Назначение и классификация котельных агрегатов

Все котлоагрегаты можно подразделить на два основных класса: паровые и водогрейные.

По характеру движения воды, пароводяной смеси и пара паро­вые котлы подразделяются следующим образом:

барабанные с естественной циркуляцией (рисунок 10.2, а);

барабанные с многократной принудительной циркуляци­ей (рисунок 10.2, б);

прямоточные (рисунок 10.2, в).

Рисунок 10.2 – Схемы генерации пара в паровых котлах: а – естественная циркуляция; б – многократная принудительная циркуляция; в – прямоточная схема; Б – барабан; ИСП – испарительные поверхности; ПЕ – пароперегреватель; ЭК – водяной экономайзер; ПН – питательный насос; ЦН – циркуляционный насос; НК – нижний коллектор; Q – подвод тепла; ОП – опускные трубы; ПОД – подъемные трубы; D_п – расход пара; D_п.в – расход пита­тельной воды

В барабанных котлах с естественной циркуля­цией (рисунок 10.3) вследствие разности плотностей пароводяной смеси в левых трубах 2 и жидкости в правых трубах 4 будет проис­ходить движение пароводяной смеси в левом ряду – вверх, а воды в правом ряду – вниз. Трубы правого ряда называются опускны­ми, а левого – подъемными (экранными).

В котлах с принудительной циркуляцией движение воды и па­роводяной смеси (рисунок 10.3, б) осуществляется принудительно с помощью циркуляционного насоса ЦН, движущий напор которого рассчи­тан на преодоление сопротивления всей системы.

В прямоточных котлах (рисунок 10.3, в) нет циркуляционного контура, нет мно­гократной циркуляции воды, отсутствует барабан, вода прокачивается питатель­ным насосом ПН через экономайзер ЭК, испарительные поверхности ИСП и пароперереватель ПЕ, включенные после­довательно. Пря­моточные котлы используют воду более высокого качества, вся вода, поступа­ющая в испарительный тракт на выходе из него полностью превращается в пар, т.е. в этом случае кратность циркуляции.

Рисунок 10.3 – Естественная цир­куляция воды в котле: 1 – нижний коллектор; 2 – левая труба; 3 – барабан кот­ла; 4 – правая труба.

Паровой котельный агрегат (парогенератор) характеризуется паропроизводительностью (т/ч ил и кг/с), давлением (МПа или кПа), температурой производимого пара и температурой пита­тельной воды.

По паропроизводительности различают котлы малой паропроизводительности (до 25 т/ч), средней паропроизводительности (от 35 до 220 т/ч) и большой паропроизводительности (от 220 т/ч и более).

По давлению производимого пара различают котлы: низкого давления (до 1,37 МПа), среднего давления (2,35 и 3,92 МПа), высокого давления (9,81 и 13,7 МПа) и закритического давления (25,1 МПа). Граница, отделяющая котлы низкого давления от кот­лов среднего давления, условна.

В котельных агрегатах производят либо насыщенный пар, либо пар, перегретый до различной температуры, величина которой зависит от его давления. В настоящее время в котлах высокого дав­ления температура пара не превышает 570 °С. Температура пита­тельной воды в зависимости от давления пара в котле колеблется от 50 до 260 °С.

Водогрейные котлы характеризуют по их теплопроизводительности (кВт или МВт, в системе МК.ГСС – Гкал/ч), температуре и давлению подогретой воды, а также по роду металла, из которого изготовлен котел.

Основные виды котельных агрегатов. Энергетические котельные агрегаты. Котельные агрегаты паропроизводительностью от 50 до 220 т/ч на давление 3,92... 13,7 МПа выполняют только в виде барабанных, работающих с естествен­ной циркуляцией воды. Агрегаты паропроизводительностью от 250 до 640 т/ч на давление 13,7 МПа выполняют и в виде барабанных и прямоточных, а котельные агрегаты паропроизводительностью от 950 т/ч и более на давление 25 МПа – только в виде прямоточных, так как при сверхкритическом давлении естественную циркуляцию осуществить нельзя.

Типичный котельный агрегат паропроизводительностью 50...220 т/ч на давление пара 3,97... 13,7 МПа при температуре перегрева 440... 570 °С характеризуется компоновкой его элементов в виде буквы П, в результате чего образуются два хода дымовых газов.

Котельные агрегаты паропроизводительностью 950, 1600 и 2500 т/ч на давление пара 25 МПа предназначаются для работы в блоке с турбинами мощностью 300, 500 и 800 МВт. Компоновка котель­ных агрегатов названной паропроизводительности П-образная с воздухоподогревателем, вынесенным за пределы основной части агрегата. Перегрев пара двойной. Давление его после первичного пароперегревателя составляет 25 МПа, температура 565 °С, после вторичного – 4 МПа и 570 °С соответственно.

Промышленные котельные, снабжающие промышленные предприятия паром низ­кого давления (до 1,4 МПа), оборудуются изготавливаемыми оте­чественной промышленностью паровыми котлами, производитель­ностью до 50 т/ч. Котлы выпускаются для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива.

На ряде промышленных предприятий при технологической необходимости применяют котлы среднего давления.

Основным типом паровых котлов малой производительности, широко распространенных в различных отраслях промышленнос­ти, на транспорте, в коммунальном и сельском хозяйстве (пар ис­пользуется для технологических и отопительно-вентиляционных нужд), а также на электростанциях малой мощности, являются вертикально-водотрубные котлы ДКВР. Основные характеристи­ки котлов ДКВР приведены в табл. 7.2.

Водогрейные котлы предназначены для получения горячей воды заданных параметров, главным образом для отопления. Они рабо­тают по прямоточной схеме с постоянным расходом воды. Коне­чная температура нагрева определяется условиями поддержания стабильной температуры в жилых и рабочих помещениях, обогре­ваемых отопительными приборами, через которые и циркулирует вода, нагретая в водогрейном котле. Поэтому при постоянной поверхности отопительных приборов температуру воды, подава­емой в них, повышают при снижении температуры окружающей среды. Обычно воду тепловой сети в котлах подогревают от 70... 104 до 150... 170“С. В последнее время имеется тенденция к повыше­нию температуры подогрева воды до 180...200 °С.