История развития котлоагрегатов.

Лекция 5. Основные направления развития котлоагрегатов

 

История развития котлоагрегатов.

 

Котлом называется устройство, в котором для получения пара или нагрева воды под давлением выше атмосферного, потребляемых вне этого устройства, используется теплота, выделяющаяся при сгорании органического топлива.

Первые цилиндрические котлы имели большие недостатки: небольшой паросъём, неразвитую поверхность нагрева, большой водяной объём и занимаемую площадь.

Совершенствование котлов шло по двум направлениям: по пути развития внутренней поверхности нагрева – жаротрубные котлы и газотрубные; по пути развития внешних поверхностей нагрева – водотрубные котлы.

В газотрубных котлах продукты сгорания проходят внутри труб, а вода омывает их снаружи и нагревается. Вводотрубных наоборот, вода проходит внутри труб, а продукты сгорания обогревают их внешнюю поверхность. По конструкции и характеру расположения трубных пучков и их объединению в общую систему водотрубные котлы принято разделять на горизонтально-водотрубные и вертикально-водотрубные.

 

2. Паровые котлы низкой компоновки: ДКВР, КЕ.

Паровые котлы по рабочему давлению делят на 4 группы: низкого (0,9-1,4 МПа), среднего (2,4-4,0 МПа), высокого (9,0-14,0 МПа) и сверхвысокого (>14 МПа).

По паропроизводительности: малой (до 25 т/ч), средней (35-220 т/ч) и большой (>220 т/ч).

Паровые котлоагрегаты горизонтальной ориентации: ДКВ (до 1958 г.), ДКВР (до 1977 г.) и позже КЕ и ДЕ.

 ДКВР – двухбарабанный котёл водотрубный реконструированный – выпускались производительностью 2,5; 4; 6,5; 10 и 20 т/ч на давление пара 1,37 МПа; ДКВР-4-13: 6,5; 10; 20 т/ч–2,37 МПа. Предназначены для работы на различных видах топлива (рис. 5.1.).

Рис.5.1. Паровой котел типа ДКВР-6,5-13:

1— топочная камера; 2— верхний барабан; 3- манометр; 4 — предохранительный клапан; 5— питательные трубопроводы; 6- сепарационное устройство; 7- легкоплавкая пробка; 8 — камера догорания; 9 — перегородка; 10 пучок труб; 11 — трубопровод непрерывной продувки; 1 2 — обдувочное устройство; 13 — нижний барабан; 14 — трубопровод периодической продувки; 15- кирпичная стенка; 16 — коллектор

 

 

Компоновка котла двухбарабанная, с последовательным расположением топки и конвективной поверхности нагрева по одной продольной оси. Движение газов – горизонтальное с несколькими поворотами.

Барабаны – сварные, диаметром 1000 мм. В верхнем барабане расположены: питательный трубопровод (для подачи питательной воды) и сепарационные устройства для очистки пара от влаги. Нижний барабан служит шламоотстойником и имеет продувочный патрубок для удаления шлама. Топка экраниранирована трубами ø51×2,5 мм с шагом S_Э=80 мм. Трубы боковых экранов (2,5;4;6,5 мм) завальцованы верхними концами в верхний барабан, а нижними концами приварены снизу к коллекторам. Трубы конвективного пучка завальцованы в верхний и нижний барабан. Шаг труб конвективных пучков: поперечный – S₁=100 мм и S₂=110 мм.

С 1977 года для сжигания твёрдых топлив стали выпускать парогенераторы серии КЕ (котлы с естественной циркуляцией) (2,5;4;6,5;10;25 т/ч). При одинаковой компоновочной схеме с ДКВР котлы КЕ имеют меньшие габаритные размеры за счёт уменьшения продольного шага S₂ до 90 мм и шага боковых экранов топки S_Э=52,5 мм, что создаёт практически сплошное экранирование стен топки и конвективного газохода.

Основные элементы котлов типа КЕ: верхний и нижний барабан; левый и правый боковой экраны и конвективный пучок из труб ø51×2,5 мм. Топочная камера образована боковыми экранами, фронтальной и задней стенками и разделена на собственную топку и камеру догорания.

В этих котлах применена одноступенчатая схема испарения. Питательная вода из экономайзера подаётся в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан вода сливается по задним трубам конвективного пучка. Передняя часть пучка - подъёмная. Из нижнего барабана вода по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого боковых экранов. Питание экранов осуществляется также из верхнего барабана по опускным трубам (Ø59).Пароводяная смесь из экранов поступает в верхний барабан под уровень воды, в результате происходит барботаж пара через слой воды.