Типы паровых котлов, их характеристика. Конструктивные особенности

Паровые стационарные котлы в соответствии с ДСТ 3619 регламентируются по паропроизводительности от 0,16 до 2500 т/час и давления от 9 до 255 кгс/см².

Простейшим паровым котлом может быть чугунный или стальной секционный водогрейный котел с установленным над ним паросборником с соответствующей арматурой. Такие котлы вырабатывают насыщенный пар с давлением до 0,7 кгс/см².

В начале развития нашего микрокотлостроительства широкое распространение получили вертикально- цилиндрические котлы типа ММ3, ВГД и ТМЗ. Эти котлоагрегаты отмечались простотой конструкции, компактностью, транспортабельностью, отсутствием тяжелой каменной 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 микрокотлами.

Циркуляция — это беспрерывное движение воды в котле для обеспечения его нормальной работы.

Циркуляция бывает естественная и искусственная. Искусственная происходит с помощью циркуляционного насоса, а естественная — вследствие того, что пароводяная смесь, которая возникает на обогревочных участках, легче, чем вода на необогреваемых. Для естественной циркуляции основной характеристикой является кратность циркуляции. Это отношение расхода жидкости, которая проходит за 1 сек по циркуляционном, контуру к паропроизводительности этого контура за это же время. Для котлов малой и средней производительности кратность — 8-50.

Как подразделяются паровые котлы котлоагрегатов по конструкции? По Конструкции паровые котлы котлоагрегатов подразделяются на жаротрубные, дымогарные (газотрубные) и водотрубные. Причем жаротрубными котлами называются такие котлы, у которых внутри барабана котла помещены одна или две жаровые трубы. Горячие газы идут по жаровым трубам, а вода внутри барабана омывает жаровые трубы снаружи. Дымогарные котлы состоят тоже из большого барабана, но внутри него размещены не жаровые трубы, а несколько дымогарных труб диаметром 50—60 мм, которые снаружи омываются водой, а во внутренней части их проходят горячие газы. Водотрубными паровыми котлами называются такие паровые котлы, у которых внутри труб проходит вода, а снаружи трубы омываются горячими газами. Причем если трубы водотрубного котла расположены под углом к горизонту не более 25°, то такие котлы называются горизонтальными. Если же трубы котлов расположены под углом к горизонту более 25°, то такие котлы называются вертикальными. В этих паровых котлах путем изменения числа труб в пучках и числа самих пучков удалось увеличить площадь поверхности нагрева, не увеличивая диаметр их барабанов, благодаря чему конструкторы сумели сконструировать котлы высокого давления.

Как подразделяются паровые котлы в зависимости от давления вырабатываемого пара котлоагрегатом? В зависимости от вырабатываемого пара котлоагрегаты подразделяются на котлоагрегаты низкого давления трех ступеней: 0,9; 1,4; 2,4 МПа (9; 14 и 24 кгс/см²); на котлоагрегаты среднего давления, у которых давление вырабатываемого пара 3,9 МПа (39 кгс/см²); на котлоагрегаты высокого давления, у которых давление пара 10 – 14 МПа (100 – 140 кгс/см²) и на котлоагрегаты сверхвысокого давления, работающие при давлении пара 25 – 31 МПа (250 – 310 кгс/см²).

Как подразделяются паровые котлы в зависимости от производительности? В зависимости от производительности котлоагрегаты подразделяются на котлы малой мощности, которые могут вырабатывать пар до 5,5 кг/с (19,8 т/ч); котлы средней мощности, вырабатывающие пар до 30 кг/с (до 108 т/ч) и котлы большоймощности производительностью более 30 кг/с до 1000 кг/с (3600 т/ч).

Как подразделяются паровые котлы по характеру движения рабочего тела (воды)? По характеру движения рабочего тела (воды) паровые котлы подразделяются на котлы с естественной циркуляцией; котлы с принудительной (искусственной) циркуляцией и прямоточные котлы. Причем в паровых котлах с естественной циркуляцией движение (циркуляция) воды происходит в замкнутом контуре по схеме: барабан — опускные менее обогреваемые трубы — нижний барабан — коллектор — подъемные (экранные или другие интенсивно обогреваемые) трубы. Движение внутри котловой воды осуществляется напором, создаваемым разностью плотностей воды в опускных менее обогреваемых трубах и пароводяной смеси в подъемных (экранных и других) трубах, которые обогреваются гораздо сильнее, чем опускные. В паровых котлах с принудительной (искусственной) циркуляцией, движение (циркуляция) воды внутри котла осуществляется циркуляционным насосом, установленным в циркуляционном контуре котла, который и создает необходимый напор для преодоления гидравлического сопротивления контура.