Вопрос № 149 Особенности и конструктивное оформление котельных агрегатов - прямоточного, с естественной и принудительной циркуляцией.

В котлах с естественной циркуляцией образуется замкнутый циркуляционный контур, образованный подъёмными и опускными трубами, они обязательно расположены вертикально для обеспечения условий естественной циркуляции. Так же особенностью является то что опускные трубы не должны обогреваться для сохранения на достаточном высоком уровне плотность воды, подъемные трубы должны иметь такую трассу, чтобы по ходу образующейся в них пароводяной смеси нивелирные уровни их все время повышались из-за опасности образования паровых пробок, и третье – скорости воды и смеси во всех трубах должны быть умеренными для получения невысоких гидравлических сопротивлений, что достигается выбором труб поверхностей нагрева достаточно большого диаметра.

В котлах с многократно принудительной циркуляцией движение рабочего тела осуществляется в основном за счет работы циркуляционного насоса, включаемого в опускной поток рабочей жидкости. Кратность циркуляции поддерживается не высокой (К=4-8), поскольку циркуляционный контур насос гарантирует ее сохранение при всех колебаниях нагрузки. Котлы с многократной принудительной циркуляцией позволяют экономить металл для поверхностей нагрева, особенно на СВД, так как допускают повышение скорости воды и рабочей смеси и тем частично улучшают охлаждение стенки труб. Габариты агрегата при этом несколько снижаются, т.к. диаметры трубок можно выбирать меньшими, чем для котлов с естественной циркуляцией. Трубы могут быть расположены и не вертикально, но и горизонтально и наклонно. Особенностью конструкции котлов с многократной циркуляцией является наличие барабана - для отделения паровой и водяной фаз.

В прямоточных котлах нет барабана, через парообразующие трубы рабочее тело проходит один раз. Движение рабочего тела от входа в экономайзер и до выхода из агрегата перегретого пара принудительное, осуществляется питательным насосом. Дорогой элемент барабан отсутствует, повышаются требования к чистоте питательной воды. Гидравлическая схема разомкнутая, в экранах идёт безостановочное парообразование. Отличительной особенностью прямоточных котлов является отсутствие четкой фиксации экономайзерной, парообразующей и пароперегревательной зон.

Конструктивные различия также заключаются в компоновке. Барабанные котлы, как правило, имеют П-образную или Т-образную компоновку.

Вопрос № 150 Методы повышения надежности циркуляции в парообразующих поверхностях нагрева прямоточных котлов. Конструкции топочных экранов прямоточных котлов

Методы повышения надежности топочных экранов прямоточных котлов. В прямоточных котлах топочные экраны располагаются вер­тикально и горизонтально. В зависимости от расположения трубы этих экранов получают различное количество теп­лоты как по высоте топочной камеры, так и по ее ширине и глубине.

1) В котлах с горизонтальным или слабона-клонным контуром парообразующие трубы непрерывно и неоднократно обходят весь пе­риметр топочной камеры (рис. 17.8). Если к-л стенка обогревается сильнее осталь­ных, то эта неоднородность по ширине или глубине топки не сказывается, так как трубы ленты обходят все стенки, и эта неод­нородность обогрева сохранится для всех параллельно включенных труб ленты.

2)  мощности котла и диа­метра труб — приводят к  ширины ленты. Чем шире горизонтальная лента, тем больше влияние неравномерности обогрева по высоте топки параллельных труб, образующих эту ленту  котлы выполняют не с одним потоком рабочей среды — не с одной лентой, а с двумя (или даже с четырьмя) па­раллельными потоками — лентами. Независи­мо от числа лент (потоков) каждая труба воспринимает один и тот же падающий теп­ловой поток. Ленты непрерывно и винтообраз­но навивают на все четыре стены ТК, обеспечивая восходящее движение потока. Применяют различные схемы навив­ки. Обычно наклонные трубы ленты распола­гают на двух боковых стенах топки. Фронто­вая и задняя стены имеют горизонтальные трубы (рис. 17.8). В иных конструкциях лен­та поднимается только на задней стене либо на всех четырех стенах.

3) Во избежание прогиба горизонтальные трубы на прямолинейных участках крепят в трех точках: посередине неподвижно, а на угловых участках предусматривается свобод­ное их расширение.

4 ) При горизон­тальной навивке упрощается конструкция со­членения топочных экранов, расположенных на смежных стенах топки, снимаются вопросы затененности угловых участков труб и улуч­шаются условия равномерности обогрева от­дельных труб, так как ленты охватывают топ­ку по всему периметру.

5)Разновидностью гори­зонтальной навивки является расположение горизонтальных змеевиковых труб с подъем­ным движением среды в пределах части ши­рины экранов.

6) В целях уменьшения неравномер­ности обогрева топочные экраны секционируют по ширине топки, а секции между собой соединяют последовательно, получая многохо­довую систему (рис. 17.12). Появляются опускные трубы, в которых при перемешива­нии потока устраняется тепловая разверка, но конструкция экранов и условия их работы усложняются.

Для узких панелей неравномерность обо­грева меньше. В мощных котлах узкие верти­кальные панели с малой неоднородностью обогрева по ширине объединяют в параллель­ные блоки, соединяемые между собой последо­вательно.

7) В целях уменьшения неравномерности обо­грева по ширине вертикально расположенных панелей иногда срезают углы топки, получая восьмигранную в плане топочную камеру (рис. 17.15). Такая форма топочной камеры конструктивно недостаточно удобна, но хоро­ша в отношении организации в ней верти­кального вихря при тангенциальной компонов­ке угловых горелок.