ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

              6  Описание работы котельного агрегата, вспомогательного оборудования, котла-утлизатора

6.1  Описание работы  котельного агрегата типа Е(ГМ) [8] – двухбарабанный с вертикальным расположением барабанов. Верхний и нижний барабаны соединены трубами котельного пучка, которые представляют собой систему параллельно включенных труб. Высота и объем топочной камеры значительно превышают размеры котельного пучка. Топочная камера плотно экранирована трубами, питающимися водой из нижнего коллектора, соединенного опускными трубами с нижним барабаном. Пароводяная смесь из экранов собирается в выходных коллекторах и по трубам отводится в верхний барабан или в выносной циклон. Трубы заднего однорядного экрана переходят вверху в многорядный фестон. Котел имеет помимо топки и соединительного газохода, в котором расположен котельный пучок, еще два газохода – опускной и подъемный. В опускном газоходе расположен стальной змеевиковый пароперегреватель, а в подъемном вынесенный экономайзер из ребристых чугунных труб. Поверхности нагрева подвешены к балкам каркаса, опирающегося вместе с обмуровкой на фундамент. Котел имеет помимо топки и соединительного газохода, в котором расположен котельный пучок, еще два газохода — опускной и подъемный.

Эти котлы применяются главным  образом в промышленных и отопительных котельных для получения насыщенного пара для технологических нужд и отопления.

6.2 Вспомогательное оборудование [8]

6.2.1 Воздухоподогреватель – устройство для подогрева воздуха продуктами сгорания топлива перед подачей в топку котла.

Трубчатый воздухоподогреватель состоит из отдельных кубов, набираемых из стальных труб, с толщиной стенки 1,5 мм, длиной от 2 до 10 м и наружным диаметром 41 – 51 мм. Концы труб при помощи сварки крепятся к верхней и нижней трубным доскам. Внутри труб в вертикальном направлении движутся дымовые газы, сверху вниз, такое движение газов обеспечивает само-обдувку труб воздухоподогревателя от летучей золы, а снаружи трубы омываются воздухом, который движется в горизонтальном направлении, снизу вверх, перпендикулярно трубам. Движение газов и воздуха в воздухоподогревателе, как правило, осуществляется по принципу противотока.

6.2.2 Экономайзер – устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева или частичного парообразования воды, поступающей в котел.

Водяной змеевиковый  экономайзер состоит из водяных камер и змеевиков из стальных труб с наружным диаметром 38051мм и толщиной стенок 3-5 мм, в зависимости от давления. Концы змеевиков ввальцовываются в отверстия коллектора или привариваются к штуцерам, вваренным в камеры. Подводящие и отводящие  трубы экономайзера присоединяются к коллекторам посредством сварки. Змеевики экономайзера в газоходе располагаются горизонтально и крепятся при помощи опорных стоек. Для предотвращения от действия высоких температур балки покрывают тепловой изоляцией. Скорость газов в экономайзере  обычно бывает 10-12 м/с. Температура воды, поступающей  в экономайзер во избежания потения и ржавления их должна быть не менее чем на 10°С выше температуры точки росы дымовых газов, т.е. той температуры, при которой конденсируются пары дымовых газов. Температура точки росы зависит от вида топлива. Движение воды в экономайзерах для лучшего удаления воздуха (и во избежания  гидравлических ударов) должно быть снизу вверх.

6.2.3 Пароперегреватель – устройство для повышения температуры пара выше температуры насыщения, соответствующей давлению в котле.

Вертикальный пароперегреватель  имеет только один коллектор, змеевики его одним своим концом присоединены непосредственно к барабану котла. Чтобы удержать змеевики в вертикальной плоскости и не дать им схлестываться между собой, применяются специальные дистанционные гребенки, устанавливаемые между трубами змеевиков. Крепятся змеевики при помощи специальных подвесок к потолочному перекрытию котла.

6.2.4 Газомазутная горелка РГМГ-1 [9] – это горелка смешанного типа. В ней можно сжигать как газ, так и мазут.  Основными узлами горелок являются: ротационная форсунка, газовая часть, воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха. Ротационная форсунка, осуществляющая распыливание жидкого топлива, состоит из распыливающего о топливоподводящего устройств, вентилятора первичного воздуха, корпуса, ходовой части и привода. Распыливающее устройство форсунки состоит из распыливающего стакана, закрепленного на валу форсунки шпонкой и фиксируемого питателем.

При сжигании газа газ подается через кольцевой канал и входит через щели в амбразуру котла в виде тонких струй. Воздух через тангенциальный патрубок и кольцевой канал поступает в амбразуру горелки, в которой он частично смешивается  с газом. Полученная смесь входит в топку для улучшения процесса смешивания, воздух на входе в амбразуру проходит через систему поворотных лопаток и интенсивно закручивается. Окончание процесса смешения происходит в топочной камере. Для сжигания мазута по оси горелки устанавливается выдвижная мазутная выдвижная мазутная форсунка (мазутная форсунка с паровым распылением). В ней пар подводится во внутреннюю трубу, снабженную соплом Лаваля, а мазут поступает по концевому каналу между наружной и внутренней трубами. Струя пара, выходящего из сопла захватывает мазут и через диффузор поступает в топку. Производительность такой горелки по газу 2000 нм³/ч по мазуту. Давление газа перед горелкой 250-300 мм. вод. ст.

6.3 Описание котла-утилизатора [4]

Горизонтальный газотрубный  КУ Г-1030Б предназначен для выработки насыщенного пара за счет использования теплоты технологических и отходящих газов в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности. В этом КУ испарительные поверхности выполнены из труб диаметром 50×3 мм и расположены в нижнем барабане. К торцам испарительного барабана на сварке крепятся входная и выходная газовые камеры. В верхнем барабане-сепараторе размещено сепарационное устройство, состоящее из дырчатых листов, расположенных в два ряда, и пароприемного потолка. Сепарационный и испарительный барабаны соединены между собой по пару и воде.

К основным недостаткам  КУ подобного типа относятся низкий коэффициент использования теплоты отходящих от технологических агрегатов газов (50-60%), низкий паросъем с единицы поверхности нагрева, достигающий 12 кг/(м²·ч), высокий удельный расход металла на выработку пара. К недостаткам следует также отнести низкий предел давления вырабатываемого пара (всего 1,5 – 2,0 Мпа) из-за наличия цилиндрического корпуса (барабана) большого диаметра, ограниченный пропуск отходящих газов не более 30 – 40 тыс. м³/ч.