14.6 Типы котлов, устанавливаемых в котельных.

Котельные агрегаты разделяются на два основных класса: паровые, предназначаемые для производства водяного пара, и водогрейные, предназначаемые для получения горячей воды. водогрейно-паровых котлов, в которых мож­но получать одновременно или разновременно пар и горячую воду.

По типу паровые котлы бывают вертикально-цилиндри­ческие, вертикально-водотрубные с развитой испарительной поверхностью нагрева и экранные.

Вертикально-цилиндрический котел состоит из наружного цилиндрического корпуса, в котором располагается внутренний цилиндрический корпус. Внизу эти два корпуса связаны кольцевой накладкой или отбортовкой внутреннего цилиндра. Вверху на­ходятся сферические днища, которые соединены цилиндрической дымо­вой камерой или системой вертикальных труб, через которые дымовые газы из топочной камеры уходят в дымовую трубу. Питательная вода подается в пространство между барабанами, здесь вода испаряется под воздей­ствием тепла, поступающего из топки через стенку барабана, а образовавшийся пар собирается в пространстве между днищами, откуда он по­ступает в паропровод. Испарившаяся в котле вода возмещается соответст­вующим количеством свежей питательной воды. Устанавливают эти котлы на небольших промышленных предприятиях.

Вертикально-водотрубный котел со­стоит из двух горизонтальных барабанов, расположенных один над другим и соединенных системой кипятильных труб диаметром 51—60 мм. Снаружи эта система омывается продольно или поперечно потоком дымовых газов, которые отдают конвекцией свое тепло воде, находящейся в трубах. Питательная вода поступает в верхний барабан котла. Из него по слабо обогреваемым или совсем не обогреваемым опускным трубам трубной системы котла вода направляется в нижний барабан, откуда она по сильно обогреваемым подъемным трубам возвращается в верхний барабан; при этом в результате воздействия тепла, передаваемого через стенки труб, происходит частичное испарение воды. Побудительной силой, вызывающей описанное круговое движение (циркуляцию) воды, является разность плот­ностей находящихся в поле тяжести воды, заполняющей опускные трубы, и пароводяной эмульсии (смеси), заполняющей подъемные трубы. В верхнем барабане котла пар отделяется от воды и уходит из бара­бана, а вода возвращается в систему опускных труб котла. К котлу уста­навливают водяной экономайзер или воздухоподогреватель. Топки верти­кально-водотрубных котлов экранируются гладкотрубными экранами.

Экранный котельный агрегат отличается наличием развитой экранной поверхности нагрева . Такие агрегаты выполняют с камерной топкой, так что твердое топливо в них можно сжигать только в пылевидном состоянии. В сильно развитых топоч­ных экранах таких котлов испаряется фактически вся вода, подаваемая в ко­тел, вследствие чего отпадает необходимость иметь развитую конвективную испарительную поверхность нагрева, характерную для вертикально-водо­трубных котлов. Дымовые газы по выходе из топки проходят через фестон, представляющий собой очень небольшую испарительную поверхность на­грева, к которой тепло передается как излучением, так и конвекцией, а за­тем последовательно проходят через пароперегреватель, водяной экономай­зер и воздухоподогреватель.

Экранный котельный агрегат является основным типом котельных аг­регатов, которые устанавливают на тепловых электрических станциях.

ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ бывают чугунные и стальные

Чугунные водогрейные котлы выполняют по единому прин­ципу — собирают из отдельных чугунных полых секций особой формы. Внутренние полости каждой такой секции, в которых циркули­рует вода, при сборе котла соединяют в местах крепления секции сверху и снизу особыми ниппелями. Два собранных комплекта секций, симмет­рично расположенные и замкнутые по концам двумя лобовыми секциями иной формы, образуют своего рода шатер, под которым размещается колос­никовая решетка.

Вода, подлежащая нагреву, поступает в котел через нижний патрубок , расходится по обоим комплектам секций и, пройдя параллельными по­токами по внутренним полостям этих секций, а также по внутренним по­лостям лобовых секций, выходит через верхний патрубок. В котлах с ручными колосниковыми решетками топливо забрасывается в топку через, загрузочную дверку. Воздух для горения поступает под решетку через, поддувальную дверку, через которую из зольника также удаляют очаговые остатки.

Дымовые газы поднимаются под потолок шатра и затем между секциями по параллельным каналам, созданным наружными приливами к секциям, опускаются, отдавая тепло нагреваемой воде, поднимающейся по внутрен­ним полостям секций. Пройдя секции, охлажденные дымовые газы поступают в газоходы, а затем в сборный газоход котельной и дымовую трубу. Тягу регулируют задвижными шиберами, управляемыми с фронта котла по­средством проходящего через блоки троса с противовесом. Изменяя размеры секций и число их в собранном комплекте, можно при использова­нии немногих деталей получить различные типоразмеры котлов.

Чугунные водогрейные котлы надежно работают только на твердом топливе. При переводе их на жидкое и газообразное топливо они начинают быстро выходить из строя по причине появления трещин в нагревательных секциях.

СТАЛЬНЫЕ КОТЛЫ

Котел ПТВМ выполняется по компоновке башенного типа. Стены его топочной камеры полностью закрыты боковыми, фронтовым и задним экранами. Горелки размещены на боковых стенах топки, при­чем каждую горелку обслуживает индивидуальный дутьевой вентилятор. По выходе из топки продукты сгорания проходят конвективные поверх­ности нагрева и выходят в металлическую дымовую трубу, устанавлива­емую на самом котле. Вся трубная система котла подвеше­на к каркасу котла, что обеспечивает свободное расширение ее к низу при повышении температуры. Котлы эти могут работать как в отопительном, так и в пиковом режимах.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ВОДОГРЕИНО-ПАРОВЫЕ КОТЛЫ

Схема комбинированного водогрейно-парового котла типа ВПС. Котел состоит из топочного экрана, двух последовательно рас­положенных конвективных котельных пучков, сепаратора пара и циркуляционного насоса.

При работе котла в водогрейном ре­жиме вода из тепловой сети насосом подается параллельными потоками в топочный экран и конвективные поверхности нагрева, которые можно включать как параллельно, так и последовательно. Нагретая вода сливается в общий поток и поступает в тепловую сеть.

При работе в паровом режиме питательная вода из бака деаэратора питательным насосом подается в нижнюю половину сепаратора пара , откуда она циркуляционным насосом направляется в поверхности нагрева по той же схеме, что и сетевая вода при работе котла в водогрейном ре­жиме. В названных поверхностях нагрева вода частично испаряется, и об­разовавшаяся пароводяная смесь поступает тангенциально параллельными потоками в верхнюю половину сепаратора пара. Отсюда пар направляетсяк потребителю, а вода — в нижнюю половину сепаратора, где она смешива­ется с питательной водой и затем поступает в циркуляционный контур.

Котел может работать также по смешанному водогрейно-паровому циклу. В этом случае в котле создают два самостоятельных контура — водогрейный и испарительный. Сетевая вода подается в водо­грейный контур, пройдя который, она проходит в линию горячей сетевой воды. Вода из сепаратора пара подается в испарительный контур, из которо­го, частично испаренная, она возвращается в сепаратор пара, а затем поступает в циркуляционный контур. Питательный насос может быть также использован, как подпиточный насос тепловой сети. Для регулирования тем­пературы горячей воды, выходящей из котла, предусматривается обводная линия от сетевого насоса помимо котла в линию горячей сетевой воды.