Классификация котельных установок

Регулирование температуры пара.
При изменении нагрузки котла и при сжигании различных топлив требуется производить регулирование температуры пара. Регулирование может осуществляться следующими способами:

1. 
   применение поверхностных пароохладителей;
   
2. 
   впрыскиванием конденсата в пар;
   
3. 
   пропусканием части продуктов сгорания мимо пароперегревателя;
   
4. 
   рециркуляцией продуктов сгорания в топку;
   
5. 
   изменением аэродинамики и химической структуры факела.
   

Поверхностный пароохладитель представляет собой обычный теплообменник, состоящий из двух пакетов U-образных труб, по которым пропускается питательная вода. Трубы снаружи омываются паром, который при этом охлаждается. Регулирование перегрева пара осуществляется изменением количества питательной воды, пропускаемой через пароохладитель. Регулирование осуществляется автоматически.

Схема включения поверхностного пароохладителя.


Пит. вода


1. 
   вторая часть пароперегревателя по ходу пара
   
2. 
   коллектор перегретого пара
   
3. 
   пароохладитель
   
4. 
   первая часть пароперегревателя
   
5. 
   барабан
   
6. 
   входной и выходной коллекторы экономайзера
   
7. 
   водяной экономайзер
   

Пароохладитель устанавливается между первой и второй ступенью пароперегревателя. Пар из барабана котла направляется в первую ступень, в которой осуществляется противоточная схема движения пара и продуктов сгорания. Далее он проходит пароохладитель и вторую ступень пароперегревателя, в которой осуществляется прямоточная схема. При этом змеевики, расположенные в зоне наиболее высоких температур (вторая ступень пароперегревателя) охлаждаются паром, предварительно прошедшим через пароохладитель. Регулирование температуры осуществляется по температуре пара в выходном коллекторе.

Довольно широкое применение находит другой способ регулирования перегрева пара- впрыскивание воды в пар. В основном этот метод применяется на энергетических котлах высокого давления. Впрыскивать в пар можно только чистый дистиллят или конденсат с незначительным солесодержанием до 0.5 мг/кг. В настоящее время применяется схема впрыскивания собственного конденсата котла, разработанная профессором Долежалем.

1. 
   барабан котла
   
2. 
   линия питательной воды
   
3. 
   линия насыщенного пара
   
4. 
   конденсатор
   
5. 
   первая ступень пароперегревателя
   
6. 
   защитный кожух
   
7. 
   сопло впрыскивающего аппарата
   
8. 
   вторая ступень пароперегревателя
   
9. 
   регулирующий клапан
   

10-линия слива конденсата в бак
11-конденсатный бак
12- линия слива конденсата в барабан
 Пар из барабана по специальной линии направляется в поверхностный конденсатор, где конденсируется питательной водой. Затем конденсат поступает в конденсатный бак, оттуда он направляется через регулирующий клапан к впрыскивающему пароохладителю. Подмешивание конденсата осуществляется в проточной части соплового аппарата за счёт разности давлений между конденсатом и паром. Количество конденсата поступающего в пароохладитель регулируется системой автоматики, поддерживающей заданную температуру перегретого пара
Пропускание продуктов сгорания мимо пароперегревателя.

Этот метод применяется при наличии обводного газохода в месте установки пароперегревателя. При этом часть продуктов сгорания пропускается по обводному газоходу, а регулирование осуществляется шибером, установленном в этом газоходе.

Рециркуляция продуктов сгорания применяется на энергетических парогенераторах большой мощности. Регулирование осуществляется за счёт отбора продуктов сгорания, имеющих температуру до 400ºС и направление их в нижнюю часть топочной камеры. Это позволяет регулировать температуру продуктов сгорания на входе в пароперегреватель. Этот способ применяется только при сжигании газа или мазута.

Пропускание продуктов сгорания мимо пароперегревателя.

 
Водяные экономайзеры.
Экономайзер предназначен для повышения экономичности парогенератора. В экономайзере воспринимается от 10 - 20% теплоты топлива сжигаемого в кательном агрегате. В водяныцх экомайзерах в зависимости от вида топлива и К.П.Д. котла при нагреве воды на один градус, продукты сгорания охлаждаются на 2 – 3 градуса.
Классификация:

1. 
   в зависимости от температуры при которой вода подогревается в экономайзере. Их делят на кипящие и некипящие. В кипящих происходит не только подогрев воды, но и частично её испарение. Массовое содержание пара выходящие из экономайзера смеси достигает 15 и более процентов. В некипящих по условиям надёжности подогрев осуществляется до температуры на 40⁰С ниже температуры насыщения.
   
2. 
   в зависимости от металла из которого изготавляются экономайзеры, их разделяютна стальные и чугунные. Чугунные применяются в котлах с давлением не более 2,5МПа, стальныемогут использоваться при любом давлении. Чугунный экономайзер состоит из ребристых чугунных труб, которые соединяются между собой посредством калачей. В чугунном экономайзере вода перемещается по трубам снизу вверх, а продукты сгорания в межтрубном пространстве - по каналам образованными рёбрами. Число труб в ряду выбирается из условия получения скорости продуктов сгорания предела 6 – 9 м/с при номинальной паропроизводительности. Число рядов определяется из условия получения необходимой поверхности нагрева. В чугунном экономайзере недопустимо кипение воды, так как это приводит к гидроударам и возможному разрушению экономайзера. Стальные экономайзеры изготавливаются из труб диаметра 28 – 38 мм, которые изгибаются в змеевики. Расположение змеевиков чаще всего шахматное, коллекторы обычно размещаются за пределами газохода и укрепляются на опорах. Для разгрузки мест присоединения змеевиков к коллекторам от веса самих змеевиков заполненных водой, их обычно подвешивают с помощью специальных подвесок, к каркасу котла, или опирают на каркас с помощью опорных стоек. Для сохранения шага между змеевиками, к орорным стойкам приваливаются гребёнки.
   

1 – промежуточный коллектор
2 – нижний коллектор
3 – опорная палка
4 – гребёнка
5 – змеевики

Питательная вода поступает в нижний коллектор и пройдя по параллельным кручёным змеевикам направляется в промежуточный коллектор экономайзера для выравнивания распределения воды по отдельным змеевикам. Установка промежуточных коллекторов, особенно необходимо, если в экономайзере происходит частичное парообразование, т.к. перемешивание должно производится до начального парообразования. При этом недогрев воды до температуры насыщения на входе в кипящую часть поверхности нагрева экономайзера должна составлять не менее 40⁰С. пакет водяного экономайзера имеет высоту 1 – 1,5м и разрыв между пакетами составляет 600 – 800 мм. Скорость воды в трубках некипящей части должна быть не менее 0,3 м/с, для обеспечения смывания пузырьков воздуха с внутренней поверхности змеевиков и не более 1,5 м/с во избежание чрезмерного гидравлического сопротивления экономайзера. Скорость воды кипящей части должна быть не менее 1 м/с.