КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Условное обозначение типоразмера котла

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Условное обозначение типоразмера котла включает последовательно расположенные; обозначение типа котла, значение его паропроизводительности, значение абсолютного давления пара, МПа, значения температур пара и промежуточного перегрева пара, индексы вида топлива и типа топки, для котлов с наддувом — добавочный индекс Н.

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Обозначения видов топлива и типов топок: К — каменный уголь и полуантрацит, Б - бурый уголь, С — сланцы, М — мазут, Г — газ, Т — камерная топка с твердым шлакоудалением, В — вихревая топка, Ц - циклонная топка, Ф— топка с кипящим слоем. Пример условного обозначения прямоточного котла типа Пп паропроизводительностью 2650 т/ч, с абсолютным давлением пара 25,0 МПа, температурой первичного пара 545 °С , промежуточного перегрева пара 567 °С, со сжиганием каменного угля в топке с твердым шлакоудалением: котел паровой «Пп-2650-25-545/567 КТ».

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Основные компоновки котлов

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВ-КИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Рис. 30. Основные профили парогенераторов

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Рис. 35. Водогрей-ный газомазут-ный котел ПТВМ-30М (КВ-ГМ-30-150)

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Рис. 8. Системы экранирова-ния прямоточных генераторов сверхкрити-ческого давления.

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Рис. 36. Типы экранов:

Структура потока пароводяной смеси. В зависимости от паросодержания, скорости и давления структура движущейся пароводяной смеси может иметь различный характер (рис.1). Рис. 1. Структура пароводяной смеси в трубе: а— пузырьковая; б — снарядная; в — стержневая; г — эмульсионная; д — расслоенного потока в горизонтальной трубе КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕЖИМ,СТРУКТУРА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА РАБОЧЕГО ТЕЛА

Пузырьковая - структура, при которой мелкие пузырьки пара относительно равномерно распределены по сечению трубы, возникает при небольшом паросодержании и малой скорости пароводяной смеси в вертикальной трубе. Снарядная - структура, при которой образуются крупные паровые пузырьки, занимающие среднюю часть сечения трубы и отделенные друг от друга и стенки тонким слоем воды, неустойчива и возникает при увеличении паросодержания и низком давлении. При давлениях более 10 МПа снарядная структура не наблюдается. Стержневая - структура, при которой в среднем сечении трубы движется сплошной поток пара с взвешенными в нем каплями воды. По стенке при этом движется слой жидкости, толщина которого уменьшается с ростом паросодержания и скорости потока. Эмульсионная — структура, при которой основная масса воды срывается со стенки и уносится в виде капель в потоке пара. На стенке остается тонкая водяная пленка. Такая структура возникает при паросодержании более 90 %, большой скорости пара и высоком давлении. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕЖИМ,СТРУКТУРА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА РАБОЧЕГО ТЕЛА

Рис. 3. Схемы организации движения воды и пароводяной смеси в котлах: а — естественная циркуляция; б — многократно-принудительная циркуляция; в — прямоточное движение КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕЖИМ,СТРУКТУРА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА РАБОЧЕГО ТЕЛА

Простейший контур испарительной системы состоит из обогреваемой трубы, необогреваемой опускной трубы, соединительного коллектора и барабана, в котором происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду (рис. 2.1). Рис. 2.1. Контур с естественной циркуляцией КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ КОТЛЫ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Увеличение скорости циркуляции w0 приводит к умень-шению полезного давления, так как увеличивается сопротив-ение опускных труб и снижается объемное паросодержание φ в них. Для циркуляционного контура, представленного на рис. 2.2, для принятых трех величин w0 определяют три значения Sпол по формуле (2.16) и Δр по формуле (2.20), затем строят гидравлические характеристики контура - зависимости Sпол и Δроп от значений G, определяемых по данному значению w0 (рис. 2.3). На пересечении кривых находится расчетная точка А, для которой Sпол=Δроп. Эта точка соответствует истинному значению G и истинному полезному давлению контура. По истинному значению G определяются действительная ско-рость циркуляции w0 и кратность циркуляции контура к, кг/кг, к = Gц/D. С увеличением тепловой нагрузки кратность циркуляции уменьшается. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ КОТЛЫ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Застой и опрокидывание циркуляции. При подъемном движении потока пар значительно опережает воду, что при неизменной паропроизводитель-ности приводит к уменьшению напорного истинного объемного паросодержания в трубе: φ = Сβ, где С = wсм/w'' — коэффициент пропорциональности В соответствии с формулой (1.2) получаем . (2.29) КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ КОТЛЫ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Застоя циркуляции не будет, если Sпол< Sз где Sз — давление при застое, Па, который при необогреваемом участке трубы ℓно , составляющем не более 15 % обогреваемой высоты трубы, определяется по формуле Sз = (ℓоб + ℓпо) з (γ' — γ''), где ℓоб — сумма высот паросодержащих элементов, м; ℓпо - высота участка после обогрева, м; з - среднее истинное напорное паросодержание застоя в трубе, Па; γ' и γ'‘ — удельный вес воды и пара в пароводяной смеси, Н/м3. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ КОТЛЫ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Опрокидывания циркуляции не произойдет, если Sпол< Sопр где Sопр давление при опрокидыва-нии циркуляции, определенное при минимальной скорости пароводяной смеси в слабообогреваемой трубе, Па, Sопр = Sудопр(ℓ - ℓпо), здесь Sуд опр - удельное давление опрокиды-вания, определяемое по средней приведенной скорости пара в слабообогреваемой трубе, Па. Вводя коэффициент запаса, получаем выражение для проверки недопущения опрокидывания: Sопр / Sпол > 1,1(1,2). (2.33) КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ КОТЛЫ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Рис. 3.1. Схемы пароперегревателей котлов с различными параметрами пара: а — 3,9 МПа, 440°С; 6 — 9,8 МПа, 540 "С; в— 13,8 МПа, 560 "С; г—25 МПа, 560 °С: 1 — конвектив-ный первичный паропе-ререгреватель; 2 — ширмовый первичный пароперегреватель; 3 — потолочный пароперегреватель; 4 — конвективный промежуточный пароперегреватель; 5 — ширмовый промежуточный пароперегреватель; 6 — экраны КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

Возможные схемы включения пароперегревателя в па­ровой тракт показаны на рис. 3.2. Рис. 3.2. Гидродинамические схемы пароперегревателей: а — схема Ш; б — схема П; в —схема Z КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

Конвективные пароперегреватели В зависимости от направления движения потоков пара и продуктов сгорания различают пароперегреватели прямоточные, противоточные и со смешанным направлением потоков (рис.3.4) Рис. 3.4. Схемы движения пара и продуктов сгорания в конвективных пароперегревателях: а — противоточное; б — прямоточное; в и г — смешанное КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

Рис. 3.5. Крепление вертикального конвективного пароперегревателя: 1 – змеевики; 2 — подвесные планки; 3 — верхние изгибы труб; 4 — потолочные трубы; 5 — дистанциирующие гребенки; 6 — опорные планки КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА Узел подвески труб 2 3 4 6 А – А 3 3

Рис. 3.6 Конвективный пароперегреватель с горизонтальными змеевиками: 1 — первая ступень пароперегревателя; 2 — барабан; 3 и 6 — подвесные трубы; 4 и 8 — промежут-очные коллекторы; 5 — выходная камера; 7 — вторая ступень пароперегревателя; 9— коллектор подвесных труб КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

РАДИАЦИОННЫЕ И ШИРМОВЫЕ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛИ Рис. 3.7. Вертикальный ширмовый пароперегреватель: а— клинообразная форма низа ширмы; б — горизонтальная форма низа ширмы; 1 — труба ширмы; 2 — камеры (коллек-торы); 3 — обвязочные трубы; 4 — хомут КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

Рис. 3.8. Зависимость температуры перегрева пара от нагрузки котла (без регуляторов температуры перегрева пара): 1 — радиационный пароперегреватель; 2 — конвективный пароперегреватель КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

Регулирование температуры первичного пара Поверхностные пароохладители КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА Рис; 3.9. Изменение температуры пара по тракту пароперегревателя в зависимости от размещения пароохладителя: а — за пароперегревателем; б — в рассечку; в — на выходе насыщенного пара; г — допустимая температура металла труб; 1 — пароохладитель

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

Ось парогенератора Рис.3.10. Поверхностный пароохладитель: 1— входной коллектор охлаждающей воды; 2 — выходной коллектор воды; 3 — входная камера; 4 — трубы, охлаждаемые водой; 5 — корпус пароохладителя КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

Рис. 3.11. Схемы включения поверхностного пароохладителя: 1— барабан; 2 — пароохладитель; 3 — отвод охлаждающей воды; 4 — экономайзер КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

Для обеспечения необходимого диапазона регулирования пароохладитель котлов с есте-ственной и многократной принудительной циркуляцией должен обеспечивать возможность снижения энтальпии пара на: Δhпо=60…80 кДж/кг. При этом температура воды на входе в экономайзер будет выше, чем у воды, посту-пающей в котел: hп.в.э= hп.в + Δhпо Количество питательной воды, проходящей через пароохладитель при полной его нагруз-ке, достигает 30—40 % общего ее расхода. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

Впрыскивающий пароохладитель представляет собой участок паропровода перегретого пара, в котором расположена перфорированная труба с отверстиями диаметром 3—5 мм, через которые в пар подается распыленный конденсат. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА Рис.312. Схема регулирования температуры впрыском собственного конденсата: 1 — барабан; 2 — гидрозатвор; 3 — пароохлади-тель; 4— емкость конденсатора; 5— коллектор с вспрыскивающим устройством; 6 – экономайзер

Регулирование температуры пара промежуточного перегрева Рис.3.13. Схемы газового регулирования температуры пара: а — пропуском части продуктов сгорания через холостой газоход; б — распределением продуктов сгорания по газоходам пароперегревателя; 1— секции паро­перегревателя; 2 — экономайзеры; 3 — основной дымосос; 4 — регулирующий дымосос; 5 — регулирующий шибер (воздухоподогреватели не показаны) КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОВ Система управления Информационная Сигнализационная Дистанционного и автоматического управления Технологической защиты и блокировок Автоматического регулирования

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОВ Периоды эксплуатации Пуск в работу Техобслужи-вание Останов агрегата Нерабочее состояние Ремонт

Рис. 4.1. Примерный график растопки барабанного котла высокого давления: 1— давление пара; 2— температура пара; 3 — температура уходящих газов; а — включение растопочных мазутных форсунок; б — пуск вентилятора; в — включение дымососа мельничного вен-тилятора и питателя пыли; г — открытие паровой задвижки на пароперегрева-теле; д—включение котла в магистраль; е — прием нагрузки КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОВ

Различают КПД брутто, %, ηбр= 100∙Qбрвыр /(Вр Qрн) и КПД нетто,% ηн= (Qбрвыр - qэ) / (ВрQрн) где Вр—расход топлива, т/мес или т/год; Qрн—теплота сгорания топлива, кДж/кг; Qбрвыр — количество тепло-ты, переданной пару в котле, МДж/мес или МДж/год; qэ — количество теплоты топлива, затрачиваемой на потребляемую котлом электроэнергию и теплоту, МДж/мес или МДж/год; для котлов высокого давления, работающих на газе и мазуте, составляет (4—5) %, а при работе на пылевидном топливе (5,5—8) %. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОВ

Удельный расход условного топлива на тонну выработанного пара данных параметров, т/т, где D —количество выработанного пара, т/мес или т/год. Минимальный расход топлива котельной будет при условии равенства относительных приростов расхода топлива по всем параллельно работающим котлам: Для выявления относительного прироста топлива необхо-димо иметь расходную (тепловую) характеристику котлов В= f(D) и зависимость ηн= f(D) КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОВ

Годовой коэффициент рабочего времени, %, ηг = 100∙τраб / 8760 где τраб—число часов работы котла в году. Полная продолжительность готовности агрегата к несению нагрузки, ч, τгод= τраб + τрез где τрез — продолжительность нахождения агрегата в резерве, ч. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОВ

Показателями, характеризующим и режимы нагрузки котла, являются: 1) коэффициент использования тепловой мощности котлов, %, ки =100 ΣD/(ΣDномτ), где ΣD —фактическая выработка пара котлами, т/год; ΣDном— номиналь-ная производительность котлов, т/ч; τ — фактическое время работы котлов, ч; 2) число часов использования установленной производительности котлов, т. е. число непрерывной работы котлов при полной их производительности, при которой могла бы быть получена годовая выработка пара, ч, τном=ΣD/(ΣDном) КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОВ