3.4. Основные типы котлов, применяемых в модульных котельных

3.4.1. Паровые котлы

Паровой котел - устройство, служащее для получения водяного пара с давлением выше атмосферного за счет теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, а также теплоты отходящих газов.

Основными элементами парового котла являются топка, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, каркас и обшивка.

Развитие паровых котлов шло по двум направлениям – по пути создания газо- и водотрубных котлов.

В газотрубных или жаротрубно-дымогарных котлах дымовые газы проходят внутри труб, а вода омывает их снаружи, а в водотрубных котлах - наоборот.

Жаротрубно-дымогарный котёл состоит из жаровой трубы и труб хода дымовых газов. Жаровые поверхности и поверхности нагреваемые топочными газами с наружной стороны омываются водой. Благодаря этой естественной внутренней циркуляции вода на поверхностях нагрева превращается в пар. Пузырьки пара поднимаются наверх и собираются в паровом объёме для отвода пара рис.3.7.

Рис.3.7. Внешний вид жаротрубно-дымогарного парового котла:

1 - поворотная камера; 2 - коллекторная камера; 3 - задняя огневая камера; 4 - взрывной люк; 5 - главный паровой патрубок; 6 - патрубок питательной воды; 7 - предохранительный клапан; 8 - горелка; 9 - жаровая труба; 10 - дымогарные трубы; 11 - водное пространство; 12 - паровое пространство; 13 - патрубок дымохода

Из недостатков жаротрубных котлов можно выделить большие габариты и значительную металлоемкость, наличие внутренней топки, применение лишь топлива высокого качества.

Самый большой недостаток жаротрубных котлов – они взрывоопасны. Если внезапно снизить давление внутри котла, при большом объеме кипящей воды, мгновенно выделиться большое количество пара, и произойдет взрыв. Это обстоятельство диктует тщательное соблюдение всех правил техники безопасности.

Сейчас зарубежные заводы, которые предлагают жаротрубные котлы, требуют выполнить два условия: первое – должна быть соответствующая химводоподготовка и должна использоваться только химоочищенная вода.

Технические характеристики жаротрубно-дымогарных котлов (ТТК, НА, FR, UNIVERSAL U-HD) приведены в табл. 3.2.

Вертикально-цилиндрические водотрубные паровые котлы состоят из концентрически расположенных цилиндров, пространство между которыми заполнено водой и образует так называемую водяную рубашку. В верхней части наружного цилиндра находится пар. Продукты горения движутся только вверх, омывая трубы и отдавая теплоту питательной воде. Питательная вода поступает в верхний коллектор, опускается по менее обогреваемым конвективным трубам в нижний коллектор, а по экранным трубам пароводяная смесь поступает в верхний коллектор, где происходит отделение пара от воды. Котел снабжен питательным насосом и дутьевым вентилятором. К котлам этого типа относятся котлы МЗК, имеющие рабочее давление 0,8 МПа и паропроизводительностью 0,4 и 1 т/ч. Внешний вид котла представлен на рис.3.8, его технические характеристики приведены в табл. 3.2.

Рис.3.8. Вертикаль-

но-цилиндрический водотрубный паро-

вой котел

МЗК-7АГ-2:

1 - крышка; 2 – поворот-

ная заслонка; 3 – горел-

ка; 4,5,7 - электроды соответственно верхне-

го, нижнего и аварийно-

го уровней воды; 6 - уровнемерная колон-

ка; 8 - воздушный регистр; 9 - вентиль продувки; 10 - нижний коллектор; 11 - трубы; 12 - топка; 13 - верхний коллектор

Водотрубные паровые котлы бывают следующих типов: горизонтальные с продольным или поперечным барабаном, вертикальные с одним или несколькими барабанами, радиационные, вертикальные с вертикальным или поперечным барабаном и комбинации перечисленных вариантов, в некоторых случаях с принудительной циркуляцией.

Вертикально-водотрубный паровой котел состоит из пучков труб, присоединенных своими концами к барабану (или барабанам) определенного диаметра. Направляющие перегородки заставляют топочные газы несколько раз проходить через трубные пучки, благодаря чему обеспечивается более полная теплоотдача. Барабаны служат резервуарами воды и пара. Вода по опускным трубам поступает из верхнего барабана в нижний, а образующаяся пароводяная смесь по остальным трубам котельного пучка поднимается в верхний барабан. Здесь происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Для снижения солесодержания и влажности пара в верхнем барабане установлено сепарационное устройство. При необходимости производства перегретого пара устанавливается пароперегреватель. Пар направляется в пароперегреватель, а вода снова в опускные трубы. К котлам этого типа относятся котлы Е-1-9, ДКВР-2,5; 4,0; 6,5; 10, ДЕ- 4,0; 6,5; 10. Внешний вид котлов ДКВР-6,5-13, Е-1-9 показан на рис. 3.9, 3.10, 3.11. Их технические характеристики приведены в табл. 3.2.

Рис.3.9. 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 - кипятильный пучок труб; 11 - трубопровод непрерывной продувки; 12 - обдувочное устрой­ство; 13 - нижний барабан; 14 - трубопровод периодической продувки; 15 - кирпичная стенка; 16 - коллектор

Рис.3.10. Вертикально-водотрубный паровой котел типа Е-1-9-1г:

1 - верхний барабан; 2 - главный паровой вентиль; 3 - боковой экран; 4 - потолочный экран; 5 - фронтальный экран; 6 - коллектор; 7 - горелка; 8 - камерная топка; 9 - нижний барабан; 10 - котельный пучок труб; 11 - дымовая труба

Рис. 3.11. Паровой котел серии ДЕ:

1 - верхний барабан; 2 - трубопровод для фосфатирования; 3 - трубопровод для под­вода питательной воды; 4 - солевой отсек барабана; 5 - труба для продувки; 6 - го­релка; 7 - газоплотная перегородка; 8 - правый экран; 9 - топочная камера; 10 - нижний барабан; 11 - конвективный пу­чок; 12 - устройство для обдувки

Таблица 3.2

Технические характеристики паровых котлов, работающих на газообразном и жидком топливе

Марка котла	Изготовитель, поставщик	Паропроизводитель-ность, т/ч	Вид топлива	Рабочее давление пара на выходе, МПа	КПД не менее %	Расход расчетного топлива, м3/ч (кг/ч)	Температура пара, ºС
1	2	3	4	5	6	7	8
МЗК-7АГ-2	Монастыри- щенский машинострои-тельный завод	1,0	природный газ	0,8	89	90	174
МЗК-7АЖ-2		1,0	дизельное	0,8	87	72	174
Е-1,0-0,9 ГМ	ОАО «Бийский котельный завод»	1,0	природный газ / мазут, дизельное топливо	0,8	90/88	82,1/(80,6)	насыщен 170
Е-1,0-0,9 М		1,0	мазут, нефть	0,8	88	(80,6)	насыщен 170
Е-1,0-0,9 Г		1,0	природный газ	0,8	90	82,1	насыщен 170
ДСЕ-2,5-14 ГМ		2,5	природный газ / мазут	1,3	90/88	200/(192)	насыщен 194
ДСЕ-4,0-14 ГМ		4,0	природный газ / мазут, дизельное топливо	1,3	91/90	276/(256)	насыщен 194
Е-1,0-14 ГМ		1,0	природный газ / мазут, дизельное топливо	1,3	93/88,6	84,8/(80,6)	насыщен 194
ДЕ-4,0-14-225 ГМ-О		4,0	природный газ / мазут	1,3	92/89,9	287/(272)	насыщен 194
ДЕ-6,5-14 ГМ-О		6,5	природный газ / мазут	1,3	92/89,8	466/(443)	насыщен 194
Продолжение таблицы 3.2
1	2	3	4	5	6	7	8
ДЕ-6,5-14-225 ГМ-О	ОАО «Бийский котельный завод»	6,5	природный газ / мазут	1,3	91/89,87	488/(457)	перегретый 225
ДЕ-10-14 ГМ-О		10,0	природный газ / мазут	1,3	93/91,3	710/(671)	насыщен 194
ДЕ-10-14-225 ГМ-О		10,0	природный газ / мазут	1,3	91,9/90,9	742/(695)	перегретый 225
ДЕ-10-24ГМ-О		10,0	природный газ / мазут	2,3	93,2/91,3	710/(671)	насыщен 221
ДЕ-10-24-250 ГМ-О		10,0	природный газ / мазут	2,3	92/90,9	742/(695)	перегретый 250
ДКВр-2,5-13 ГМ		2,5	природный газ / мазут	1,3	88/85	280/(265)	насыщен 194
ДКВр-4-13 ГМ		4,0	природный газ / мазут	1,3	88/85	446/(422)	насыщен 194
ДКВр-4-13-250 ГМ		4,0	природный газ / мазут	1,3	88/85	470/(450)	перегретый 250
ДКВр-6,5-13 ГМ		6,5	природный газ / мазут	1,3	87/86	721/(684)	насыщен 194
ДКВр-6,5-13-250 ГМ		6,5	природный газ / мазут	1,3	87/86	770/(730)	перегретый 250
ДКВр-6,5-23 ГМ		6,5	природный газ / мазут	2,3	87/86	770/(730)	насыщен 194
ДКВр-6,5-23-370 ГМ		6,5	природный газ / мазут	2,3	87/86	770/(730)	перегретый 370
ДКВр-10-13 ГМ		10,0	природный газ / мазут	1,3	87/86	1105/(1045)	насыщен 194
ДКВр-10-13-250 ГМ		10,0	природный газ / мазут	1,3	87/86	1180/(1120)	перегретый 250
Продолжение таблицы 3.2
1	2	3	4	5	6	7	8
ДКВр-10-13-350 ГМ	ОАО «Бийский котельный завод»	10,0	природный газ / мазут	1,3	87/86	1180/(1120)	перегретый 350
ДКВр-10-39 ГМ		10,0	природный газ / мазут	3,9	90	115	насыщен 247
ДКВр-10-39-440 ГМ		10,0	природный газ / мазут	3,9	90	115	перегретый 440
ТТК-60	Фирма «VAPOR», Финляндия	2,6	природный газ, дизель, мазут	1,0-2,2	до 94	-	насыщен
ТТК-70		3,0
ТТК-80		3,5
ТТК-90		4,0
ТТК-100		4,6
ТТК-125		5,4
ТТК-150		6,6
ТТК-175		7,7
ТТК-200		9,2
НА-15		0,6	природный газ, дизель, мазут	0,4-1,6	до 94	-	насыщен
НА-20		0,9
НА-25		1,1
НА-30		1,2
НА-35		1,5
НА-40		1,7
НА-50		2,3
НА-60		2,6
НА-70		3,0
НА-80		3,5
НА-90		4,0
НА-100		4,6
Окончание таблицы 3.2
1	2	3	4	5	6	7	8
FR-25-1-12	Подольский машинострои-тельный завод, Россия	1,0	природный газ/ дизельное топливо	1,0	89,6/89,6	73,1/60,6	насыщен 184
FR-25-2-12		2,0				144,5/121
FR-25-3-12		3,0				216,8/181,5
FR-25-4-12		4,0				289,1/242,4
FR-25-5-12		5,0				360,8/302,6
FR-25-6-12		6,0				433,4/363,4
FR-25-8-12		8,0				576,4/483,4
FR-25-1-16		1,0		1,4		73,3/61,3	насыщен 198
FR-25-2-16		2,0				146,1/122,3
FR-25-3-16		3,0				219,1/183,7
FR-25-4-16		4,0				292,2/245,0
FR-25-5-16		5,0				364,7/305,9
FR-25-6-16		6,0				438,1/367,3
FR-25-8-16		8,0				579,9/488,7
UNIVERSAL U-HD	Фирма LOOS INTERNATIONAL, Германия	От 0,25 до 1,25	природный газ/ жидкое топливо	1,6	90		насыщен 204
UNIVERSAL U-ND		От 0,25 до 3,2	природный газ/ жидкое топливо	0.07	90		насыщен 115
UNIVERSAL UL-S		От 1,25 до 28	природный газ/ жидкое топливо	3,0	89,8		насыщен 235
UNIVERSAL UL-SX		От 2.6 до 26	природный газ/ жидкое топливо	3,0	89,8		перегретый 300