 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Классификация паровых котлов
По способу организации движения рабочей среды в поверхностях топочных экранов все конструкции паровых котлов разделяются на три типа: с прямоточным движением (рис. 2, а), с естественной циркуляцией (рис. 2, б) и с принудительной циркуляцией (рис. 2, в). Движение воды в поверхности экономайзера и пара в пароперегревателе во всех паровых котлах однократное (прямоточное) и происходит за счет избыточного давления, создаваемого питательным насосом перед входом воды в паровой котел.
Рис. 2. Схема водопарового тракта котла: а – прямоточного, б – барабанного с естественной циркуляцией, П.Н. – питательный насос, РПК – регулятор питания котла, ЭК – экономайзер,
Прямоточный паровой котел. Прямоточный котел характеризуется последовательным включением и однократным прохождением рабочей средой всех поверхностей нагрева (рис. 2, а). Вода, поступающая в экономайзер, с практически тем же расходом проходит одним ходом, поверхности, включая топочные экраны, полностью испаряется и в виде перегретого пара покидает котел и по паропроводу направляется к турбине. В такой конструкции котла при переменных режимах работы и меняются размеры зон нагрева и испарения воды и нагрева пара, что влияет на выходные параметры пара (прежде всего его температуру). Известная стабилизация параметров обеспечивается поддержанием постоянного соотношения между расходом топлива (тепловыделением) и расходом воды. Ввиду этого прямоточный котел требует применения более совершенной быстродействующей системы автоматического регулирования В паровых котлах сверхкритического давления переход рабочей среды из состояния воды в состояние пара по мере получения теплоты характеризуется плавным изменением плотности, теплоемкости и других физических показателей среды, которые постепенно приближаются к характеристикам пара. Эта зона преобразования воды в пар называется зоной фазового перехода. При движении воды и пара возникают гидравлические сопротивления, которые преодолеваются избыточным напором питательного насоса. Компоновка поверхностей нагрева в прямоточном паровом котле показана на рис. 3. Поверхность экономайзера в конвективной шахте обеспечивает нагрев поступающей из турбинного отделения питательной воды до температуры, близкой к насыщению при рабочем давлении воды. После прохождения поверхности экономайзера питательная вода поступает в нижние коллекторы топочных экранов. Окончательный догрев воды до кипения происходит в топочном экране (радиационный экономайзер). Полное экранирование стен топочной камеры достигается в этом случае соединением нескольких самостоятельных панелей из труб, по которым организуется последовательное движение рабочей среды. По высоте топочная камера разделяется на две или три части (на рис. 3 две таких части) с перемешиванием потока рабочей среды (выравниванием температур). В каждой из частей конструкция экранирующих панелей может быть различной. В прямоточном котле экранируются панелями из пароперегревательных труб также боковые стены горизонтального газохода, поворотной камеры и потолочное перекрытие котла, после чего на котлах большой мощности поступает в полурадиационную (ширмовую) поверхность, в которой плоские ширмы созданы большим числом труб малого диаметра в одном ряду. Затем пар поступает в конвективную змеевиковую поверхность перегревателя, состоящую из поперечных рядов труб, многократно согнутых U‑образно, откуда пар, достигший окончательной температуры, направляется в паровую турбину.
Рис. 3. Конструкция прямоточного парового котла: обозначения те же, что и на рис. 1, кроме того: 13 – ширмовой пароперегреватель, 14 – дутьевой вентилятор, 15 – колонны котла,
Отсутствие необходимости отделения пара от воды в рабочем тракте котла позволяет использовать его не только при докритическом, но и при сверхкритическом давлении рабочей среды. В связи с этим прямоточные котлы являются универсальными, применимыми для любых давлений пара и в настоящее время широко используются в энергетике. Паровые котлы с естественной циркуляцией. Отличительной конструктивной особенностью такого котла является наличие барабана (рис. 2, б), выполняющего роль сепаратора пара из потока пароводяной смеси, поступающей в него из топочных экранов. Барабан котла вместе с системой необогреваемых опускных труб, выходящих из него, и подъемных (экранных) труб внутри топочной камеры образует замкнутый циркуляционный контур, в котором при горении топлива в топке организуется движение воды (опускные трубы) и пароводяной смеси (подъемные трубы). Движение рабочей среды происходит за счет возникновения естественного напора, определяемого разностью гидростатических давлений массы воды и пароводяной смеси в опускных и подъемных трубах и названного движущим напором естественной циркуляции:
где При относительно небольшой разности плотностей воды и пароводяной смеси необходимый движущий напор получают увеличением в высоту контура циркуляции. Конструктивное выполнение парового котла с естественной циркуляцией показано на рис. 4. В этом типе котла вода после конвективного экономайзера поступает в барабан и там смешивается с котловой водой, циркулирующей в замкнутом контуре. Опускные трубы выходят из нижней части барабана и подают котловую воду в нижние коллекторы топочных экранов. Далее, поступая в интенсивно обогреваемые трубы, вода частично испаряется, и отделившийся затем в барабане насыщенный пар поступает, в поверхности пароперегревателя. Возникающий в контуре циркуляции движущий напор обеспечивает движение рабочей среды в подъемных трубах с небольшой скоростью (около 1 м/с), при этом за один проход через подъемные трубы происходит частичное испарение воды (от 0,03
В паровых котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции обычно составляет от 10 до 30. Таким образом, расход воды в контуре циркуляции в KЦ раз больше паропроизводительности котла.
Рис. 4. Котельная установка с барабанным паровым котлом 1 – барабан, 2 – опускные трубы из барабана, 3 – экранные подъемные трубы,
Паровые котлы с принудительной циркуляцией. В парообразующих трубах можно организовать принудительное движение рабочей среды за счет специального насоса, установленного на опускных трубах. Такие агрегаты получили название котлов с принудительной циркуляцией (рис. 2, в). Движущий напор циркуляции в этом случае в несколько раз превышает напор естественной циркуляции. Это позволяет увеличить скорость движения и располагать парообразующие трубы в топке любым образом (наклонно, горизонтально), исходя из размещения котла в ограниченных по высоте помещениях, и более удобно его конструировать. Повышается надежность циркуляции рабочей среды в экранных трубах. Однако значительным оказывается расход электроэнергии на привод насоса принудительной циркуляции, поэтому в этом случае уменьшают значение кратности циркуляции до KЦ = 3–5. Наличие в двух последних типах паровых котлов барабана-сепаратора насыщенного пара позволяет использовать их только при докритическом давлении, обычно не более р = 18 МПа. Отечественная энергетика базируется на применении двух типов паровых котлов: прямоточных и с естественной циркуляцией. Питательная вода, поступающая в котел с температурой
Котельная установка Паровой котел вместе с совокупностью оборудования, обеспечивающего его работу, называется котельной установкой. В состав котельной установки, кроме парового котла, входят оборудование топливоприготовления, тягодутьевая установка и устройства золоулавливания газовоздушного тракта котла, питательные насосы и регулирующие устройства питательного тракта, электродвигатели и системы управления и защиты парового котла. На рис. 4 показана котельная установка с барабанным паровым котлом относительно небольшой паропроизводительности при сжигании твердого топлива. Рядом с котлом располагаются система пылеприготовления из поступающего на станцию кускового топлива, тягодутьевая установка обеспечивающая подачу воздуха в котел и отвод продуктов сгорания после их очистки в дымовую трубу. К обслуживанию котельной установи относят питательные насосы, подающие воду в котел, которые расположены в турбинном отделении. К котельной установке относится также система дренажей коллекторов и непрерывной продувки из барабана с оборудованием для использования теплоты этих потоков (сепараторы, теплообменники). Топливо сжигается во взвешенном состоянии в большом объеме топочной камеры, стены которой закрыты (экранированы) одним рядом плотно расположенных труб, внутри которых течет вверх в барабан кипящая вода и насыщенный пар высокого давления. В барабане большого диаметра (1,6–2,0 м) происходит их разделение. Далее насыщенный пар поступает в пароперегреватель, состоящий из большого числа согнутых U-образно труб (змеевиков), диаметром 32–42 мм и образующих два змеевиковых пакета, после чего пар поступает в главный паропровод и направляется к турбине. Продукты сгорания по выходе из перегревателя при температуре около 700 °С омывают змеевиковые трубные поверхности экономайзера аналогичной конструкции. Нагрев воздуха, поступающего в горелки топки происходит в трубчатом воздухоподогревателе, где обеспечено перекрестное движение воздуха по отношению к газам. Он состоит из большого количества вертикальных труб диаметром 40 мм, внутри которых движутся горячие газы, а снаружи между трубами в поперечном направлении перемещается воздух. Многократность пересечения газовых труб воздухом обеспечивается установкой промежуточных трубных досок и коробов воздуха, перебрасывающих поток воздуха в следующий проход. Продукты сгорания после воздухоподогревателя называют уходящими газами; их температура 120–160 °С. Дальнейшая утилизация теплоты продуктов сгорания становится экономически нецелесообразной. Котел для сжигания твердого топлива имеет в нижней части топки устройство для удаления шлаков, образующихся в зоне ядра горящего факела. Для охлаждения шлаков выполняют сближение двух противоположив экранов топки, охлаждаемых изнутри на этом участке водой. Это устройство называется холодной воронкой. При сжигании газа и мазута этой проблемы нет и нижняя часть топки имеет горизонтальный под, выложенный огнеупорным материалом. Обмуровка стен топочной камеры и газоходов крепится к специальному каркасу котла, который принимает на себя также вес металла всех поверхностей нагрева, коллекторов и барабана. |
(1)
, 
– соответствующая плотность воды в опускных трубах и средняя плотность пароводяной смеси в подъемных трубах, кг/м3,
– высота паросодержащей части контура, м.
. (2)