рисункиПК. 1. Классификация и типы паровых котлов

Скачать 1.71 Mb.

Название	1. Классификация и типы паровых котлов
Анкор	рисункиПК.doc
Дата	25.04.2017
Размер	1.71 Mb.
Формат файла
Имя файла	рисункиПК.doc
Тип	Документы #3479

1. Классификация и типы паровых котлов

1.1. Паровой котел. Общее устройство и определения

	Рис. 1.1.a Цилиндрический водотрубный котел: 1 - топка; 2 - барабан-сепаратор; 3 - нижний барабан; 4, 5 - раздающая и отводящая плоские камеры; 6 - обогреваемые парообразующие трубы; 7 - экономайзер; 8 - пароперегреватель; 9 - воздухоподогреватель; 10 - колосниковая решетка; 11 - горелка; 12 - распределительный коллектор; 13 - вход воды в котел; 14 - выход пара

Рис. 1.1 б, в, г. Схема развития типов водотрубных котлов: б - камерный горизонтальноводотрубный; в - двухбарабанный вертикально-водотрубный; г - однобарабанный факельный вертикально-водотрубный; 1 - топка; 2 - барабан-сепаратор; 3 - нижний барабан; 4, 5 - раздающая и отводящая плоские камеры; 6 - обогреваемые парообразующие трубы; 7 - экономайзер; 8 - пароперегреватель; 9 - воздухоподогреватель; 10 - колосниковая решетка; 11 - горелка; 12 - распределительный коллектор; 13 - вход воды в котел; 14 - выход пара
		Рис. 1.1д. Прямоточный водотрубный котел: 1 - топка; 2 - барабан-сепаратор; 3 - нижний барабан; 4, 5 - раздающая и отводящая плоские камеры; 6 - обогреваемые парообразующие трубы; 7 - экономайзер; 8 - пароперегреватель; 9 - воздухоподогреватель; 10 - колосниковая решетка; 11 - горелка; 12 - распределительный коллектор; 13 - вход воды в котел; 14 - выход пара

Рис 1.2 a, б. Конструктивное выполнение и схемы барабанных паровых котлов: а - для сжигания твердого топлива; б - то же, схема котла; в - для сжигания газа и мазута; г - то же, схема котла; 1 - топливный бункер (бункер сырого топлива); 2 - скребковый питатель мельницы; 3 - углеразмольная мельница с сепарационной шахтой; 4 - горелка; 5 - топочная камера; 6 - холодная воронка для удаления шлака; 7 - шлакоприемная ванна; 8 - настенные трубные экраны; 9 - многорядный пучок труб (фестон); 10, 11 - вторая и первая ступени конвективного пароперегревателя; 12, 14 - то же конвективного экономайзера; 13, 15 - то же воздухоподогревателя; 16 - барабан; 17 - регулятор перегрева пара; 18 - выходная камера пароперегревателя; 19 - нижний коллектор топочного экрана; 20 - каркас котла; 21 - короб подвода горячего воздуха; 22 - обмуровка котла; 23 - горизонтальный под топки; 24 - опускные трубы; 25 - выносной циклон-сепаратор

Рис 1.2 в, г. Конструктивное выполнение и схемы барабанных паровых котлов: а - для сжигания твердого топлива; б - то же, схема котла; в - для сжигания газа и мазута; г - то же, схема котла; 1 - топливный бункер (бункер сырого топлива); 2 - скребковый питатель мельницы; 3 - углеразмольная мельница с сепарационной шахтой; 4 - горелка; 5 - топочная камера; 6 - холодная воронка для удаления шлака; 7 - шлакоприемная ванна; 8 - настенные трубные экраны; 9 - многорядный пучок труб (фестон); 10, 11 - вторая и первая ступени конвективного пароперегревателя; 12, 14 - то же конвективного экономайзера; 13, 15 - то же воздухоподогревателя; 16 - барабан; 17 - регулятор перегрева пара; 18 - выходная камера пароперегревателя; 19 - нижний коллектор топочного экрана; 20 - каркас котла; 21 - короб подвода горячего воздуха; 22 - обмуровка котла; 23 - горизонтальный под топки; 24 - опускные трубы; 25 - выносной циклон-сепаратор

Котел сверхкритического давления (рис. 1.3),

Рис. 1.3. Прямоточный котел сверхкритического давления:

1 - нижняя радиационная часть; 2 - верхняя радиационная часть; 3 - ширмовый полурадиационный пароперегреватель; 4 - конвективный пароперегреватель; 5 - промежуточный пароперегреватель среднего давления; 6 - экономайзер; 7 - регенеративный воздухоподогреватель; 8 - дутьевой вентилятор; 9 - прямоточные горелки; 10 - колонны каркаса котла; 11 - верхняя балка каркаса; 12 - подвески конструкций котла

Рис. 1.4. Принципиальная тепловая схема паротурбинной энергоустановки:

a - без промежуточного перегрева пара; б - с промежуточным перегревом пара; 1 - паровой котел; 2 - паровая турбина; 3 - электрогенератор; 4 - конденсатор; 5 - регенеративный подогреватель воды; ПН - питательный насос; КН - конденсатный насос; ПП - промежуточный пароперегреватель

Рис. 1.5. Циклы паротурбинной установки в Т, S-диаграмме: a - на насыщенном паре; б - с перегревом пара; в - с двукратным перегревом пара.

1.2.1. Паровые котлы с естественной циркуляцией

Рис. 1.6. Схемы водопарового тракта котла: а - барабанного с естественной циркуляцией; б - барабанного с принудительной циркуляцией; в - прямоточного; ПН - питательный насос; РПК - регулятор питания котла; ЭК - экономайзер; ТЭ - топочные экраны; ПЕ - пароперегреватель; пе - перегретый пар; ОП - опускные трубы; НПЦ - насос принудительной циркуляции; Б - барабан.

Рис.1.7. Общая схема прямоточного парового котла: 1 - нижняя радиационная часть; 2 - верхняя радиационная часть; 3 - ширмовый полурадиационный пароперегреватель; 4 - конвективный пароперегреватель; 6 - экономайзер; 13 - трубчатый воздухоподогреватель; 14 - вихревая горелка; 15 - тепловая изоляция котла (обмуровка); ГВ - горячий воздух

Рис.1.8. Котельная установка с барабанным паровым котлом при сжигании твердого топлива: 1 – барабан-сепаратор; 2 - опускные трубы из барабана; 3 - экранные подъемные трубы; 4 - экономайзер; 5 - пароперегреватель; 6 - воздухоподогреватель; 7 - горелочное устройство; 8 - пароохладитель; 9 - указатель уровня воды; 10 - манометр; 11 - предохранительный клапан; 12 - главная паровая задвижка; 13 - углеразмольная шаровая барабанная мельница; 14 - сепаратор пыли; 15 - пылевой циклон; 16 - транспортер сырого угля; 17 - бункер сырого угля; 18 - питатель сырого угля; 19 - клапан для пропуска угля или пыли; 20 - бункер пыли; 21 - регулятор подачи пыли; 22 - мельничный вентилятор; 23 - короб горячего воздуха; 24 - воздухозаборник; 25 - дутьевой вентилятор; 26 - скрубберный золоуловитель; 27 - дымосос; 28 - дымовая труба; 29 - шлакоприемник; 30- канал шлако- или золоудаления; 31 - колонны каркаса котла; 32 - непрерывная продувка из барабана; 33 - продувка нижних коллекторов поверхностей нагрева; 34 - трубопровод питательной воды; 35 - питательный регулирующий клапан

Рис. 1.9. Варианты схем пылеприготовления: а - с шаровой барабанной мельницей; б - с молотковой мельницей и инерционным сепаратором; в - с валковой среднеходовой мельницей; г - с мельницей-вентилятором; 1 - бункер сырого топлива (дробленки); 2 - питатель сырого угля; 3 - углеразмольная мельница; 4 - сепаратор пыли; 5 - циклон (пылеотделитель); 6 - бункер пыли; 7 - питатель пыли; 8 - мельничный вентилятор; 9 - короб - распределитель горячего воздуха; 10 - шахта предварительной сушки топлива; 11 - барабанный паровой котел; 12 - горелка котла; 13 - дутьевой вентилятор; 14 - тракт горячего воздуха; 15 - тракт первичного горячего воздуха; 16 - отбор топочных газов на сушку топлива; 17 - транспортер подачи сырого топлива со склада

Рис. 1.10. Технологическая схема подготовки к сжиганию жидкого и газового топлива: а - подготовка жидкого топлива (мазута); 1 - мазутохранилище; 2 - паровой теплообменник; 3 - фильтр; 4, 5 - линии рециркуляции мазута; 6 - подвод пара к теплообменнику; 7, 8 - насосы первой и второй ступеней давления; 9 - обратный клапан; 10 - регулятор расхода; 11 - измеритель расхода; 12 - ствол мазутной форсунки; 13 - горелка; б - подготовка газового топлива; дополнительные обозначения: 14 - измеритель давления газа; 15 - предохранительный клапан; 16 - регулятор давления "после себя"; 17 - быстродействующий клапан

Рис. 1.11 Варианты работы газовоздушных трактов котлов: а - работа при естественной тяге; б - работа по схеме уравновешенной тяги; в - работа под наддувом; 1 - забор холодного воздуха; 2 - дутьевой вентилятор; 3 - короб горячего воздуха; 4 - система пылеприготовления; 5 - горелочное устройство; 6 - дымосос; 7 - дымовая труба; 8 - места присосов холодного воздуха; 9 - измерение разряжения на выходе из топки; 10 - топливозабрасыватель.

Рис. 2.1. Распределение доли теплоты на подогрев, испарение и перегрев в котлах при разных давлениях и температуре пара на выходе: а - h - p - диаграмма нагрева воды (Δh_В), ее испарения (Δh_ИСП) и перегрева пара (Δh_ПЕ); б - доли тепловосприятия поверхностей котла; Б - барабан; ЭКР - топочные экраны и доля испарения воды в экранах топки; ЭК - экономайзер и доля подогрева воды до насыщения в поверхности экономайзера; ПЕ - пароперегреватель и доля перегрева пара в поверхности пароперегревателя; h_НАС, h_Н.П. - соответственно энтальпии насыщения воды и насыщенного пара в барабане; h_П.В, h_ПЕ - энтальпии питательной воды на входе в котел и перегретого пара.

Рис. 2.11а. Компоновка пароперегревателей в барабанном котле высокого давления: 1 - топочная камера; 2 - конвективная шахта.

Рис. 2.2a. Топка с гладкотрубными экранами: 1 - труба; 2 - огнеупорный бетон; 3 - тепловая изоляция; 4 - уплотнительный слой (обмазка, металлический лист);

Рис. 2.2б. Топочный гладкотрубный экран экран с вварными проставками (мембранный): 1 - труба; 3 - тепловая изоляция; 4 - уплотнительный слой (обмазка, металлический лист); 5 - металлическая проставка;

Рис. 2.2г, д. Типы экранирования топки:

г - футерованный гладкотрубный экран; д - футерованный мембранный экран; 2 – огнеупорный бетон; 3 - тепловая изоляция; 4 - уплотнительный слой (обмазка, металлический лист); 5 - металлическая проставка; 6 - приварные шипы; 7 - огнеупорная масса

2.2.1. Вертикальные топочные экраны котлов с естественной циркуляцией

Обычно топочные экраны выполняются в виде нескольких вертикальных панелей (секций) шириной b_C, которые полностью закрывают все стены топки и имеют только подъемное движение рабочей среды (рис. 2.3, а).

Рис. 2.3. Схемы экранов пылеугольного котла с естественной циркуляцией: а - секция фронтового экрана; б - циркуляция в экранных секциях топки; в - выполнение нижнего выступа из экранных труб; 1 - барабан; 2 - необогреваемые опускные трубы; 3 - фронтовой экран; 4 - отводящие трубы; 5 - задний экран; 6 - секции бокового экрана; 7 - разреженные отводящие трубы заднего экрана; 8 - развилка труб (тройник); 9 - дроссельная шайба в трубе (показана условно); 10 - скоба (гребенка) для крепления труб секции

Рис. 2.4. Установка пояса жесткости экранных труб: 1 - труба экрана; 2 - опускная труба; 3 - двутавр пояса жесткости; 4 - соединение пояса жесткости с секцией труб; 5 - крепежная профильная лента секции труб; 6 - соединительная скоба; 7 - обмуровка и тепловая изоляция

Рис. 2.5. Выполнение двусветного экрана: а - установка экрана в топке; б - общий вид экрана; в - узел сварки труб экрана; 1 - барабан; 2 - двусветный экран; 3 - горелки; 4 - пояс жесткости; 5 - летка для выхода жидкого шлака; 6 - шлаковая ванна; 7 - ширмы пароперегревателя;
8 - окно для выравнивания давления; 9 - тройник; 10 - труба; 11 - приварной пруток; 12 - ремонтный лаз.

2.3.1. Виды пароперегревателей

Рис. 2.8. Типы конвективных змеевиков пароперегревателя: а - однорядный; б - двухрядный; в - четырехрядный; г - многорядный (ленточный).

		Рис.2.9 Расположение и конструкции ширмового пароперегревателя: а - расположение ширм на выходе из топки; б - обвязка труб ширмы; в - вид цельносварной ширмы; 1 - входной коллектор; 2 - выходной коллектор; 3, 5 - обвязочные трубы верхнего и нижнего уровней; 4 - трубы ширмы.
	Рис. 2.10. Схема движения пара в котле высокого давления с естественной циркуляцией: 1 - барабан; 2 - настенная радиационная панель перегревателя; 3 - разводка труб для горелки; 4 - потолочный пароперегреватель; 5 - ширмовый пароперегреватель; 6 - необогреваемые перепускные трубы; 7, 8 - змеевики вертикального и горизонтального пакетов перегревателя; 9 - подвесные трубы; 10 - камера перегретого пара

2.4.1. Водяные экономайзеры

Рис. 2.12а Общий вид пакета экономайзера: 2 - трубные змеевики; 3 - коллектор; 7 - опорная балка; 8 - опорные стойки.

Рис. 2.12 б, в: 1 - обмуровка конвективной шахты; 2 - трубные змеевики; 3 - коллектор; 4 - теплоизоляционная засыпка камеры; 5 - металлическая обшивка; 6 - огнеупорная обмазка; 7 - опорная балка; 8 - опорные стойки.

Рис. 2.12 г: 2 - трубные змеевики; 3 - коллектор; 8 - опорные стойки.

Рис. 2.12 д: 1 - обмуровка конвективной шахты; 2 - трубные змеевики; 3 - коллектор; 9 - мембранная проставка; 10 - граница установки мембран.

2.4.2. Воздухоподогреватели

Рис. 2.13. Конструкция трубчатого воздухоподогревателя: 1 - стальные трубы; 2, 6 - верхняя и нижняя трубные доски; 3 - компенсатор тепловых расширений; 4 - воздухоперепускной короб; 5 - промежуточная трубная доска; 7 - опорные колонны; 8 - горизонтальные балки.

Рис. 2.14. Компоновки трубчатых воздухоподогревателей с различным подводом воздуха: а - двухпоточная; б - четырехпоточная; в - двухпоточная и двухступенчатая; 1 - вход холодного воздуха; 2 - выход горячего воздуха; 3, 4 - первая и вторая ступени экономайзера.

Рис. 2.15. Конструктивное выполнение РВП: а - общий вид аппарата; б - вид сверху на секцию холодной части; в - листы набивки горячей и холодной частей; 1 - вал; 2, 3 - нижняя и верхняя опоры; 4 - секции горячей части ротора, 5 - то же холодной части; 6 - электропривод; 7 - наружная металлическая обшивка (кожух); 8 - периферийное уплотнение ротора РВП

Рис. 2.16. Установка регенеративного вращающегося воздухоподогревателя на котле: 1 - регенеративный вращающийся воздухоподогреватель; 2 - каркас корпуса воздухоподогревателя; 3 - экономайзер парового котла; 4 - горелка топки котла

ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

Рис. 5.1a. Однокамерные открытые с твердым шлакоудалением топочные устройства: 1 - топочные экраны; 2 - горелка; 3 - зона утепленных (футерованных) экранов; 4 - подвод топлива и воздуха в горелку; 5 - вихревая камера горения; 6 - циклон; 7 - камера дожигания; 8 - гравитационный сепаратор топлива с открытой амбразурой в топку; 9 - холодная воронка; 10 - шлаковая летка; II - шлаковая ванна; 12 - горизонтальный неохлаждаемый под; 13 - наклонный охлаждаемый под; 14 - выход жидкого шлака

Рис. 5.1б, в. Виды топочных устройств: б - однокамерные открытые и с пережимом для жидкого шлакоудаления; в - двухкамерные с циклонным методом сжигания топлива и жидким удалением шлаков; 1 - топочные экраны; 2 - горелка; 3 - зона утепленных (футерованных) экранов; 4 - подвод топлива и воздуха в горелку; 5 - вихревая камера горения; 6- циклон; 7- камера дожигания; 8 - гравитационный сепаратор топлива с открытой амбразурой в топку; 9 - холодная воронка; 10 - шлаковая летка; II - шлаковая ванна; 12 - горизонтальный неохлаждаемый под; 13 - наклонный охлаждаемый под; 14 - выход жидкого шлака.

Рис. 5.2. Основные размеры топочной камеры.

Рис. 5.3. Связь теплонапряжения топочного объема со временем пребывания газов в топке

Как правило, V^ОХЛ_Т > V^МИН_Т, поэтому высота топочной камеры определяется условиями охлаждения газов. Во многих случаях эта необходимая высота топки существенно превосходит V^МИН_Т, особенно при сжигании углей с повышенным внешним балластом, что ведет к утяжелению и удорожанию конструкции котла.

	Рис. 5.4. Топка с твердым шлакоудалением: 1 - холодная воронка; 2 - шлаковая ванна с водой; 3 - канал гидрозолоудаления; 4 - горелка; 5 - настенные экраны; 6 - ядро факела; 7 - шнековый шлакоудаляющий механизм; в - электродвигатель
		Рис. 5.6. Топочная камера с жидким шлакоудалением: а - общий вид топки; б - вид футерованного экрана; 1 - камера сгорания; 2 - под топки; 3 - шлаковая летка; 4 - камера охлаждения; 5 - труба; 6 - шипы до их покрытия обмазкой; 7 - огнеупорная обмазка труб (футеровка) по шипам.

Рис. 5.7. Виды вихревых пылеугольных горелок: а - двухулиточная горелка; б - улиточно-лопаточная горелка; 1 - улитка пылевоздушной смеси; 2 - улитка вторичного воздуха; 3 - кольцевой канал для выхода пылевоздушной смеси в топку; 4 - то же для вторичного воздуха; 5 - основная мазутная форсунка; 6 - рассекатель на выходе пылевоздушной смеси; 7 - завихривающие лопатки для вторичного воздуха; 8 - подвод центрального (третичного) воздуха; 9 - управление положением рассекателя; 10 - завихритель осевого потока воздуха; 11 - обмуровка топки; П - подсос топочных газов в корню факела; Л - завихривающие лопатки; В - подвод воздуха к горелкам; Т_л - подвод топливно-воздушной смеси; У - завихривающая улитка, D_а – диаметр амбразуры горелки

Рис. 5.8. Расположение прямоточных горелок на стенках топки: а - встречное; б - тангенциальное; d_у - условный внутренний диаметр вращения факела

		Рис. 5.9a. Прямоточная пылеугольная горелка прямоугольной формы с центральным каналом горячего воздуха: 1 - канал горячего воздуха; 2 - канал аэропыли; 3 - подсос топочных газов к струе аэропыли; В - подвод воздуха; Т_л - подвод топливно-воздушной смеси.
	Рис. 5.9б. Прямоточная пылеугольная плоскофакельная горелка с круглыми соплами: 1 - канал горячего воздуха; 2 - канал аэропыли; 3 - подсос топочных газов к струе аэропыли; 4 - поворотная головка; В - подвод воздуха; Т_л - подвод топливно-воздушной смеси.

Рис. 5.9в. Прямоточная пылеугольная горелка прямоугольной формы с поворотной головкой и внутренней подачей аэропыли: 1 - канал горячего воздуха; 2 - канал аэропыли; 3 - подсос топочных газов к струе аэропыли; 4 - поворотная головка; В - подвод воздуха; Т_л - подвод топливно-воздушной смеси.

Рис. 5.9г. Прямоточная пылеугольная щелевая блочная горелка: 1 - канал горячего воздуха; 2 - канал аэропыли; 3 - подсос топочных газов к струе аэропыли; 4 - поворотная головка; В - подвод воздуха; Т_л - подвод топливно-воздушной смеси; М - подвод мазута

Рис. 5.10. Горелки с подачей высококонцентрированной пыли: а - смеситель пыли с воздухом; б - прямоточная горелка; в - двухулиточная вихревая горелка; 1 - обмуровка топки; 2 - амбразура горелки; 3 - распылитель; I - первичный воздух; II - вторичный воздух