6. Особенности гидравлической схемы котлов с естественной и принудительной циркуляцией. Прямоточные котельные агрегаты.

По газовоздушному тракту различают котлы с естественной и уравновешенной тягой и с наддувом. В котле с естественной тягой сопротивление газового тракта преодолевается под действием разности плотностей атмосферного воздуха и газа в дымовой трубе. Если сопротивление газового тракта (так же, как и воздушного) преодолевается с помощью дутьевого вентилятора, то котел работает с наддувом. В котле с уравновешенной тягой давление в топке и начале газохода (поверхность нагрева 15) поддержи­вается близким к атмосферному совместной работой дутьевого вентилятора и дымососа. В настоящее время стремятся все выпу­скаемые котлы, в том числе и с уравновешенной тягой, изготовлять газоплотными.

Прямоточные котлы

В прямоточных котлах отсутствует барабан. Питатель­ная, вода в них, как и в барабанных котлах, последовательно про­ходит экономайзер 1 (см. рис. 6, в), испарительные 5 и перегревательные поверхности 6. Движение рабочей среды в поверхностях нагрева однократное и создается питательным насосом. Из испа­рительной поверхности выходит пар. Это позволяет отказаться от металлоемкого барабана. Надежное охлаждение металла труб ис­парительной поверхности обеспечивается соответствующими ско­ростями движения рабочей среды. В прямоточных котлах нет четких границ между экономайзерной, испарительной и пароперегревательной поверхностями. Изменение параметров питательной воды (температуры, давления), характеристик топлива, воздуш­ного режима приводит к изменению соотношения площадей этих поверхностей. Так, при снижении давления в котле уменьшаются размеры экономайзерного участка (зона подогрева), увеличи­вается испарительная зона (ввиду роста теплоты парообразования) и несколько сокращается зона пере­грева.

Прямоточные котлы по сравнению с барабанными имеют значительно мень­ший аккумулирующий объем рабочего тела. Поэтому при их работе необхо­дима четкая синхронизация подачи воды, топлива и воздуха.

Прямоточные котлы могут быть как докритического, так и сверхкри­тического давления. Требования к ка­честву питательной воды у них значи­тельно выше, чем у барабанных. Даже, когда содержание солей в ней измеря­ется миллионными долями грамма, вследствие постоянного роста отло­жений в трубах прямоточные котлы

приходится периодически останавливать и подвергать кис­лотной промывке. Наиболее интенсивное отложение солей проис­ходит при завершении испарения влаги и начале перегрева пара, что может привести к пережогу труб. Поверхность нагрева, в ко­торой происходит этот процесс, называют переходной зоной. В кот­лах докритического давления эту зону размещают в конвективной шахте в области умеренных температур. При сверхкритическом давлении переходная зона менее выражена и ее не выделяют в от­дельную поверхность нагрева.

Появление прямоточных котлов связано со стремлением упро­стить конструкцию, отказаться от громоздкого барабана. Созда­ние прямоточных котлов в нашей стране связано с именем про­фессора Л. К. Рамзина.

В котле Рамзина (рис. 10) вода из экономайзера 5 обычной кон­струкции направляется по необогреваемым трубам во входные коллектора радиационной части, разделенной по высоте на НРЧ, СРЧ и ВРЧ. Нижняя радиационная часть /выполнена в виде ленты труб с горизонтально-подъемной навивкой по стенам топки. В НРЧ вода нагревается до кипения и примерно 80 % ее испа­ряется. Из НРЧ пароводяная смесь направляется в переходную зону 4, расположенную в конвективном газоходе. В некоторых котлах пар после переходной зоны увлажняют путем впрыска воды. Соли, растворенные в паре, частично переходят в воду и уда­ляются вместе с ней. Затем пар поступает в СРЧ 2 — первую сту­пень радиационного перегревателя, и дальше в ВРЧ — вторую ступень радиационного перегревателя, в потолочные трубы и вы­ходной конвективный перегреватель 3, а оттуда в турбину.

Конструкция современного прямоточного котла Пп-3950 — 25,5т-545 ГМ (ТГМП 1202) приведена на рис. 11. Газомазутный котел предназначен для работы под наддувом в блоке с турбиной мощностью 1200 МВт. При конструировании котла были приняты следующие конструктивные решения. Компоновка П-образная с подвеской котла на хребтовые балки 8, передающие нагрузку на колонны 15 здания. Исполнение газоплотное. Топка 2 призмати­ческая с размером в плане 31,28x10,42 м, открытая, с верхним пережимом 3. Панели экранов 5 цельносварные из труб диаметром 32x6. мм. Для увеличения жесткости панелей предусмотрены горизонтальные балки 4. Вихревые горелки 1 расположены на стенах топки встречно, в три яруса. Движение среды в экранах топки одноходовое. Перегреватель сверхкритического давления расположен в горизонтальном газоходе 9. Он состоит из последо­вательно расположенных в газовом тракте ширм 6 и двух пакетов конвективного перегревателя 7. Регулирование температуры пере­грева осуществляется двумя впрысками воды. Тракт низкого дав­ления пара состоит из регулирующего 13, промежуточного 12 и выходного 10 пакетов. Через регулирующий пакет при нормаль­ной нагрузке котла проходит около 30 % пара, остальные 70 % байпасируются мимо пакета. После смешения в коллекторе пар поступает в промежуточный пакет, а оттуда в выходной. Экономайзер 14, расположенный в опускном газоходе 11, состоит из двух пакетов. С котлом работают воздухоподогреватели регене­ративного типа.