Вопрос 16

Экономайзер (англ. Economizer, от английского слова economize — «сберегать») — элемент котлоагрегата, теплообменник, в котором питательная вода перед подачей в котёл подогревается уходящими из котла газами. При давлении до 22 кгс/см2 (2,2 МПа) и температуре питательной воды ниже точки росы дымовых газов или недеаэрированной воде экономайзер изготовляют из гладких или ребристых чугунных труб, на более высокие давление и температуру — из стальных, преимущественно гладких, труб. Устройство повышаетКПД установки.

Виды

Экономайзеры делят на кипящие и некипящие. Конструкция кипящих и не кипящих экономайзеров принципиально одинаковая, в первом случае вода на выходе кипящая (желательно чтобы паросодержание не превышало 25%). Также существуют экономайзеры для печных труб жилых домов.^[1]

Конструкция

Чаще всего водяные экономайзеры выполняют из труб, согнутых в вертикальные змеевики и скомпонованных в пакеты. Для удобства эксплуатации и ремонта поверхность экономайзера разделяют на пакеты высотой до 1 м, делая между ними разрывы 65 — 80 см. Расположение труб экономайзера, как правило, шахматное; коридорное расположение по условиям теплообмена нецелесообразно. На электростанциях питательную воду до поступления в котел подогревают в регенеративном цикле за счёт отбора пара из турбины до 215 — 270° C, что уменьшает величину поверхности экономайзера.

17-18 Вопросы

Классификация и особенности водогрейных котлов

Котлы предназначенные для получения горячей воды с давлением выше атмосферного, используемой за пределами котла, называются водогрейными. По характеру циркуляции воды, независимо от конструкции, водогрейные котлы являются прямоточными, т.е. с однократным движением воды по отдельным их элементам. Водогрейные котлы характеризуются теплопроизводительностью, температурой нагретой воды и ее давлением. Теплопроизводительность или тепловая мощность водогрейного котла - это количество теплоты воспринимаемой водой котла за единицу времени. Измеряется в миллиардах калорий (Гкал / час) в час. Между единицами теплопроизводителыюсти ккал и кВт существуют соотношения:

1 ккал / час = 1,163 Вт; 1 Мкал / час = 1,163 кВт; 1 Гкал / час = 1,163 МВт. Водогрейные котлы классифицируются на котлы с температурой горячей воды до 115 и свыше 115 °С. Типы стальных водогрейных котлов (t горячей воды свыше 115 °С) Для центраиизованного теплоснабжения городов и отдельных районов в настоящее время применяются стальные водогрейные котлы, как большой, так и малой производительности. а)    водогрейные котлы типа ТВГ - теплофикационные водогрейные котлы (газовые). Такие котлы отличаются только теплопроизводительностью и габаритами. Это сварные секционные котлы типа ТВГ-8 и ТВГ-4. б)    водогрейные котлы типа КВ, а именно KB-ГМ, KB-ТС, КВ- ГК, где К - котел, В - водогрейный, ГМ - газомазутный, Т - на твердом топливе, С - слоевой метод сжигания, К -    камерный метод сжигания. в)    водогрейные котлы типа ПТВМ, выпускаются с П-образной компоновкой и башенной конструкцией, для работы на газообразном и жидком топливе (ПТВМ - пиковый теплофикационный водогрейный газомазутный котел). Стальные водогрейные котлы - применяются в системах централизованного теплоснабжения. Их устанавливают в крупных квартальных или районных котельных, а также на ТЭЦ в качестве пиковых. Типы водогрейных котлов малой производительности (t горячей воды до 115 °С) Водогрейные котлы, устанавливаемые на мини- теплоцентралях, имеют небольшую теплопроизводительность, примерно 1 Г кал / час, предназначены для подогрева воды до температуры t < 115 °С, при давлении воды Р до 7 кгс/см2. Они применяются в системах водяного отопления отдельных жилых и общественных зданий. Классификация: 1)    чугунные секционные водогрейные котлы советского производства. Типы: "Универсал", "Энергия", "Тула", "Минск", "Факел" и др. 2)    чугунные секционные водогрейные котлы иностранного производства. Типы: RX, Bipress, Bongas и др. 3)    жаротрубно - дымогарные котлы иностранного производства. Типы: Paromat - Simplex, Paromat - Triplex, CMI-50, NTN - AR и др. 4)    водотрубные котлы российского производства: КВ-Г, КВа и др. 5)    водотрубные котлы типа Therm

19 ВОПРОС

Топка для твердого топлива представляет собой камеру, футерованную огнеупорным кирпичом и отделенную порогом от рабочего пространства печи. Топливо забрасывается в топку через загрузочное окно на колосниковую решетку, а воздух для горения подается снизу под колосниковую решетку в зольник. В промышленных печах для сжигания угля применяют чаще всего топки с горизонтальной колосниковой решеткой, выкладываемой из стальных брусков с зазором между ними. Иногда вместо стальных брусков применяют чугунные колосники или чугунные плиты с продольными или круглыми отверстиями. Колосниковая решетка служит для поддержания слоя топлива при горении и равномерного распределения воздуха по всему слою топлива. Зола сгоревшего топлива проваливается в зольник и выгребается оттуда через зольниковое окно. Загрузочное и зольниковое окна закрываются во время работы печи дверками (на рисунке не показаны). Продукты горения из топки идут в рабочее пространство печи. Очень часто в зольник подается только часть воздуха, необходимого для горения топлива. При этом процесс, горения завершается на решетке не полностью. В связи с недостатком воздуха углерод превращается в окись углерода и продукты горения содержат много окиси углерода и водорода, которые дожигаются в рабочем пространстве печи при поступлении дополнительного (вторичного) воздуха, подводимого в верхнюю часть топки. Это делается для того, чтобы по возможности перенести горение топлива в рабочее пространство печи с целью получить в нем более высокую температуру при одновременном снижении температуры в топке. Такие топки называются полугазовыми.

20

Форсунки для сжигания жидкого топлива - мазута

По способу распыления мазута форсунки подразделяются на форсунки с паровым, механическим и воздушным распылением. Кроме этого, имеются форсунки ротационные, у которых мазут распыляется центробежной силой, возникающей при вращении ротора и воздухом, поступающим на форсунку. Распыление производится для того, чтобы мазут имел большую площадь поверхности соприкосновения с воздухом. Форсунки с паровым распылением (МФПР) завода ,,Ильмарине“

Состоит из топливного штуцера, парового штуцера, трубы для подачи мазута (наружная), трубы для подачи пара (внутренняя), сопла, диффузора для выхода мазута с паром. Работа форсунки: мазут по топливному штуцеру поступает в кольцевое пространство между наружной и внутренней трубами. Пар через паровую трубку поступает в расширяющееся сопло. Струя пара из сопла с большой скоростью захватывает мазут, вытекающий из кольцевого пространства, разбивает его на мелкие капельки и в виде паромазутной пыли гонит в диффузор. За счет скорости пара мазут еще дробится и, вылетая из диффузора в топку, перемешивается с воздухом и сгорает. Мазут обязательно предварительно подогревается до 86 - 102 °С, тщательно фильтруется, чтобы форсунка не засорилась. Воздух подается к корню факела (200 - 300 мм от устья форсунки) за счет разряжения или от вентилятора.

21

ДИФФУЗИОННЫЕ, ВЕНТИЛЯТОРНЫЕ И АТМОСФЕРНЫЕ ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ

В зависимости от того, какое топливо используется, различают их два основных типа горелок. Первый тип оборудования - это жидкотопливные горелки. Второй тип оборудования, пользующийся особенно большим спросом,  - промышленные газовые горелки. Ихконструкция рассчитана на использование в качестве топлива газа. Мощность такого оборудования может быть различной, что позволяет применять его максимально эффективно в соответствии с площадью помещения, которое необходимо обогреть.

Это полностью автоматизированное оборудование, способное работать в заданном режиме. Это особенно удобно при использовании котлов с такими горелками бытовых котельных или применения их в промышленных отопительных системах. При сжигании образуется устойчивый факел. Такие газовые горелки для котлов функционирует максимально эффективно, тем более, что в качестве топлива используется природный газ. Это доступное и очень надежное и удобное в обслуживании устройство, степень безопасности которого не зависит от  его мощности.

В зависимости от способа подачи топлива промышленные газовые горелки делятся на несколько типов. Инжекторные или атмосферные газовые горелки, вентиляторные илинаддувные газовые горелки, диффузионные газовые горелки.

ИНЖЕКТОРНЫЕ ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ

 Атмосферные или инжекторные газовые горелки работают по следующему принципу:воздух, необходимый для горения, засасывается вместе со струей газа ( инжектируется), и их смешивание происходит уже внутри самой горелки. При этом различают горелки полного и частичного смешения в зависимости от количества воздуха, необходимого для горения, одно- или многофакельные, одно- или многосопловые, имеющие центральное размещение сопла или периферийное.

 НАДДУВНЫЕ ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ

В наддувные газовые горелки воздух поступает принудительно  с помощью вентилятора, встроенного в оборудование. Смешивание происходит в горелке, и только затем смесь поступает в топку. Для нормального функционирования котла, имеющего такую горелку, не имеет значения давление поступающего газа. Это более шумное оборудование по сравнению с другими типами горелок, однако, проблема решается применением глушителя, расположенного в точке соединения  дымохода и котла.

ОСОБЕННОСТИ ДИФФУЗИОННЫХ ГОРЕЛОК

В диффузионные горелки воздух поступает прямо к месту горения за счет диффузии. Такое устройство дает возможность получить факел, имеющий равномерную температуру по всей своей длине, что очень важно для некоторых видов промышленных производств. 

22 ВОПРОС

В паровых котлах на органическом топливе теплоту для нагрева рабочего тела получают в топках (топочных камерах) путем сжигания топлива. В зависимости от способа сжигания и вида топлива различают топки: сжигания твердого топлива в плотном и кипящем слое, пылевидного сжигания твердого топлива во взвешенном состоянии, циклонного сжигания дробленого топлива, сжигания газового и жидкого топлив.

Рис. 36. Тонка с колосниковой решеткой, с ручным обслуживанием (а), схемы протекания в ней горения (б, в) и график изменения расходов воздуха во времени (г): 1 — бункер, 2 — воздуховод, 3 — привод решетки, 4 — загрузочное окно, 5 — колосники, 6 — стена топки, 7 — опорные балки

В современных котлах все большее применение получают топки для сжигания нескольких видов топлива, а также комбинированные топки для слоевого и камерного сжигания твердого топлива (факельно-слоевые топки).

Топки слоевого сжигания в плотном слое предназначены для сжигания кускового (дробленого) твердого топлива на различных колосниковых решетках. По способу обслуживания они подразделяются на ручные и механизированные. В зависимости от относительного положения топлива и решеток, а также от типа последних различают топки: с неподвижным слоем и неподвижными решетками, с относительным перемещением топлива вдоль неподвижных решеток и с подвижным вертикально перемещающимся слоем, с периодическим перемещением и перемешиванием топлива на неподвижных горизонтальных решетках, с подвижными колосниковыми решетками прямого и обратного хода.

23

Пылеприготовление

        топлива, измельчение и сушка твёрдого топлива, предназначенного для сжигания в камерных топках (См. Камерная топка). Крупность частиц топлива после размола определяется ситовым анализом и колеблется от 90 до 1000 мкм (более тонко размалывают угли, бедные летучими, например антрацит). При П. из топлива вначале удаляют неразмалываемые примеси (например, щепу, металлические предметы), затем его предварительно дробят до кусков размером не более 15 мм и окончательно измельчают в Мельницах (шаровых барабанных, молотковых и др.). Размол топлива в большинстве случаев совмещается с его подсушкой в единой сушильно-мельничной системе.

         Различают замкнутые и разомкнутые схемы сушки. В замкнутых схемах отработанный сушильный агент (воздух или дымовые газы) сбрасывается в топку, в разомкнутых — в атмосферу. Индивидуальные сушильно-мельничные системы обеспечивают топливом отдельныеКотлоагрегаты, получая сушильный агент от этого же котлоагрегата. При центральной системе П. топливо для группы котлоагрегатов подготавливается на специальном пылезаводе.

         Наибольшее распространение получили замкнутые индивидуальные системы П. с пылевым бункером и с прямым вдуванием (см. рис.). Сушильно-мельничные системы с пылевым бункером обеспечивают благодаря запасу топлива в бункере подачу пыли в горелки независимо от режима работы мельниц. В системе П. с прямым вдуванием полученная пыль направляется сразу в горелки, т. е. работа котлоагрегата жестко связана с производительностью сушильно-мельничной системы. Однако П. с прямым вдуванием проще и дешевле и потому получило более широкое распространение.

         Лит.: Лебедев А. Н., Подготовка и размол топлива на электростанциях, М., 1969.

         С. Н. Миронов.

        

        Схемы замкнутых индивидуальных систем пылеприготовления: а — с пылевым бункером; б — с прямым вдуванием; 1 — бункер с сырым углем; 2 — устройство для сушки; 3 — мельница; 4 — сепаратор пыли; 5 — циклон; 6 — бункер.

24

Для нормальной, бесперебойной и безопасной работы паровой котел должен быть оборудован соответствующими устройствами, приспособлениями и приборами. Эти дополнительные устройства и приборы относятся к гарнитуре и арматуре котла. На рис. 11 показан общий вид расположения гарнитуры и арматуры на котле крана ПК-6.

К гарнитуре парового котла относят шуровочную дверцу, промывочные люки, лазовый люк, колосники, шиберную задвижку, т. е. съемные приспособления, а также устройства, при помощи которых осуществляется регулировка горения и подача воздуха в топку.

Арматурой котла называют устройства и приборы, служащие для управления работой той части парового котла, которая находится под давлением. К арматуре относят также и контрольные приборы.

Рассмотрим арматуру, питающую котел водой и указывающую изменение уровня воды и рабочее давление в котле.

К устройствам арматуры, питающим котел водой, относят питательные коробки с клапанами, инжекторы, водогон и вентили. Питательные коробки состоят из бронзового или чугунного корпуса, обратного клапана и пробки или клапана. На рис. 12 показаны питательные коробки. Они могут иметь пробковый кран (рис. 12, а) или запорный клапан (рис. 12, б). Для большей надежности на каждый котел устанавливают два комплекта приборов питания водой, две раздельные или одну сдвоенную питательные коробки. Последняя менее удобна, так как ее конструкция не допускает раздельного осмотра и притирки одного клапана при работе другого. Располагаются питательные коробки в нижней части котла.