Материал: 2455

Транспорт угольной пыли, его подсушка обеспечиваются подачей в мельницу части горячего воздуха (первичный воздух) 16. Готовая для сжигания аэропыль из сепаратора поступает в циклон 13, где основная часть пыли отвеивается от транспортирующего воздуха и попадает в бункер угольной пыли 14. Первичный же воздух с остатками угольной пыли мельничным вентилятором 12 подается на горелку 18. Сюда же с помощью питателя угольной пыли 15 поступает топливо. Пылепитатели выполняются шнековыми или лопастными. На горелку подается вторичный воздух 17 в количестве, необходимом для полного сгорания топлива с учетом его избытка.

Втопке котла 25 происходит горение угольной пыли. Высокая температура ПС обеспечивает интенсивную отдачу теплоты газами за счет излучения. Экран 26 воспринимает лучистую теплоту. Экран – это вертикальные трубы, закрывающие стены топочной камеры изнутри. В экранных трубах происходит парообразование.

Вода из барабана 21 по водоопускным трубам поступает в коллекторы, расположенные в нижней части котла, из которых распределяется по экранным трубам 26. В трубах вода частично испаряется, и полученная пароводяная смесь возвращается в барабан. Циркуляция обеспечивается за счет того, что плотность пароводяной смеси в экранных трубах меньше, чем в водоопускных.

Вбарабане происходит отделение пара от воды. Сухой насыщенный пар 24 поступает в радиационную часть 27 пароперегревателя, где претерпевает первую стадию перегрева.

Вторая стадия перегрева осуществляется в конвективной части 31 пароперегревателя. Здесь температура газов ниже, поэтому большая часть теплоты передается конвекцией.

Между перегревателями 27 и 31 расположен пароохладитель 32, предназначенный для поддержания температуры перегретого пара на постоянном максимально допустимом уровне с тем, чтобы максимально использовать жаропрочностные свойства металла пароперегревателя и этим обеспечить максимальный эффект дальнейшего использования тепловой энергии пара (например, для получения максимального КПД паросилового цикла). После пароперегревателя пар 19 направляется к потребителю пара – к паровой турбине или на технологические нужды.

Перед конвективной частью пароперегревателя 27 (по ходу газов) располагается фестон 28 – разряженный пучок труб, являющийся продолжением труб заднего экрана. В этой зоне газы имеют темпера-

10

туру, близкую к температуре плавления золы топлива, поэтому может происходить процесс налипания расплавленной золы (шлака) на поверхности труб, охлаждающих газы. Для того чтобы исключить возможность образования шлаковых мостов между трубами и последующего забивания шлаковой массой промежутков между ними, расстояние между трубами в этом котельном пучке делается больше, чем на стенках топочной камеры.

Вконвективной шахте установлены экономайзер 30 и воздухоподогреватель 29. Теплопередача от газов происходит конвективным способом.

Питательная вода в экономайзере нагревается до температуры кипения или даже частично превращается в пар, после чего направляется в барабан.

Далее газы направляются к воздухоподогревателю 29.

Основное назначение воздухоподогревателя и экономайзера – уменьшение потерь теплоты с уходящими газами, т.е. повышение КПД котельной установки.

Ввоздухоподогревателе осуществляется подогрев воздуха, что обеспечивает более интенсивное воспламенение и горение топлива и дает возможность подсушивать топливо в процессе размола его в мельнице.

Дутьевой вентилятор 33 забирает воздух из верхней части котельной, где воздух имеет температуру выше, чем в нижней части помещения.

Внижней части топки – холодной воронке – происходит охлаждение и затвердевание части содержащихся в факеле капелек расплавленной золы. Это часть золы выпадает в шлаковый комод 39, другая, меньшая часть в бункер под конвективной шахтой, третья часть улавливается в золоуловителе 34.

Вся зола поступает в систему гидрозолоудаления 37 и с помощью воды по трубопроводу направляется на золоотвал.

Часть золы, оставшаяся в дымовых газах, рассеивается дымовой трубой 36. Дымосос 35 обеспечивает движение газов по тракту и некоторое разряжение на выходе из топки.

С помощью дутьевых вентиляторов повышенного давления в топках и газовом тракте котлов под наддувом поддерживается давление несколько выше атмосферного, а дымососы в них отсутствуют. Во избежание утечек газов из газового тракта такие котлы выполняются газоплотными.

11

Высота дымовой трубы должна обеспечить достаточное рассеивание вредных примесей (SO2, NOХ, частиц золы). Концентрация их на уровне 1,5 м от земли (на уровне дыхания человека) не должна превышать ПДК по санитарным нормам.

Дымовая труба должна создать самотягу в газовом тракте за счет разности в плотностях воздуха и продуктов горения. Самотяга частично, а в малых котлах иногда и полностью исключает затраты энергии на тягодутьевые установки (дымососы и вентиляторы).

Отработавший у потребителя пар конденсируется, и в котельную возвращается конденсат 49, где поступает в деаэратор 43. Деаэратор предназначен для удаления из воды растворенных в ней О2, СО2 и прочих газов.

Диоксид углерода находится частично в растворенном (свободная углекислота), а частично в химически связанном с водой состоянии, образуя угольную кислоту. Наличие О2 и СО2 в воде обуславливает коррозию металла.

Все газы, выделяясь в теплообменниках, сильно ухудшают теплообмен, снижая эффективность установок.

Часть воды и водяного пара теряется в котельной установке или у потребителя пара, поэтому в установку подают подпиточную сырую воду 48.

Природная вода содержит растворенные газы, механические и коллоидные примеси, растворы солей. При парообразовании некоторые соли и перешедшие в воду продукты коррозии конструкционных материалов оседают на внутренних поверхностях нагрева котла в виде плотной, трудно отделимой накипи. Накипь уменьшает коэффициент теплопередачи и суживает проходные сечения в котельных трубах, что приводит к снижению экономичности и производительности установки, а также к аварийному разрушению металла в связи с его перегревом.

Другая часть примесей выпадает в объеме котловой воды в виде мелкодисперсных взвешенных частиц, составляющих осадок – шлам.

Для удаления шлама из нижних точек (барабанов, коллекторов) во избежание аварий котлов и снижения эффективности их работы применяют периодическую продувку.

Часть примесей может оседать в проточной части турбины, что снижает их экономичность и мощность и приводит к аварии.

12

Поэтому сырую воду до подачи в котельную установку осветляют (освобождают от взвесей), умягчают (снижают содержание в ней солей жесткости) или подвергают ее химическому обессоливанию.

В схеме сырая вода поступает в бак сырой воды 47 и подается насосом 46 в механический фильтр 45, где из воды удаляются механические примеси.

Далее вода поступает в водоумягчитель 44 или обессоливающую установку и затем в деаэратор.

Вода из деаэратора откачивается питательным насосом 41 с электродвигателем 40 или паровой турбиной 42, отработавший пар из которой поступает в деаэратор в качестве греющей среды.

Вода, направляемая питательными насосами в котел, называется

питательной водой.

С каждой порцией подпиточной воды в котле накапливаются все новые порции примесей. Вместе с насыщенным паром из барабана котла уносятся капельки воды, содержащей примеси, которые откладываются в пароперегревателе и в проточной части турбины.

Для удаления растворенных в котловой воде примесей осуществляют из барабана котла непрерывную продувку 20, т.е. непрерывно удаляют из него часть воды.

Для уменьшения уноса капелек влаги в барабане предусмотрено сепарирующее устройство 23.

2. ПАРОВЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК

Паровой котельный агрегат – основной элемент паровой теплогенерирующей установки – предназначен для выработки водяного пара. В производственных и производственно-отопительных установках устанавливают паровые котельные агрегаты среднего или низкого давления, в отопительных теплогенерирующих установках – котлоагрегаты, вырабатывающие пар только низкого давления.

Основными характеристиками паровых котлоагрегатов являются производительность и параметры (давление и температура) вырабатываемого пара.

Различают номинальную и минимальную производительность, номинальные параметры пара.

13

Номинальная производительность – количество вырабатываемого пара в единицу времени, принятое при проектировании котельного агрегата. Эта производительность обеспечивается при длительной эксплуатации при сжигании основного топлива при номинальных параметрах пара и питательной воды.

Номинальные параметры пара – номинальные давление и температура пара, принятые при проектировании котлоагрегата.

Минимальная производительность – наименьшая паропроизводи-

тельность, при которой котельный агрегат может длительно работать без нарушения режимов циркуляции воды в трубах и горения топлива.

Паровые котельные агрегаты (табл. 1) по производительности разделяются на три группы: малой мощности – до 6,9 кг/с (25 т/ч); сред-

ней – 9,7–20,8 кг/с (35–75 т/ч), большой – 27,8–44,4 кг/с (100–160 т/ч).

Таблица 1

Номинальные значения основных параметров паровых котлоагрегатов [1, 2, 8, 9]

К паровым котельным агрегатам низкого давления и малой мощности относятся котлоагрегаты ДКВР, КЕ и ДЕ. Общие конструктив-

14