Паровыми котлами называются устройства для выработки пара с давлением выше атмосферного за счёт теплоты сжигаемого топлива, используемого технологическими и бытовыми потребителями, а также в турбоагрегатах для выработки электроэнергии.
В промышленности и на тепловых электростанциях широко распространены котлы для выработки водяного пара различных параметров с естественной или принудительной циркуляцией принципиально различающиеся только организацией гидродинамики в испарительных поверхностях нагрева.
В соответствии с ГОСТ котлам присваиваются условные обозначения по следующей классификации:
- Тип парового котла определяется принятой схемой движения рабочей среды. Котлы разделяют на следующие типы:
Пр - с принудительной циркуляцией;
Прп - с принудительной циркуляцией и промежуточным перегревом пара;
Е - с естественной циркуляцией;
Eп - с естественной циркуляцией и промежуточным перегревом пара;
П - прямоточные;
Пп - прямоточные с промежуточным перегревом пара;
К - с комбинированной циркуляцией;
Кп - с комбинированной циркуляцией и промежуточным перегревом пара.
- Номинальная паропроизводительность, т/ч;
- Абсолютное давление пара, МПа;
- Температура пара и промежуточного перегрева пара, °С;
Если температуры пара и промежуточного перегрева пара одинаковы, то значение температуры указывается один раз, если они различны, то обе температуры указывают последовательно через дробь. Для котлов, вырабатывающих насыщенный пар, температуру пара не указывают.
- Индекс вида топлива включает в себя буквенное обозначение соответствующее сжигаемому топливу или методу сжигания:
- Индекс типа топки включает в себя буквенное обозначение соответствующее методу сжигания:
- Для котлов с давлением в топке выше атмосферного (наддувом) - добавочный индекс “Н”.
Индексы вида топлива, вида топки и наличия наддува между собой тире не разделяют.
При сжигании в камерной топке мазута и (или) газа индекс типа топки в обозначении типоразмера котла не указывают.
Индексы вида топлива, сжигаемого в котле со слоевой топкой, в обозначении типоразмера котла не указывают.
Пример условного обозначения:
Котел типа Е паропроизводительностью 160 т/ч, с абсолютным давлением пара 2,4 МПа, температурой пара 250 °С, со сжиганием сланцев в топке с кипящим слоем:
Котел паровой Е-160-2,4-250СФ
Стационарные котлы стандартизованы по параметрам и мощности. Предусматривается производство следующих стационарных котлов:
Наиболее распространёнными модификациями паровых котлов малой и средней мощности являются котлы типа Е (ДЕ), газомазутные котлы типа Е (КЕ), котлы типа ДКВР, которые нашли наибольшее применение в промышленности. Они предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого для технологических нужд промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Более подробно с номенклатурой паровых котлов, выпускаемых нашим предприятием, вы можете ознакомиться в каталоге.
Основными рабочими элементами парового котла являются поверхности нагрева, такие как экономайзер, барабан котла, коллекторы котла, пароперегреватель, экранные трубы, конвективный пучок, воздухоподогреватель. Также основными узлами парового котла являются каркас котла и топка с горелочным устройством.
Рассмотрим принцип работы парового котла с естественной циркуляцией. Вода по трубопроводу подаётся из экономайзера в барабан, из которого котловая вода, перемешанная с питательной, направляется по опускным трубам на питание испарительных поверхностей нагрева, в данном случае топочных настенных трубчатых экранов.
Топливо сжигается во взвешенном состоянии в большом объеме топочной камеры, стены которой закрыты (экранированы) одним рядом плотно расположенных труб, внутри которых испаряется и поднимается вверх в барабан кипящая вода и насыщенный пар высокого давления под действием сил естественной циркуляции.
Далее насыщенный пар поступает в пароперегреватель, состоящий из большого числа согнутых U-образно труб (змеевиков) и образующих два змеевиковых пакета, после чего пар поступает в главный паропровод и направляется к турбине.
Продукты сгорания по выходу из пароперегревателя при температуре около 700 °С омывают змеевиковые трубные поверхности экономайзера аналогичной конструкции, подогревая воду, поступающую в барабан котла.
Нагрев воздуха, поступающего в горелки топки, происходит в трубчатом воздухоподогревателе, где обеспечено перекрестное движение воздуха по отношению к газам. Он состоит из большого количества вертикальных труб диаметром 40 мм, внутри которых движутся горячие газы, а снаружи между трубами в поперечном направлении перемещается воздух. Многократность пересечения газовых труб воздухом обеспечивается установкой промежуточных трубных досок и коробов воздуха, перебрасывающих поток воздуха в следующий проход.
Продукты сгорания после воздухоподогревателя называют уходящими газами; их температура 120–160 °С. Дальнейшая утилизация теплоты продуктов сгорания становится экономически нецелесообразной.
Рис. 1.5. Схема парового котла с естественной циркуляцией
На рисунке обозначено: 1 – барабан; 2 – каркас котла; 3 – горелочное устройство; 4 – экранные трубы; 5 – конвективный пучок; 6 – пароперегреватель; 7 – водяной экономайзер; 8 – воздухоподогреватель; 9 – сборник золы; 10 – коллектор; 11 – камеры сгорания.