С естественной циркуляцией

Паровые водотрубные котлы низкого давления

Конструкции водотрубных паровых котлов для работы на газе и мазуте

Котел Е1-9Г (рис. 5.21) паропроизводительностью 1т/ч является вертикально-водотрубным двухбарабанным котлом, предназначенным для выработки насыщенного водяного пара рабочим 0,8 МПа, потребляемого предприятиями промышленного транспорта и сельского хозяйства для технологических, хозяйственных, отопительных и других бытовых нужд.

Трубная система котла выполнена в газоплотном исполнении с применением в качестве радиационной поверхности топки цельносварных экранов и состоит из следующих узлов: верхнего 7 и нижнего барабанов, расположенных на одной вертикальной оси и соединенных между собой пучком труб 7 диаметром 51 мм, образующих конвективную поверхность нагрева; двух боковых топопочных экранов 3, включенных в циркуляционный контур котла через систему коллекторов и труб потолочного экрана 6, вваренных в барабаны, и поперечного фронтового коллектора 13, сообщающегося с коллекторами 4 и 10.

Верхние и нижние коллекторы боковых экранов расположены в одной вертикальной плоскости.

Для очистки и осмотра коллекторов на торцевой части имеются лючки 8. Доступ к внутренним поверхностям барабанов и к трубам конвективного пучка возможен через люки барабанов 9.

В качестве лаза для осмотра внутренней поверхности топки используется отверстие в листе фронта под установку переход­ника горелочного устройства 21.

Трубы конвективного пучка разделены перегородками 12 из жаропрочной стали, которые меняют направление потока газов и улучшают условия теплообмена.

Нижний барабан и нижние коллекторы боковых экранов снабжены продувочными штуцерами 5 и 11.

На днище верхнего барабана размещены патрубки водоуказательной арматуры 14.

В верхней части обечайки верхнего барабана установлены штуцеры крепления пружинных предохранительных клапанов 16, главный пароотводящий штуцер 17, трубка крепления мано­метра 18, трубы подвода питательной воды 20 и отбора пара на продувку. Внутри верхнего барабана смонтировано сепарационное устройство 19 и труба ввода питательной воды. Трубная си­стема собрана на общей раме.

Термоизоляция выполнена минераловатными матами или другими теплоизоляционными материалами, уложенными на штыри 23, приваренные к мембранам трубной системы. Фронт котла 22 до уровня поперечного коллектора залит огнеупорным бетоном. Наружную декоративную обшивку изготавливают из тонколистовой стали.

Рис. 5.21. Вертикальный водотрубный котел Е1-9Г

Над топочной камерой установлен предохранительный взрывной клапан. Котел комплектуют индивидуальным венти­лятором среднего давления и дымососом типа Д-3,5. Дымовые газы выходят из котла через патрубок 15, расположенный с зад­ней стороны котла.

Котел вырабатывает насыщенный пар давлением до 0,8 МПа, имеет расчетный КПД при работе на природном газе 89,5 %.

Парогенераторы ДЕ. Конструктивная схема, характеристики, компоновка.

Газомазутные вертикально-водотрубные паровые котлы типа ДЕ паропроизводительностью 4; 6,5; 10; 16; 25 т/ч (рис. 5.22, 5.23) предназначены для выработки насыщенного и слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котлов размещается с боку от конвективного пучка, образованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и ниж­нем барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых эк­ранных труб одинакова для всех котлов — 1790 мм.

Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвектный пучок, фронтовой, боковой и задний экраны, образующие топочную камеру.

Трубы правого бокового экрана, образующего также пол и потолок топочной камеры, вводятся непосредственно в верх­ний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана привари­вают к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159x6 мм. Трубы фронтового экрана котлов паропроизводительностью 4; 6,5; 10 т/ч приварены к коллекторам диаметром 159x6 мм, а на котлах паропроизводительностью 16 и 25 т/ч — развальцо­ваны в верхнем и нижнем барабанах. Во всех котлах диаметр верхнего и нижнего барабанов — 1000 мм. Расстояние между барабанами по вертикали — 2750 мм (максимально возможное по условиям транспортировки блока по железной дороге). Длина цилиндрической части барабанов котла паропроизво­дительностью 4 т/ч - 2250 мм, производительностью 25 т/ч -7500 мм. Для доступа внутрь барабанов в переднем и зад­нем днище каждого из них имеются специальные лазы. Мате­риал барабанов для котлов с рабочим давлением 1,36 МПа и 2,36 МПа — сталь 16ГС, толщина стенки соответственно 13 и 22 мм.

В водяном пространстве верхнего барабана находится пита­тельная труба и труба для ввода фосфатов, в паровом объеме — сепарационные устройства. В нижнем барабане размещают пер­форированные трубы для продувки, устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды.

На котлах паропроизводительностью 4; 6,5; и 10 т/ч предус­мотрена непрерывная продувка из нижнего барабана и периоди­ческая — из нижнего коллектора заднего экрана, если задний экран имеет коллектор, если нет — периодическая продувка со­вмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана.

Котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч имеют непре­рывную продувку из второй ступени испарения (соленый отсек) верхнего барабана и периодическую продувку из нижнего бара­бана, и из нижнего коллектора заднего экрана в случае его наличия.

Котлы паропроизводительностью 4; 6,5; и 10 т/ч выполнены с одноступенчатой схемой испарения. В котлах производитель­ностью 16 и 25 т/ч применено двухступенчатое испарение. Во 2-ю ступень испарения, при помощи поперечных перегородок в барабанах, включена задняя часть правого и левого экранов топ­ки, задний экран и часть конвективного пучка, расположенная в зоне с более высокой температурой газов.

Питание второй ступени испарения осуществляется из пер­вой по перепускной трубе диаметром 108 мм, проходящей через поперечную разделительную перегородку верхнего барабана. Контур второй ступени испарения имеет необогреваемые опус­кные трубы диаметром 159x4,5 мм.

Опускным звеном циркуляционных контуров котлов паро­производительностью 4; 6,5; и 10 т/ч и первой ступени испаре­ния котлов паропроизводительностью 16 и 25 т/ч являются пос­ледние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвек­тивного пучка.

Конвективный пучок от топочной камеры отделен газоплот­ной перегородкой (левым топочным экраном), в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок. Перегородка выполнена из вплотную поставленных (5= 55 мм) и сваренных между собой труб диаметром 51x2,5 мм. При вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда. Места разводки уплотняют метал­лическими проставками и шамотобетоном.

Конвективный пучок образован коридорно расположенными вертикальными трубами диаметром 51x2,5 мм, развальцованны­ми в верхнем и нижнем барабанах. Шаг труб вдоль барабана 90 мм, поперечный 110 мм (за исключением среднего, равного 120 мм). Для поддержания необходимого уровня скоростей газов в конвективных пучках котлов производительностью 4; 6,5; 10 т/ч устанавливают продольные чугунные или ступенчатые стальные перегородки. Котлы производительностью 16 и 25 т/ч перегоро­док в пучке не имеют. Выход дымовых газов из котлов паропро­изводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч осуществляется через окно, расположенное на задней стенке котла. На котлах паропроизво­дительностью 16 и 25 т/ч выход дымовых газов — через окно в левой боковой стенке котла в конце (по ходу газов) конвектив­ного пучка.

Все типоразмеры котлов имеют одинаковую циркуляционную схему. Контуры боковых экранов и конвективного пучка всех типоразмеров (а также фронтового экрана котлов паропроизво­дительностью 16 и 25 т/ч) замкнуты непосредственно на бара­бан. Контуры заднего экрана всех котлов и фронтового экрана котлов паропроизводительностью 4; 6,5; и 10 т/ч соединяют с барабаном через промежуточные коллекторы: нижний — раздающий(горизонтальный) и верхний —- собирающий (наклонный). Концы промежуточных коллекторов со стороны, противопо­ложной барабанам, объединены необогреваемой рециркуляционной трубой диаметром 76x3,5 мм.

В качестве первичных сепарационных устройств 1-й ступени испарения используют установленные в верхнем барабане на­правляющие щиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепара­ционных устройств 1-й ступени котла паропроизводительности ^ 4 т/ч применяется дырчатый лист, а в остальных — используют горизонтальный жалюзийный сепаратор и дырчатый лист. Сепарационными устройствами 2-й ступени испарения являются продольные щиты, обеспечивающие движение пароводяной смеси сначала на торец, а затем вдоль барабана к поперечной перегородке, разделяющей отсеки. Отсеки ступенчатого испаре­ния сообщаются между собой по пару через окно над попереч­ной перегородкой, а по воде — через подпиточную трубу диа­метром 89—109 мм, расположенную в водяном объеме.

Пароперегреватель котлов производительностью 4; 6,5 и 10 т/ч выполнен змеевиковым из труб диаметром 32x3 мм. На котлах производительностью 16 и 25 т/ч пароперегреватель вертикаль­ный, дренируемый из двух рядов труб диаметром 51x2,5 мм.

Плотное экранирование боковых стен (относительный шаг труб 5= 1,08), потолка и пола топочной камеры позволяет на котлах применить легкую изоляцию в два-три слоя изоляцион­ных плит общей толщиной 100 мм, укладываемую на слой шамотобетона по сетке толщиной 15—20 мм. Обмуровку фронто­вой и задней стенок выполняют по типу облегченной обмуровки: кирпич шамотный толщиной 65 мм и изоляционные плиты общей толщиной 100 мм для котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч. Обмуровка фронтовой стены для котлов паро­производительностью 16 и 25 т/ч выполнена из шамотного кир­пича толщиной 125 мм и нескольких слоев изоляционных плит толщиной 175 мм, общая толщина обмуровки фронтовой стены 300 мм. Обмуровка задней стены состоит из слоя шамотного кирпича толщиной 65 мм и нескольких слоев изоляционных плит толщиной 200 мм. Общая толщина обмуровки составляет 265 мм. Для уменьшения присосов газовый тракт котла снару­жи изоляции покрывают металлической листовой обшивкой толщиной 2 мм, которая приварена к обвязочному каркасу. Рас­кроенные обшивки поставляются заводом в виде пакетов.

Применение натрубной обмуровки при плотном шаге труб позволяет улучшить динамические характеристики котлов и значительно уменьшить потери теплоты в окружающую среду и потери при пусках и остановках.

В качестве хвостовых поверхностей нагрева котлов применя­ют проверенные длительным опытом эксплуатации стандартные чугунные экономайзеры из труб ВТИ.

Котлы оборудованы стационарными обдувочными аппарата­ми, расположенными от них с левой стороны. Для обдувки кот­лов используют насыщенный или перегретый пар давлением не менее 0,7 МПа.

Каждый котел ДЕ снабжен двумя пружинными предохрани­тельными клапанами, один из которых является контрольным. На котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливают на верхнем барабане котла, и любой из них может быть выбран как контрольный. На котлах с пароперегревателем контрольным клапаном является клапан выходного коллектора перегревателя.

Диапазон регулирования нагрузок 20—100 % номинальной паропроизводительности. Допускается кратковременная работа с нагрузкой ПО % номинальной паропроизводительности.

Котлы ДЕ-4-14ГМ, ДЕ-6,5-14ГМ, ДЕ-10-14ГМ, ДЕ-16-14ГМ и ДЕ-25-14ГМ могут работать в диапазоне давлений 0,7— 1,39 МПа (7—14 кгс/см²) без изменения паропроизводительности.

Котлы ДЕ-10-24ГМ, ДЕ-16-24ГМ и ДЕ-25-24ГМ могут ра­ботать в диапазоне давлений 1,8—2,39 МПа (18—24 кгс/см²) без изменения паропроизводительности.

С уменьшением рабочего давления КПД котла не уменьшается.

В котельных, предназначенных для производства насыщен­ного пара без предъявления жестких требований к его качеству, паропроизводительность котлов типа ДЕ при пониженном до 0,7 МПа давлении может быть принята такой же, как и при дав­лении 1,4 МПа.

При работе на пониженном давлении предохранительные клапаны на котле и дополнительные предохранительные клапа­ны, устанавливаемые на оборудовании, должны быть отрегули­рованы на фактическое рабочее давление.

С понижением давления в котлах до 0,7 МПа изменений в комплектации котлов экономайзерами не требуется, так как по­догрев воды в питательных экономайзерах до температуры на­сыщения пара в котле составляет более 20 °С, что удовлетворя­ет требованиям правил Госгортехнадзора России.

Средний срок службы котлов между капитальными ремонта­ми при числе часов использования установленной мощности 2500 — 3 года, средний срок службы до списания — 20 лет.

Котлы всех типоразмеров поставляют потребителям собран­ными без обмуровки и обшивки. Техническая характеристика котлов ДЕ приведена в табл. 5.3, комплектация — в табл. 5.4.

Таблица 5.3 Техническая характеристика котлов ДЕ

	Производительность, т/ч
Пара-+------------------------ метр
		6,5
Давление, МПа (кгс/см^2)	1,39	1,39	1,39	1,39	1,39
	(14)	(14)	(14)	(14)	(14)
Температура пара, °С:
- насыщенного
- слабоперегретого	—
Площадь поверхностей нагре-
ва, м^2:
- радиационной					60,5
- конвективной	48,5
КПД, %:
- при сжигании мазута	89,56	89,87	90,99	90,18	91,35
-»» газа	90,86	91,12	92,04	91,71	92,79
Тип топочного устройства	ГМ-2,5	ГМ-4,5	ГМ-7	ГМ-10	ГМ-16
Объем топочной камеры, м^3	8,0	П,2	17,2	22,5	29,0
Удельная нагрузка топочного
объема, кВт/м^3:
- при сжигании газа
- при сжигании мазута
Полная поверхность стен топ­ки, м^2	23,8	29,97	41,46	51,84	64,22
Лучевоспринимающая поверх­ность нагрева, м^2	21,8	27,95	38,95	48,1	60,5
Удельная нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагре­ва, м^2: - при сжигании газа – мазута –	66,4 105,4	80,5 85,4	88,5 94,3	105,3 115,7	119,5 132,2
Габариты (с площадками и лестницами), мм: длина ширина высота	4280 4300 5050	5048 4300 5050	6478 4300 5050	9235 5930 4720	5770 4720
Масса в объеме заводской поставки, кг
Примечание. Паровые котлы типа ДЕ производительностью 10— 25 т/ч выпускают на давление 2,39 МПа (24 кгс/см^2); у котлов, имеющих па­роперегреватели, температура перегретого пара составляет 250 °С

Таблица 5.4 Комплектация газомазутных котлов ДЕ

Производительность, т/ч	Водяной экономайзер	Дымосос	Электродвигатель дымососа	Вентилятор	Электродвигатель вентилятора
	ЭП2-94	ДН-9 1000 об/мин	АО 2-62-8/6/4	ВДН-8 1000 об/мин	АО 2-62-8/6/4
6,5	ЭП2-142	ДН-9 1000 об/мин	АО 2-72-8/6/4	ВДН-9 1000 об/мин	АО 2-62-8/6/4
	ЭП2-236	ДН-10 1500 об/мин	АО 2-7 1-4	ВДН-10 1000 об/мин	АО 2-72-8/6/4
	ЭП1-330	ДН-11,2 1500 об/мин	АО 2-8 1-4	ВДН- 11,2 1000 об/мин	АО 2-8 1-4
	ЭП 1-808	ДН-12,5	АО 2-9 1-4	ВДН- 11, 2 1500 об/мин	АО 2-82-4

Котел БГМ-35М(Е35-40ГМ) (рис. 5.24) – однобарабанный с естественной циркуляцией. Барабан 1 имеет диаметр 1572 мм. Компоновка котла выполнена по П-образной схеме. Топка и опускной конвективный газоход соединены горизон­тальным газоходом 2. В этом газоходе размещены пароперегре­ватель 3 вертикального типа, изготовленный из труб диамет­ром 38x3 мм и состоящий из двух частей. Между первой и вто­рой частями пароперегревателя включен пароохладитель для регулирования температуры перегретого пара. В опускном газоходе размещают водяной экономайзер 4, выполненный в виде змеевиков из труб диаметром 32x3 мм, и трубчатый воздухоподогреватель 5, изготовленный из труб диаметром 40x1,5 мм.

Котел оборудуется топкой с газомазутными горелками 6. Фронтовая, задняя и боковые стенки топочной камеры экра­нированы экранами 7, изготовленными из труб диаметром 60x3 мм. Дымовые газы из топки поступают в горизонтальный газоход, омывая трубы пароперегревателя, а затем движутся вниз по опускному газоходу, отдавая свою теплоту воде и воз­духу, проходя соответственно через экономайзер и воздухопо­догреватель. Нагретый воздух поступает в горелочное устрой­ство.

Для удаления с внешней стороны поверхностей нагрева отло­жений в котле предусмотрено дробеочистительное устройство. Котел имеет паропроизводителъность 35 т/ч и вырабатывает пе­регретый пар с давлением 3,9 МПа и температурой 440 °С. Ко­тел имеет КПД 90,8 % при работе на газе и 89,7 % при работе на мазуте.

Котел ГМ-50-14(Е50-14ГМ) (рис. 5.25) — двухбарабанный и предназначен для работы на газе и мазуте. Котел имеет треххо­довую компоновку с двумя 11-образными конвективными шах­тами. Топка котла полностью экранирована.

Рис. 5.24.

рис. 5.24 Паровой котел БГМ-35М

Рис. 5.25. Паровой котел ГМ-50-14

Особенностью конструкции котла является расположение двух барабанов и соединяющих их пучка труб в горизонтальном газохо­де. Остальные поверхности — пароперегреватель и воздухоподогре­ватель — последовательно расположены в конвективной шахте, а водяной экономайзер — за шахтой на специальном каркасе.

Котел имеет паропроизводительность 50 т/ч и вырабатывает перегретый пар с давлением 1,39 МПа и температурой 250 °С. Котел имеет КПД 92 % при работе на газе и 91 % — при работе на мазуте.

Котел БКЗ- 75-39 ГМА(Е75-40ГМ) предназначен для работы на газе и мазуте. Котел однобарабанный, имеет П-образную компоновку и по конструкции аналогичен котлу БГМ-35. Котел имеет паропроизводителъность 75 т/ч и вырабатывает перегре­тый пар с давлением 3,9 МПа и температурой 440 °С. Котел имеет КПД 92,4 % при работе на газе и 90,4 % — при работе на мазуте.

Дата добавления: 2014-01-07