Полл. Курс лекций. Общие сведения из теплотехники
 Скачать 4.53 Mb.
|
|
тепловая изоляция. Изолированный трубопровод покрывают сверху мешковиной или алюминиевой фольгой. Во избежание гидравлических ударов в паропроводах предусматриваются дренажные линии и трубопроводы прокладываются с наклоном не менее 0,001 в сторону движения пара. При подаче пара или горячей воды в трубопроводах происходит температурное удлинение. Удлинение трубопроводов из углеродистых сталей при нагревании на 100 С составляет около мм/м. В зависимости от температуры среды в стенках трубопроводов возникает напряжение, которое может привести к их разрыву и повреждению. Поэтому для компенсации температурных удлинений и избежания разрывов применяются компенсаторы рис. Рис. 55. Компенсаторы, обеспечивающие удлинения тру- бопроводов: а – сальник (для низкого давления б – линзовые (для низкого давления в – П-образные (на любое давление) Направление компенсации тепловых расширений б в а Наибольшее распространение получили гнутые П-образные компенсаторы. В стесненных условиях на трубопроводах низкого давления (тепловые сети) используются сальниковые компенсаторы. Для крепления трубопроводов применяются опоры или подвески. Трубопроводы – неподвижные и подвижные (скользящие, качающиеся, роликовые). Для распознания, какая среда проходит по трубопроводам, их окрашивают в различные цвета. Пар перегретый – красный насыщенный красный с желтыми кольцами вода питательная – зеленый газопровод желтый, с красными кольцами и нанесением стрелки, указывающей направление движения газа воздух – синий и пр. Приборы для измерения расхода жидких и газообразных веществ Количество вещества, которое проходит по трубопроводу за единицу времени, называется расходом. Количество и расход вещества выражается в объемных и массовых единицах измерения. Объемными единицами количества служат литр ли кубический метр м, а массовыми – килограмм (кг) и тонна т. Наиболее распространенными единицами объемного расхода является л/ч, мс, мча массового – кг/с, кг/ч, т/ч. Приборы, измеряющие расход, называются расходомерами ив зависимости от вида измеряемого вещества подразделяются на водомеры, паромеры, газомеры и др. Расходомеры – показывающие и самопишущие. К приборам, которые измеряют расход, относятся также счетчики. Газовый счетчик РГ. Ротационный газовый счетчик РГ (рис. состоит из корпуса (измерительной камеры 1), двух роторов восьмеричной формы 2, счетного механизма и дифманометра Под действием движущегося газа роторы вращаются в противоположных направлениях. Вал одного из них соединен с редуктором счетного механизма, фиксирующего объем газа в соответствии с количеством оборотов ротора. Нормальное направление движения потока – сверху вниз. Рис. 56. Принципиальная схема ротационного газового счетчика типа РГ: 1 – измерительная камера – роторы восьмеричной формы 3 – дифмонометр 2 1 3 вход газа По дифманометру определяют перепад давления газа насчет- чике и, пользуясь специальными таблицами в паспорте счетчика, определяют степень загрязнение газа и необходимость его очистки. Количество газа, который протекает через счетчик, равно разности показаний в конце ив начале определенного периода времени. Газовые счетчики выпускаются с номинальной пропускной способностью и 1 000 м 3 /ч. Расчет с газоподающей организацией проводится за газ, приведенный к нормальным условиям t 2 = 0 С Р бар = 760 мм рт. ст. Коэффициент перевода в нормальные условия рассчитывается по формуле где г абсолютная температура газа перед счетчиком, КР бар барометрическое давление, мм рт. ст Р газ – избыточное давление газа перед счетчиком, мм рт. ст. Дроссельные расходомеры. Принцип измерения расхода с помощью дроссельных расходомеров основан на сужении потока среды, движущейся по трубопроводу. Это приводит к возрастанию его средней скорости, и к увеличению кинетической и уменьшению потенциальной энергии. Перепад давления дои после сужающего устройства зависит от расхода проходящей среды чем больший перепад, тем больше расход. Наиболее распространенными суживающими устройствами, которые используются при измерении расходов, являются диафрагмы (рис. 57). Диафрагмы – камерные и бескамерные. Их диски из нержавеющей стали толщиной мм имеют конусное отверстие под углом 30°, направленное суженной частью навстречу потоку. Диафрагмы зажимаются болтами между фланцами трубопровода. Трубки, которые получают импульс давления от диафрагмы, изготовляются из бесшовных стальных трубок с внутренним диаметром мм. В непосредственной близости от диафрагмы устанавливаются, игольчатые клапаны, которые отключают Рис. 57. Камерная диафрагма ДН – прорез кольцевого канала камер 2 – диск, 4 – корпуса кольцевых камер трубопровод от соединительных линий на случай ремонта вторичного прибора. Перепад давления на диафрагме измеряется показывающими и самопишущими дифманометрами-расходомерами, шкала которых проградуирована в единицах расхода. Для измерения расхода пара на импульсных трубках, ведущих к дифманометру, устанавливаются уравнительные (конденсационные) сосуды, предназначенные для поддержки постоянного уровня конденсата в обеих соединяющих линиях. Питательные устройства котлов и требования к ним Питание котлов может быть групповым с общим для подключения котлов питательным трубопроводом или индивидуальным – только для одного котла. Включение котлов в одну группу по питанию допускается при условии, что разность рабочих давлений в различных котлах не превышает 15 Для питания котлов водой допускается использование: центробежных и поршневых насосов с электроприводом; центробежных и поршневых насосов с паровым приводом; паровых инжекторов; насосов с ручным приводом; водопроводной сети. Использование водопровода допускается только при условии, что минимальное давление воды в водопроводе перед регулирующим органом питания котла будет превышать расчетное или разрешенное давление в котле не менее чем на 1,5 кгс/см 2 Питательные насосы, которые присоединены к общей магистрали, должны иметь характеристики, допускающие параллельную работу насосов. Ручные насосы могут быть использованы для периодической подпитки паровых котлов с рабочим давлением не более 4 кгс/см 2 и паропроизводительностью не более 150 кг/ч. Паровой инжектор приравнивается к насосу с паровым приводом. На корпусе каждого питательного насоса или инжектора должна быть прикреплена табличка, на которой указываются следующие данные: а) название предприятия-изготовителя или его товарный знак; б) заводской номер; в) номинальная подача при номинальной температуре воды; г) число оборотов в минуту для центробежных насосов или число ходов в минуту для поршневых насосов д) номинальная температура воды перед насосом; е) максимальный напор при номинальной подаче. После каждого капитального ремонта насоса необходимо провести его опробование для определения подачи и напора. Результаты опробования должны быть оформлены актом. Для питания паровых котлов устанавливается не менее двух насосов с электроприводом и один или два насоса с паровым приводом. Суммарная подача насосов с электроприводом должна быть не менее 110 %, ас паровым приводом – не менее 50 % номинальной производительности всех работающих котлов. При паропроизводительности не более 1 т/ч допускается один питательный насос с электроприводом, если котел оборудован автоматикой безопасности, которая исключает возможность снижения уровня воды и повышения давления пара выше нормы. Для подпитки водонагревательных котлов с естественной циркуляцией необходимо не менее двух подпиточных насосов, ас принудительной не менее чем по два подпиточных и циркуляционных. Вместо одного подпиточного насоса можно использовать водопровод, если давление в водопроводе превышает сумму статического и динамического напоров в системе не менее чем на кгс/см 2 Насосы для водонагревательных котлов теплопроизводительно- стью 4 Гкал/ч (4,65 МВт) и более должны иметь два независимых источника питания электроэнергией. Напор, который развивается циркуляционными и подпиточны- ми насосами, должен исключать возможность вскипания воды в котле и системе. Классификация насосов Насос – это машина, в которой происходит преобразование механической энергии приводного механизма в энергию перекачивающей жидкости, благодаря чему осуществляется ее движение. Насосы классифицируются по многим признакам. По принципу действия насосы подразделяются на динамические, объемные и струйные. В динамических насосах прирост энергии происходит в результате взаимодействия потока жидкости с вращающимся рабочим органом. Насосы подразделяются на две группы лопастные и вихре- вые. Лопастные насосы, в свою очередь, подразделяются на центробежные – радиальные (риса, диагональные (рис. 58, б) и осевые (рис. 58, в В насосах объемного типа определенный объем жидкости перекачивается, отсекается и перемещается от входного патрубка к напорному. При этом жидкости придается дополнительная энергия главным образом в виде давления. Объемные насосы подразделяются наследующие группы поршневые, роторные (шестеренчатые, винтовые, пластинчатые) (рис. 59, а, б, в). В струйных насосах прирост энергии достигается за счет движения потока рабочей среды (рис. 60). Эти насосы – следующих видов эжекторы, инжекторы и тараны. а б в Рис. 58. Схемы центробежных лопастных насосов: а – радиальный б – диагональный в – осевой б а в Рис. 59. Конструктивные схемы роторных насосов: а – шестеренчатые; б – винтовые в – пластинчатые Рис. 60. Водоструйный насос – сопло насоса 2 – приемная камера 3 – камера смешивания диффузор Смешанный поток Поток, который инжектируется Рабочий поток По свойствам жидкости, которая перекачивается насосы могут быть подразделены наследующие группы: для чистых и слегка загрязненных нейтральных жидкостей; для загрязненных жидкостей; для агрессивных жидкостей и т. д. В зависимости от температуры перекачиваемой жидкости, насосы подразделяются на холодные (Т і 373 К) и горячие (Т > 373 К). По назначению насосы подразделяются на две группы: насосы тепловой схемы – питательные, конденсатные, циркуляционные насосы – насосы химводоочистки, топливопо- дающие, подпиточные. Центробежные насосы В настоящее время наибольшее распространение получили центробежные насосы благодаря простоте и надежности в эксплуатации. При вращении рабочего колеса жидкость, налитая в насос перед его пуском, закручивается лопатками, под действием центробежной силы движется от центра к периферии вдоль лопаток и подается через спиральную камеру в нагнетательный патрубок. Поэтому на входе в колесо, где всасывающий патрубок присоединен к корпусу, создается разрежение, под действием которого вода подсасывается в насос. Рабочее колесо, вращаясь, подхватывает жидкость и выбрасывает ее в нагнетательный патрубок. Таким образом устанавливается беспрерывное движение жидкости. Центробежные насосы подразделяются: по числу колес одноколесные или одноступенчатые, многоколес- ные или многоступенчатые; по создаваемому напору: низконапорные – с напором до 20 мм вод. ст.; средненапорные – с напором 20–60 мм вод. ст.; высоконапорные – с напором более 60 мм вод. ст.; по способу разъема корпуса: с горизонтальным разъемом; с вертикальным разъемом; по способу подвода воды к колесу: с односторонним подводом жидкости; с двухсторонним подводом жидкости. Консольные центробежные насосы (рис. 61) изготовляются двух модификаций: К – с горизонтальным валом на отдельной стойке; КМ – с горизонтальным валом, моноблочные, с электродвигателем. Насосы типа К и КМ предназначены для перекачивания воды, а также других жидкостей, схожих с водой по плотности и вязкости, с температурой до 85 Си содержанием механических примесей размером до 0,2 мм в количестве не более 0,1 % по объему. Консольные центробежные насосы типа К и КМ изготовляются следующих марок (табл. Таблица Консольные центробежные насосы типа К и КМ Рис. 61. Продольный разрез консольного насоса К – всасывающий патрубок 2 – уплотнительное кольцо 3 – рабочее колесо 4 – спиральный корпус 5 – кронштейн опорный – втулка 7 – сальник 8 – крышка сальника 9 – вал насоса – подшипник 11 – полумуфты; 12 – напорный патрубок 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Зазор Примечания а, б – индекс обточки рабочего колеса К – консольный М моноблочный первая цифра показывает производительность насосам 3ч:вторая цифра – напор, который развивается насосом, м вод. ст. Центробежные насосы типа К см. рис. состоят из корпуса 4 с напорным патрубком 12; крышки корпуса с всасывающим патрубком рабочего колеса 3; вала 9 с подшипником 10; опорной рамы (стойки 86 Моноблок-насос типа КМ (рис. 62) отличается от насосов типа К отсутствием опорной рамы (стойки) и вала. Корпус 2 насоса крепится к фланцу электродвигателя 4. Рабочее колесо 1 насажено на удлиненный конец вала электродвигателя и закреплено шпонкой и специальной гайкой с левой резьбой. Рис. 62. Моноблок-насос: 1 – рабочее колесо насоса 2 – корпус насоса 3 – болты, которые соединяют фланец насоса с фланцем электродвигателя корпус электродвигателя Центробежные насосы с двухсторонним подводом воды к рабочему колесу К этому типу насосов относятся горизонтальные центробежные одноступенчатые насосы типа Д (рис. 63). Насосы используются в качестве циркуляционных насосов в квартальных и районных котельных. Насосы выпускаются разной производительности: Д-200-50; Д Д и т. д в обозначении – Д – двухсторонний подвод воды 200 (320) – производительность насосам ч (70) – напор, создаваемый насосом, м вод. ст. Насосы состоят из корпуса 1, крышки корпуса 8, 13, чугунного рабочего колеса 12 и стального вала 3. Рабочее колесо находится посередине вала и закреплено шпонкой и защитными втулками с резьбой. В нижней части корпуса размещены повернутые на один к другому, а коси насоса – на 90° всасывающий и нагнетательный патрубки. Конструкция насоса обеспечивает возможность горизонтального демонтажа со снятием крышки. Центробежные секционные насосы. В качестве питательных насосов для котлов ДКВР и ДЕ используют центробежные многоступенчатые секционные насосы ЦНСГ-38-220– ЦНСГ-44-220 (2– 10 ст, ЦНСГ -60-330– ЦНСГ-66-330 (2–10 ст Ц – центробежный Н – насос С – секционный Г – горячей воды 38 (60) – производительность насосам ч 44 (330) – напор, создаваемый насосом, м вод. ст. На центробежных насосах устанавливается арматура и КИП: всасывающая линия – задвижка (клапан, термометр, мановаку- умметр, нагнетательная линия – обратный клапан, задвижка (клапан), манометр. Эксплуатация центробежных насосов. Подготовка к пуску:про- верить и убедиться в надежности крепления насоса к фундаменту, наличии и закреплении кожуха муфты, отсутствии посторонних предметов, наличии заземления электродвигателя; проверить наличие и уровень масла в масляной ванне (смазки в подшипниках); проверить состояние сальников; проверить от руки легкость вращения ротора насоса (насос ЦНСГ положение риски); Рис. 63. Продольный разрез насоса типа Д – корпус 2, 17 – корпуса подшипников 3 – стальной вал 4 – разъемная крышка сальника 5 – сальниковая набивка 6 – кольцо гидравлического уплотнения 7, 14 – трубки для подвода воды 8, 13 – крышка корпуса, 10 – защитно-уплотнительное кольцо 11 – отверстие присоединения вакуум-насоса; 12 – рабочее колесо 15 – отверстие для подвода воды – защитная втулка 18 – камера охлаждения подшипника 19 – кронштейн опорные лапы 21 – грундбукса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 19 20 кратковременным включением электродвигателя убедиться в правильности вращения вала. Пуск насоса: заполнить насос водой (открыть арматуру на всасывающей линии); закрыть арматуру на напорной линии; включить электродвигатель; установить задвижкой (клапаном) через 40–50 сна напорном трубопроводе необходимое давление (по манометру). Работа насоса: проверять показания манометра; проверять температуру подшипников, которая не должна превышать °С; проверять смазку подшипников; следить за состоянием сальников (прокапывание – 15–20 капель/мин); следить за состоянием соединительной муфты; следить за водой в линии разгрузки и охлаждения подшипников (в насосах ЦНСГ). Переход из рабочего режима работы насоса на резервный: заполнить резервный насос водой; включить электродвигатель резервного насоса; открывать одновременно на резервном насосе, а на рабочем закрывать арматуру на напорном трубопроводе; выключить электродвигатель рабочего насоса после закрытия арматуры на напорном трубопроводе; сделать запись в сменном журнале о переходе из рабочего режима работы насоса на резервный с указанием времени. Паровые поршневые насосы Паровые поршневые насосы применяются в котельных в качестве резервных устройств для питания паровых котлов водой. Вертикальный прямодействующий поршневой насос (рис. состоит из двух блоков, причем, если водном блоке происходит всасывание, тов другом – нагнетание. Каждый блок состоит из поршневой паровой машины и поршневого водяного насоса. Паровая часть насосасостоит из парового цилиндра с поршнем и пароразделяющей коробки с цилиндрическим золотником, в которой есть два крайних канала для впуска пара и два средних для выпуска отработанного пара. Водяная часть насосасостоит из водяного цилиндра с поршнем и коробки с всасывающими и нагнетательными клапанами. Поршень водяного цилиндра приводится в движение от поршня паровой машины, которая находится на одном с ним штоке Рис. 64. Схема работы парового насоса: а – подача пара в верхний объем правого парового цилиндра б – подача пара в верхний объем левого парового цилиндра в – подача пара в нижний объем правого парового цилиндра г – подача пара в нижний объем левого парового цилиндра а б в г Привод золотникового механизма осуществляется от штока поршней с помощью большого и малого рычагов. При работе насоса золотник правого цилиндра управляет работой правого цилиндра, а приводится в движение от штока левого цилиндра. Золотник левого цилиндра управляет работой левого цилиндра, а приводится в движение от штока правого цилиндра. Движения поршня и золотника совпадают. Смазывание трущихся деталей паровой части осуществляется маслом, поступающим в пар из масленки, установленной на крышке золотниковой коробки. Штоки и валики рычажного устройства смазываются вручную. Для регулировки длины хода поршня на паровых цилиндрах установлены буферные клапаны, (по одному на каждый верхний и нижний объем парового цилиндра). Паровая часть насоса снаружи покрыта слоем теплоизоляционной массы и обшивкой из листовой стали. Паровые насосы выпускаются следующих марок ПНВ-25/20 (НДС-25/20); ПНВ-25/40 и т. д, в обозначении – П – паровой, Н – насос, В – вертикальный, Д – двойного действия 25 – производительность насосам ч 20 (40) – напор, развиваемый насосом, кгс/см 2 На паровых поршневых насосах устанавливается следующая арматура и КИП: всасывающая линия гидроцилиндров (клапан); нагнетательная линия гидроцилиндров – обратный клапан, задвижка (клапан, манометр; паропровод к паровым цилиндрам – клапан, манометр. Эксплуатация паровых насосов. Подготовка к пуску: осмотреть насос; проверить наличие масла в масленках; смазать вручную трущиеся детали; открыть клапаны на нагнетательном и всасывающем трубопроводах открыть продувочные краны на паровых цилиндрах. Пуск насоса: открыть медленно паровой клапан перед паровыми цилиндрами; при выходе из продувочных кранов сухого пара закрыть их; паровым клапаном отрегулировать работу насоса по манометру, добиваясь необходимого количества двойных ходов; при появлении ударов увеличить смазку. Остановка насоса: закрыть паровой клапан; закрыть клапан на нагнетательном и всасывающем патрубках; открыть продувочные краны на паровых цилиндрах 91 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ВОДОГРЕЙНЫЕ И ПАРОВЫЕ КОТЛЫ Чугунные секционные водогрейные котлы, их устройство и работа Чугунные секционные водогрейные котлы применяются для нагрева воды до 115 С при давлении в системе отопления до 6 кгс/см 2 (0,6 МПа. Теплопроизводительность котлов до 1 Гкал/ч. Основной характеристикой котлов является поверхность нагрева. Это поверхность труб секций котла, которые с одной стороны обогреваются продуктами сгорания топлива, ас другой охлаждаются водой. Поверхность нагрева измеряется по газовой стороне, м 2 Широкое применение в котельных получили чугунные секционные котлы шатрового типа с нижней топкой, которые выпускаются в настоящее время – котлы КЧ-1, Универсал, «Универсал-6М», «Тула-3», «Факел-Г», ГАЗа также снятые с производства, но находящиеся в эксплуатации котлы Энергия, Тула, Минск и др. Чугунные котлы независимо от их марки собираются из отдельных секций. Различия конструкции секций приведены на рис. Рис. 65. Секции различных моделей чугунных котлов и их соединение: а – котел НР(ч); б – котел «Универсал»; в – котел «Энергия»; г – котел МГ д – котел «Отопитель»; е – котел Э5-Д2; ж – универсальных котлов з – пакет секций и – ниппельные соединения; к – каналы для движения воды 1 – стяжные болты 2 – ниппели – ребра 4 – каналы для воды а б в г д е ж з и к 1 1 2 4 3 Секции соединяются между собой с помощью конических ниппелей и стяжных болтов 1, которые проходят через отверстия в ниппелях. Для создания герметичности ниппеля в отверстия секций вставляется на графитной или суриковой пасте с подмоткой асбестовый шнур, пропитанный той же пастой. Зазор между секциями допускается не более 2 мм. Собранные таким образом два пакета устанавливаются на огнеупорную каменную кладку, которая представляет собой топку и боковые газоходы. Пакеты соединяются между собой коллекторами через задний нижний коллектор обратная вода подается в котел на подогрева через передний верхний коллектор горячая вода поступает в систему отопления или горячего водоснабжения. На верхние ниппельные отверстия задних секций и нижние отверстия передних ставятся заглушки. К передним нижним заглушкам подсоединяются спускные или продувочные линии с клапанами. Стенки котла покрываются теплоизоляционной мастикой (70 белой глины и 30 % асбестовой крошки) и обмуровываются огнеупорным, а затем красным кирпичом. В топке котла устанавливаются газовые горелки. Продукты сгорания газа поднимаются вверх, обогревая секции, которые заполнены водой, и, затем повернув на 180°, опускаются в боковые газохо- ды и через сборный газоход (лежак) направляются в дымовую трубу. Для регулирования тяги в боковых газоходах за котлом устанавливаются шиберы, подъем которых осуществляется с фронта котла при помощи троса, перекинутого через блоки. Котел «Факел-Г». Котел состоит из двух типов секций – крайних и средних (рис. 66). Секции собираются в пакет при помощи конических ниппелей 1 и стяжных болтов 8. Внутренние стенки секций и ограничивающие их сжимаемые ребра создают конвективные газоходы. При сборке пакета все сжимаемые ребра и торцевые поверхности ниппельных головок секций смазываются кремнийорганической мастикой «Виксисант». К передней секции крепится газогорелочный блок Л1-Н. К задней секции крепится регулирующий клапан газохода и предохранительный клапан. Клапан газохода при монтаже соединяется с дымососом и дальше со сборным газоходом. Между клапаном газохода и дымо- Рис. 66. Котел «Факел-Г»: 1 – ниппель 2 – крышка газоход 4 – топка – каналы 6 – ребра секций 7 – завихрители, 8 – стяжной болт 93 сосом должен быть установлен ручной шибер, который отключает котел от дымового тракта. Пакет котловых секций закрыт декоративным кожухом, выполненным в виде отдельных съемных панелей. Продукты сгорания топлива, отдав часть тепла топочной камере через проемы в нижней части топки, двумя потоками направляются в конвективные газоходы секций 3. В верхней части секций продукты сгорания поворачивают, омывают низкотемпературные газоходы пакета секций и через клапан газохода удаляются в дымоход, соединенный с общекотельным газоходом, и отводятся в дымовую трубу. Вода в котел подводится через нижний патрубок и поступает в заднюю секцию. В результате того, что нижний коллектор в каждом ниппеле имеет шайбу, которая приварена к стяжному болту, вода по задней секции поднимается вверх. При помощи специальных литых вставок, установленных в верхних головках секций, обеспечивается винтообразное движение воды по средним секциям. Вода, пройдя последовательно по всем секциям, нагревается и через патрубок на фронте котла отводится в систему теплоснабжения. Стальные секционные водогрейные котлы, их устройство и работа В отопительных и небольших производственных котельных кроме секционных чугунных котлов распространены также стальные секционные котлы НР-18, «Надточия» и НИИСТУ-5, собирамые методом сварки из трубных секций разной формы. Котлы Н. Ревокатова и «Надточия» выпускались с 1947 г. и их в эксплуатации до сегодняшнего дня осталось очень мало. Котлы НИИСТУ-5 выпускались длительное время доги в настоящее время заводы выпускают запасные части для их ремонта. Рассмотрим устройство таких котлов на примере котла НИИС- ТУ-5 (рис. 67, 68). Эти котлы состоят из крайних средних и задних секций. Средние секции имеют одинаковое устройство и состоят из одного верхнего коллектора D y = 100 мм, двух нижних того же диаметра и трех правых и левых Г-образных экранных труб Ж 76 ґ 3 мм. Передняя секция состоит из двух частей, верхние коллекторы которых вварены в верхний коллектор 2 котла, а два нижних 11 для улучшения циркуляции соединены перепускными трубами 13 соответственно с правыми левым нижними коллекторами 9 котла 5. Верхние и нижние коллекторы правой и левой частей передней секции соединены между собой передними экранными трубами Ж 76 ґ 3 мм Рис. 67. Водогрейный котел НИИСТУ-5: 1 – фундамент 2 – трубы 3 – газонаправляющие перегородки верхний коллектор – задняя секция 6 наружная обмуровка; 7 – колосниковая решетка 8 – нижние коллекторы 9 – внутренние стенки обмуровки; 10 – дымовые каналы Рис. 68. Трубная часть котла НИИСТУ-5: коллекторы: 1 – выхода воды к потребителю 2 – верхний – верхний заднего топочного экрана 5 – входа воды в котел 6 – нижний заднего топочного экрана 9 – нижних боковых топочных экранов – нижние переднего топочного экрана 12 – верхний переднего топочного экрана; трубы топочных экранов 4 заднего 7 – бокового 8 – переднего клапаны на продувочных линиях 13 – перепускные трубы Задняя секция состоит из верхнего 3 и нижнего 6 коллекторов, которые соединены между собой задними экранными трубами Ж 76 ґ мм. Верхний коллектор этой секции приварен к верхнему коллектору котла, а нижний – к правому и левому нижним коллекторам котла 105 К вертикальным участкам труб боковых экранов приварены стальные полосы, образующие газонаправляющие перегородки. Такие же полосы приварены к экранным трубам задней секции. Средних секций в этих котлах может быть от двух до пяти. Данные о поверхностях нагрева при работе на природном газе в указанных котлах приведены ниже: Количество секций, шт .............................. 2 3 4 Поверхность нагрева, м. 25,2 32,3 39,4 46,5 Теплопроизводительность, Гкал/ч ......... 0,4 0,5 0,6 Металлическая часть котла, включающая также переднюю и заднюю секции, устанавливается на внутренние стенки фундамента из огнеупорного кирпича. Для лучшего использования поверхности нагрева обмуровка выполняется огнеупорной, а снаружи обклады- вается красным кирпичом вокруг котла. Топка котла (см. рис. 67) размещается под котлом и может быть использована для сжигания различных видов топлива. Дымовые газы из топки поднимаются вверх, омывают газонаправляющие перегородки и по параллельным каналам между трубами опускаются в дымоходы 10 справа и слева. В конце котла на дымоходах установлены вертикальные шиберы для регулировки тяги, привод которых осуществляется через тросы впереди котла. Из дымоходов котла дымовые газы поступают в общекотельный дымоход (лежаки по нему направляются в дымовую трубу. Для создания прямотока в котлах НИИСТУ-5 в верхнем и нижних коллекторах приварены перегородки. Вода в котел поступает через патрубок на нижнем (верхнем) коллекторе заднего экрана, проходит по котлу, нагревается и через передний патрубок на верхнем коллекторе направляется в тепловую сеть. Водогрейные котлы ТВГ, их устройство и работа Котлы ТВГ (теплофикационные водогрейные газовые) выпускаются двух типоразмеров ТВГ-4Р и ТВГ-8М. Эти котлы разработаны Институтом газа АН УССР и серийно выпускались Монастыри- щенским машиностроительным заводом (Черкасская обл) Котлы имеют одинаковое устройство и отличаются только размерами. Трубная часть котла ТВГ-8 приведена на рис. 69, продольный разрез котла на рис. Котлы ТВГ – прямоточные, секционные, оборудуются отдельными дымососами и вентиляторами. Имеют две поверхности нагрева Рис. 69. Водогрейный котел ТВГ-8 (трубная часть) Рис. 70. Водогрейный котел ТВГ-8: 1 – конвективная поверхность нагрева 2 – потолочный экран 3 – вертикальный потолочный экран 4 – опорная рама 5 – подовые горелки 6 – воздухопровод – выполнена из пяти топочных экранов, два из которых односветные, три – двухсветные. Экраны образуют четыре отсека, в которые установлены газовые диффузионные подовые горелки. Каждый топочний экран состоит из верхнего и нижнего коллекторов, в которые вварены по 40 вертикальных труб Ж 51 ґ 2,5 мм Для создания двух ходов движения воды верхние коллекторы каждого топочного экрана имеют посередине перегородки. Технические характеристики водогрейных котлов ТВГ в табл. Таблица Технические характеристики водогрейных котлов ТВГ ѓ PD[ PLQ К радиационной поверхности нагрева относится также потолочный экран 2, который переходит в фронтовой и состоит из 32 (8 ґ труб Ж 51 ґ 2,5 мм, имеет передний (нижний) и задний (верхний) коллекторы. Конвективная поверхность нагрева 1 состоит из двух секций с верхними и нижними коллекторами, соединенными между собой 8-ю стояками Ж 51 ґ 2,5 мм, в каждый из них вварены по четыре тройных змеевика Ж 28 ґ 3 мм. Для направления движения воды по змеевикам в стояках есть перегородки. Циркуляция воды в котлах ТВГ. Обратная вода из тепловой сети циркуляционным насосом подается в нижние коллекторы (левый и правый) конвективной поверхности нагрева. Из этих коллекторов вода двумя потоками движется по стояками змеевиками поступает в верхние коллекторы. Повернув из коллекторов на 90°, вода проходит по 16 средним (8 справа, 8 слева) трубам потолочного, переходящего во фронтовой, экрана и поступает в передний коллектор с перегородкой посередине. Здесь вода разделяется вправо и влево и проходит по 16 (8 справа, 8 слева) крайним трубам потолочного экрана, попадая в его задний (верхний) коллектор. В этом коллекторе вода смешивается и одним потоком через две перепускные трубы попадает в заднюю часть верхнего коллектора левого бокового экрана. Дальше вода проходит по 20 экранным трубами поступает в нижний коллектор, перемещается по нему впереди, двигаясь вверх, поступает в переднюю часть верхнего коллектора. Затем через две перепускные трубы (калачи) переходит в следующий топочный экран и таким образом последовательно проходит все поверхности нагрева и подается в тепловую сеть. На выходном коллекторе котла установлены манометр, термометр и предохранительные клапаны. Все перепускные трубы (калачи) в своих верхних точках имеют воздушники, которые служат для удаления воздуха при заполнении котла водой и выпуска пара при аварийном останове котла после отключения электроэнергии. Все нижние коллекторы котла имеют продувочные трубопроводы с клапанами. Для осмотра и ремонта экранов и топки на фронтовой стене котла между потолочными экранами предусмотрены лазы. Для этого могут быть использованы два взрывных клапана, которые размещены на задней стене конвективного газохода. Котлы ТВГ выпускались на заводе в виде экранов, а сборка котла проводилась в котельной. Водогрейные котлы КВ-Г, их устройство и работа Котлы КВ-Г (котел водогрейный газовый) (рис. 71) выпускаются теплопроизводительностью 4 и 6,5 Гкал/ч (4,65 и 7,56 МВт) вместо котлов ТВГ. Это прямоточные секционные котлы, работающие на газовом топливе, и представляют собой трубную систему, скомпонованную водном транспортабельном блоке. Трубная система состоит из радиационной и конвективной поверхностей нагрева. К радиационной поверхности относятсячетыре топочных экрана и потолочный. Трубы крайних односветных топочных экранов и потолочного по всей высоте (длине) соединены между собой металлическими пластинами. Каждый топочный экран представляет собой отдельную секцию, состоящую из прямых труб, вваренных в верхний и нижний коллекторы. Для заданного направления движения воды по топочным экранам верхние коллекторы имеют смещенную от центра глухую перегородку (15 и трубы. Топочные экраны соединяются между собой перепускными трубами Конвективная поверхность нагрева состоит из двух секций правой и левой, в каждой по семь труб Ж 51ґ2,5 мм, вваренных одними концами в верхние, а другими – в нижний коллекторы, т. е. представляют собой нижние и боковые части поверхности нагрева. В боковые трубы вварены четыре пакета трехтрубных змеевиков Ж 28ґ3 мм. Для направления движения воды в змеевиках в боковых трубах установлены глухие перегородки. Радиационную поверхность от конвективной отделяет перегородка из горизонтально размещенных труб Ж 28ґ3 мм, соединенных между собой металлическими пластинами. Эта перегородка в верхней части находится на уровне верхних змеевиков. Таким образом, через оставленное сверху пространство продукты сгорания топлива из радиационной поверхности нагрева переходят в конвективную, обогревая змеевики, а затем через газоходы и дымовую трубу удаляются в атмосферу. Для очистки от накипи и шлама все коллекторы вертикальных и потолочных экранов имеют съемные лючки на торцах, а верхние коллекторы топочных экранов – съемные лючки и сверху (по од- ному). 18 1 17 16 15 14 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 Рис. 71. Трубная часть котла водогрейного КВГ-6,5-150: коллекторы: 1 – входа обратной воды 6 и 9 – задние 8 и 10 – верхние боковые конвективной части 11 – выход горячей воды 15 – верхние потолочные экраны 16 – передний 17 – нижние топочные экраны; перегородки: 2 – из труб 3 – в трубах конвективной части 13 – в верхних коллекторах топочных экранов 4 – пакеты змеевиков экраны – конвективные 12 – потолочный, переходящий во фронтовой – боковой 7 и 14 – перепускные трубы Котлы оборудуются тремя подовыми, с прямой щелью горелками, которые устанавливаются между вертикальными топочными экранами. Горелка имеет два ряда отверстий Ж 1,5 мм, размещенных в шахматном порядке. В гарнитуру котла входят взрывные клапаны, лючки и лазы. Для осмотра и ремонта внутри топки на фронте котла есть три люка-лаза. Для периодического осмотра состояния поверхности нагрева можно использовать отверстия двух взрывных клапанов, которые находятся в верхней части задней стены конвективной поверхности нагрева. Циркуляция воды в котлах КВ-Г. Обратная вода из тепловой сети после циркуляционного насоса поступает во входной коллектор конвективной поверхности нагрева. Из коллектора вода двумя потоками, вправо и влево, проходит по стояками змеевиками попадает в выходные коллекторы (правый и левый). Вода из этих коллекторов по перепускным трубам попадает в крайние задние коллекторы потолочного экрана, из которых по крайним трубам проходит по потолку, переходя во фронтовой экран и по нему в передний коллектор. В коллекторе потоки смешиваются и по 11 средним трубам вода попадает в задний (средний) коллектор потолочного экрана. Из этого коллектора вода двумя перепускными трубами подается в заднюю часть верхнего коллектора левого топочного экрана. Затем по 16 трубам вода опускается вниз и попадает в нижний коллектор. По нему вода проходит впереди по трубам поднимается в переднюю часть верхнего коллектора. Вода, двигаясь последовательно по всем экранам, нагревается и из задней части верхнего коллектора правого экрана поступает в выходной коллектор котла. На коллекторе установлены манометр, термометр, предохранительный и обратный клапаны, и из коллектора вода поступает в тепловую сеть. Общие сведения о паровых котлах Паровые стационарные котлы в соответствии с ДСТ 3619 регламентируются по паропроизводительности – от 0,16 до 2 500 т/ч и давлению от 9 до 255 кгс/см 2 Простейшим паровым котлом может быть чугунный или стальной секционный водогрейный котел с установленным над ним па- росборником с соответствующей арматурой. Такие котлы вырабатывают насыщенный пар с давлением до 0,7 кгс/см 2 Вертикально-цилиндрические котлы ММЗ, ВГД и ТМЗ отличались простотой конструкции, компактностью, транспортабельностью, отсутствием тяжелой огнеупорной обмуровки. К их недостаткам можно отнести сложность очистки от накипи и сажи, сложность ремонта кипятильных и газовых труб, ненадежность их соединения с помощью упорных колец, плохую циркуляцию воды, высокую температуру выходящих дымовых газов и др. Поэтому паровые котлы старых конструкций сняты с производства и заменены новыми усовершенствованными автоматизированными котлами. Циркуляция – это беспрерывное движение воды в паровом котле для обеспечения его нормальной работы (рис. 72). Циркуляция естественная и искусственная. Искусственная происходит с помощью циркуляционного насоса, а естественная – вследствие того, что пароводяная смесь, которая образуется на обогревочных участках, легче, чем вода на необогреваемых. Для естественной циркуляции основной характеристикой является кратность циркуляции отношение расходов жидкости, которая проходит по циркуляционному контуру, к паропроизводительности этого контура. Для котлов малой и средней производительности кратность циркуляции Рис. 72. Схема естественной циркуляции в простейшем контуре парового котла – коллектор 2 – опускная труба 3 – барабан котла – подъемная труба 3 4 2 1 h Паровые котлы Е, их устройство и работа Паровые котлы Е принадлежат к вертикально-водотрубным двубарабанным котлам с естественной циркуляцией и предназначены для производства насыщенного пара для обеспечения технологических потребностей и отопления (обозначение Е – естественная циркуляция 1 – паропроизводительность, т/ч; 9 – абсолютное давление пара в котле, кгс/см 2 ). Котлы Е выпускаются трех модификаций: Котел Е -Т – для работы на твердом топливе (топка оборудована колосниковой решеткой); Котел ЕМ – для работы на мазуте (комплектуется ротационной форсункой АР (РМГ-1); Котел Е-1/9-1Г – для работы на естественном газе (оборудуется смесительной горелкой Г. Схема этого котла приведена на рис. Котел состоит из следующих основных узлов трубной системы обмуровки и изоляции каркаса с обшивкой Трубная система имеет: верхний 5 и нижний барабаны 8, размещенные на одной вертикальной оси и соединенные между собой пучком труб, образующих конвективную поверхность нагрева два боковых топочных экрана экраны включены в циркуляционный контур котла через коллекторы, которые вварены с двух сторон в барабаны; фронтовой экран, который переходит в потолочный трубы экрана одними концами вварены в верхний барабана другими в поперечный фронтовой коллектор, который двумя перепускными трубами соединен с нижними коллекторами левого и правого экра- нов. Верхние и нижние коллекторы боковых экранов находятся водной вертикальной плоскости, что облегчает условия для механической очистки от накипи труб боковых экранов. Для доступа к трубам верхние коллекторы имеют лючки для очистки и обзора коллекторов в их торцевой части также имеются лючки. Доступ к внутренней части барабана и к трубам конвективного пучка возможен через люки барабанов, расположенных с левой стороны котла. Трубы конвективного пучка разделены двумя перегородками из жароустойчивой стали, которые изменяют направление движения потока дымовых газов и улучшают теплообмен. На нижнем барабане и нижних коллекторах размещены продувочные штуцеры. Рис. 73. Паровой котел серии Е-1/9-1Г (ММЗ-1Г): 1 – вентилятор 2 – горелка 3 – топка 4 – взрывной клапан 5 – верхний барабан – перегородки 7 – окно для выхода продуктов сгорания 8 – нижний барабан – конвективный пучок Га з На правом сферичном днище верхнего барабана расположены патрубки водоуказательной арматуры и уровнемерной колонки. В верхней части верхнего барабана установлены штуцеры крепления двух пружинных предохранительных клапанов, главный па- роотводящий штуцер и трубка для манометра. Внутри верхнего барабана расположены сепарационное устройство и труба распределения питательной воды, ввод которой находится сзади барабана. Верхний и нижний барабаны имеют внутренний диаметр 650 мм при толщине стенки 8 мм. Конвективний пучок образован стальными бесшовными трубами Ж 51ґ2,5 мм, размещенными в коридорном порядке с поперечным шагом 80 мм и продольным – 94 мм. Из таких же труб выполнены потолочный и боковые экраны. Боковые экраны состоят из прямых труб, которые соединены с верхними нижним коллекторами. Циркуляционные контуры боковых и потолочного экранов питаются водой из нижнего барабана. Присоединение труб к барабанами коллекторам выполнено электросваркой. Трубная система собрана на общей раме (рис. Рис. 74. Трубная система парового котла Е – верхний барабан 2 – нижний барабан 3 – боковой экран – верхний коллектор 5 – нижний коллектор 6 – потолочный экран 7 и 8 – лючки 9 – люк- лаз 10 и 11 – продувочные патрубки перегородки из жароупорной стали 13 – конвективный пучок 14 – фронтовой коллектор 15 – опорная рама Конструкция котла обеспечивает при работе циркуляцию воды по параллельным контурам: 1-й контур верхний барабан ® трубы конвективного пучка нижний барабан ® нижние коллекторы ® трубы боковых экранов верхние коллекторы ® верхний барабан. 2-й контур верхний барабан ® трубы конвективного пучка нижний барабан ® нижние коллекторы ® перепускные трубы ® передний коллектор ® трубы потолочного экрана ® верхний барабан. Обмуровка боковых экранов и задней стенки конвективного пучка состоит из трех слоев, а потолочного экрана – из четырех. В первом слое выкладывается огнеупорный кирпич, все последние слои выкладываются теплоизоляционными плитками из вулканита. В обмуровке – температурные швы, выполненные с помощью асбестового шнура. Футеровка топки состоит из двух слоев нижний слой – диатомовый кирпич верхний слой – шамотный кирпич. Сверху обмуровка по каркасу с угла покрыта декоративной обшивкой из тонкой листовой стали. Паровые котлы ДКВР, их устройство и работа Котлы ДКВР (двухбарабанный котел вертикально-водотрубный реконструированный) предназначены для производства насыщенного и перегретого пара. Котлы реконструированы из котлов ДКВ ив отличие от них имеют меньшие габариты, но прежнюю паропроизво- дительность. Котлы ДКВР выпускаются Бийским котельным заводом (Алтайский край) следующих типоразмеров Котлы ДКВР-(2,5; 4; 6,5)-13 имеют аналогичную конструкцию и отличаются только размерами (рис. Котлы состоят из продольно размещенных верхнего 6 и нижнего барабанов, соединенных рядами кипятильных труб, образующих конвективную поверхность нагрева 2. На уровне нижнего барабана установлены боковые коллекторы, от которых идут перепускныетрубы к этому барабану. Верхний барабан с боковыми коллекторами в районе топки соединяется экранными трубами, а в передней части – опускными. В котлах устанавливаются две шамотные перегородки 4, образующие топку котла 5 и камеру догорания 3, а чугунная перегородка разделяет пространство конвективного пучка труб на два газохода – первый и второй. Перегородки выполнены таким образом, что продукты сгорания омывают трубы конвективного пучка поперечным потоком, что дает возможность эффективнее использовать тепло. В котлах с пароперег- ревателем – пароперегреватель размещается в первом газоходе после второго или третьего ряда кипятильных труб. Часть кипятильных труб для размещения пароперегревателя не устанавливается. Внутри верхнего барабана размещено сепарационное устройство 9, две распределительных трубы питательной воды 8 (в котлах 2,5 т/ч – одна). В верхней части верхнего барабана установлены штуцер крепления двухрычажного предохранительного клапана 7, главный па- роотводящий штуцер, штуцеры подвода питательной воды, штуцер подвода фосфатов и другие вспомогательные штуцеры. В переднюю часть верхнего барабана в паровое и водяное пространство вварены две трубы D y = 70 мм, на которых установлены водоуказательные приборы, манометр и уровнемерная колонка. В нижнем барабане размещены труба подогрева котла паром от других котлов, штуцер продувки и выпуска воды при ремонте котла. Непрерывная продувка 10 может производиться из верхнего барабана. Боковые коллекторы оборудованы штуцерами для периодической продувки. Циркуляция воды в котлах естественная. В котлах паропроизводительностью т/ч вода циркулирует последующим контурам: Рис. 75. Паровой котел ДКВР-6,5-13: 1 – нижний барабан 2 – конвективная поверхность нагрева 3 – камера догорания – шамотные перегородки 5 – топка котла 6 – верхний барабан 7 – предохранительный клапан 8 – распределительные трубы питательной воды 9 – сепарационное устройство 10 – устройство непрерывной продувки А 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 106 й контур верхний барабан ® правая опускная труба ® часть правого бокового коллектора ® часть правых экранных труб ® верхний барабан; 2-й контур верхний барабан ® левая водосбросная труба ® часть левого бокового коллектора ® часть левых экранных труб верхний барабан; 3-й контур верхний барабан ® последние 2–3 ряда кипятильных труб ® нижний барабан ® все другие кипятильные трубы верхний барабан; 4-й контур нижний барабан ® правая перепускная труба ® остальная часть правого бокового коллектора ® все другие правые экранные трубы ® верхний барабан; 5-й контур нижний барабан ® левая перепускная труба ® другая часть левого бокового коллектора ® все другие левые экранные трубы ® верхний барабан. Котел ДКВР-10-13 (рис. 76) имеет дополнительные коллекторы передний коллектор соединяется с верхним барабаном опуск- ными и экранными трубами, задний коллектор – с нижним барабаном опускными трубами, ас верхним – экранными. Оба коллектора соединены с линиями периодической продувки. Рис. 76. Паровой котел ДКВР-10-13 с газомазутной топкой – трубы фронтового экрана 2 – коллектор фронтового экрана 3 – верхний барабан нижний барабан 5 – трубы заднего экрана 6 – коллектор заднего экрана В котлах ДКВР-20-13 (рис. 77) верхний и нижний барабаны одинаковой длины, внутри конвективного пучка перегородок нет, т. е. использована прямоточная схема движения продуктов сгорания. Рис. 77. Паровой котел ДКВР-20-13: 1 – газомазутная горелка 2 – топка 3 – выносные циклоны – взрывные клапаны 5 – боковой экран 6 – трубы конвективного пучка 7 – верхний барабан 8 – нижний барабан 9 – задний экран ОЯ 1 2 9 3 4 5 6 Котлы ДКВР-20-13 состоят из трех основных блоков. В первый блок входят фронтовой и два передних боковых экрана, которые переходят из верхней части в потолочный экран. Во второй блок входятдва задних боковых экрана, которые также переходят в верхней части в потолочный и задний экраны. В третий блок входят верхний и нижний барабаны и конвективный пучок труб. Все котлы ДКВР с рабочим давлением 13 кгс/см 2 имеют: верхние и нижние барабаны Ж 1026ґ13 мм; конвективные и экранные трубы Ж 51ґ2,5 мм; опускные трубы имеют диаметр Ж 127ґ4 мм – котел ДКВР- 2,5-13; Ж 140ґ4,5 мм – котел ДКВР-4-13; Ж 159ґ4,5 мм – котел ДКВР-(6,5;10)-13; все коллекторы котлов выполняются из труб Ж 219ґ10 мм. Во всех котлах ДКВР (за исключением котла ДКВР-20-13) на нижней части верхнего барабана установлены две контрольные легкоплавкие пробки Паровые котлы ДЕ, их устройство и работа Паровые котлы ДЕ выпускает Бийский котельный завод. Котлы ДЕ выпускаются паропроизводительностью 4; 6,5; 10; 16 и 25 т/ч с абсолютным давлением 14 кгс/см 2 (1,4 МПа) для работы на газообразном и жидком топливах. Для твердого топлива выпускаются котлы КЕ. Котлы предназначены производить насыщенный и перегретый пар для технологических потребностей предприятий, систем отопления, горячего водоснабжения и вентиляции. При разработке новой конструкции газомазутных котлов серии ДЕ особое внимание было обращено на увеличение степени заводской готовности котлов в условиях многосерийного производства и снижения металлоемкости конструкции. Во всех типоразмерах котлов этой серии внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов – 1 000 мм при толщине стенки мм для давления 13 кгс/см 2 В котлах различной производительности длина цилиндрической части барабанов изменяется от 2 240 мм (котел ДЕ) до 7 500 мм (котел ДЕВ каждом барабане в переднем и заднем днище установлены лазовые затворы, которые обеспечивают доступ в барабаны при осмотре и ремонте. Ширина топочной камеры всех котлов этой серии по осям экранных труб одинакова и составляет 1 830 мм. Средняя высота топочной камеры всех котлов также одинакова – 2 600 мм. Котлы ДЕ состоят из топочной камеры и конвективного пучка труб (рис. Топочная камера 13 размещена справа от конвективного пучка и отделена от него перегородкой из плотно поставленных и сваренных между собой труб Ж 51ґ4 мм. Трубы Ж 51ґ2,5 мм правого бокового экрана покрывают также дно и потолок топочной камеры, установлены с шагом 55 мм и вваль- цованы в верхний и нижний барабаны. Трубы заднего топочного экрана такого же диаметра приварены к верхнему и нижнему коллекторам, связанным рециркуляци- онной необогреваемой трубой. Коллекторы присоединены к верхнему и нижнему барабанам. Фронтовой экран отличается от заднего только отсутствием части труб внутри для размещения амбразуры горелки и лаза. Фронтовой экран котлов ДЕ и ДЕ образован четырьмя трубами, ввальцованными в верхний и нижний барабаны. Дно топки закрыто слоем огнеупорного кирпича Конвективный пучок образован расположенными в коридорном порядке вертикальными трубами Ж 51ґ2,5 мм, ввальцованными в верхний и нижний барабаны. Шаг труб вдоль барабана – 90 мм, поперек мм. В котлах ДЕ 6,5; 10 конвективный пучок разделен тремя ступенчатыми перегородками в котле ДЕ – одна ступенчатая перегородка котел ДЕ перегородок в конвективном пучке не имеет. Продукты сгорания топлива из топочной камеры через окно, размещенное в конце топки с левой стороны, направляются в конвективную поверхность нагрева, проходят от задней стенки к фронтовой, а затем, повернув на 180 Св обратном направлении. Продукты сгорания через окно 380ґ1 557 мм в задней стенке котла по газоходу отводятся в водяной экономайзер. В верхней части фронтовой стены установлены два взрывных предохранительных клапана один – в топочной камере, другой в конвективном газоходе. В котлах ДЕ 6,5 для доступа в топку имеются специальные люки-лазы. Во всех котлах этой серии предусмотрено двухступенчатое испарение. Во вторую ступень испарения выделена часть труб конвек- Рис. 78. Схема парового котла ДЕ-4-14ГМ: 1– трубопровод продувки 2 – устройство для парового обогрева вовремя розжига 3 – нижний барабан 4 – перегородки конвективного газохода 5 – предохранительные клапаны 6 – клапан паровой клапаны питательной воды 8 – верхний барабан – сепарационное устройство 11 – экран потолочный 12 – экран задний 13 – топочная камера 14 – конвективный пучок 14 12 13 11 10 9 Б 3 Пар А 4 3 2 1 А Б Б–Б А–А 110 тивного пучка. Опускными трубами всех контуров первой ступени испарения служат последние (походу продуктов сгорания) трубы конвективного пучка. На рис. 79 приведена схема котла ДЕ-25-14ГМ. Котел имеет экранированную рамку, конвективный пучок и оборудован комбинированной газомазутной горелкой ГПМ-16 (рис. 79, в). Части барабанов, обращенные в огневое пространство, покрыты торкретом – специальной огнеупорной обмазкой, защищающей барабаны от перегрева. Для очистки конвективных поверхностей нагрева от загрязнений используется паровая обдувка. Рис. 79. Паровой котел ДЕ-25-14ГМ: а – фронтальный вид б – поперечный разрез в – компоновка горелки ГПМ-16: 1 – фланец для отвода продуктов сгорания 2 – газоход 3 – горелочное устройство – устройство для паровой обдувки 5 – мазутный ствол 6 – газомазутная горелка воздухопровод 8 – лаз 9 – нижний барабан 10 – конвективный пучок – верхний барабан 12 – торкрет 13 – топочная камера 14 – боковой экран – обмуровка; 16 –запально-защитное устройство 17 – завихритель первичного воздуха 18 – корпус 19 – короб улитки 20 – фланец крепления 21 – теплоизоляционный слой 22 – завихритель вторичного воздуха 23 – газовый коллектор Ж 18 19 а б в 23 5 Элементы теплоиспользования продуктов сгорания паровых котлов К элементам теплоиспользования теплоты продуктов сгорания паровых котлов относятся водяные экономайзеры, воздухоподогре- ватели и пароперегреватели. Водяные экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды, поступающей в котел отходящими продуктами сгорания. Экономайзеры подразделяются на поверхностные и контактные. Поверхностные экономайзеры различаются последующим признакам назначению – питательные (нагрев воды для питания котлов) и теплофикационные (нагрев воды для систем отопления материалу конструкции – чугунные и стальные схемам присоединения и степени нагрева воды – кипящего и «некипящего» типа; размещению относительно котлов – групповые и индивидуальные. Водяные чугунные экономайзеры ВТИ (рис. 80). Экономайзе- ры собираются из чугунных оребренных труб длиной 2 и 3 м,соеди- ненных между собой чугунными калачами 6 (коленами). Более подробно соединение труб приведено на рис. 81. К месту монтажа чугунные экономайзеры поставляются россыпью или блоками. Несколько Рис. 80. Чугунный водяной экономайзер: а – общий вид б – труба с ореб- рением 1 – питательный клапан – запорная задвижка 3 – обратный клапан 4 – предохранительный клапан 5 – вход питательной воды 6 – соединительные калачи 7 – устройство для паровой обдувки 8 – водяной экономайзер; 9 – трубопровод горячей воды к барабану – ребра 11 – фланец 8 7 1 9 4 6 5 3 4 2 11 10 б а Дымовые газы горизонтальных рядов труб (до восьми) образуют группу, группы компонуют в одну или две колонны, разделенные металлической перегородкой. Группы труб собирают на каркасе с глухими стенками из теплоизоляционных плит, обшитых металлическими листами. Торцы экономайзеров закрыты съемными металлическими щитами. Эконо- майзеры оборудуются стационарными обдувочными устройствами встроенными в блоки. Количество горизонтальных рядов, которые обдуваются одним устройством, не должно превышать четырех. Преимуществом чугунных экономайзеров является их повышенное сопротивление химическому и механическому разрушению. Эти экономайзеры выполняются только «некипящего» типа. При этом температура воды на входе в экономайзер должна быть на 5–10 Свыше температуры точки росы уходящих газов (53–56 С для природного газа, а на выходе из экономайзера – на 40 С ниже температуры насыщенного пара приданном давлении. Чугунные экономай- зеры используются при давлении пара в барабане не более 2,4 МПа. Для того, чтобы предотвратить вскипание воды, температура отходящих газов перед экономайзером не должна превышать 400 °С. Схема включения чугунного экономайзера приведена на рис. 82, б, на риса общий вид экономайзера. Рис. 81. Детали чугунного экономайзера ВТИ: а – оребренная труба б – соединение труб 1 – труба экономайзера; 2 – калач 2 а б 1 1 150 48 146 ЖЕ Из чугунных экономайзеров наиболее распространены экономай- зеры ЕП2-94, ЕП2-142, ЕП2-236, ЕП1-236, ЕП1-330, ЕП1-646, ЕП1-848, ЕТ2-71, ЕТ2-106, ЕТ2-177, ЕТ1-177, ЕТ1-248, ЕТ1-646. Стальные экономайзеры применяются для котлов с избыточным давлением пара выше 23 кгс/см 2 и представляют собой несколько секций змеевиков, изготовленных из труб Ж 28–38 мм с толщиной стенки мм. Змеевики стальных экономайзеров типовых конструкций изготовляют длиной 1 820 мм. Отдельные пакеты змеевиков не должны иметь более 25 рядов и высоту болеем. Между пакетами предусмотрены разрывы 550–600 мм для осмотра и размещения обдувочных устройств. Стальные экономайзеры – «некипящего» и кипящего типов. В кипящих допускается вскипание и частичное испарение (до 25 питательной воды. Эти экономайзеры не отделяются от барабана котла отключающим устройством. При сжигании природного газа для предотвращения низкотемпературной коррозии температура воды на входе в стальной экономайзер должна быть не ниже 65 °С. Схема включения стального кипящего экономайзера изображена на рис. 82, в. Линия рециркуляции предусмотрена для защиты водяного экономайзера вовремя пуска и останова котла, когда питательная вода в котел не подается и нет движения воды в экономай- Рис. 82. Стальной трубчатый экономайзер: а – общий вид б – схема включения некипящего экономайзе- ра; в – схема включения кипящего экономайзера: 1 и 7 – дренажный и запорный клапаны – входной коллектор 3 – труба экономайзера; 4 – выходной коллектор подогретой воды – вход газов 6 – барабан 8 и – обратный и предохранительный клапаны 10 – обводной трубопровод питания 11 – клапан на линии рециркуляции а 6 7 8 7 8 9 10 9 3 6 10 3 7 8 9 б в 1 2 3 4 Вход воды 114 зере. Линия рециркуляции выполняет функцию контура естественной циркуляции на этот период. После растопки котла и включения подачи питательной воды в котел линия рециркуляции отключается. Из стальных экономайзеров наиболее распространены БВЕС-I-2; БВЕС-II-2; БВЕС-III-2; БВЕС-IV-1; БВЕС-V-1. Контактные экономайзеры позволяют снизить затраты топлива на 10 % и компонуются с котлами ДКВР и другими котлами. Экономайзеры состоят из контактной части, промежуточного теплообменника, водяного объема и трубчатого водораспределителя. За счет контакта орошающей воды и продуктов сгорания на промежуточном теплообменнике интенсифицируется процесс теплообмена, который дает возможность экономить топливо. К этим эконо- майзерам относятся экономайзеры Промэнерго (рис. 83), экономай- зеры КТАН (рис. 84), экономайзеры АЕ (рис. 85), экономайзеры ВУГ-1, ЕК-Б-1 (рис. 86); ЕК-5-2. Рис. 83. Контактный экономайзер Промэнерго: 1 – корпус 2 – лаз 3 – нижняя опора с решеткой 4 – кольца Рашига; 5 – распределительные трубы 6 – коллектор – верхняя опора с решеткой 8 – труба для подвода холодной воды 9 – труба для отсоса углекислого газа – колпак 11 – гидрозатвор; 12 – сито 13 воронка 14 – штуцер для нагретой воды Рис. 84. Экономайзер типа КТАН: 1 – система орошения – пучок труб водяного экономайзера; 3 – корпус – сепаратор 5 – бак рециркуляционной воды – насос Вход продуктов сгорания газы Рис. 85. Экономайзерный агрегат типа АЕ: 1 – контактная часть 2 – теплообменник труба для подвода воздуха 4 – декарбонизатор; 5 – рабочая насадка 6 – предохранительный клапан 7 – водо- распределитель 8 – гляделка; 9 – электрическая лампа Рис. 86. Контактный эконо- майзер ЕК-Б: 1 – опорная рама 2 – люки – опорные решетки 4 – каплеу- лавливательная насадка 5 – коллектор водораспределителя; 6 – патрубок для выхода газов – труба водораспределителя; 8 – рабочая насадка 9 – корпус – штуцер для забора горячей воды 11 – спускной штуцер 6 5 4 3 8 9 1 2 Вид А А 2 3 4 5 6 7 8 910 11 Вода Про ду кт ы сг орания Ух од ящ ие газы Холодная вода 116 Воздухоподогреватели предназначены для подогрева воздуха перед подачей его в горелки котла за счет тепла отходящих газов. При подогреве воздуха улучшаются условия сжигания топлива и увеличивается КПД котельной установки. Воздухоподогреватели устанавливаются за водяным экономайзером походу дымовых газов. Если необходимо подогреть воздух до температуры Сто воздухоподогреватель выполняется в две ступени которые размещают дои после экономайзера. Для подогрева воздуха используются рекуперативные трубчатые воздухоподогреватели. Наибольшее распространение в котельных получили трубчатые воздухоподогреватели, которые изготавливаются из тонкостенных стальных труб Ж 40ґ1,5 мм, приваренных к трубным решеткам. В этих воздухоподогревателях дымовые газы, как правило, проходят по трубам сверху вниз, а воздух – поперечным потоком между труб, размещенных в шахматном порядке. Воздух от вентилятора поступает в нижнюю часть воздухоподогревателя (рис. 87) и движется поперек труб, пересекая их 3 раза (трех- поточный воздухоподогреватель). Горячий воздух по воздухопроводу направляется в горелки котла. Для того чтобы предотвратить конденсацию водяных паров, находящихся в дымовых газах, температура воздуха, поступающего в воздухоподогрева- тель, должна быть на 5–10 Свыше температуры точки росы продуктов сгорания, а при сжигании высокосернистых мазутов – не ниже 80 С. Для этого холодный воздух предварительно подогревают паром или смешивают с некоторым количеством нагретого воздуха, который подводится к всасывающему патрубку дутьевого вентилятора. Пароперегреватели предназначены для перегрева насыщенного пара и состоят из стальных змеевиков, согнутых из цельнотянутых труб Ж 28–42 мм (рис. В котлах ДКВР и ДЕ применяются вертикальные пароперегре- ватели, которые устанавливаются в конвективном пучке после второго или третьего ряда труб, часть которых для размещения паропе- регревателя не устанавливается. В этих котлах одни концы змеевиков присоединены непосредственно к паровому пространству верхнего барабана, а другие – к выходному коллектору. В котлах ДКВР перегрев пара осуществляется до температуры 250 и 370 °С. Выход горячего воздуха Вход воздуха Рис. 87. Схема трубчатого воздухоподогревателя Температура перегретого пара регулируется в пароохладите- лях, представляющих собой трубчатые теплообменники, в корпусе которых размещены пучки стальных труб. Питательная вода проходит по трубкам пароохладителя, а пар в межтрубном пространстве. Температура перегретого пара регулируется изменением количества питательной воды, которая проходит через пароохладитель. |