Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Машинист котельных

Горизонтально-водотрубные котлы


Горизонтально-водотрубные котлы

Водотрубный котел состоит из одного или нескольких горизонтальных стальных барабанов и ряда соединенных с ними стальных кипятильных труб небольшого диаметра.

Но трубам движется вода, а снаружи трубы обогреваются газообразными продуктами сгорания.

Котел, в котором кипятильные трубы расположены под небольшим углом к горизонтали, называется горизонтально-водотрубным котлом. Котел, в котором кипятильные трубы расположены вертикально или со значительным наклоном к горизонтали, называется вертикально-водотрубным котлом.

Рис. 1. Цельнокамерныи горизонтально-водотрубный котел

На рис. 1 изображен горизонтально-водотрубный котел старой конструкции — так называемый цельнока мерный котел. Поверхность нагрева его образована пучком слегка наклоненных кипятильных труб, ввальцованных в Две сборные плоские камеры. Последние присоединены и нижней части барабана при помощи горловин (в других конструкциях при помощи штуцеров) большого диаметра. Против каждой кипятильной трубы в стенках камер имеются закрываемые лючками отверстия, через котор ые про» изводят смену, развальцовку и чистку труб. Обе стенки каждой камеры для прочности соединены между собой анкерными связями.

Между кипятильными трубами установлены поперечные перегородки, образующие газоходы котла. Газообразные продукты сгорания из топки, помещающейся под передней частью кипятильного пучка, поднимаются вверх в первый газоход и последовательно проходят но всем газоходам котла, обогревая кипятильные трубы. Пароперегреватель обычно располагают в пространстве между барабаном котла и верхним рядом кипятильных труб, т. е. на пути газов из первого газохода котла во второй газоход.

Циркуляция воды в этом цельнокамерном горизонтально-водотрубном котле осуществляется следующим образом. Питательная вода подается насосом в водяное пространство барабана котла. Из барабана вода опускается в заднюю камеру и из нее распределяется по всем кипятильным трубам, где происходит частичное превращение воды в нар. Образующаяся пароводяная смесь поднимается по наклонным трубам в переднюю камеру и затем через ее горловину — в барабан котла. Здесь происходит отделение пара от воды, и пар поднимается в паровое пространство котла. Образовавшийся таким образом насыщенный пар с температурой, равной температуре кипения воды, либо поступает из котла непосредственно к потребителям, либо предварительно направляется в пароперегреватель, где подсушивается и перегревается до необходимой температуры, и только после этого поступает к потребителям.

Устойчивая циркуляция воды в горизонтально-водотрубном котле достигается тем, что передняя часть котла (первый газоход) нагревается газообразными продуктами сгорания высокой температуры сильнее, чем задняя часть котла (последний газоход); вследствие этого в передней части кипятильных труб происходит усиленное парообразование. Легкая пароводяная смесь по трубам поднимается в переднюю камеру котла. Разность плотностей воды, опускающейся из барабана по задней горловине, и пароводяной смеси, поднимающейся по передней горловине в барабан, создает устойчивую циркуляцию воды в котле.

Основной недостаток цельнокамерных котлов — плоские камеры, трудные в изготовлении и недостаточно надежные в эксплуатации, в связи с чем их в настоящее время не изготовляют.

Стремление освободиться от цельных плоских камер привело к созданию конструкции секционных горизонтально-водотрубных котлов.

Основным элементом этого котла является секция, состоящая из двух волнообразной формы квадратных или круглых камер-коллекторов и ввальцованных л стенки камер от пяти до одиннадцати кипятильных труб. Волнообразная форма камер позволяет осуществить шахматное расположение труб. Каждая секция присоединяется к барабану котла при помощи двух коротких патрубков: водоподводящего (заднего) и пароотводящего (переднего). Патрубки ввальцованы одним концом в круглые отверстия стальных карманов нижней части барабана, а другим концом в торец камер-коллекторов.

Секционные котлы позволяют:
1) стандартизировать секции — основные элементы котла;
2) относительно легко менять отдельные части;
3) транспортировать (котел можно разбирать на части при перевозке).

Преимуществом секционного котла является также его компактность (поверхность нагрева образована большим числом труб небольшого диаметра 83—100 мм). Благодаря этому можно строить секционные горизонтально-водотрубные котлы при поперечном расположении барабанов весьма большой площади поверхности пагрева и большой паропроизводительности (до 500 т/ч для одного котельного агрегата). Секционные котлы характеризуются высоким напряжением площади поверхности нагрева, а именно: 25—35 кг/(ч-м2) для обычных котлов и до 50—60 кг/(ч-м2) для экранированных котлов.

Основные недостатки секционных котлов: трудоемкость изготовления камер-коллекторов, значительная затрата металла на их изготовление, большое количество лючков (по два на каждую кипятильную трубу), высокая стоимость изготовления п монтажа, громоздкая обмуровка.

На рис. 3 и 4 изображен весьма распространенный в

Рис. 2. Секция горизонтально-водотрубного котла с кипятильными трубами промышленности горизонтально-водотрубный котел системы В. Г. Шухова, впервые построенный в 1891 г. Этот котел представляет собой оригинальную, простую в изготовлении, сравнительно дешевую конструкцию многокамерного горизонтально-водотрубного котла. Котел системы Шухова состоит из отдельных двух, трех, четырех или пяти элементов. Каждый элемент котла имеет один верхний продольный барабан и два нучка труб (в каждом пучке 28 труб наружным диаметром 76 мм).

Рис. 3. Горизонтально-водотрубный котел системы В. Г. Шухова (5 = 180 м2)

Рис. 4. Горизонтально-водотрубный котел системы В. Г. Шухова (S = 180 м2)

Кипятильные грубы в пучках расположены в шахматном порядке и «вальцованы в днища двух коротких цилиндрических камер, называемых головками или коллекто рами. Каждый коллектор имеет один люк, благодаря которому можно осматривать, ввальцовывать и очищать от накипи и шлама все 28 труб пучка.

Передние верхние коллекторы соединены со своими барабанами горловинами, а задние — вертикальными патрубками. Паровые пространства барабанов котла соединены наверху между собой общим поперечным паросборником, а водяные пространства внизу — общим поперечным грязевиком.

Вода насосом подается в водяное пространство каждого барабана раздельно. Из барабанов вода но патрубкам опускается в задние коллекторы, откуда распределяется по всем трубам, ввальцованным в днище коллекторов. В трубах вода частично испаряется, пароводяная смесь поступает в передние коллекторы и дальше в верхний барабан элемента котла. Для улучшения циркуляции в передних коллекторах установлены циркуляционные трубы, по которым пароводяная смесь отводится из нижних передних коллекторов в барабаны котла. Из верхних передних коллекторов пароводяная смесь отводится в барабаны котла по кольцевому пространству, образованному циркуляционными трубами. Пар, выделяющийся в барабанах из пароводяной смеси, поднимается в паровое пространство барабанов, а из них в общий паросборник, откуда направляется в пароперегреватель, расположенный между первым и вторым газоходами котла.

Основные преимущества горизонтально-водотрубных котлов Шухова — отсутствие плоских камер, небольшое количество люков (два люка на 28 труб), стандартизация отдельных частей котла, облегчающая йх производство и сборку и снижающая стоимость котла. Площадь поверхности нагрева котлов Шухова 62,5—310 м1 (в зависимости от числа элементов). Нормальное напряжение площади поверхности нагрева 20—25 кг/(ч-м2). Применяемое избыточное давление до 1,3 МПа (до 13 кгс/с,м2).

Основные недостатки горизонтально-водотрубных котлов системы Шухова — относительно большой расход металла, большие габаритные размеры, термическая жесткость конструкции, тесное расположение труб, затрудняющее их очистку от налетов сажи и золы, относительно низкая степень использования теплоты газов в газоходах котла.

Рис. 5. Горизонтально-водотрубный котел А-5 системы Шухова— Берлина:

В 1936—1937 гг. конструкция котла Шухова была изменена. В сварных котлах новой конструкции системы Шухова — Берлина вместо нескольких продольных барабанов установлен один поперечный барабан. Число труб в пучках уменьшено до 24 (вместо 28). Пучки в количестве от двух до семи расположены в шахматном порядке и присоединены к барабану посредством прямых задних и изогнутых передних труб. Площадь поверхности нагрева одного пучка составляет 35 м2.

Несмотря на некоторое повышение к. п. д., увеличение напряжения площади поверхности нагрева до 35 кг/(ч-м2) для неэкранированных котлов и до 50— 60 кг/(ч-м2) для экранированных котлов и некоторое снижение расхода металла, котлы системы Шухова—Берлина оказались малоудачными из-за увеличения габаритных размеров, высокой требовательности к качеству питательной воды и громоздкости обмуровки.





Похожие статьи:
Оказание первой помощи при отравлениях, ожогах и поражениях электрическим током

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Машинист котельных

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум