Устройство и принцип работы котлов - Котельные установки
Паровой или водогрейный котел представляет собой устройство в виде металлического сосуда, который обогревается продуктами сгорания топлива и служит для получения горячей воды или пара. Основным элементам котла является поверхность нагрева - поверхность металлических стенок, омываемых с одной стороны горячими газами, а с другой - водой. В современных котлах поверхность нагрева выполняется в виде труб, присоединенных к барабанам и коллекторам.
В зависимости от места расположения поверхность нагрева котла делится на радиационную и конвективную.
Радиационная поверхность нагрева воспринимает теплоту от газов главным образом вследствие их лучеиспускания. Большая часть этой поверхности, расположенная в топке, называется экраном. В зависимости от места расположения экраны разделяются на боковые (трубы размещены на боковых стенках топки), фронтовые (трубы находятся на передней стенки) и т. д.
Конвективная поверхность нагрева воспринимает теплоту от газов при соприкосновении (конвекции) с ними. Она расположена в газоходах котла, где передача теплоты лучеиспусканием хотя и наблюдается, но не является главной и по величине значительно меньше передачи теплоты конвекцией. Таким образом, полная площадь поверхности нагрева котла м2, равна:
,
Где и - площади радиационной и конвективной поверхностей нагрева котла.
Площадь поверхности нагрева котла определяется со стороны, омываемой газами. При работе парового котла нижняя часть его объема всегда заполнена водой, а верхняя часть - паром. Объем котла, занятый водой, называется водяным пространством или водяным объемом. Та часть объема котла, которая при работе заполнена паром, называется паровым пространством. От водяного объема котла зависит устойчивость его работы, т. к. вода в котле выполняет роль аккумулятора теплоты: запасает теплоту в период уменьшения нагрузки и отдает ее во время увеличения расхода пара. Поэтому в котлах с большим водяным объемом почти не изменяется давление даже при значительных колебаниях расхода пара.
Паровое пространство необходимо для сбора и осушки пара, образующегося в котле. Чем больше паровое пространство котла, тем благоприятнее условие для удаления влаги из пара - осушки. Наличие влаги в паре отрицательно влияет на работу большинства аппаратов, использующих пар. Для удаления влаги из пара в котле предусматривают сепарирующие устройство.
В процессе работы котла паровое и водяное пространства изменяются в зависимости от уровня воды в котле. Самый низкий уровень воды принимается из условия безопасной работы котла. Верхний уровень воды в котле не должен превышать уровня, при котором возможно резкое увеличение влажности образующегося пара или выброс котловой воды в паропровод. Расстояние между низшими и высшими уровнями воды (в зависимости от размеров котлов) в среднем составляет 50-100 мм.
Объем воды между указанными уровнями называется питательными, который в процессе работы котла заполняется попеременно водой и паром. На этих уровнях устанавливают водоуказательные стекла и пароводопробные краны, с помощью которых можно определить, находится ли уровень воды в котле в допустимых пределах.
Давление пара в котле контролируется манометрами, которые присоединяют с помощью сифонной изогнутой трубки к паровому пространству котла. Кроме того, на котле устанавливают предохранительный и обратный клапаны, вентили на питательном и паровом трубопроводах, а также на спускной линии, размещаемой в самой нижней части котла. Эта линия служит для продувки котла с целью удаления осевшей грязи (шлама) и выпуска воды при ремонте.
Паровой котел малой мощности имеет два барабана: верхний и нижний, которые соединены между собой пучком труб, образующих конвективную поверхность котла. В передней части котла размещается топка для сжигания топлива. Боковые стенки ее покрыты трубами - водяными экранами, образующими радиационную поверхность котла. Верхними концами экранной трубы завальцованны в верхнем барабане, а нижними - приварены к коллекторам.
В результате сжигания топлива в топке образуются дымовые газы высокой температуры. Эти газы проходят по газоходам котла, образуемым перегородками, омывают пучки труб, по которым движется (циркулирует) вода. В результате газы отдают воде часть своей теплоты и охлаждаются, а вода нагревается и превращается в пар, собираемый в верхнем барабане котла. Воздух для горения подается в топку снизу через поддувало (зольник), где частично собираются зола и мелкие кусочки топлива, провалившиеся через решетку.
Каркас котла - это несущая металлическая конструкция, воспринимающая вес котла с учетом временных и особых нагрузок и обеспечивающая требуемое взаимное расположение элементов котла. Конструкция каркаса зависит от мощности и компоновки котла.
Каркас котла (рис) представляет собой жесткую пространственную рамную конструкцию, состоящую из колонн, опорных и вспомогательных балок. Несущие колонны 2 - наиболее ответственная часть каркас; они воспринимают основные нагрузки и передают их на фундамент 1. колонны изготовляют из швеллеров или двутавров, сваренных между собой с помощью специальных планок. Опорный башмак нижней части колонны состоит из опорной плиты, траверс и ребер.
Чтобы предохранить каркас от неравномерного нагрева, его выносят из зоны повышенных температур за обмуровку. Однако некоторые элементы каркаса, например опорные балки водяного экономайзера, не удается вынести из зоны повышенных температур. В этом случае их изолируют или охлаждают воздухом, проходящем внутри элементов каркаса коробчатого сечения.
Рис1.3. Каркас котла типа БГ:1-фундамент; 2-несущая колонна; 3- связи; 4-балка
Обмуровка котла - это система огнеупорных и теплоизоляционных ограждений или конструкций котла, предназначенных для уменьшения тепловых потерь и обеспечения газовой плотности.
Конструкция обмуровки зависит от условий, в которых она работает. Если стены топочной камеры закрыты трубами поверхностей нагрева - экранированы, то температура внутренней огневой стенки обмуровки будет значительно ниже, чем у неэкранированных котлов, и разность температур между наружной и внутренней стенками обмуровки уменьшится, т. е. обмуровка будет работать в более благоприятных условиях. В этом случае ее можно выполнить более легкой и дешевой.
Для котлов малой и средней мощности применяют тяжелые и облегченные обмуровки. Масса 1 м3 тяжелой обмуровки составляет 1600-1900 кг, а облегченной 350-1300 кг.
Для создания жаростойкого слоя в котлах малой и средней мощности применяют сравнительно дешевые материалы: шамотный кирпич и шамотобетон. Для теплоизоляционного слоя используют диатомовый кирпич, диатомобетон, совелитовые и вермикулитовые плиты, изделия из шлако - и стекловаты, асбозурит и др. для облегченных обмуровок применяют плиты, панели и щиты из жаростойких и теплоизоляционных бетонов, набивных масс и обмазок.
К гарнитуре котла относятся устройства для обслуживания газоходов и топки котла: лазы, гляделки, затворы шлаковых и золовых бункеров, газовые и воздушные клапаны и заслонки, взрывные клапаны, а также обдувочные аппараты.
Лазы - предназначены для осмотра и ремонта поверхностей нагрева, могут быть прямоугольными размерами не менее 400Ч400 мм или круглыми диаметром не менее 450 мм. Дверцы лазов устанавливают на чугунной раме, которую закрепляют в обмуровку или на каркасе котла.
Гляделки - служат для визуального осмотра топки и газоходов с наружной стороны котла. По устройству они не отличаются от лазов, но имеют значительно меньшие размеры.
Затворы шлаковых и золовых бункеров - используют для периодического удаления золы и шлака из бункеров.
Газовые и воздушные клапаны и заслонки - применяют для отключения газоходов, а также регулирования тяги и дутья.
Взрывные клапаны выпускают дымовые газы при повышении давления в топке или газоходе котла, предохраняя их от разрушения.
Во время работы котла на его поверхностях нагрева могут откладываться шлак и зола, что ухудшает теплопередачу. Очищают поверхности нагрева от золы и шлака струей пара, воздуха или с помощью дробеочистительных установок.
Не смотря, на большие различия в устройстве во всех котлах по существу протекают два одинаковых основных процесса: горение топлива с образованием газов высокой температуры (продуктов сгорания) и передача теплоты от этих газов воде. В результате этого в паровых котлах вода нагревается и испаряется, превращаясь в пар. В водогрейных котлах, в отличие от паровых, вода лишь нагревается до требуемой температуры и испарения не происходит.
Работу паровых котлов характеризуют следующие показатели:
- 1. паропроизводительность (мощность котла) D - количество вырабатываемого пара в кг или т в 1 с или в 1 ч; 2. паронапряжение поверхности нагрева D/HK - количество пара, кг, получаемого с одного м2 поверхности нагрева за 1 час. Эта величина является важной характеристикой, отражающей интенсивность паросъема в котле; 3. параметры получаемого пара - давление и температура; 4. КПД котла - отношение количества теплоты, расходуемой на образование пара (полезная теплота), ко всей затраченной теплоте, вносимой в топку с топливом; следовательно, коэффициент характеризует степень использования теплоты сгорания топлива в котле.
Работа водогрейных котлов характеризуется теплопроизводительностью (мощностью) Q - количеством вырабатываемой теплоты в единицу времени Вт, а также тепловым напряжением поверхности нагрева котла Q/HK, температурой нагрева воды и КПД. Тепловое напряжение поверхности нагрева (или удельная тепловая нагрузка), Вт/м2, вырабатывает количество теплоты, передаваемое за 1 времени через 1 м2 поверхности нагрева. КПД как парового, так и водогрейного котла выражаются в долях единиц или в процентах.
Рис. Котел КВ-ГМ-100:
- 1-передний экран; 2-боковой экран; 3- промежуточный экран; 4-конвективные пакеты; 5-задний экран; 6-портал; 7-камера
Похожие статьи
-
Работа металла поверхностей нагрева - Описание работы нагревательных котлов
Особенностью ГЖК является высокая плотность теплового потока в жаровой трубе котла, которая примерно в 3-4 раза выше, чем у водотрубных котлов. Именно за...
-
Конструкция ГЖК - Описание работы нагревательных котлов
Среди разнообразия производителей газовых жаротрубных котлов в то же время схемы движения дымовых газов и воды похожи. Для большинства котлов (КСВа...
-
Назначение, устройство и принцип работы приспособления - пневматического съемника Пневматический пневмошомпольный зажим предназначен для зажима...
-
Назначение, устройство, технические данные, принцип работы и правила эксплуатации компрессионного холодильника "Снайге - 12Е" Бытовой компрессионный...
-
Сканирующее зондовая микроскопия и ее принцип работы В основе работы СЗМ лежат различные типы взаимодействия зонда с поверхностью образца. Характерное...
-
Назначение, область применения и место установки в производственном процессе Шнековый питатель ПШМ - 1 входит в состав аэрозоль транспортера и...
-
Классификация котельных установок - Котельные установки
Котельные установки в зависимости от типа потребителя разделяются на энергетические, производственно-отопительные и отопительные. По виду вырабатываемого...
-
Развитие конструкций жаротрубных котлов - Описание работы нагревательных котлов
Развитие конструкций паровых и водогрейных котлов в начале своего пути шло по двум основным направлениям - газотрубный и водотрубный способ нагрева...
-
По ходу плавки в электродуговую печь требуется подавать различное количество энергии. Менять подачу мощности можно изменением напряжения или силы тока...
-
В процессах нефти - и газопереработки для обеспечения необходимой температуры в аппаратах требуется подводить или отводить тепло. Для этого на...
-
Краткое устройство ремонтируемой машины Экскаватор ЭО-4112Б - с прямой лопатой на гусеничном ходу, предназначено для разработки и погрузке в транспортное...
-
В электропечи можно получать легированную сталь с низким содержанием серы и фосфора, неметаллических включений, при этом потери легирующих элементов...
-
Элементы котельных установок - Котельные установки
Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива...
-
Назначение, устройство и принцип работы приспособления вертикальный гидравлический зажим Зажимные устройства с гидравлическими приводами широко применяют...
-
Надежная работа переливного устройства определяется скоростнями движения в перетоке и зазоре между нижним срезом переточной трубы и основанием кармана....
-
Краткое устройство ремонтируемой машины Щековая дробилка с простым качанием щеки предназначена для крупного и среднего дробления горных пород средней и...
-
Холодильная автоматизированная установка состоит из трех компрессоров (КМ), оснащенных устройствами автоматической защиты, маслоотделителя (МО), сборника...
-
Введение Электрическая станция - энергетическая установка, служащая для преобразования природной энергии в электрическую. Тип электрической станции...
-
Принцип работы современных доильных установок
Принцип работы современных доильных установок Лактация коров - это очень сложный и трудоемкий процесс. Он включает в себя образования молока в молочной...
-
Назначение, устройство и принцип работы приспособления - гидравлического зажима Гидравлический зажим одностороннего действия предназначен для закрепления...
-
Назначение, устройство и принцип работы ремонтируемого узла - Экскаватор ЭО-3322А
Механизм поворота экскаватора ЭО-3322А. Для поворотной платформы экскаватора применен низкомоментный аксиально-поршневой гидромотор с двухступенчатым...
-
Пускатель представляет собой тиристорный регулятор с цифровой системой управления на интегральных микросхемах, обеспечивающий плавное изменение выходного...
-
Заключение - Котельные установки
Техническое состояние источников теплоснабжения, тепловых сетей и др. объектов коммунальной теплоэнергетики на сегодняшний день не отвечает современным...
-
Общие сведения об изделии Назначение и область применения Барабан дробеметный конвейерный периодического действия предназначен для очистки отливок от...
-
Очистка отходящих газов., Футеровка печей. - Конструкция и принцип работы елктропечи
Современные крупные сталеплавильные дуговые печи во время работы выделяют в атмосферу большое количество запыленных газов. Применение кислорода и...
-
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРЕВЕНТОРОВ, ПЛАШЕЧНЫЕ ПРЕВЕНТОРЫ - Буровое оборудование
ПЛАШЕЧНЫЕ ПРЕВЕНТОРЫ Превентор, выпускаемый ВЗБТ (рис. ХШ.2) состоит из стального литого корпуса 7, к которому на шпильках крепятся крышки / четырех...
-
Принцип работы системы и функциональная схема САР В данной работе рассматривается система автоматического регулир Ования температуры воды в баке. Схема...
-
Выбор схемы базирования и описание работы приспособления Анализируя техническое задание, эскиз детали под выполняемую операцию из ГОСТ 21495-76 выбираем...
-
Основная цель курсовой работы Основной целью курсовой работы является анализ работы судовой энергетической установки при заданных условиях эксплуатации,...
-
Устройство и принцип действия абсорберов - Абсорбер для очистки газов от диоксида углерода
При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз. Поэтому абсорбционные аппараты должны иметь развитую поверхность...
-
Электрооборудование. - Конструкция и принцип работы елктропечи
Рабочее напряжение электродуговых печей составляет 100 - 800 В, а сила тока измеряется десятками тысяч ампер. Мощность отдельной установки может...
-
Одношлаковый процесс. - Конструкция и принцип работы елктропечи
В связи с интенсификацией процесса электроплавки в последние годы получил большое распространение метод плавки в дуговой печи под одним шлаком. Сущность...
-
Исследования, Гидравлический режим - Описание работы нагревательных котлов
Многочисленные обследования жаротрубных котлов показали некоторые особенности их эксплуатации. Гидравлический режим Основной особенностью гидравлического...
-
Подготовка материалов к плавке., Технология плавки. - Конструкция и принцип работы елктропечи
Все присадки в дуговые печи необходимо прокаливать для удаления следов масла и влаги. Это предотвращает насыщение стали водородом. Ферросплавы...
-
НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, РАБОТА - Тормозная система с пневматическим приводом
Назначение системы тормозов для снижения скорости и быстрой остановки автомобиля, а так же для удержания его на месте во время стоянки. Устройство...
-
Конструкция и принцип работы - Спиральный теплообменный аппарат
Варианты конструкций спиральных теплообменников. Спиральные теплообменники с противотоком или параллельным движением сред. В общем случае этот тип...
-
Кондиционеры предназначены для создания благоприятных температурно-влажностных условий в жилых и служебных помещениях. Кондиционеры классифицируют по...
-
Система питания предназначена для приготовления и подачи к цилиндрам горючей смеси, а так же для регулирования ее количества и состава; она включает в...
-
Параметры работы Для нормальной работы установки должны применяться вода со следующими параметрами: 1) жесткость карбонатная не более 2,5 мг. экв/л; 2)...
-
Проектируемая система адаптивного управления представляет собой комплексную систему автоматического регулирования, состоящую из двух подсистем,...
Устройство и принцип работы котлов - Котельные установки