Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 1

Паровые котлы: принцип работы и устройство

Введение

Пароперегреватели предназначаются для перегрева насыщенного пара, поступающего из испарительной системы котла, а в установках высокого
давления они применяются также для дополнительного вторичного перегрева пара, частично отработавшего в цилиндре высокого давления турбины.
Пароперегреватель является одним из основных теплоиспользующих элементов котла и работает в наиболее тяжёлых условиях. С повышением
параметров пара роль и значение пароперегревателя возрастают.

Металл поверхностей нагрева пароперегревателя имеет наибольшую по сравнению с другими теплоиспользующими поверхностями нагрева температуру,
что обусловливается высокими температурами пара и большими удельными тепловыми нагрузками поверхностей нагрева.

Дополнительные элементы котлов

Устройство парового котла не ограничивается основными элементами, которые уже были описаны выше. Иногда паровой котел может комплектоваться дополнительными устройствами, позволяющими повысить эффективность или функциональность системы.

Речь идет о следующих элементах:

  1. Пароперегреватель. Данный элемент позволяет разогреть пар до температуры свыше 100 градусов, что позволяет добиться большей экономичности за счет увеличения КПД агрегата. Пар при использовании перегревателя может достигать температуры в 500 градусов, причем его нагрев осуществляется уже в трубах, то есть после этапа испарения воды. Пароперегреватель может быть как встроенным, так и выполняться в формате отдельного устройства. Существуют конвекционные и радиационные устройства (второй тип имеет в 2-3 раза большую мощность).
  2. Сепаратор пара. Этот элемент парового котла позволяет устранить всю лишнюю влагу из пара и максимально его высушить. При использовании сепаратора КПД всего котла существенно повышается.
  3. Паровой аккумулятор. Данное устройство позволяет стабилизировать работу системы. Аккумулятор вбирает в себя излишки выработанного пара и возвращает их в систему, если его становится слишком мало.
  4. Устройство для очистки воды. Данное приспособление позволяет снизить насыщенность воды кислородом и различными химическими веществами. Своевременная подготовка воды дает возможность уменьшить воздействие коррозии на внутренние элементы котла и свести к минимуму количество отложений в системе.

Также устройство парового котла включает в себя клапан для спуска конденсата, подогреватели воздуха и блок управления агрегатом, в который входит выключатель горения и регуляторы расхода сырья и энергоресурсов. Понимание того, из чего состоит паровой котел, позволяет подогнать его конфигурацию под решение конкретных задач.

Паровые котлы: принцип работы

Рассмотрим более детально, как работаю такие котлы. Источником тепла, необходимого для подогрева воды, может выступать любой вид энергии: электрическая, солнечная, геотермальная, тепло от сгорания газа или твердого топлива. Пар, образующийся в процессе нагрева воды, представляет собой теплоноситель, то есть переносит тепловую энергию с места нагрева в место использования.

Несмотря на многообразие конструкций, принципиальное устройство и принцип работы паровых котлов не отличаются. Общая схема нагрева воды с ее последующим преобразованием в пар выглядит таким образом:

  1. Очищение воды на фильтрах и ее подача в резервуар для нагрева с помощью насоса. Резервуар, как правило, располагается в верхней части установки.
  2. Из резервуара, по трубам вода попадает в коллектор, расположенный, соответственно, ниже.
  3. Вода вновь поднимается вверх, только теперь не через трубы, а через зону нагрева.
  4. В зоне нагрева образуется пар. Под действие разности давлений между жидким и газообразным веществом, он поднимется вверх.
  5. Вверху нагретый пар пропускается через сепаратор, где он окончательно отделяется от воды. Остатки жидкости возвращаются в резервуар, а пар следует в паропровод.
  6. Если это не обычный котел, а парогенератор, то его трубопроводы дополнительно нагреваются. О способах их нагрева будет сказано ниже.

Расчет конвективного пучка

Тепловой расчёт КП выполняется с целью определения объема тепловой энергии, который способен воспринять пучок, чтобы не допустить перегрева поверхностей нагрева котла и превышения рабочих параметров пара. Он выполняется путем составления теплового баланса для этой поверхности нагрева и уравнения теплопередачи.

Причем второй расчет выполняется для сравнения показателей тепла. Расчет будет считаться достоверным в том случае, когда при сравнении двух результатов расхождение в расчетах не будет больше чем 5%.

Алгоритм выполнения расчета КП:

  1. По справочным данным либо по чертежам парового котла уточняют конструкционные размеры конвективной шахты газохода и газового окна.
  2. Температуру и энтальпию газов на входе первого конвективного пучка, принимают по данным расчета экранных труб, на выходе из топки.
  3. Температура греющей среды берется из таблицы насыщенного пара при рабочем давлении парового котла.
  4. Первоначально выполняют расчет первого КП, далее аналогично — второго.
  5. При первичном расчете конвективной поверхности нагрева изначально принимают 2 температурных параметра на выходе из газохода: 700 С и 400 С.
  6. Оба варианта подсчетов ведут синхронно.
  7. После выполнения подсчетов реальную температуру уходящих газов за газоходом определяют графическим методом по размеру теплоотдачи, рассчитанного с применением теплового баланса и коэффициентов теплопередачи, при принятых ранее температурах.

Конвективные поверхности нагрева паровых котлоагрегатов, в процессе выработки пара выполняют важную роль. Они влияют на эффективность работы котла в целом, повышают его коэффициент полезного действия и уменьшают тепловые выбросы в атмосферу от уходящих газов.

Дополнительные элементы котлов

Принцип работы парового котла довольно прост, тем не менее его конструкция состоит из довольно большого количества элементов. Кроме топочной камеры и труб для циркуляции воды/пара, котлы оснащаются устройствами для повышения их эффективности (увеличение температуры пара, его давления и количества). К таким устройствам относят:

  1. Пароперегреватель. Служит для повышения температуры пара выше 100 градусов. Перегревание пара повышает экономичность аппарата и его коэффициент полезного действия. Перегретый пар может достигать температуры в 500 градусов по Цельсию. Столь высокие температуры имеют место в паровых установках атомных станций. Суть перегрева состоит в том, что после испарения идущий по трубе пар подвергается повторному нагреву. Для этого аппарат может оснащаться дополнительной топочной камерой или простым трубопроводом, который, прежде чем вывести пар на целевое использование, несколько раз проходит через основную топку. Пароперегреватели бывают радиационными и конвекционными. Первые работают в 2-3 раза эффективнее.
  2. Сепаратор. Служит для «осушения» пара – отделения его от воды. Это позволяет увеличить КПД установки.
  3. Паровой аккумулятор. Данное устройство создано для поддержания постоянного уровня выхода пара из установки. Когда пара не хватает, оно добавляет его в систему и, наоборот, отбирает в случае переизбытка.
  4. Подготовительное устройство для воды. Чтобы аппарат работал дольше, вода, попадающая в него, должна отвечать специфическим требованиям. Данное устройство снижает количество кислорода и минералов в воде. Эти несложные меры позволяют предотвратить коррозию труб и образование на их стенках накипи. Ржавчина и накипь не только снижают эффективность аппарата, но и быстро приводят его в негодность, особенно в случае активного использования.

Принцип работы судового котла

На судах различного назначения неотъемлемым и важным ресурсом является водяной пар, который служит для разных целей. Если на судне предусмотрена паросиловая установка, то пар необходим для вращения паровых турбин валопровода судна и, как следствие, передачи энергии движителю.

Если на судах установлены дизельные или газотурбинные двигатели, то пар требуется для выработки электроэнергии в турбогенераторах, а также для целей отопления и бытовых хозяйственных нужд. За производство водяного пара отвечает паровой котёл, который производит перегретый и влажный водяной пар под давлением.

Работающий котел Российского производства

Принцип работы заключается в подведении тепла, полученного путём сгорания органического топлива, к воде и образовании пара.

Судовые котлы классифицируются по следующим характеристикам:

  1. Обтекание теплообменника горячими газами (водотрубные, огнетрубные, комбинированные);
  2. Назначение (главные, вспомогательные);
  3. Способ циркуляции воды (естественная, принудительная);
  4. Тяга и дутьё (естественная или принудительная тяга и дутьё);
  5. Вид топлива (жидкое, твёрдое, газообразное);
  6. Параметры пара (низкого давления – до 150 кН/кв.м., среднего давления – от 160 до 280 кН/кв.м., высокого давления – от 610 до 1000 кН/кв.м.)

Со структурой судового парового котла можно ознакомиться на рисунке 1, где указаны схемы судовых котлов разных типов. Основные части парового котла это топка (I) и несколько рекуперативных теплообменников, находящихся за ней: пароперегреватель (II), испаритель (III), водоподогреватель (IV) и воздухоподогреватель (V). Конструкция котла судового подразумевает разделение горячих дымовых газов и холодных пара, воздуха и воды герметичной перегородкой для того, чтобы среды обменивались теплотой, не смешиваясь. Функция пароперегревателя заключена в его названии, испаритель образует пар из воды,водо- и воздухоподогреватели соответственно названию. Основная нагреваемая поверхность это испаритель, а остальные теплообменники представляют собой дополнительную.

Узлы и системы котельной установки:

  • паровой котёл;
  • питательная система, включающая подогреватели воды, насоса, трубопрово¬дов, из¬мерительных приборов и арматуры;
  • паровую систему для раздачи пара потребителям;
  • топливную систему;
  • газовоздушную систему (газоход, дымовая труба, вентилятор, воздушные коробы и др.)

Помимо прочего котельная установка снабжена системами автоматического регулирования подачи воды, топлива и воздуха в котёл, системами водоподготовки, защиты парового котла. Если на корабле установлен утилизационный котёл, то благодаря использованию теплоты исходящих газов – утилизации – обеспечиваются технологические процессы, не связанные с движением судна.

Общее описание конвективных пучков

В конвективном пучке труб, относительно остывшие, уходящие газы передают тепло через стенки труб котловой воде, которая поступает в пароводянной котел из деаэратора.

Нагреваемая или испаряющаяся вода поступает в топочные экраны, а дальше в виде насыщенного пара попадает на сепарационные устройства верхнего барабана, где пар сепарируется от влаги и движется дальше в пароперегреватель либо используется на производственные нужды.

Схема контуров котла. Источник фото: hbmygm.com

Продукты сгорания, движутся по газововоздушному тракту котлоагрегата, передавая тепловую энергию нагреваемой воде по принципу лучистого и конвективного теплообмена.

Эффективность функционирования конвективных пучков будет зависеть от коэффициента теплопередачи — от дымовых газов к воде и насыщенной пароводяной среде.

Развитый котельный пучок (КП) в вертикальных паровых котлах представляет котловую поверхность нагрева, объединяющей верхний и нижний котловые барабаны, трубы которой ввальцованы в стенки барабанов.

Более холодная котловая вода опускается из верхнего барабана, попадает в топочные коллекторы с Дн 219 мм, и далее по экранным трубам, расположенных в центре, в виде нагретой воды с насыщенным паром движется в верхнее барабанное устройство.

Экраны в циркуляционный контур соединяются путем подключения трубной части к топочным коллекторам методом сварки.

Обычно, паровые котлы типа ДКВР содержат 3 контура циркуляции: один, организуемый кипятильный пучком, и два, сформированными левым и правым экранами.

Частично котловая вода, поступает в верхний котловой барабан, поднимается по более горячей части труб конвективного пучка, а по более холодным попадает в нижний. После этого котловая вода делится на 3 потока: первый по топочным экранам, называемым подъемными, поднимается в виде смеси пара и воды в верхний барабан.

Два остальных попадают в нижние топочные коллекторы, затем через топочные экраны, также в виде смеси пара и воды, поступают в верхнее барабанное устройство парового котлоагрегата, а далее направляются в трубный пучок теплообменника, если котел работает в системе теплоснабжения.

Котел ДЕ, функционирующий по принципу естественной циркуляцией котловой воды, способен надежно и эффективно работать, выдавая рабочие параметры пара, только при условии, если будет правильно организовано движение котловой воды в экранных трубах и кипятильном пучке.

Для того, чтобы обеспечить естественную циркуляцию, должен существовать рабочий перепад температур и создан необходимый уровень охлаждения поверхностей нагрева.

Таким образом, будет обеспечена естественная циркуляция смеси пара и воды в котловых трубах под воздействием гравитационных сил, гарантированных разницей в показателях плотности воды и пара.

Схема работы котла ДЕ

При расчете конвективных пучков применяют формулу теплопередачи и теплового баланса. Подсчет производится для 1 м3 газообразного топлива с рабочими показателями котла.

Газовые отопительные агрегаты ПТВМ, работают с принудительной циркуляцией теплоносителя, что должно быть учтено при расчете конвективного блока водогрейного котла.

Газо- и водотрубные котлы: отличия

Емкость для образования пара часто представляет собой трубу или несколько труб. Воду в трубах обогревают горячие газы, образующиеся при сгорании топлива. Устройства, в которых газы поднимаются к трубам с водой, называют газотрубными котлами. Схема газотрубного агрегата приведена на рисунке.

Схема газотрубного котла: 1- подвод топлива и воды, 2 — топочная камера, 3 и 4 — дымогарные трубы с горячим газом, который выходит дальше через дымоход (позиции 13 и 14 — дымоход), 5 — решётка между трубами, 6 — вход воды, выход обозначен цифрой 11 — её выход, кроме того на выходе есть устройство для измерения количества воды (обозначено цифрой 12), 7 — выход пара, зона его образования обозначено цифрой 10, 8 — сепаратор пара, 9 — наружная поверхность ёмкости, в которой циркулирует вода.

Есть другие конструкции, в которых газ двигается по трубе внутри ёмкости с водой. В таких устройствах водные ёмкости называют барабанами, а сами устройства — водотрубными паровыми котлами. В зависимости от расположения барабанов с водой, водотрубные котлы классифицируют на горизонтальные, вертикальные, радиальные, а также комбинации различных направлений труб. Схема движения воды по водотрубному котлу приведена на рисунке.

Схема водотрубного котла: 1- подвод топлива, 2 — топка, 3 — трубы для движения воды; направление её движения обозначено цифрами 5,6 и 7, место входа воды — 13, место выхода воды — 11 и место слива — 12, 4 — зона, где вода начинает превращаться в пар, 19 — зона, где есть и пар, и вода, 18 — зона пара, 8 — перегородки, которые направляют движение воды, 9 — дымоход и 10 — дымовая труба, 14 — выход пара через сепаратор 15, 16 — наружная поверхность ёмкости для воды (барабан).

Газо- и водотрубные котлы: сравнение

Для сравнения газо- и водотрубных котлов приведём некоторые факты:

  1. Размер труб для воды и пара: у газотрубных котлов трубы — больше, у водотрубных — меньше.
  2. Мощность газотрубного котла ограничена давлением 1 МПа, и теплообразующей способностью — до 360 кВт. Это связано с большим размером труб. В них может образовываться значительное количество пара и высокое давление. Увеличение давления и количества образуемой теплоты требует значительного утолщения стенок. Цена такого котла с толстыми стенками будет неоправданно высока, экономически не выгодна.
  3. Мощность водотрубного котла — выше, чем газотрубного. Здесь используются трубы небольшого диаметра. Поэтому давление и температура пара могут быть больше, чем в газотрубных агрегатах.

Классификация пароперегревателей

По способу передачи тепловой энергии
  • радиационные;
  • конвективные;
  • комбинированные (радиационно-конвективные).

В свою очередь, конвективные пароперегреватели различаются по соотношению потоков пара и нагревающего газа на:

  • прямоточные (направления движения греющей и нагреваемой среды совпадают);
  • противоточные (направления движения сред противоположны);
  • комбинированные.

Прямоточные пароперегреватели создают максимальные разности температур между паром и газом, но имеют низкий срок службы из-за пережигания (разрушения в результате длительного воздействия недопустимо высокой температуры) труб. У противоточных наиболее интенсивно охлаждаются витки в зоне высоких температур, однако у них тоже возможен пережог при накоплении накипи и снижения степени охлаждения трубы. Комбинированные пароперегреватели работают с противотоком в области низких температур газов и прямотоком в области высоких температур, достигая компромисса между свойствами двух предыдущих типов.

В целях повышения стабильности температуры пара на выходе пароперегревателя он может быть оборудован специальным регулятором, который работает на одном из следующих принципов:

  • управляемый впрыск конденсата на входе пароперегревателя, что изменяет степень влажности пара;
  • направление части пара в пароохладитель (наиболее распространен);
  • регулирование потока нагревающих газов;
  • поворот горелок котла и др.

Паровая турбина

В современной энергетике, в котлах высокого и сверхвысокого давления, применяются промежуточные (вторичные) пароперегреватели, в которые подается пар после расширения в цилиндре высокого давления паровой турбины. Промежуточный перегрев пара применяется для снижения степени влажности пара в последних ступенях турбины и, как следствие, получения возможности понизить давление на выходе из турбины. Это позволяет полнее использовать теплоту, подведенную с паром, и, как следствие, повысить КПД установки. Конструкция вторичных пароперегревателей принципиально не отличается от конструкции первичных.

Пароподогреватель

Пароподогреватели бывают открытого и закрытого типов. Недостатком такопо подогрева является обводнение нефтепродукта паровым конденсатом, что нежелательно вообще и совершенно недопустимо для масел.

Система подогрева. а — батарейного типа. б — змеевикового типа 4 Заказ № 374.

Пароподогреватели секционного типа установлены на танкерах проекта № 587 ( рпс.

Используются пароподогреватели открытого и закрытого типа. Недостатком такого подогрева является обводнение нефтепродукта паровым конденсатом, что нежелательна и совершенно недопустимо для масел.

Контейнер для наливных высоковязких грузов 75 Вид А.| Контейнер для минеральных удобрений.

Трубы пароподогревателя расположены так, чтобы обеспечить полный сток конденсата из змеевика.

При эксплуатации пароподогревателей необходимо руководствоваться следующими правилами.

При применении пароподогревателей, устанавливаемых внутри аппаратов, работающих под давлением, на подводящих паропроводах и отводящих конденсатопроводах должны быть устройства, исключающие возможность попадания газа в котельную при выходе из строя подогревателя. Для отключения внутренних подогревателей от теплосети должна устанавливаться запорная арматура, рассчитанная на давление в аппаратах.

При применении пароподогревателей, устанавливаемых внутри аппаратов, работающих под давлением, на подводящих паропроводах и отводящих конденсатопроводах должны быть устройства, исключающие возможность попадания газа в котельную при выходе из строя подогревателя. Для отключения внутренних подогревателей от теплосети следует устанавливать запорную арматуру, рассчитанную на давление в аппаратах.

При применении пароподогревателей, устанавливаемых внутри аппаратов, работающих под давлением с пожаровзрывоапасными и агрессивными средами, на подводящих паропроводах и отводящих конденсатопро-водах следует устанавливать отключающие задвижки, рассчитанные на давление в аппаратах. Кроме того, на входе пара в аппарат должен быть установлен обратный клапан.

Газо — и пароподогреватель 5 и 10 предназначены для предварительного подогрева газа и пара, направляемых на конверсию. Подогреватель представляет собой узкий высокий стакан ( или широкую пробирку) диаметром 43 мм и высотой 285 мм с впаянным в нем змеевиком, по которому проходит пар или газ. Внутрь стакана ( снаружи змеевика) наливают 200 см3 толуола, которым нагревается газ ( пар) в змеевике. Подогреватель устанавливают в специальную тигельную электрическую печь, обмотка которой рассчитана на нагрев не более чем до 150 С. Образующиеся при кипении толуола пары его конденсируются в 4-шариковом холодильнике, расположенном в верхней части подогревателя, где имеется карман для термометра. Последний представляет собой полый сосуд диаметром 30 мм и высотой 106 мм, изготовленный из стекла. В верхней части его имеются два патрубка, по которым поступают в смеситель газ и пар, и карман для термометра. Смеситель и соединительные линии к смесителю, а также к подогревателям имеют обмотку из нихрома, которая служит для подогрева и предотвращения конденсации водяного пара.

Газо — и пароподогреватель 5 и 10 предназначены для предварительного подогрева газа и пара, направляемых на конверсию. Подогреватель представляет собой узкий высокий стакан ( или широкую пробирку) диаметром 43 мм и высотой 285 мм с впаянным в нем змеевиком, по которому проходит пар или газ. Внутрь стакана ( снаружи змеевика) наливают 200 см3 толуола, которым нагревается газ ( пар) в змеевике.

Принципиальная схема подготовки ловушечной эмульсии.

В схеме предусмотрены пароподогреватели и подача в эмульсию деэмульгатора.

На установке широко применяются пароподогреватели.

Устройство

Паровые котлы представляют собой емкость, в которой вода нагревается и образует пар. Обычно они выполняются в виде труб, различных размеров. Кроме трубы с водой, котел всегда имеет камеру для сгорания топлива (топку). Ее конструкция может варьироваться в зависимости от типа применяемого топлива. Если это дрова, или твердый уголь, то в нижней части топки устанавливается колосниковая решетка, на которую укладывают топливо. С нижней части колосников, в топочную камеру поступает воздух. А вверху топки обустраивают дымоход, который необходим для эффективной тяги – циркуляции воздуха и горения топлива.

Принцип работы паровых котлов на твердом топливе несколько отличается от устройств, в которых в качестве теплоносителя использован жидкий или газообразный материал. Во втором случае, топочная камера предполагает горелку, которая работает подобно горелкам бытовой газовой печи. Для циркуляции воздуха также используют колосниковую решетку и дымоход, ведь в независимости от вида топлива, воздух является важнейшим условием горения.

Горючий газ, полученный от сгорания топлива, поднимается к емкости с водой. Он отдает воде свое тепло и выходит через дымоход в атмосферу. Когда вода нагревается до температуры кипения, она начинает испаряться. Стоит отметить, что вода испаряется и ранее, но не в таких количествах и не с такой температурой пара. Испарившийся пар самостоятельно поступает в трубы. Таким образом, циркуляция пара и смена агрегатных состояний воды происходит естественным образом. Принцип работы парового котла с естественной циркуляцией предполагает минимальное вмешательство человека. Все, что нужно сделать оператору, это обеспечить стабильный нагрев воды и проконтролировать процесс с помощью специальных устройств.

В случае с электрическими котлами подогрев воды происходит проще. Она нагревается с помощью нагревательных элементов типа ТЭНов или выступает в роли проводника и нагревается по закону Джоуля-Ленца.

Общая информация

В промышленных пароперегревателях котлов небольшой мощности при температуре пара до 500 °С обычно устанавливают конвективные модификации. При больших термических показателях эксплуатируют, как правило, комбинированные версии, в которых совмещены устройства лучевого и конвекционного типа. Рабочие поверхности приспособления представляют собой ширмы, находящиеся непосредственно в верхнем отсеке топочной камеры.

Металл пароперегревательных труб функционирует в критическом температурном режиме, если даже предел получаемого пара становится не выше 450 градусов. В любом случае, параметр сгорания действует на оболочку сильнее, чем на жидкость, перемещающуюся внутри труб. Ниже приведена общая схема действия прибора.

Устройство пароперегревателя котла

Рассматриваемое оборудование изготавливается из цельнотянутых труб (диаметр составляет от 28 до 42 миллиметров). Эти элементы сгибаются по типу змеевиков, концы которых подключаются к рабочему барабану при помощи развальцовки, а к коллекторам посредством сварки. Поперечный шаг в каждом ряду равняется 2-3,5 d. Коллекторы обычно имеют круглую конфигурацию, изготавливаются из легированной или углеродистой стали, в зависимости от номинального давления и типа системы.

Конвективные модификации располагаются в горизонтальном канале между опускным отсеком и топкой. При этом глубина каждого пакета не превышает 1,5 метра. Между комплектами оставляют свободное пространство не менее 0,5 м. Это позволяет облегчить обслуживание и ремонт агрегата. Скорость продуктов сгорания варьируется от 6 до 14 метров в секунду. Меньший показатель будет способствовать заносу нагретой поверхности летучей золой, а больший параметр повышает вероятность износа труб за счет трения твердых частиц с металлическими стенками.

Имеется горизонтальная либо вертикальная подвеска параллельно активированных змеевиков, в зависимости от типа размещения в газоходе. Они обычно размещаются по коридорному принципу, что облегчает чистку от зольных налетов. Горизонтальное расположение элементов гарантирует хорошее удаление конденсата после остановки прибора. Однако это требует усиленных и сложных подвесок во избежание провисания деталей. Вертикальные модификации легче подвешивать, что упрощает монтаж и надежность, но усложняет дренаж конденсата.

Устройство парового котла

Паровой котёл представляет собой ёмкость, внутри которой нагретая вода испаряется и образует пар. Как правило — это труба различного размера.

Кроме трубы с водой, в котлах имеется топочная камера (в ней сгорает топливо). Конструкция топки определяется видом топлива, для которого сконструирован котёл. Если это твёрдый уголь, дрова, то внизу топочной камеры есть колосниковая решётка. На ней располагают уголь и дрова. Снизу через колосники в топочную камеру проходит воздух. Для эффективной тяги (движения воздуха и горения топлива) вверху топки устраивают дымоход.

Устройство парового котла Ici Caldaie

Если энергоноситель — жидкий или газообразный (мазут, газ), то в топочную камеру вводят горелку. Для движения воздуха также делают вход и выход (колосниковую решётку и дымоход).

Горячий газ от сгорания топлива поднимается к ёмкости с водой. Он нагревает воду и выходит через дымоход. Нагретая до температуры кипения вода начинает испаряться. Пар поднимается вверх и поступает в трубы. Так происходит естественная циркуляция пара в системе.

Конструкция пароперегревателя

Устройство располагается в газоходе или топке котла. Конструкция пароперегревателя парового котла представляет собой большое количество металлических змеевиков, изготовленных из труб маленького диаметра. Концы змеевиков соединены между собой коллекторами. Пар попадает в змеевики, выходит из них через соединяющие коллекторы.

Перегреватель имеет различные конструкции, в зависимости от задач. Источник фото: kazenergomash.kz

Устройство устанавливается в газоходе таким образом, чтобы продукты горения омывали его наружные поверхности. Коллекторы представляют собой изделия с круглым или прямоугольным сечением, изготовленные из углеродистой стали.

Они могут быть двух типов:

  1. Сваренные.
  2. Цельнометаллические.

Работа пароперегревателя требует герметичности соединений змеевиков с коллекторами. Это исключит утечку пара в газоход. Для получения герметичного соединения концы змеевиков развальцовывают внутри коллектора. Для этого на его противоположной стенке выполняют специализированные люки. В зависимости от мощности котла конструкция перегревателя может представлять собой набор стальных змеевиков, расположенных в несколько рядов.

Это требует изготовления большого количества отверстий в для крепления труб в коллекторе, что негативно влияет на его прочностные характеристики. В таких случаях могут быть установлены дополнительные коллекторы. При использовании котельного оборудования, работающего на топливе, образующем небольшое количество золы, змеевики могут располагаться в горизонтальной плоскости.

Схематичный внешний вид.

В других случаях трубы для прохождения пара устанавливаются вертикально. Горизонтальное расположение змеевика пароперегревателя облегчает процедуру слива воды при остановке котла. В зависимости от типа устройства коридоры между трубами могут подвергаться засорению шлаками. Чистка проемов, предназначенных для движения отработанных газов, затруднительна. В связи с этим конструкции, образующие узкие проходы, располагают на большем расстоянии друг от друга.Монтаж устройства осуществляется с помощью специализированных подвесок. Их крепление осуществляется таким образом, чтобы обеспечить свободное перемещение труб для движения пара при их температурном расширении. Для изготовления подвесок используется металл, устойчивый к воздействию высокой температуры.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации