1. Общая часть

1.1 Описание технологического процесса по структурной схеме

Паровой барабанный водотрубный котел с естественной циркуляцией Е-50 предназначен для выработки 50 т/ч пара рабочим давлением 1,4МПа (14 кгс/см²) и температурой 250 С, устанавливается в закрытых помещениях в районах с сейсмичностью не более 6 баллов по шкале MSK включительно.

Котел представляет собой вертикальную трехходовую конструкцию, которую составляют по ходу газов: топка, горизонтальный газоход, опускной газоход, водяной экономайзер и газоход воздухоподогревателя.

Котел газоплотный. Топка и опускной газоход ограждены мембранными панелями.

Питательная вода через узел питания поступает в водяной экономайзер. Из водяного экономайзера питательная вода поступает в барабан.

Для устранения попадающих в котловую воду накипеобразующих ионов кальция и магния в барабан подается раствор фосфорнокислого натрия, который распадается на ионы 3Na и Р. Ионы Р образуют с ионами кальция и магния труднорастворимые соли, которые выделяются в толще котловой воды в виде мельчайших частиц шлама, не прилипающего к поверхностям нагрева и легко удаляемого из котла с помощью периодической и непрерывной продувок.

Тепло, передаваемое экранным и конвективным трубам горячими газами, приводит к парообразованию в трубах, и в них образуется пароводяная смесь. Плотность такой смеси меньше плотности воды, поэтому нагретая пароводяная смесь поднимается вверх по трубам и попадает в барабан котла, где пар отделяется от воды и занимает верхний объем барабана. По опускным не обогреваемым трубам, которые внизу котла соединены с обогреваемыми трубами, на место ушедшей в барабан котла эмульсии поступает новая вода и снова образуется смесь, поднимающаяся вверх. Таким образом. В котле образуется постоянная циркуляция воды.

Из барабана котла пар по трубам направляется в потолочный пароперегреватель, проходит его прямотоком, трубами подаётся в паросборный коллектор. На паросборном коллекторе установлены предохранительные клапаны и главная паровая задвижка.

Газ в котлоагрегат подаётся от газораспределительного пункта (ГРП) к газомазутным горелкам типа ГМУ-45. Горелки двухпоточные по воздуху, с центральной подачей воздуха.

Рисунок 1. - Структурная схема котла Е-50

1.2 Описание и характеристика технологического оборудования

Котел имеет двухступенчатую схему испарения. Сепарационные устройства первой ступени испарения размещены в барабане, а в качестве устройств второй ступени испарения используются два выносных циклона.

Топочную камеру образуют экраны – фронтовой, задний и боковые (состоящие из труб  57x5 мм, расположенных с шагом 75 мм и выполненные из газоплотных панелей). Ширина топочной камеры по осям боковых экранов – 4550 мм, глубина – 4500 мм. Каждый из боковых экранов топки состоит из двух блоков по глубине топки. Каждый из этих блоков состоит из плоской мембранной панели, приваренной к коллекторам. На фронтовой стене устанавливаются 2 горелки ГМ-20. Фронтовой экран топки образует фронтовую стенку, половину пода и часть потолка. Угол наклона пода – 10⁰, потолка – 15⁰. Под закрыт шамотным кирпичом.

На вертикальном участке фронтового экрана имеются разводки для горелок.

Задний экран топки образует заднюю стенку топки, являющуюся общей с опускным газоходом, половину пода топки, под горизонтального газохода, трехрядный фестон и часть потолка горизонтального газохода.

В горизонтальном газоходе с шагом 150 мм расположено 30 испарительных ширм. Каждая ширма образована 15-ю Г-образными трубами Ø 38х3, расположенными с шагом 60 мм. Нижние концы этих труб присоединены к вертикальным коллекторам Ø 108х8, а верхние – к горизонтальным коллекторам Ø 133х8. Нижние концы коллекторов Ø 108х8 приварены к раздающему коллектору Ø 219х16, а верхние также как и концы коллекторов Ø 108х8 – к коллектору Ø 426х15. Вертикальные коллектора, так же, как и горизонтальные, сварены между собой полосами. Внутри каждого вертикального коллектора вдоль него размещена гнутая перегородка, обращенная выпуклостью в сторону газохода, концы которой примыкают к тем образующим коллектора, против которых снаружи приварены полосы.

Таким образом, в каждом из вертикальных коллекторов образуются два канала, один из которых, обращенный в сторону газохода является подъемным, а второй – рециркуляционными. Выступающие за пределы газохода концы коллекторов Ø 219 и Ø 426 соединены рециркуляционными трубами (по 1 трубе с каждого конца).

Пароводяная смесь отводится из каждого горизонтального коллектора одной трубой Ø 89х4 в дополнительный коллектор Ø 219х16, расположенный над коллектором Ø 426. Из коллектора Ø 426 пароводяная смесь также отводится в тот же дополнительный коллектор четырьмя трубами Ø 159х7, расположенными по 2 штуки на концевых участках коллекторов. Из дополнительного коллектора трубами Ø 159х7 пароводяная смесь отводится в три выносных циклона Ø 426 (по 3 штуки на 1 циклон).

Котловая вода подводится к раздающему коллектору Ø 219 опускными трубами Ø 133х5 из выносных циклонов (по 2 трубы из каждого циклона).

Пароперегреватель змеевиковый, выполнен из труб Ø 32х3 (сталь 20), расположение змеевиков шахматное. Змеевики расположены с поперечным шагом 75 мм перпендикулярно фронту котла; шаг в продольном направлении составляет 60 мм. Змеевики вварены в коллектор Ø 273х10. Ступень включена по противотоку и опирается на задний экран опускного газохода с помощью дистанционных гребенок. Главная паровая задвижка подсоединяется к торцу выходного коллектора.

Котел комплектуется газомазутными горелками типа ГМ-20, обеспечивающими сжигание природного газа и мазута. Конструктивно горелка выполнена двухпоточной, с регулируемыми реверсивными тангенциальными завихрителями и паромеханическими форсунками. На горелке предусмотрена установка фотодатчика, лючка для ручного розжига, гляделки и запального устройства.

Водяной экономайзер расположен под первой ступенью пароперегревателя. По высоте шахты экономайзер разделен на две части с ремонтными проемами.

Химически очищенная деаэрированная вода подается питательным насосом на однониточный узел питания. На узле питания установлены вентили запорные с электродвигателями, клапан регулирующий питательный, клапаны обратные, вентили запорные с ручным приводом. На линии после узла питания установлен манометр и термометр.

Котел оборудован трубопроводом аварийного слива, линиями отборов проб, трубопроводом непрерывной и периодической продувки, дренажной линией с установкой соответствующей арматуры.

На выходном коллекторе перегретого пара предусмотрена установка приборов контроля параметров пара, предохранительного клапана, а также ГПЗ с поворотной отсечной заглушкой.

Воздухоподогреватель котла трубчатый из труб  40х1,5 мм сталь 10. Поставляется блоками и устанавливается на отдельном каркасе

Газоплотная топка позволяет изолировать трубную систему теплоизоляционными плитами из минеральной ваты толщиной 140 мм. Плиты крепятся на штырях, приваренных к мембранам между трубами. Поверх плит может быть установлена металлическая сетка и нанесена обмазка с соответствующей окраской. Барабан и коллекторы изолируются слоем торкрета толщиной 100 мм на открытых поверхностях. Амбразуры горелок обмуровывается кирпичом.

Рис. 2. – Эскиз котла типа Е-50