Водоснабжение и отопление

Топливо, топки, котельные установки

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

По мере роста рабочего давления пара резко увеличивается стоимость барабанов в водотрубных котлах. Поэтому современные котлоагрегаты теплоэлектростанций в большинстве случаев имеют только один барабан-паросборник, назначение которого; замкнуть циркуляционные контуры экранов и самого котла; собрать пар и произвести сепарацию находящейся в нем котловой воды; дать возможность производить непрерывную продувку, пополняя убыль воды в барабанах путем автоматического регулирования питания. Наиболее   простым   по   конструкции   является    прямоточный котел лауреага Сталинской премии проф. Л. К. Рамзина; на его изготовление требуется минимальное количество металла. В прямоточном котле нет многократной циркуляции и отсутствует барабан-паросборник. Принципиальная схема котла очень проста. Ихмеется ряд параллельно работающих змеевиков, в один конец которых вводится питательная вода, а из другого выходит пар. Вода, проходя по системе труб, сначала подогревается, затем происходит ее испарение и Перегрев получившегося пара. Паропроизводительность котлоагрегата составляет 220 т/час. Для котла используются трубы диаметром 40 X 32 и 52 X 40 мм.

Питательная вода с температурой 185° сначала поступает в водяной экономайзер, где подогревается примерно до 230\ далее вода направляется в топочные экраны, которые окаймляют топку таким образом, что поток воды, последовательно проходя по трубам, все время идет снизу вверх, приближаясь в своем движении к подобию спирали. Следует подчеркнуть, что, когда говорится об одной линии, подразумевается их комплект, состоящий из ряда линий, включенных параллельно друг другу.

В топочном экране вода доходит до состояния кипения, и затем по мере дальнейшего движения в нем начинается процесс парообразования. В котле Рамзина отсутствует продувка, поэтому питательная вода не должна иметь накипеобразователей, однако практически они все-таки, хотя и в незначительном количестве, но имеются. Накипь особо энергично выпадает в так называемой переходной зоне, где насыщенный пар и оставшаяся вода в количестве около 20% переходят в перегретый пар. С целью предохранения труб от перегорания при отложении накипи, так как промывка котла кислотными растворами производится только периодически, переходная зона выносится в газовый поток, имеющий сравнительно умеренные температуры.

Указанное и осуществляется в прямоточном котле, когда смесь пара и воды переходит в змеевики переходной зоны. По выходе из переходной зоны пар с температурой перегрева, равной 342°, поступает опять в топочное пространство, в радиационную часть перегревателя. Потом пар направляется во вторую конвекционную часть пароперегревателя и далее идет к потребителю.

Разделение пароперегревателя на две части — радиационную и конвекционную—иногда делается и в барабанных котлах. Такая схема включения пароперегревателя позволяет довольно устойчиво держать перегрев пара при изменениях нагрузки котла. Так, например, при перегрузке количество тепла, передаваемого радиацией топочного факела, считая на 1 кг сжигаемого топлива, уменьшается, но одновременно конвекционная часть перегревателя начинает работать более эффективно, так как с повышением форсировки растет объем отходящих газов, вместе с ним возрастает скорость движения газов и коэффициент теплопередачи.

В котле Рамзина, как уже отмечалось, потоки воды и пара идут по параллельным змеевикам. Весьма важно, чтобы тепловая работа каждого змеевика была бы идентична с другими, чтобы не получилось, что в одном змеевике пар не догреется до требуемой температуры, а в другом чрезмерно перегреется, что вызовет перегрев стенки и аварию. В циркуляционных контурах барабанных котлов также могут происходить такие явления, но там увеличенная кратность циркуляции исключает возможность опрокидывания циркуляции в отдельных трубах, приводящих к образованию застоя пара и перегреву труб.

Получить совершенно идентичные змеевики крайне затруднительно; при эксплуатации прямоточного котла всегда имеется опасение, что увеличится гидравлическое сопротивление в одних змеевиках и уменьшится в других. Кроме того, топочная часть и газоходы могут отдавать тепло неодинаково во всех пунктах сечения газового потока. Ошлакование некоторых участков газохода: также может вызвать неравномерность газового потока и соответственно теплоотдачи в разных пунктах. В результате неравномерной передачи тепла змеевикам в пунктах, где по проекту она не предвиделась, опять начнут изменяться гидравлические сопротивления отдельных змеевиков. Удельный объем пара значительно выше соответствующего объема воды, и если в каком-нибудь змеевике образуется по сравнению с другими больше пара, то в этом змеевике повысится гидравлическое сопротивление, что в итоге может вызвать чрезмерный перегрев пара и стенки.

Эффективным   мероприятием, предотвращающим   указанную неравномерность, является введение в систему змеевиков дополнительных гидравлических сопротивлений, сглаживающих неравномерность гидравлических сопротивлений отдельных змеевиков. Это достигается путем введения при входе в змеевики диафрагм, уменьшающих их сечение. Измеряя температуру пара по выходе из каждого змеевика и в случае надобности изменяя сечение отдельных диафрагм, производят «настройку» змеевиков.

С увеличением давления пара уменьшается разница в удельных объемах воды и пара, что благоприятно сказывается на работе прямоточного котла и, наоборот, усложняет работу сепара-ционных приспособлений в котле с циркуляцией пароводяной смеси.

В котле Рамзина нет запаса воды, и поэтому необходимо синхронизировать тепловую работу топки и подачу питательной воды. Автоматически действующую синхронизацию удается осуществить при камерном сжигании топлива. Принципиально подобная схема могла бы быть представлена так: от коленчатого вала, приводимого в движение электродвигателем постоянного тока, когда можно по желанию изменять число оборотов, работают два насоса: один перекачивает в котел мазут или аэропыль, другой — питательную воду. Практически синхронизация осуществляется весьма сложно.

Учитывая потребность в необходимом запасе давления для работы автоматики питания котла, арматуру, трубопроводы и пр. следует рассчитывать на 180 ати.

Растопка котла Рамзина производится таким образом, что сначала вода проходит по всем змеевикам и затем поступает в питательный бак; по мере образования насыщенного пара его или выпускают наружу, или используют в поверхностных водо-подогревателях до тех пор, пока не будет получаться перегретый пар требующейся температуры. Растопка продолжается около 50 мин.