Огнетрубные паровые котлы

Огнетрубными называют такие паровые котлы, в которых продукты сгорания топлива движутся внутри труб, омываемых снаружи водой.

В зависимости от компоновочной схемы огнетрубных котлов различают;

• оборотные огнетрубные котлы, в которых топки и дымогарные трубы размещены параллельно друг другу, а газы в них движутся в противоположных направлениях (рис. 4.а, б);

• пролетные огнетрубные котлы, в которых топка и дымогарные трубы размещены последовательно и газы в них движутся в одном направлении (рис. 4.б).

Конструкция оборотного огнетрубного котла показана на рис. 3. Основные элементы огнетрубного котла размещены внутри корпуса и дымовой коробки. Корпус представляет собой цилиндр с приваренными к нему передним и задним днищами. В переднем днище выполнены отверстия для крепления дымогарных труб, жаровой трубы и длинных анкерных связей, а в заднем — для крепления коротких и длинных анкерных связей.

Жаровая труба (топка) выполняется диаметром 700 ^ 1200 мм и длиной 1800 ^ 2500 мм и имеет круглое поперечное сечение. Количество жаровых труб, в зависимости от паропроизводительности котла, может быть от одной до трех. Жаровые трубы огнетрубных котлов работают в тяжелых условиях и имеют, как правило, гофрированную поверхность, обеспечивающую тепловые расширения и самоочистку трубы от накипи. Наиболее напряженные участки жаровой трубы защищаются кольцами из огнеупорного кирпича. В жаровой трубе происходит сгорание топлива, распыливаемого через форсунку, в струе воздуха, подаваемого через воздухонаправляющее устройство — ВНУ, и образование горячих газов.

Огневая камера служит для догорания топлива, не успевшего сгореть в топке, поворота газов и направления их в дымогарные трубы котла. Передняя стенка огневой камеры представляет собой трубную доску, в которой закреплены дымогарные трубы. Как правило, каждая топка (жаровая труба) имеет свою индивидуальную огневую камеру и пучок дымогарных труб.

Рис. 3. Конструкция оборотного огнетрубного котла.

1 — корпус; 2 — заднее днище; 3 — длинные анкерные связи; 4 — потолочные скобы; 5 — короткие анкерные связи; 6 — огневая камера;

7 — огнеупорные кольца; 8 — жаровая труба (камера сгорания); 9 — дымогарные трубы; 10 — воздухонаправляющее устройство;

11-форсунка; 12 — дымовая коробка; 13 — пароперегреватель; 14 — воздухоподогреватель; 15 — выброс дымовых газов; 16-переднее днище; 17 — отбор насыщенного пара; 18 — паросборная труба; 19 — отбор насыщенного пара в пароперегреватель; 20-лаз.

Дымогарные трубы соединяют огневую коробку с дымовой коробкой и составляют основную часть поверхности нагрева котла. Внутри дымогарных труб проходят горячие продукты сгорания, нагревают стенки труб и передают свое тепло воде, омывающей их с наружной стороны. Дымогарные трубы имеют диаметр 50 ^ 70 мм при толщине стенок 2,5 ^ 4,5 мм. Некоторые дымогарные трубы выполняются большим диаметром, с увеличенной толщиной стенки и образуют дополнительные связи, повышающие прочность конструкции огнетрубного котла. Площадь поверхности нагрева огнетрубных котлов составляет от 15 м2 у однотопочных котлов, до 230 м2 — у трехтопочных котлов. На горячих наружных поверхностях стенок дымогарных труб, огневой камеры и жаровой трубы образуются паровые пузырьки, отрываются от стенок поверхностей нагрева, всплывают через толщу воды, и образовавшийся пар собирается в верхней части корпуса парового котла. Часть пара через паросборную трубу поступает в пароперегреватель. Насыщенный пар отбирается на потребители из верхней части корпуса котла, а перегретый пар — из пароперегревателя.

Продукты сгорания, пройдя через дымогарные трубы и отдав часть теплоты на испарение воды, собираются в дымовой коробке, откуда направляются в дымовую трубу. Часто, с целью более полного использования теплоты продуктов сгорания, в дымовой коробке размещают трубную систему пароперегревателя и воздухоподогреватель.

Корпус огнетрубного котла заполняется питательной водой с таким расчетом, чтобы вода покрывала все поверхности нагрева и огневую камеру с учетом возможных кренов и дифферентов судна. Расход воды, испарившейся в котле, восполняется подачей свежей питательной воды в корпус котла.

Кроме рассмотренной выше конструкции оборотного котла существуют другие типы огнетрубных котлов. Наиболее распространенные компоновочные схемы огнетрубных котлов показаны на рис. 4.

Вертикальный огнетрубный котел с горизонтальными трубами (рис. 4.6) имеет цилиндрический вертикальный корпус. Прямые дымогарные трубы расположены горизонтально. В огневой камере предусмотрены съемные щитки, упрощающие чистку поверхностей нагрева.

Вертикальный огнетрубный котел с вертикальными трубами (рис. 4.б) широко распространен в качестве вспомогательного на судах зарубежной и отечественной постройки. Котел имеет вертикальный цилиндрический корпус и вертикальные прямые дымогарные трубы, соединяющие топку с дымовой коробкой.

4

подпись: 4

ПВ

подпись: пв Огнетрубные паровые котлы

4

подпись: 4

ЗИ

подпись: зи

1

2

подпись: 1
2

7

подпись: 7

ПВ

подпись: пв Огнетрубные паровые котлыТ 6 5

Огнетрубные паровые котлы1 — корпус котла; 2 — дымогарные трубки;

3 — топка (камера сгорания); 4 — дымовая коробка;

5 — воздухонаправляющее устройство;

6 — топливная форсунка; 7 — съемные щитки;

8 — огневая камера; 9 — жаровая труба,

ПВ — подача питательной воды;

Т — подача топлива;

Т 6 5

подпись: т 6 5В — подача воздуха;

П — отбор насыщенного пара;

ДГ — выброс дымовых газов;

ЗИ — зеркало испарения,

Рис, 4, Компоновочные схемы огнетрубных паровых котлов: а — оборотный огнетрубный котел;

Б — вертикальный огнетрубный котел с горизонтальными трубами; в — вертикальный огнетрубный котел с вертикальными трубами,

Огнетрубные котлы имеют следующие характеристики:

— паропроизводительность:

— параметры пара:

— КПД:

подпись: - паропроизводительность:
- параметры пара:
- кпд:
Б = 0,5 ^ 6,5 т/ч;

Рк = 1,5 — 1,8 МПа (15 — 18 кгс/см2);

? ПЕ = 300 — 320 0С;

70 — 75 %,

(при использовании дополнительных хвостовых поверхностей нагрева: водяного экономайзера и воздухоподогревателя, КПД огнетрубного котла можно довести до значения 82 — 83 %),

Огнетрубные котлы обладают следующими преимуществами:

— большой аккумулирующей способностью, благодаря чему давление пара и уровень воды при резких изменениях нагрузки меняются очень незначительно;

— большим относительным водосодержанием: количество воды в котле в несколько раз превышает его часовую производительность, поэтому с момента прекращения питания котла водой до падения уровня воды до нижнего допустимого предела проходит достаточно много времени;

— невысокими требованиями к качеству питательной воды, так как основная поверхность нагрева, образованная дымогарными трубами, омывается газами относительно невысокой температуры 700 — 850°С;

— простотой обслуживания и долговечностью.

К недостаткам огнетрубных котлов можно отнести:

— невозможность получения пара давлением свыше 2 МПа (20 кгс/см2);

— длительную разводку (12 час и более) из-за жесткой конструкции котла и возникающих в процессе разводки значительных напряжениях в конструкционных материалах;

— неорганизованную циркуляцию воды, не позволяющую увеличивать паросъем с 1 м2 поверхности нагрева более чем на

0, 007 кг/с и, вследствие этого, низкую паропроизводительность — до 1,8 кг/с;

— большую относительную массу;

— повышенные металлоемкость и трудоемкость изготовления;

— возможность взрыва из-за мгновенного вскипания большой массы воды, находящейся в корпусе котла,

Указанные недостатки послужили причиной того, что огнетрубные котлы в настоящее время не применяются на судах и кораблях в качестве главных, и используются только в качестве вспомогательных котлов,

Ваш отзыв

Рубрика: Судовые паропроизводящие установки

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *