Лекция №7. Основные элементы котла

Как уже упоминалось, в состав котла входят: топка, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, обмуровка, каркас с лестницами и площадками, а также арматура и гарнитура. Рассмотрим эти элементы более подробно.

Топкой или топочным устройством называется часть котла, предназначенная для сжигания топлива с целью преобразования его химической энергии в тепло. Это может быть камера с колосниками или без них, зольник, устройство для подачи топлива и воздуха и для удаления шлака.

Топка должна обеспечить полное и устойчивое сгорание топлива с малыми потерями тепла. В топке происходит теплоотдача излучением (радиацией) к экранам.

По способам сжигания (рисунок 21) топлива топки подразделяются на слоевые и камерные.

Слоевые топки предназначены для сжигания твердого кускового топлива, камерные - для сжигания пылевидного, твердого, жидкого и газообразного топлива. В слоевых топках твердое топливо сжигается на колосниковой решетке. В зависимости от расположения топки по отношению к котлу различают внутренние, нижние и выносные топки.

Рисунок 21 – Различные способы сжигания топлива

Внутренними топками называются топки, которые полностью или почти полностью ограничены поверхностями нагрева, которые воспринимают значительную часть излучаемого тепла. Во внутренних топках успешно сжигается высококалорийное топливо - природный газ и мазут.

Нижними топками называются топки, которые находятся под котлами, главным образом горизонтально-водотрубными и вертикально-цилиндрическими. В этих топках можно сжигать топливо всех видов, за исключением очень влажных.

Выносные топки применяются для сжигания твердого топлива с большой влагой (дрова, торф) и размещаются впереди котла.

В камерных топках отсутствует колосниковая решетка. Топочный объем представляет собой призматическую камеру, близкую к параллелепипеду. С точки зрения аэродинамики камерные топки подразделяются на факельные и вихревые (циклонные).

Факельный метод сжигания характеризуется беспрерывным движением топлива вместе с воздухом и продуктами сгорания в топке.

Вихревой метод сжигания основан на транспортирующей способности вихря. Вихревые топки еще называются циклонными.

В топке расположены поверхности нагрева. Поверхности нагрева - элементы котла, в которых происходит передача тепла от факела и продуктов сгорания теплоносителю (вода, пар). Различают радиационную поверхность, которая получает тепло преимущественно излучением, и конвективную поверхность, которая получает тепло в основном конвекцией. Площадь поверхностей нагрева котлов измеряется в м2.

Радиационными поверхностями называются экраны, размещенные на стенках топки. В зависимости от размещения в топке, различают фронтовые, боковые, задние и потолочные экраны. Двухсторонними (двухсветными) называются экраны в виде ряда труб, которые размещены в топочном пространстве и обогреваются с двух сторон (например, в водогрейных котлах ТВГ).

Газоходы - каналы, образованные обмуровкой котла, шамотными или чугунными перегородками и предназначенные для направления продуктов сгорания топлива и размещения поверхностей нагрева.

Котельный пучок - группа труб конвективной поверхности нагрева, вваренных или ввальцованных в общие коллекторы или барабаны.

Внутренняя часть парового котла, заполненная водой, называется водяным объемом, а часть, которая заполнена паром, называется паровым объемом. Поверхность кипящей воды в верхнем барабане называется зеркалом испарения. При работе котла зеркало испарения не должно выходить за границы установленных верхнего и нижнего допустимых уровней.Пароперегреватель (рисунок 22) - устройство, предназначенное для повышения температуры пара выше температуры насыщения, соответствующей давлению в котле.

Рисунок 22 - Пароперегреватель

К хвостовым поверхностям нагрева относятся экономайзер и воздухоподогреватель, в которых используется тепло уходящих дымовых газов.

Экономайзером (рисунок 23) называется устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева или частичного испарения воды, поступающей в паровой котел.

Рисунок 23 - Экономайзер

Воздухоподогреватель (рисунок 24) - устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева воздуха, поступающего в топку на горение.

Рисунок 24 - Воздухоподогреватель