Основные элементы котельного агрегата

Для уменьшения отложений накипи на испарительных поверхностях нагрева применяется внутрикотловая обработка воды: фосфатирование, щелочение, добавка комплексонов. При фосфатировании в котловой воде создаются условия, при которых вещества, образующие накипь, выделяются в форме неприкипающего к поверхностям агрегата шлама. Для этого в барабан котла через специальный трубопровод вводят 6–8-%-й раствор тринатрийфосфата Na₃PO₄ или пентанатрийфосфата Na₅P₃O₁₀. При щелочении котловой воды накипеобразователи выпадают в виде шлама, состоящего преимущественно из CaCO₃ и Mg(OH)₂. Обработка воды комплексонами может обеспечить безнакипный и бесшламовый режимы котловой воды.

Для уменьшения содержания веществ, загрязняющих котловую воду, производится продувка, т.е. удаление части котловой воды и замена ее питательной водой. Различают продувку непрерывную и периодическую. Непрерывная продувка осуществляется из верхнего барабана и производится без перерывов в течение всего времени работы котла. С непрерывной продувкой из парогенератора удаляются растворенные в котловой воде соли. Периодическая продувка применяется для удаления шлама, осевшего в элементах парового котла, и производится из нижних барабанов и коллекторов парогенератора через каждые 12–16 ч.

Рис. 3.16. Схема ступенчатого испарения воды: 1 – “чистый отсек” барабана; 2 – отвод пара; 3 – движение воды через диффузор; 4 – “солевой отсек” барабана; 5 – непрерывная продувка котла; 6 – коллекторы испарительных поверхностей нагрева; 7 – подъемные трубы; 8 – подвод питательной воды

Эффективным методом снижения потерь котловой воды с продувкой (и, соответственно, уменьшения потерь тепла с ней) является ступенчатое испарение (рис. 3.16). Сущность ступенчатого испарения состоит в том, что испарительная система парового котла разделяется на ряд отсеков, соединенных по пару и разделенных по воде. Питательная вода подается только в первый (“чистый”) отсек. Для второго отсека питательной водой служит продувочная вода из первого отсека. Продувочная вода из второго отсека поступает в третий отсек и т. д. Продувку парогенератора осуществляют из последнего отсека. Так как концентрация солей в воде этого отсека значительно выше, чем в воде при одноступенчатом испарении, для вывода солей из котла требуется меньший процент продувки.

При организации ступенчатого испарения во второй и, тем более, в третьей ступени испарения концентрация примеси в котловой воде значительно выше, чем в первой, и для получения чистого пара необходима высокая степень осушки пара. В низких внутрибарабанных циклонах это сделать нельзя, поэтому для этих целей применяются выносные циклоны.

Выносной циклон (рис. 3.17) представляет собой вертикальную трубу диаметром 300–500 мм и высотой до 4–5 м. В днище циклона вварены опускные трубы, подвод воды из барабана сделан над ними. На пути воды из водяного объема циклона в опускные трубы стоит крестовина для ликвидации вихревых потоков. Замер уровня воды в циклоне производится с помощью водомерного стекла. Пароводяная смесь из экранных труб поступает тангенциально через улитку и завихритель. Вода отжимается к стенкам и опускается вниз, а пар поднимается вверх. Выравнивание скорости пара производится путем установки дроссельного дырчатого листа перед трубами отвода пара. За счет большой высоты парового пространства происходит хорошая сепарация влаги от пара. Осушенный пар из циклона направляется в барабан котла.

Рис. 3.17. Выносной циклон для сепарации пара солевых отсеков: 1 – сепарационный барабан; 2 – дырчатый лист; 3 – трубы отвода пара; 4 – воздушник; 5 – завихритель; 6 – подвод пароводяной смеси; 7 – продувочная линия; 8 – крестовина; 9 – опускные трубы; 10 – подвод воды из барабана; 11 – водомерное стекло

Продувочная линия выводится ниже уровня воды в циклоне, где находится область наиболее высокой концентрации примеси. В верхнем торце циклона предусмотрен воздушник для удаления воздуха из системы при пуске котла.

Обычно на паровой котел ставят 2–4 выносных циклона.

Каркас – металлическая конструкция из колонн, балок и связей, которые установлены на фундаменте и предназначены для соединения и крепления элементов котла.

Обмуровка – внешнее изоляционное защитное ограждение котла. Она служит для отделения топочной камеры и газоходов от окружающей среды и для направления движения потока дымовых газов в пределах котельного агрегата. Обмуровка работает в условиях высоких температур и резкого их изменения, она должна обеспечивать минимальные потери теплоты в окружающую среду, быть плотной, механически прочной. Условно принято подразделять обмуровки на тяжелые (массивные), облегченные и легкие. По способам крепления обмуровки бывают свободностоящими (на фундаментах), накаркасными (опираются на каркас), щитовыми, натрубными.

Внутренняя часть свободностоящей обмуровки, обращенная в сторону высоких температур, называется футеровкой. Она выполняется из огнеупорного кирпича. Наружная часть обмуровки (облицовка) выполняется из строительного красного кирпича. Облегченная накаркасная обмуровка состоит из слоя шамотного кирпича, образующего футеровку, и теплоизолирующего слоя легковесной шамотной массы. Щитовая обмуровка выполняется в виде отдельных прямоугольных щитов, закрепляемых на каркасе котла. Щит состоит из армированного сеткой огнеупорного бетона и теплоизоляционных слоев. Натрубная обмуровка крепится непосредственно к трубам и состоит из слоя хромитовой или шамотной массы и теплоизоляционного слоя из минераловатных матрацев, на которые нанесена газонепроницаемая магнезиальная обмазка.

Паровой или водогрейный котел вместе с совокупностью оборудования, обеспечивающего его работу, называется котельной установкой. В состав котельной установки, кроме котла, входят тягодутьевые машины, устройства очистки поверхностей нагрева, оборудование топливоприготовления и топливоподачи, шлако- и золоудаления, золоулавливающие и другие газоочистительные устройства, воздухопроводы, трубопроводы воды, пара и топлива, арматура, гарнитура, автоматика, приборы и устройства контроля и защиты, водоподготовительное оборудование и дымовая труба.