Котлы с естественной циркуляцией низкого давления

В настоящее время выпускаются различные конструкции котлов низкого давления, в том числе с дымогарными и жаровыми трубами, в которых продукты сгорания проходят внутри труб, а вода омывает их снаружи, и водотрубные котлы с естественной циркуляцией низкого давления, в которых испаряемая вода циркулирует в трубах, а продукты сгорания омывают наружную поверхность труб.

Характерными для водотрубных котлов малой паропроизводительности и низкого давления, используемых в промышленности, являются следующие особенности развитие конвективных испарительных поверхностей нагрева, что определяется меньшим, чем необходимо для испарения воды при низком давлении, тепловосприятием экранов и экономайзера, завершение охлаждения продуктов сгорания в конвективном водяном пучке или в экономайзере, что возможно при низкой температуре питательной воды (80-100 °С) и экономически оправданной повышенной температуре уходящих газов при малой паропроизводительности котлов; отсутствие подогрева воздуха, что упрощает конструкцию котла и допустимо при слоевом сжигании твердого топлива и факельном сжигании газа и мазута; двухбарабанная схема включения испарительных поверхностей нагрева и расположение обогреваемых опускных труб циркуляционного контура конвективного пучка в области низких температур газов; отсутствие устройства для регулирования температуры перегрева пара.

Котлы с естественной циркуляцией низкого давления производительностью 2,5-25 т/ч серии КЕ изготавливаются с топками для слоевого сжигания твердого топлива Давление пара 1,37-2,36 МПа, температура пара 194-225 °С, температура питательной воды 105°. Котлы с естественной циркуляцией низкого давления производительностью до 4 т/ч оборудованы топками с пневмомеханическими забрасывателями и решетками с поворотными колосниками Котлы с естественной циркуляцией низкого давления производительностью более 4 т/ч имеют топки с цепными решетками прямого и обратного хода. Питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан. В нижний барабан вода опускается по задним трубам конвективного пучка, передние трубы которого являются испарительными. Кроме того, котловая вода из верхнего барабана поступает по опускным стоякам, вынесенным за пределы обогрева в коллекторы боковых экранов. Пар, отсепарированный в жалюзийном сепараторе вверх нем барабане, направляется в паропровод. Боковые стены котлов закрыты натрубной обмуровкой, состоящей из слоя шамота по сетке и нескольких слоев изоляционных плит, закрытых снаружи металлической обшивкой Котлы с естественной циркуляцией низкого давления оборудованы системой возврата уноса и острым дутьем.

На рис 14 2, а показан котел Е-25-14Р производительностью 25 т/ч, предназначенный для работы на каменных и бурых углях Топочная камера котла полностью экранирована трубами 51X2,5 мм Каждый боковой экран представляет собой самостоятельный контур Шаг труб боковых экранов 55 мм, фронтового и заднего экранов - 75 мм. Блок конвективного пучка имеет два барабана диаметром 1000 мм Длина верхнего барабана7000, нижнего - 5500 мм. Ширина конвективного пучка 2320 мм. Трубы конвективного пучка 51X2,5, поперечный шаг трубы 110, продольный- 95 мм В случае необходимости перегрева пара за пятью первыми рядами труб конвективного пучка устанавливается пароперегреватель, за ним воздухоподогреватель, обеспечивающий подогрев воздуха до 145 °С. Для очистки газов от уноса на всех котлах со слоевым сжиганием предусматривают установку батарейных циклонов для золоулавливания.

На рис. 14.2, б показан общий вид котла ДЕ-25ГМ с топочной камерой, предназначенной для сжигания газа и мазута. Паропроизводительность котла 25 т/ч, давление пара 1,37 МПа. Для всех типоразмеров котлов типа ДЕ диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм. Расстояние между барабанами 2750 мм. Ширина топочной камеры по осям экранных труб 1970 мм, высота - 2400 мм. Топочная камера отделена от конвективного пучка газоплотной перегородкой из труб 51X2,5 мм, сваренных между собой. В задней части перегородки имеется окно для входа газов в конвективный пучок. Трубы 51х2,5 мм правого бокового экрана, покрывающие под и потолок топки, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны и соединяются с ними вальцовкой; трубы заднего экрана крепятся сваркой к верхнему и нижнему коллекторам, соединенным необогреваемой рециркуляционной трубой. Фронтовой экран котлов паропроизводительностью 16 и 25 т/ч образован четырьмя трубами, введенными в барабаны котла. Под топки закрыт слоем огнеупорного кирпича. Конвективный пучок образован коридорно расположенными вертикальными трубами 51х2,5 мм, ввальцованными в барабаны. Котлы с естественной циркуляцией низкого давления производительностью 4; 6,5 и 10 т/ч имеют в конвективных пучках продольные перегородки, что обеспечивает разворот газов в пучке и выход газов через заднюю стенку котла. В котлах паропроизводительностью 16 и 25 т/ч переброс газов с фронта к расположенному сзади экономайзеру осуществляется металлическим коробом.

Котлы с естественной циркуляцией низкого давления паропроизводительностью 16 и 25 т/ч имеют двухступенчатую схему испарения с внутрибарабанным солевым отсеком. Во вторую ступень испарения выделены первые по ходу газов ряды труб конвективного пучка; опускная система контура солевого отсека состоит из необогреваемых труб. Опускная система первой ступени испарения состоит из последних по ходу газов рядов труб конвективного пучка. Сепарационные устройства первой ступени испарения выполнены в виде щитков и козырьков. В верхнем барабане по всей его длине расположен пароприемный перфорированный дырчатый щит. Перед пароприемным потолком устанавливается жалюзийный сепаратор. Обмуровка боковых стен котла натрубная, толщиной 25 мм, состоит из шамотобетона и изоляционных плит толщиной 100 мм, укрепленных на трубах котла. Снаружи обмуровка покрывается металлической обшивкой. Пароперегреватель котлов производительностью 16 и 25 т/ч выполнен змеевиковым из труб 51X2,5 мм. Котлы с естественной циркуляцией низкого давления оборудованы стационарными обдувочными приборами.

На рис. 14.3 показан общий вид котла К-50-40/14 с топкой, предназначенной для камерного сжигания твердого топлива при сухом шлакоудалении. Паропроизводительность котла 50 т/ч. Параметры пара: давление 3,9 МПа, температура перегретого пара 440 °С. Предусматривается возможность работы котла при давлении 1,37 МПа и выработки насыщенного или перегретого до 250 °С пара. Топочная камера объемом 238 м³ полностью экранирована трубами 60X3 с шагом 70 мм. Трубы фронтового и заднего экранов в нижней части образуют холодную воронку. В верхней части трубы заднего экрана разведены в четырехрядный фестон. Для работы на буром угле и торфе топочная камера котла с фронта оборудована двумя амбразурами, соединенными с шахтно-мельничными установками, а для работы на каменном угле - четырьмя пылеугольными горелками, расположенными по две на боковых стенах.
В котле осуществлена трехступенчатая схема испарения. Питательная вода котла может иметь солесодержание до 400 мг/кг. В средней части барабана расположен чистый отсек, а по торцам - два солевых отсека. В третью ступень испарения включены два выносных циклона 377 мм с внутренней улиткой.

Верхний пакет стального экономайзера выполнен из труб 28х3 мм и расположен в конвективном газоходе над воздухоподогревателем. Нижний пакет экономайзера выполнен из чугунных ребристых труб и расположен между ступенями воздухоподогревателя. Воздухоподогреватель трубчатый, четырехходовый по воздуху, выполнен из труб 40х1.6 мм. Для получения перегретого пара за фестоном размещается наклонная петля пароперегревателя общей площадью поверхности 50 м², выполненная из труб 32х3 мм. В поворотной горизонтальной камере между топкой и опускным газоходом расположен котельный пучок с поверхностью нагрева 180 м², представляющей собой самотоятельный циркуляционный контур - барабан 800х20 мм и наклонные секции из труб 60х3.

Обмуровка котла монолитная, облегченная, закрепляется на каркасе котла Толщина обмуровки за экранами 215 мм, а в местах, не закрытых экранами - 315 мм. Габариты котла ширина по осям 6330 мм, глубина по осям колонн 8800 мм, верхняя отметка 20 475 мм. Масса котла в объеме заводской поставки 220 т.

На рис. 14.4 показана циркуляционная схема котла К-50-40/14. Питательная вода после экономайзера поступает в барабан конвективного пучка, из которого вместе с пароводяной смесью поступает в основной сепарационный барабан котла. Фронтовой и задний экраны, а также задние панели боковых экранов включены в чистый отсек барабана. Во вторую, внутрибарабанную ступень испарения включены передние панели боковых экранов. Средние панели боковых экранов включены в пространство над пароприемным потолком основного барабана. Весь пар проходит небольшую петлю пароперегревателя и поступает в выходной коллектор котла. В некоторых случаях устаревшие котлы реконструируют в целях повышения их паропроизводительности и тепловой экономичности.