Котлы - утилизаторы

Главная  »  Продукция  »  Котлы и котлоагрегаты  »  Котлы - утилизаторы

Назначение и область применения:

Котел-утилизатор (КУ) – паровой или водогрейный котел, не имеющий собственного топочного устройства для сжигания топлива и использующий теплоту отходящих газов технологических промышленных агрегатов различного назначения.
Теплота, генерируемая котлом-утилизатором в виде водяного пара, нагретой воды или нагретого воздушного потока, используется в других технологических процессах либо в когенерационных установках для производства электроэнергии.

Исключение составляют случаи работы котлов-утилизаторов на отходящих газах, содержащих, кроме физической, так же  химическую теплоту в виде горючих составляющих, которые целесообразно дожечь.
Такое оборудование активно применяется на предприятиях по переработке нефти, где в ходе производственных процессов образуется угарный газ. Этот газ, сжигаемый в топке котла, участвует в производственном процессе — приводит в действие турбины. При этом выбросы в атмосферу становятся минимальными.

Области применения котлов-утилизаторов классифицируются по следующим признакам: 

  • отраслям промышленности, в которых используются вторичные энергоресурсы: котлы для ТЭС, черной и цветной металлургии, химической промышленности; сернокислотного и азотного производств, целлюлозно­бумажной, строительной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности;
  • технологическим агрегатам, за которыми или в которых устанавливаются теплоиспользующие котлы: за газовыми турбинами, мартеновскими печами, конвертерами, обжиговыми с кипящим слоем, фьюминговыми, нагревательными, шлаковозгоночными, прокалочными, шахтными, отражательными печами, за печами кислородно­взвешенной плавки, сухого тушения кокса и др.;

Паровые котлы-утилизаторы на ТЭС предназначены для повышения КПД цикла газотурбинной энергоустановки путем утилизации выхлопных газов с получением перегретого пара и с возможностью дальнейшего его использования. Полученный перегретый пар используется для выработки электроэнергии, для технологических нужд, а также для улучшения экологических параметров энергоустановки за счет снижения температуры выхлопных газов и уровня шума.

Водогрейные котлы-утилизаторы находят применение в разных отраслях промышленности, в частности, они устанавливаются на металлургических производствах, в нефтехимии и так далее. Данное котельное оборудование может входить в состав когенерационных установок, использование которых наиболее эффективно с точки зрения окупаемости на предприятиях с большими потребностями в горячей воде и паре.

Условное обозначение и модификации:

Условное обозначение типоразмера водотрубного парового котла - утилизатора (далее - КУ) парогазовых установок должно состоять из разделенных тире и последовательно расположенных обозначений и индексов в указанной ниже последовательности:

- тип движения среды в пароводяном тракте котла;
- индекс наличия дожигающего устройства;
- номинальная паропроизводительность контура, т/ч;
- абсолютное давление пара (в контуре), МПа;
- температура пара (в контуре), °С;
- индекс наличия независимого контура подогрева воды в газо-водяном подогревателе или в водо-водяном теплообменнике (допускается указывать при необходимости).

Типы движения среды или тип КУ определяются схемами движения рабочих сред в контурах, которые подразделяются на нижеследующие:

Пр - с принудительной циркуляцией;
Прп - с принудительной циркуляцией и промежуточным перегревом пара;

Е - с естественной циркуляцией;
Еп - с естественной циркуляцией и промежуточным перегревом пара;
П - прямоточные;
Пп - прямоточные с промежуточным перегревом пара.

В КУ с несколькими контурами движения пароводяной среды каждый контур может обозначаться своей буквой (Пр, П, Е), соответствующей типу движения пароводяной среды в контуре КУ. Если в КУ применены контуры одинакового типа движения пароводяной среды, то используется объединенное однобуквенное обозначение. Если второй и последующий контуры будут одного типа, то буквенное обозначение может быть показано одной буквой для второго и последующих контуров.
Кроме того, для КУ с дожиганием топлива в газовом тракте после вышеуказанных буквенных обозначений обязательным является добавление индекса "д" (КУ с дожиганием топлива в газовом тракте котла-утилизатора).

Индексы, указывающие на наличие в котле-утилизаторе независимых контуров подогрева воды, не используемой в других контурах КУ и подаваемой непосредственно сторонним потребителям, обозначаются  "гв" и "вв" :

гв - с независимым контуром подогрева воды в газо-водяном подогревателе, не используемой в других контурах КУ и подаваемой непосредственно сторонним потребителям;

вв - с водо-водяным теплообменником для подогрева воды, не используемой в других контурах КУ и подаваемой непосредственно сторонним потребителям.

При обозначении независимого контура подогрева воды в газо-водяном подогревателе или водо-водяного теплообменника указывается его максимальная мощность.

Пример условного обозначения:

ППрЕд-330/380/82-14,5/3,1/0,59-580/580/306-5,3вв

Паровой котел-утилизатор трехконтурный с дожиганием и с промперегревом пара. Контур высокого давления с прямоточным движением среды номинальной паропроизводительностью 330 т/ч, контур среднего давления с принудительной циркуляцией номинальной паропроизводительностью 380 т/ч, контур низкого давления с естественной циркуляцией номинальной паропроизводительностью 82 т/ч, с абсолютным давлением пара в контуре высокого давления 14,5 МПа, среднего давления 3,1 МПа, низкого давления 0,59 МПа, с температурой пара в контуре высокого давления 580 °С, среднего давления 580 °С, низкого давления 306 °С, с водо-водяным теплообменником независимого контура подогрева воды максимальной тепловой мощностью 5,3 МВт.

Условные обозначения и аббревиатуры, применяемые при обозначении котлов- утилизаторов в других отраслях промышленности:

Пример расшифровки условного обозначения котла-утилизатора:

КУ-100Б-1Б

- тип котла -КУ (котлы-утилизаторы);
- 100 - расход газов - 103 нм3/час;
- тип модификации-1;
-  компоновка - Б - башенный.

Котлы типа ОКГ:

- ОКГ - охладитель конверторных газов;
- число, стоящее за буквенной аббревиатурой, показывает емкость конвертора, т;
- 1,2 - тип модификации;
- БД - без дожига;
- У - унифицированный.

Для остальных котлов:
-ЦП центральный перегреватель;
-РКК – радиационно-конвективный котел;
-РКФ – радиационно-конвективный котел, фьюминговая печь;
-РКЭП радиационный котел для установки за электропечами;
-КСТК  котел сухого тушения кокса;
-ПКК – пакетно-конвективный котел;
-РКЖ – радиационно-конвективный, жидкой ванны;
-РКГЖ – радиационно-конвективный губчатого железа;
конвективный;
-КВ конвективный водогрейный;
-КГТ котел за газовой турбиной;
-КУВ котел утилизатор водогрейный;

Номенклатура:

Котлы-­утилизаторы классифицируются по:

  • По температуре газа, подающегося в агрегат.
    По этому параметру оборудование подразделяется на: низкотемпературное (менее 900 градусов) и высокотемпературное (свыше 1000 градусов).
    В условиях низких температур передача тепловой энергии осуществляется благодаря конвекции, а при высоких показателях радиацией  — в процессе излучения.
    При температурах, превышающих 1100 градусов, жидкие продукты сгорания меняют свое агрегатное состояние.
  • По паровым характеристикам котел утилизатор может относиться к 3 классам: оборудования с низким давлением (1,5 МПа и 300 градусов),
    с повышенным давлением (4,5 МПа и 450 градусов), и
    с высоким (от 10 до 14 МПа и 550 градусов).
  • По принципу передвижения жидкости, пара и продуктов сгорания утилизационные котлы разделяются на два типа: газотрубные и водотрубные.
  • По способу передвижения жидкости в испарительном контуре утилизирующее оборудование дифференцируется на котлы с естественной и принудительной циркуляцией.
  • По комплектации и нагревательным поверхностям оборудование подразделяется на такие типы: башенный, горизонтальный и туннельный. В низкотемпературных устройствах применяется змеевиковая конвективная нагревательная поверхность. В высокотемпературных модификациях — конвективно-радиационная поверхность.

Более подробно с номенклатурой котлов-утилизаторов,  выпускаемых нашим предприятием, вы можете ознакомиться в каталоге.

Устройство и принцип действия:

В парогазовых агрегатах применяются котлы, в которых пар имеет среднее или высокое давление. После получения пара он задействуется в паровой турбине. Помимо пара, в парогазовой установке в качестве энергетического источника используется энергия выходящих газов.

Конструкция парогазового оборудования предусматривает водотрубные котлы с конвективными нагревательными поверхностями и многоразовой циркуляцией принудительного типа. Конструктивные данные отопительного агрегата зависят от показателя мощности паровой турбины. Разные модели имеют от одного контура до нескольких независимых контуров с разными показателями парового давления.

Конструкция трехконтурного котла утилизатора включает в себя:

барабан с сепарационными устройствами высокого давления, барабан с сепарационными устройствами среднего давления, барабан с сепарационными устройствами низкого давления, пароперегреватели высокого среднего и низкого давлений, пароперегреватель вторичный, испарители высокого среднего и низкого давлений, экономайзеры высокого и среднего давлений, газовый подогреватель конденсата, каркас, площадки обслуживания, изоляция и обшивка.

Все поверхности нагрева выполнены из труб со спиральным оребрением, дренируемы. Котел снабжен необходимой арматурой, гарнитурой и КИП.

Рис.1. Котел-утилизатор КГТ-258/310/35-15.0/3.14/0.44-540/535/263

Унифицированные энерготехнологические котлы-утилизаторы типа ПКК, предназначенные для сжигания отходящих газов сажевого производства и получения пара, устанавливают за высокотемпературными нагревательными печами.

Котлы типа ПКК — однобарабанные, конвективные, с естественной циркуляцией, выполнены в П-образной компоновке.

Отбросные газы вместе с высококалорийным топливом сжигаются в неэкранированном предтопке. Из предтопка продукты сгорания поступают в подъемный газоход, где расположены секции конвективного пучка — ширмы, образованные из труб, которые объединены индивидуальными входными и выходными коллекторами. Секции ширм подвешены к потолочному перекрытию котла на пароотводящих трубах , которые соединены с барабаном 8. Барабан установлен на металлическом каркасе сварной конструкции.

В пространстве, образованном изгибом секций ширм конвективного пучка, находится пароперегреватель, состоящий в зависимости от производительности котла из одного (котел ПКК-30) или нескольких пакетов (четыре для котла ПКК-100).

В опускном газоходе по ходу газов расположены вертикальный трубчатый воздухоподогреватель и водяной стальной экономайзер. Экономайзер состоит из трех пакетов. Поверхности нагрева, расположенные в подъемном газоходе, очищаются с помощью обдувочных приборов типа ОТ, а поверхности, расположенные в опускном газоходе, — дробеструйной установкой.
Обмуровка предтопка и котлов выполнена в виде трехслойной кирпичной кладки.
Котлы типа ПКК, поставляемые транспортабельными блоками, выпускают трех типов: производительностью 30, 75 и 100 т/ч пара.

Рис. 1. Котел-утилизатор типа ПКК: 1 — предтопок, 2, 10 —газоходы, 3 — пароперегреватель, 4 — ширмы, 5 — коллектор, 6 — пароотводящие трубы, 7 — каркас, 8 — барабан, 9 — дробеструйная установка, 11 — воздухоподогреватель, 12 — экономайзер

В Тюменской области выросла добыча нефти в I полугодии 2018 года
Добыча нефти в Тюменской области (без учета автономных округов) в I полугодии 2018 года выросла на 6,6%, попутного газа - на 7,2%. Об этом заявила директор областного департамента недропользования и экологии Жанна Злобина.
В 15 странах Европы бензин оказался доступнее, чем в России
Россия заняла 16-е место в рейтинге доступности бензина в странах Европы.