Стальные водогрейные котлы
Для теплоснабжения стальные водогрейные котлы широко применяют сравнительно недавно. Это и понятно, так как примерно до 1950 г. отопительные котельные, в которых устанавливались чугунные котлы, имели сравнительно небольшую теплопроизводительность (до 3-5 Гкал/ч). Широкий размах жилищного строительства потребовал новых решений в области систем теплоснабжения с точки зрения как повышения качества, так и увеличения их мощности. Для теплоснабжения потребовалась вода, нагретая до 150°С. Экономически стали выгодными укрупненные котельные с теплопроизводительностью до 150 Гкал/ч и выше.
Стальные водогрейные котлы серии КВ. Стальные водогрейные прямоточные котлы унифицированной серии КВ предназначены для установки в отопительных котельных как при сжигании газа и мазута (тип KB-ГМ), так и при сжигании твердого топлива в слое (тип KB-ТС). Котлы обеспечивают подогрев воды до 150 - 200°С с разностью температур на входе и выходе 80°С. Диапазон регулирования нагрузки может меняться в пределах 20 - 100%. Коэффициент полезного действия при работе на мазуте и газе составляет соответственно 88 и 90%, при работе на твердых топливах - 79-82%.
Как газомазутные, так и котлы для твердого топлива любой теплопроизводительности собираются из однотипных элементов. Топочные устройства котлов теплопроизводительностью 4 и 6,5 Гкалл выполнены без камер догорания (рис. 11.10). Дымовые газы покидают толки через верхние проемы в задних стенках и омывают конвективные поверхности потоком, направленным сверху вниз. Из камер догорания дымовые газы отводятся в конвективные шахты снизу вверх.
Рис. 11.10. Водогрейный котел типа КВ-ТС-4
Стальные водогрейные котлы этой серии выполнены в горизонтальной компоновке, блочно-транспортабельные и состоят из двух блоков: горизонтально - топочного и вертикального конвективного. Боковые стены топочной камеры полностью экранированы трубами с шагом 64 мм.
Конвективный блок состоит из конвективного пакета, фестона и заднего экрана. Конвективный пакет набирается из разных змеевиков диаметром 28X3 мм. Трубы расположены в шахматном порядке с шагом 64 и 40 мм. Змеевики привариваются к вертикальным стоякам диаметром 83X3,5 мм. Фестон и задний экран конвективного блока выполнены из труб 60X3 мм с шагом 64 мм. Топочные камеры котлов KB-ГМ оборудованы ротационными газомазутными горелками. Конвективные поверхности этих котлов очищаются при использовании дробеструйной установки. Котлы типа KB-ТС для твердого топлива оборудованы ленточными цепными решетками обратного хода с пневмомеханическими забрасывателями.
На рис. 11.11 приведена схема перемещения воды в котле КВ-ГМ-10. Вода из теплосети поступает в нижний левый коллектор 1 левого бокового экрана с тремя перегородками 2. Этими перегородками, а также верхним левым коллектором 3 и перегородками в нем 4 левый боковой экран разбит на шесть самостоятельных пакетов, по которым вода последовательно совершает то подъемное, то опускное движение.
Рис. 11.11. Схема перемещения воды в котле КВ-ГМ-10
Эти коллекторы также имеют свои перегородки 8. Фронтовой экран разбит на четыре пакета. После фронтового экрана вода попадает в правый боковой экран, где перемещается аналогично с левым. Из правого экрана вода направляется в задний экран и далее, как указано стрелками. Выход воды в теплосеть осуществляется из нижнего левого коллектора 9 конвективного пучка.
Стальные водогрейные котлы типа ПТВМ. В последние годы получили распространение стальные водогрейные котлы повышенной теплопроизводительности, разработанные ВТИ совместно с Московским филиалом Оргэнергостроя. Эти котлы вначале предполагалось устанавливать на ТЭЦ в качестве пиковых, теплофикационных котлов. Однако в дальнейшем их стали устанавливать и в районных отопительных котельных в качестве основного базового оборудования с условием, что в дальнейшем при теплофикации района их будут все же использовать в основном как пиковые.
Эти котлы предназначены к работе на газообразном и жидком топливе. Котлы ПТВМ (пиковые, теплофикационные, водогрейные, газомазутные) имеют башенную компоновку и развитую полностью экранированную топочную камеру и конвективную поверхность, составленную из трубчатых, змеевиковых пакетов. Экранная поверхность состоит из труб 60X3 мм, расположенных с очень плотным относительным шагом, конвективная поверхность - из змеевиков диаметром 28X3 мм.
Котлы оборудуются газомазутными горелками с периферийным подводом газа и механическим распиливанием мазута. Число устанавливаемых горелок в зависимости от теплопроизводительности котла различно, но располагаются они во всех типоразмерах на двух противоположных сторонах поровну. Производительность наиболее мощных горелок не превышает 1000 - 1200 м3/ч. Нагрузки регулируются отключением или включением установленных тарелок. Все .горелки имеют свои индивидуальные дутьевые вентиляторы. Котлы работают на естественной тяге, и каждый котел имеет собственную дымовую трубу, высота которой от уровня земли должна быть не менее 55 м; как правило, трубы располагаются непосредственно над котлами и крепятся к их каркасу.
На монтажные площадки котлы поставляются блоками вместе с элементами каркаса, собранными на заводе-изготовителе. При работе котлов на мазуте предусмотрены устройство для ввода магнезита в топку и обмывка конвективных поверхностей нагрева.
Как отмечалось, котлы серии ПТВМ вначале проектировали как пиковые, т. е. сравнительно на небольшой подогрев воды, а следовательно, на пропуск достаточно большого количества воды. При установке же этих котлов в районных котельных сетевую воду приходится подогревать и расход воды через котлы почти в два раза уменьшается. Следовательно, схема включения как экранов, так и конвективного пучка должна быть соответственно изменена, чтобы стрости воды в них не снижались ниже допустимых значений.
На рис. 11.12 приведены схемы перемещения воды в котле ПТВМ-50, применяемые при различных режимах: а - четырехходовая (зимний период) и б - двухходовая (летний период). При четырехходовой схеме вода подводится лишь в один нижний коллектор, а затем последовательно проходит через все экранные и конвективные пакеты, совершая ряд подъемно-опускных движений, и затем отводится в тепловую сеть также через один нижний коллектор; при двухходовой схеме вода подается одновременно в два нижних коллектора, а после соответствующего перемещения (показанного стрелками) по поверхностям нагрева удаляется в тепловую сеть через четыре нижних.
Рис. 11.12. Схема движения воды в котле ПТВМ-50
1 - коллекторы подводящие и отводящие; 2 - соединительные трубы; 3 - фронтовой экран; 4 - конвективный пучок; 5 - левый боковой экран; 6 - правый боковой экран; 7 - задний экран; 8 - коллекторы контуров
Водогрейный котел ПТВМ-ЗОМ (рис. 11.15) изготовляется Дорогобужским заводом. Котел ПТВМ-ЗОМ имеет расчетную тепло производительность при работе на мазуте 35 Гтл/ч и на газе 40 Гкал/ч. Запроектирован в отличие от котлов башенного типа по П-образной схеме и состоит из топочной камеры 1 я конвективной шахты 2, соединенных между собой поворотной камерой 3. Все стены (включая промежуточную) топки, а также задняя стенка конвективной шахты экранированы трубами диаметром 60X3 мм с шагом S = 64 мм. Относительный шаг экранных труб для охлаждения и защиты надтрубной подвесной обмуровки. Для этого же боковые стенки конвективной шахты экранированы трубами диаметром 83X4 мм с шагом S =428 мм.
Конвективная часть котла выполнена из труб диаметром 28X3 мм с шагом 64 и 40 мм ,и состоит из двух пакетов по ходу, газов. Змеевики конвективной части собраны в ленты по 6-7 шт. в каждом. Ленты присоединены к вертикальным стоякам и сдвинуты на полшага по отношению к лентам, присоединенным к стоякам другой стороны так что образуют вместе шахматный пучок с шагом 40 мм.
Рис.11.13. Водогрейный котел типа ПТВМ-30М
Котлы предназначены только для сжигания газообразного топлива и получения горячей воды не выше 160°С. Котлы сварные, секционные. Секции с вертикально расположенными трубами составляют радиационную поверхность, а секций с горизонтально расположенными трубами - конвективную. Радиационная поверхность выполнена из пяти отдельных секций - экранов, три из которых двойного облучения и делят топку на четыре части.
Конвективная поверхность составляется из различного количества секций и соответственно труб. Все трубы как экранных, так и конвективных поверхностей приняты диаметром 51X Х2.5 мм. Если раньше котел ТВГ-4 отличался от котла ТВГ-8 тем, что не имел потолочно-фронтового экрана, то теперь отличается лишь габаритами.
Для сжигания газа устанавливаются четыре подовые горелки между секциями радиационной поверхности. Продукты сгорания через отверстия, расположенные в верхней части задней стены топки, поступают в конвективную часть. Трубки в радиационной части омываются поперечно-продольным потоком газов, а в конвективной части происходит лишь поперечное их обтекание.
Рис. 11.14. Водогрейный котел типа ТВГ-8.