Прямоточные паровые котлы

Прямоточными паровыми котлами называют такие котлы, у которых в испарительных поверхностях нагрева рабочее тело (вода, пароводяная смесь и пар) совершает принудительное однократное движение, За один прямой ход, без кругового движения по замкнутому контуру, вода полностью превращается в перегретый пар, Таким образом кратность циркуляции в прямоточных котлах равна единице:

К = 6щ_ = 1 О,

ПЕ

Прямоточные паровые котлы

Участок участок участок

Простейший одновитковый прямоточный котел представляет собой обогреваемую горячими газами трубу в один конец которой подается питательная вода, а из другого конца отбирается перегретый пар (рис. 10):

На экономайзерном участке котла происходит подогрев поступающей питательной воды до температуры насыщения, на испарительном — испарение воды, и на перегревателъном — дальнейшее повышение температуры образовавшегося из воды пара (перегрев пара).

Отличием прямоточных котлов от котлов с ЕЦ является то, что экономайзерный, испарительный и пароперегревательный участки четко не разделены между собой, а их протяженность зависит от нагрузки котла. При уменьшении температуры газов или увеличении расхода питательной воды границы экономайзерного и испарительного участков смещаются вправо (по схеме) и их длина увеличивается; при увеличении нагрузки котла или уменьшении расхода питательной воды — смещаются влево, и их длина уменьшается.

Паропроизводительность одновиткового котла (состоящего из одной трубы) обычно не превышает значения 10 т/ч, так как дальнейшее ее увеличение связано с резким возрастанием гидравлических сопротивлений

И, как следствие, со значительным увеличением мощности и массогабаритных показателей питательного насоса. Для обеспечения больших значений паропроизводительности все мощные прямоточные котлы выполняются многовитковыми.

В многовитковом прямоточном котле (рис. 11) питательная вода поступает в раздающий коллектор небольшого диаметра (100 ^ 150 мм), откуда распределяется по нескольким параллельно включенным и обогреваемым газами виткам. После испарения и перегрева в трубах поверхностей нагрева образовавшийся пар поступает в смесительный

Прямоточные паровые котлы

А

Яг

РК

Рис. 11. К принципу действия многовиткового прямоточного котла.

Опв — подача питательной воды; БПЕ — отбор перегретого пара; Яг — теплота продуктов сгорания; РК — раздающий коллектор; СК — смесительный коллектор; ГСК — главный стопорный клапан.

(собирающий) коллектор, откуда через главный стопорный клапан отбирается на потребители.

С целью обеспечения большей компактности поверхности нагрева прямоточного котла, все параллельно включенные витки выполняют в виде змеевиков. Змеевиковые поверхности нагрева очень хорошо вписываются в газоходы, что позволяет придавать прямоточным котлам практически любую форму, удобную с точки зрения размещения в котельном отделении.

Конструктивная схема многовиткового прямоточного парового котла и принцип его действия показаны на рис. 12.

Питательная вода с помощью питательного насоса подается в раздающий коллектор экономайзера, где распределяется по нескольким параллельно включенным змеевикам трубного пучка экономайзера. В экономайзере вода нагревается до температуры меньшей, чем температура насыщения при данном давлении на 30 ^ 40 0С, и собирается в смесительном коллекторе. Из смесительного коллектора экономайзера подогретая вода по перепускной трубе подается в раздающий коллектор испарительной части, откуда распределяется по параллельно включенным виткам, образующим экранную поверхность нагрева и ограничивающим топочное пространство. В верхней части топки из сплошного экрана витки переходят в змеевики прореженного пучка труб испарительной части котла. Слегка перегретый пар, образовавшийся в испарителе, собирается в смесительном коллекторе и по внешней перепускной трубе поступает в раздающий коллектор пароперегревателя. При движении пара по змеевикам пароперегревателя происходит дальнейшее повышение его температуры. Перегретый пар собирается в выходном коллекторе котла, откуда через главный стопорный клапан направляется на потребители.

/ *

±

ДГ

Пн

В

Пв

20

^ ЭК ГСК

©XI—►

6 ВПЕ

(

\

(

\

(

\

5

4

ИСП{

1 — раздающий коллектор экономайзера;

2 — смесительный коллектор экономайзера;

3 — раздающий коллектор испарительной части;

4 — смесительный коллектор испарительной части;

5 — раздающий коллектор пароперегревателя;

6 — смесительный коллектор пароперегревателя;

ПН — питательный насос;

ГСК — главный стопорный клапан; ЭК — экономайзер;

ИСП — испарительная часть котла; ПП — пароперегреватель;

Э — экранная часть испарительной поверхности нагрева;

Т — топка котла;

Тл — подача топлива;

В — подача воздуха;

ДГ — отвод дымовых газов; вЯ5 — подача питательной воды;

Бпе — отбор перегретого пара;

Многовитковые прямоточные котлы могут обеспечивать большие паропронзводительности и высокие параметры пара. Они компактны, маневренны, легко вписываются в габариты котельного отделения.

Основными преимуществами прямоточных котлов по сравнению с водотрубными котлами с ЕЦ являются:

— отсутствие больших и тяжелых коллекторов;

— относительная свобода при компоновке поверхностей нагрева применительно к габаритам и форме котельного отделения;

— более высокие допускаемые тепловые нагрузки в топке и конвективных поверхностях нагрева за счет принудительного движения рабочего тела;

— более высокая степень использования поверхности нагрева, так как отсутствуют неомываемые газами (теневые) участки труб;

— повышенная маневренность из-за малой теплоаккумулирующей способности (малого объема воды и металлоконструкций) котла;

— малые массогабаритные показатели и высокий КПД.

К недостаткам прямоточных котлов относятся:

— невысокая надежность при работе на пониженных нагрузках из-за гидродинамических расстройств контура принудительной циркуляции;

Прямоточные паровые котлы Прямоточные паровые котлы Прямоточные паровые котлы

— дополнительные затраты энергии питательным насосом на преодоление гидравлических сопротивлений в пароводяном тракте котла;

— очень сложная автоматизация котла, особенно в части поддержания заданных давления и температуры перегретого пара и обеспечения синхронного изменения расходов топлива, воздуха и питательной воды;

— неспособность котла выдавать одновременно насыщенный и перегретый пар;

— необходимость использования для растопки прямоточного котла специального растопочного сепаратора с системами и арматурой, что значительно усложняет установку;

— высокие требования, предъявляемые к качеству питательной воды, из-за выпадения и отложения солей в зоне ухудшенного теплообмена в условиях отсутствия продувания и внутрикотловой обработки воды.

4

Т /» и и и

Ваш отзыв

Рубрика: Судовые паропроизводящие установки

Добавить комментарий

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