева воздуха, поступившего в топку. Для подогрева питательной воды газами за котлом устанавливают водяной экономайзер, представляющий собой поверхностный теплообменник, в котором вода идет внутри труб, а горячие газы омывают трубы снаружи. Охлаждение газов в водяных экономайзерах и в воздухоподогревателях обычно производят до 200 — 120° С, в зависимости от. вида топлива, способа его сжигания, типа топочного устройства и мощности агрегата. Во избежание коррозии внешней поверхности нагрева экономайзеров и воздухоподогревателей, температура воды, входящей в экономайзер, а также воздуха, поступающего в воздухоподогреватель, должна быть выше температуры точки росы, т. е. температуры, при которой конденсируются содержащиеся в продуктах сгорания водяные пары. Эта температура зависит от парциального давления водяных паров в дымовых газах, определяемого выражением Рв.п = кг/см2. Стальной трубчатый экономайзер, применяемый для более высоких давлений и допускающий кипение воды, показан на фиг. 99. Он состоит из коллекторов и змеевиков с наружным диаметром обычно 38 мм. Скорость воды в трубах водяного экономайзера, во избежание наружной коррозии от газов, должна быть не ниже 0,3 — 0,4 м/сек. § 42. ВОЗДУШНЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ Воздухоподогреватель служит для подогрева воздуха теплом уходящих газов. Горячий воздух, поступающий при этом в топку, ускоряет и улучшает процесс горения, повышает температуру газов в топке, улучшает радиационный и конвективный теплообмен, повышает к. п. д. топки г]т в связи с уменьшением потерь от химического и механического недожога. Широкое распространение воздухоподогревателей связано с регенеративным подогревом питательной воды паром из отбора турбин, с применением высоковлажных топлив, которые необходимо подсушивать, а также с развитием сжигания топлива в виде пыли в камерных топках, кускового топлива в механических топках и крошкообразного или мелко раздробленного в пневматических и циклонных топках, в которых для нормального топочного процесса требуется горячий воздух. Следует отметить ряд особенностей воздухоподогревателя, еы-годно отличающих его от водяного экономайзера : малый вес, взрывобезопасность и невысокая стоимость. Экономичность при установке его по сравнению с установкой водяного экономайзера при одинаковой величине используемого из отходящих газов тепла, выше, так как дополнительно сокращается расход топлива от уменьшения топочных потерь. Для борьбы с коррозией стенок воздухоподогревателя при выпадении росы применяют рециркуляцию части подогретого воздуха ко всасывающему патрубку вентилятора, тем самым может быть повышена до необходимой величины начальная температура воздуха, поступающего в воздухоподогреватель. При установке воздухоподогревателя одновременно возрастают сопротивления по газовому и воздушному тракту в котельном агрегате, что увеличивает мощность электродвигателей дымососов и дутьевых вентиляторов в системе тяго-дутьевого устройства. Воздухоподогреватели могут быть подразделены на стальные пластинчатые, трубчатые и чугунные ребристые. Пластинчатые стальные воздухоподогреватели состоят из ряда щелевых камер, заключенных между параллельными листами медистой стали (с примесью меди для антикоррозионной устойчивости) Фиг. 99. Стальной экономайзер. Система скребкового золоудаления состоит из одноцепного конвейера, проложенного в канале шириной 450 мм. Канал этот залит водой до постоянного уровня. К звеньям корабельной цепи конвейера приварены скребки передвигающие шлак и золу по каналу в золовое помещение (закром). Из этого помещения шлак и золу выгружают при помощи автопогрузчика на самосвалы и далее на отвал. Гидравлическое золоудаление золы и шлаков широко распространено в котельных средней и большой мощности, т. е. обычно в котельных электрических станций. Схема гидравлического золоудаления (фиг. 121) делится на две части: 1) удаление шлаков и золы в пределах котельной, в которой производится смачивание их, смыв шлака из шлакосмывных шахт, а далее транспортирование водой в каналах и трубах шлака и золы к багерным насосам (фиг. 121, а) или к центральным гидроаппаратам системы Москалькова (фиг. 121, б); 2) перекачивание с помощью багерных насосов или гидроаппаратов смеси воды, золы и шлака (пульпы) в золоотстойник (отстойный пруд), в котором зола и шлак оседают на дно, а осветленная вода направляется в близлежащий водоем (реку, озеро, пруд) или смывными насосами возвращается в котельную (фиг. 121, в) для повторного использования — смыва в системе гидрозолоудаления. Из золо-отстойника золу и шлак в железнодорожных вагонах отвозят на золоотвал. В системе гидрозолоудаления с багерными нисосами (фиг. 121, а) в шлакосмывной шахте поступающий в нее шлак охлаждается водой, подаваемой через брызгально-оросительное устройство 2, размещенное в верхней части шахты. Мощной струей воды, подаваемой через смывное сопло 3, шлак периодически смывают с наклонного пода шлакосмывной шахты, располагаемой под шлаковым бункером, и сбрасывают на решетку, а оттуда в канал 4. В канале шлак подхватывается струей воды, поступающей через побудительные сопла 5, расположенные в канале, и транспортируется потоком воды за пределы котельной. Уловленная золоуловителем 6 зола поступает в бункер 7, а из него в золосмывной аппарат 8, в котором она смачивается, перемешивается с водой и далее поступает в наклонный канал. Смесь золы, шлака и воды из канала через переключающий шибер 9 направляется в предварительный металлоуловитель 18, а затем на решетку 20, через которую мелкий шлак, зола и вода проходят, а крупные куски шлака задерживаются и направляются в дробилку 21. Измельченный в дробилке шлак поступает в общий поток смеси золы, шлака и воды, которая, пройдя вторичный металлоуловитель 14, поступает в багерный насос 15, перекачивающий эту смесь по трубам 16 на золоотвал. |
