что такое котельный агрегат
КОТЛОАГРЕГАТ
КОТЛОАГРЕГАТ, котельный агрегат
— конструктивно объедин. в единое целое комплекс устройств для получения под давлением пара или горячей воды за счет теплоты, выделяющейся при сжигании органич. топлива. Главной частью котлоагрегата являются топка и газоходы, в к-рых размещены пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, воспринимающие теплоту продуктов сгорания топлива. Элементы котла опираются на его каркас и защищены от потерь теплоты обмуровкой котла, футеровкой и изоляцией. К. применяют на ТЭС (энергетич.) для снабжения паром турбин, в промышл. и отопит, когпельных для выработки пара и горячей воды на технологич. и отопит, нужды (паровые и водогрейные котлы). Конструкция котлоагрегата зависит от его назначения, вида и способа сжигания применяемого топлива, единичной паро- и теп-лопроиз-сти, от давления и темп-ры вырабатываемого пара. В топке К. происходят сгорание топлива и частичное охлаждение продуктов сгорания в результате лучистого теплообмена между нагретыми тазами и покрывающими стены топки трубами, по к-рым циркулирует пароводяная смесь или нагреваемая вода. Система этих труб наз. топочным экраном. На выходе из топки газы имеют темп-ру около 1000°С. Далее по ходу газов устанавливают пароперегреватели и конвективные поверхности нагрева, размещают водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Газы (в зависимости от вида сжигаемого топлива) охлаждаются до темп-ры 130—170°С. После котлоагрегата газы, пройдя устройства очистки отзолы и в нек-рых случаях от серы, выбрасываются дымовой трубой в атмосферу. Твердые продукты сгорания топлива удаляются через системы золо- и шлакоудажния. Для поддержания поверхностей нагрева в чистоте в К. предусматривают комплекс периодически включаемых обмывочных и обдувочных аппаратов котлов, дробеочистительной установки и устройств для вибрационной очистки котла.
По характеру движения рабочей среды котельные агрегаты бывают с многократной естеств. или принудит, (искусств.) циркуляцией и прямоточные.
Все виды отопления дома:
Профессиональный монтаж котельной
Наша компания занимается профессиональным отопления дома под ключ. Проводим:
Котельные установки. Виды, устройство котельных.
1. Общие сведения и понятия о котельных установках
Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.
Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.
Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают теплоту воде.
Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.
В зависимости от использования их теплоты котельные делятся на энергетические, отопительно-производственные и отопительные.
Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные бывают на промышленных предприятиях и обеспечивают теплотой системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные решают те же задачи, но обслуживают жилые и общественные здания. Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.
Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.
Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.
2. Классификация котельных установок
Котельные установки в зависимости от характера потребителей разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду получаемого теплоносителя их делят на паровые (для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей воды).
Энергетические котельные установки вырабатывают пар для паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.
Производственно-отопительные котельные установки (обычно паровые) вырабатывают пар не только для производственных нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания систем отопления производственных и жилых помещений.
В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные котельные бывают местные (индивидуальные), групповые и районные.
Местные котельные обычно оборудуют водогрейными котлами с нагревом воды до температуры не более 115 °С или паровыми котлами с рабочим давлением до 70 кПа. Такие котельные предназначены для снабжения теплотой одного или нескольких зданий.
Групповые котельные установки обеспечивают теплотой группы зданий, жилые кварталы или небольшие микрорайоны. Их оборудуют как паровыми, так и водогрейными котлами большей теплопроизводительности, чем котлы для местных котельных. Эти котельные обычно размещают в специально сооруженных отдельных зданиях.
Районные отопительные котельные служат для теплоснабжения крупных жилых массивов: их оборудуют сравнительно мощными водогрейными или паровыми котлами.
Рис. 1. Пример территории котельной и некоторого ее оборудования
Рис. 2. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования
Рис. 3. Примеры компоновки некоторых котельных и их оборудования
Рис. 4. Принципиальные схемы паровой и водогрейной котельных
Отдельные элементы принципиальной схемы котельной установки принято условно показать в виде прямоугольников, кружков и т.п. и соединять их между собой линиями (сплошными, пунктирными), обозначающими трубопровод, паропроводы и т. п. В принципиальных схемах паровых и водогрейных котельных установок имеются существенные различия. Паровая котельная установка (рис. 4, а) из двух паровых котлов 1, оборудованных индивидуальными водяными 4 и воздушными 5 экономайзерами, включает групповой золоуловитель 11, к которому дымовые газы подходят по сборному борову 12. Для отсоса дымовых газов на участке между золоуловителем 11 и дымовой трубой 9 установлены дымососы 7 с электродвигателями 8. Для работы котельной без дымососов установлены шиберы (заслонки) 10.
Пар от котлов по отдельным паропроводам 19 поступает в общий паропровод 18 и по нему к потребителю 17. Отдав теплоту, пар конденсируется и по конденсатопроводу 16 возвращается в котельную в сборный конденсационный бак 14. Через трубопровод 15 в конденсационный бак подается добавочная вода из водопровода или химводоочистки (для компенсации объема, не вернувшегося от потребителей).
В случае, когда часть конденсата теряется у потребителя, из конденсационного бака смесь конденсата и добавочной воды подается насосами 13 по питательному трубопроводу 2 сначала в экономайзер 4, а затем в котел 1. Воздух, необходимый для горения, засасывается центробежными дутьевыми вентиляторами 6 частично из помещения котельной, частично снаружи и по воздуховодам 3 подается сначала к воздухоподогревателям 5, а затем к топкам котлов.
Водогрейная котельная установка (рис. 4, б) состоит из двух водогрейных котлов 1, одного группового водяного экономайзера 5, обслуживающего оба котла. Дымовые газы по выходе из экономайзера по общему сборному борову 3 поступают непосредственно в дымовую трубу 4. Вода, нагретая в котлах, поступает в общий трубопровод 8, откуда подается к потребителю 7. Отдав теплоту, охлажденная вода по обратному трубопроводу 2 направляется сначала в экономайзер 5, а затем опять в котлы. Вода по замкнутому контуру (котел, потребитель, экономайзер, котел) перемещается циркуляционными насосами 6.
При сжигании топлива выделяющаяся теплота нагревает воду до кипения в трубных экранах 2, установленных на внутренней поверхности топки 3, и обеспечивает ее превращение в водяной пар.
Рис 6. Схема котельного агрегата
Дымовые газы из топки поступают в газоходы котла, образуемые обмуровкой и специальными перегородками, установленными в пучках труб. При движении газы омывают пучки труб котла и пароперегревателя 11, проходят через экономайзер 5 и воздухоподогреватель 6, где они также охлаждаются вследствие передачи теплоты воде, поступающей в котел, и воздуху, подаваемому в топку. Затем значительно охлажденные дымовые газы при помощи дымососа 17 удаляются через дымовую трубу 19 в атмосферу. Дымовые газы от котла могут отводиться и без дымососа под действием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой.
Вода из источника водоснабжения по питательному трубопроводу подается насосом 16 в водяной экономайзер 5, откуда после подогрева поступает в верхний барабан котла 12. Заполнение барабана котла водой контролируется по водоуказательному стеклу, установленному на барабане. При этом вода испаряется, а образующийся пар собирается в верхней части верхнего барабана 12. Затем пар поступает в пароперегреватель 11, где за счет теплоты дымовых газов он полностью подсушивается, и температура его повышается.
Из пароперегревателя 11 пар поступает в главный паропровод 13 и оттуда к потребителю, а после использования конденсируется и в виде горячей воды (конденсата) возвращается обратно в котельную.
Потери конденсата у потребителя восполняются водой из водопровода или из других источников водоснабжения. Перед подачей в котел воду подвергают соответствующей обработке.
Воздух, необходимый для горения топлива, забирается, как правило, вверху помещения котельной и подается вентилятором 18 в воздухоподогреватель 6, где он подогревается и затем направляется в топку. В котельных небольшой мощности воздухоподогреватели обычно отсутствуют, и холодный воздух в топку подается или вентилятором, или за счет разрежения в топке, создаваемого дымовой трубой. Котельные установки оборудуют водоподготовительными устройствами (на схеме не показаны), контрольно-измерительными приборами и соответствующими средствами автоматизации, что обеспечивает их бесперебойную и надежную эксплуатацию.
Рис. 7. Технологическая схема производственно-отопительной котельной
Для правильного монтажа всех элементов котельной используют монтажную схему, пример которой показан на рис. 9.
Рис. 9. Пример монтажной схемы автономной газовой котельной
Водогрейные котельные установки предназначены для получения горячей воды, используемой для отопления, горячего водоснабжения и других целей.
Для обеспечения нормальной эксплуатации котельные с водогрейными котлами оборудуют необходимой арматурой, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации.
Устройство котлов меньшей мощности показано ниже в пункте 4 данной темы. Чтобы лучше понять устройство и принципы действия котлов разной мощности, желательно сравнить устройство этих менее мощных котлов с устройством описанных выше котлов большей мощности, и найти в них основные элементы, выполняющие такие же функции, а также понять основные причины различий в конструкциях.
3. Классификация котельных агрегатов
Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:
— котлы с естественной циркуляцией;
— котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).
Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.
Рис. 10. Паровой котел серии КЕ, работающий на твердом топливе
Рис. 11. Верхний и нижний барабаны и трубы парового котла
Рис. 12. Паровой котел с верхним и нижним барабанами в котельной
В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.
В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.
В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.
Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.
Рис. 13. Устройство парового котла
Рис. 14. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной
По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.
По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.
Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.
Рис. 15. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной
Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования
Котлоагрегат
Главной частью котлоагрегата являются топочная камера и газоходы, в которых размещены поверхности нагрева, воспринимающие тепло продуктов сгорания топлива (пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель).
Элементы котлоагрегата опираются на каркас и защищены от потерь тепла обмуровкой и изоляцией.
в судовых котельных установках.
Конструкция котлоагрегата зависит от его назначения, вида применяемого топлива и способа сжигания, единичной паропроизводительности, а также от давления и температуры вырабатываемого пара.
В топочной камере котлоагрегата происходят сгорание топлива и частичное охлаждение продуктов сгорания в результате лучистого теплообмена между нагретыми газами и покрывающими стены топочной камеры трубами, по которым циркулирует охлаждающая их среда (вода или пар).
Система этих труб называется топочными экранами.
На выходе из топки газы имеют температуру порядка 1000°С.
Теплообмен в ширмовых поверхностях осуществляется излучением и конвекцией, поэтому часто такие поверхности называют полурадиационными.
Пройдя ширмовый пароперегреватель, газы с температурой 800-900°С поступают в конвективные пароперегреватели высокого и низкого давления, представляющие собой пакеты труб.
Теплообмен в этих и последующих поверхностях нагрева осуществляется в основном конвекцией, и они называются конвективными.
После пароперегревателя на пути газов, имеющих температуру 600-700°С, устанавливается водяной экономайзер, а далее воздухоподогреватель, в котором газы (в зависимости от вида сжигаемого топлива) охлаждаются до 130-170°С.
Дальнейшему снижению температуры уходящих из котлоагрегата газов путем полезного использования их тепла для нагрева рабочей среды препятствует конденсация на поверхностях нагрева паров воды и серной кислоты, образующейся при сжигании сернистых топлив, что приводит к интенсивному загрязнению поверхностей нагрева золовыми частицами и к коррозии металла.
Охлажденные газы, пройдя устройства очистки от золы и, в некоторых случаях, от серы, выбрасываются дымовой трубой в атмосферу.
Твердые продукты сгорания топлива, уловленные в котлоагрегате, периодически или непрерывно удаляются через системы золоудаления и шлакоудаления.
Для поддержания поверхностей нагрева в чистоте в предусматривается комплекс периодически включаемых обдувочных и обмывочных аппаратов, вибраторов и дробеочистительных устройств.
По характеру движения рабочей среды котлоагрегаты бывают:
с многократной естественной циркуляцией,
с принудительной циркуляцией,
Образовавшийся пар отделяется от воды в барабане, а испаренная часть котловой воды возмещается питательной водой, подаваемой питательным насосом в водяной экономайзер и далее в барабан.
Движение рабочей среды по циркуляционному контуру в котлоагрегатах с естественной циркуляцией осуществляется вследствие разности плотностей пароводяной смеси в обогреваемой (подъемной) части контура и воды в необогреваемой или слабо обогреваемой (опускной) его части.
В котлоагрегатах с принудительной циркуляцией рабочая среда по контуру перемещается под действием циркуляционного насоса.
Непрерывное упаривание котловой воды в котлоагрегатах с многократной естественной или принудительной циркуляцией приводит к возрастанию концентрации растворенных и взвешенных в ней примесей (солей, окислов, гидратов окислов), которые могут, отлагаясь на внутренней поверхности обогреваемых труб, ухудшать условия их охлаждения и стать причиной перегрева металла и аварийной остановки котлоагрегата из-за разрыва труб.
Чрезмерное повышение концентрации примесей в котловой воде недопустимо из-за уноса их паром из барабана с капельками воды или в виде парового раствора в пароперегреватель, а также в турбину, где примеси оседают на лопатках турбомашины, уменьшая ее кпд.
С целью недопущения возрастания концентрации примесей в котловой воде производятся непрерывные и периодические продувки котла.
Предельно допустимая концентрация примесей определяется конструкцией и параметрами котлоагрегата, составом питательной воды и тепловыми напряжениями экранных поверхностей нагрева.
В прямоточном котлоагрегате нагрев, испарение воды и перегрев пара осуществляются за один проход среды по тракту.
При такой организации процесса генерации пара примеси, содержащиеся в питательной воде, не могут быть выведены из котлоагрегата продувкой части котловой воды, как это имеет место в котлоагрегате с естественной или принудительной многократной циркуляцией.
В прямоточном котлоагрегате часть примесей осаждается на внутреннюю поверхности труб, а часть (вместе с паром) поступает в турбину, где отлагается на лопатках.
Поэтому к питательной воде прямоточных котлоагрегатов предъявляются более жесткие требования в отношении ее качества.
Вода, поступающая в такие котлоагрегаты, предварительно обрабатывается в системе водоподготовки.
В энергетических установках для повышения экономичности используются схемы с вторичным (промежуточным) перегревом: пар после срабатывания части его тепловой энергии в турбине возвращается в котлоагрегат, подвергается дополнительному перегреву в пароперегревателе низкого давления и опять направляется в турбину.
Температура вторично перегретого пара обычно принимается такой же, как первично перегретого или близкой к ней.
Для поддержания температуры первичного и вторичного перегрева пара на требуемом уровне котлоагрегата снабжен регулирующими устройствами в виде смесительных и поверхностных теплообменников, систем рециркуляции части охлажденных дымовых газов в топочную камеру, приспособлениями для изменения угла наклона горелок.
Котельный агрегат
Котельный агрегат
Водогрейный котельный агрегат унифицирован по теплопроизводительности на восемь типов; 4, 6,5, 10, 20, 30, 50, 100 и 180 Гкал/ч. Котельный агрегат теплопроизводительностью ниже 30 Гкал/ч предназначаются для работы только в одном режиме (основном). Котлы теплопроизводительностью 30 Гкал/ч и выше допускают возможность работы как в основном, так и в пиковом режимах, т.е. в период максимального теплопотребления при наиболее низких температурах наружного воздуха.
При работе парового котла очень важно обеспечить надежное охлаждение поверхностей нагрева, в которых происходит парообразование. Для этого необходимо соответствующим образом организовать движение воды и пароводяной смеси в испарительных поверхностях нагрева. По характеру организации движения рабочего тела в испарительных поверхностях котельные агрегаты делятся на три типа:
Рис. 19.15. Схемы котлов.
Рис. 19.16. Схемы котлов.
В котлах с принудительной циркуляцией в испарительном контуре устанавливают циркуляционный насос, который создает определенный напор для преодоления гидравлического сопротивления контура (рис. 19.16,б).
Конструкции водотрубных котельных агрегатов совершенствуются в следующих основных направлениях: 1) повышение производительности и параметров вырабатываемого пара; 2) повышение КПД; 3) достижение высокой эксплуатационной надежности и безопасности; 4снижение стоимости изготовления, монтажа и ремонта.
Водотрубный котел с многократной естественной или искусственной циркуляцией пароводяного потока должен иметь, как минимум, один барабан, где пар отделяется от циркулирующей воды и замыкаются все циркуляционные контуры котла. Повышение рабочего давления пара в энергетических котлах вызвало увеличение толщины стенок барабана (до 0,1 м и более), что значительно усложнило технологический, процесс его изготовления и повысило стоимость. Повышение давления пара снижает надежность циркуляции в контуре котла, так как разность плотностей воды и пароводяной смеси при этом резко уменьшается. При переходе на критические и закритические давления естественная циркуляция вообще невозможна (см. § 6.2).
Указанные обстоятельства явились основной причиной для разработки безбарабанных конструкций котлов, называемых прямоточными. В этих котлах вода переходит в насыщенный и перегретый пар при однократном ее прохождении через все элементы котлоагрегата.
К основным недостаткам прямоточных котлов следует отнести: а) высокие требования к качеству питательной воды. Вода не должна содержать солей во избежание отложения накипи, которая способствует перегоранию труб. Накипь периодически удаляют, промывая котел растворами соляной или хромовой кислот; б) малая аккумулирующая способность. В прямоточных котлах нет запаса воды, поэтому они очень чувствительны к колебаниям нагрузки и требуют автоматической синхронизации тепловой работы практически безынерционной камерной топки и подачи питательной воды, что вызывает обычно значительные трудности; в) большое гидравлическое сопротивление котла и, следовательно высокий расход мощности на привод питательного насоса.
Рис. 19.17. Схема прямоточного котлоагрегата.
В последние годы в СССР все большее распространение получают прямоточные котлы, работающие на сверхкритических параметрах пара (25,5 МПа, 843 К), паропроизводительностью 254 кг/с (300 МВт), 455 кг/с (500 МВт) и 695 кг/с (800 МВт). Построен блок мощностью 1200 МВт ведутся работы по созданию котлоагрегата производительностью 1100 кг/с.
Современные котельные агрегаты малой и средней мощности изготовляют с одним или двумя барабанами.
Таблица 19.1. Показатели работы котлов ДКВр.
Совершенствуя котлоагрегаты средней мощности, стремятся максимально унифицировать конструкции узлов и элементов, широко использовать блочные конструкции, сокращать капитальные затраты, применять наддув (повышение давления газов в топке). Применение наддува весьма перспективно, так как в этом случае ликвидируются подсосы воздуха в газовый тракт и отпадает нужда в дымососах. Современный уровень конструирования котлоагрегатов позволяет создать для них герметичные ограждения, которые предохраняют от утечек и выбивания в помещение котельной горячих газов из газоходов котлов, работающих с наддувом.
Паровые котлоагрегаты средней производительности барабанной конструкции с естественной циркуляцией изготовляет Белгородский котлостроительный завод. Типоразмеры и параметры пара газомазутных и пылеугольных котлоагрегатов паропроизводительностью до 75 т/ч приведены в табл. 19.2.
Таблица 19.2. Типы и параметры работы паровых котлоагрегатов средней производительности.
Пароперегреватель представляет собой змеевиковую поверхность теплообмена, предназначенную для перегрева пара, полученного в испарительной части котельного агрегата.
В современных энергетических котлоагрегатах пароперегреватели располагают по возможности ближе к выходу газов из топки. В этом случае увеличивается доля теплоты, воспринимаемая поверхностью пароперегревателя за счет излучения и более высокой температуры топочных газов.
В котлоагрегатах низкого и среднего давлений используют в основном конвективные перегреватели. По взаимному направлению потоков газа и пара различают параллельную, противоточную и смешанную схемы (см. рис. 16.5). Две последние схемы как обеспечивающие максимальную среднюю разность температур и минимальные площади поверхности нагрева применяют чаще.
Поскольку интенсивность обогрева отдельных трубок пароперегревателя по ширине газохода неодинакова, то температура пара на выходе из труб, расположенных в средней части газохода, будет выше, чем температура пара на выходе из труб, находящихся ближе к стенкам газохода. Для выравнивания температур и скоростей пара по трубкам пароперегревателя применяется переброс пара из средних секций в боковые и из боковых секций пароперегревателя в средние.
Скорость газов, омывающих трубки пароперегревателей, зависит от вида сжигаемого топлива. Например, при сжигании зольных углей скорость газов при прочих равных условиях меньше, чем при сжигании антрацитов. Золовые частицы в газах являются Причиной абразивного износа трубок пароперегревателей.
Водяные экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды до поступления ее в испарительную часть котельного агрегата. Предварительный подогрев воды за счет теплоты дымовых газов существенно увеличивает КПД котельного агрегата (см. § 19.3).
Чугунные экономайзеры выполняют из оребренных труб с целью увеличения теплопередачи от газов к нагреваемой воде. Эти экономайзеры применяют в котлоагрегатах малой и средней мощности сдавлением пара не выше 2,3 МПа. Для более высоких давлений пара применение этих экономайзеров недопустимо из-за малой механической прочности чугуна.
Ребристые чугунные экономайзеры обладают хорошей стойкостью пo отношению как к внутренней (от растворенных в воде О2 и СО2), так и внешней коррозии, обусловленной образованием серной кислоты в условиях низких температур вследствие конденсации водяных паров из дымовых газов и взаимодействия конденсата с продуктами окисления серы. При сжигании сернистых мазутов, в золе которых содержится много ванадия, на поверхностях нагрева могут образовываться твердые отложения, вызывающие высокотемпературную (ванадиевую) коррозию металла. Ванадиевую коррозию вызывает пятиокись ванадия V2О6, которая образуется при температуре поверхности стенки свыше 950 К. Для предотвращения этой коррозии в воздух, подаваемый в топку, добавляют различные присадки: порошок доломита, соли магния и др. При введении этих реагентов и при работе с коэффициентом избытка воздуха в топке αт ≤ 1,03 скорость ванадиевой коррозии значительно уменьшается.
Стальные гладкотрубные экономайзеры имеют вид змеевиков и применяются для установки в котлоагрегатах с давлением более 2,3 МПа. Эти экономайзеры располагают горизонтально и включают в газоход котла по схеме противотока с вводом воды в нижний коллектор и выводом ее из верхнего коллектора (рис. 19.20,а).
В барабанных котлоагрегатах большой производительности применяют в основном экономайзеры кипящего типа. Количество испаренной воды в них составляет до 30% общего количества воды, пропускаемой через экономайзер, и питание котлоагрегата осуществляется фактически пароводяной смесью. Скорость воды в трубах кипящей части должна быть не менее 1 м/с во избежание расслоения пароводяной смеси.
Рис. 19.20. Стальной трубчатый экономайзер.
Целесообразность применения кипящих экономайзеров заключается в том, что при этом возможны некоторое сокращение площади испарительных поверхностей котлоагрегатов и увеличение интенсивности парообразования.
Кипящие экономайзеры позволяют предельно использовать поверхность их нагрева. Участок, в котором вода догревается до температуры насыщения и частично испаряется, фактически работает как элемент прямоточного котла.
На рис. 19.20,б, в показана схема включения экономайзеров. Правила Госгортехнадзора требуют, чтобы у экономайзера не кипящего типа была обводная питательная линия для питания котла водой в случае повреждения и необходимости отключения экономайзера.
Температуру подогрева воздуха принимают в зависимости от характеристики топлива и метода его сжигания. При слоевом сжигании твердого топлива решающее влияние на допустимую температуру подогрева воздуха оказывают влажность и выход летучих веществ. С уменьшением влажности и выхода летучих веществ температура горящего слоя увеличивается. Поэтому для предотвращения образования жидкого шлака, ухудшающего процесс горения в слоевых топках и нормальную эксплуатацию топки, а также недопустимого перегрева колосников температура подогрева воздуха при сжигании бурых и каменных углей не должна быть выше 520 К.
Во избежание коррозии воздухоподогревателя, которая может возникнуть при температуре стенки ниже температуры точки росы, часть горячего воздуха возвращают обратно во всасывающий патрубок вентилятора (рециркуляция). Воздух, направляемый в воздухоподогреватель, нагревается, и температура стенок повышается, что предотвращает их коррозию. Расход электроэнергии на дутье в этом случае увеличивается в зависимости от количества рециркулирующего воздуха. Для предварительного подогрева воздуха, до входа в воздухоподогреватель иногда используют калориферы, обогреваемые паром или горячей водой.
Рис. 19.21. Регенеративный воздухоподогреватель системы Юнгстрема.
На рис. 19.21 показана конструкция регенеративного вращающегося воздухоподогревателя. Вращающийся ротор разделен на отдельные секторы, которые заполнены металлической теплоаккумулирующей насадкой. Воздух и дымовые газы подводятся и отводятся с торцов ротора. При вращении ротора происходят чередующийся нагрев газами и охлаждение воздухом секторов насадки.