МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»
РЕФЕРАТ
на тему «Классификация современных паровых котлов»
по дисциплине «Введение в направление»
Проверил: Выполнила:
проф. Щинников П.А. студентка Загоняйко Е.А.
группа ТЭ-52
Отметка о защите
________________
Новосибирск, 2009
Введение
В настоящем реферате представлена простейшая технологическая схема энергетического котла, даны понятия и определения. Представлена классификация энергетических и водогрейных котлов.
При этом паровым котлом (рис.1) называется устройство для выработки пара с давлением выше атмосферного за счёт теплоты сжигаемого топлива. Основными рабочими элементами парового котла являются поверхности нагрева, которые представляют собой металлические трубчатые поверхности, с одной стороны омываемые горячими дымовыми газами, с другой – водой, пароводяной смесью, паром, воздухом.
Экономайзер(2) – трубчатая поверхность нагрева, служащая для подогрева горячими дымовыми газами питательной воды, подаваемой в котёл питательным насосом.
Барабан(1). Вода по трубопроводу подаётся из экономайзера в барабан, из которого котловая вода, перемешанная с питательной, направляется по опускным трубам на питание испарительных поверхностей нагрева, в данном случае топочных настенных трубчатых экранов. Барабан является самым сложным, металлоёмким дорогим узлом парового котла. В барабане осуществляется сбор и раздача рабочей среды, обеспечение запаса воды в котле, разделение пароводяной смеси на пар и воду.
Испарительная поверхность котла– это трубчатая поверхность нагрева, в которой осуществляется испарение воды за счёт теплоты дымовых газов.
Пароперегреватель(4)– трубчатая поверхность нагрева, служащая для подогрева пара выше температуры насыщения за счёт теплоты, переданной конвекцией или комбинированно: радиацией в топке и конвекцией в газоходах.
Топка котла(5) предназначена для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания за счёт передачи теплоты топочным экранам и выделения из продуктов сгорания золы.
Воздухоподогреватель(3), как элемент паровых котлов, появился в начале ХХ века для подогрева воздуха, подаваемого на горение топлива, так как горячий окислитель значительно интенсифицирует процесс горения.
Дутьевой вентилятор(6)забирает тёплый воздух из-под крыш котельной и подаёт его на подогрев в воздухоподогреватель.
Дымосос(8).Дымовые газы из воздухоподогревателя направляются в золоуловитель, от него к дымососу, наконец, через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу при температуре уходящих газов 120-160°С [1].
/>
Классификация паровых котлов.
Существуют различные классификационные признаки паровых котлов, рис.2.
По назначению паровые котлы можно разбить на несколько групп: энергетические, промышленные, отопительные, утилизационные, энерготехнологические и специальные.
Энергетические паровые котлы отличают: высокая единичная паропроизводительность, повышенные параметры пара, высокие требования к надёжности и экономичности в процессе проектирования на заводе, и наконец, высокие требования к культуре их эксплуатации на электростанциях.
Промышленные паровые котлывырабатывают пар для технологических нужд промышленности и сельского хозяйства.
Отопительные котлыпроизводят пар или горячую воду для отопления промышленных, жилых и общественных зданий. Особое место занимают котлы водогрейные отопительные.
Водогрейный котёл– устройство для получения горячей воды с давлением выше атмосферного.
Котлы-утилизаторы и энергетические используют резервы вторичных энергетических ресурсов при переработке отходов химических производств, бытового мусора и др.
По давлениюразличают такие группы: котлы низкого (до 1 МПа), среднего(1-10 МПа), высокого(14 МПа), сверхвысокого(СВД) давления(18-20 МПа) и сверхкритического(СКД) (давления больше 22,5 МПа).
По производительностиразличают котлы малой, средней и большой производительности.
По способу циркуляции водывсё разнообразие конструкций паровых котлов малых и больших на весь диапазон рабочих давлений можно свести к трём типам: с естественной циркуляцией, с многократной принудительной циркуляцией и прямоточные.
В котлах с естественной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется за счёт разности плотностей столбцов рабочей среды: воды rв в опускной питательной системе, пароводяной смеси rсм в подъёмной испарительной части циркуляционного контура. Движущий напор циркуляции S, ПА, в контуре можно выразить формулой S=hg(rв — rсм).
При критическом давлении рабочая среда является однофазной и её плотность зависит только от температуры, а так как последние близки между собой в опускной и подъёмной системах, то движущий напор циркуляции будет очень мал. Поэтому на практике естественная циркуляция применяется для котлов до сверхвысоких давлений обычно не выше 18,5 Па.
Движение рабочего тела по испарительному контуру характеризуется кратностью циркуляции К, которая представляет собой отношение часового массового рабочего тела через испарительную систему котла к его часовой паропроизводительности. Для современных котлов сверхвысокого давления К=5/10, для котлов низких и средних давлений от 10 до 25 МПа [2].
Особенностью котлов с естественной циркуляцией является способ компоновки поверхностей нагрева, заключающийся в следующем: опускные трубы не должны обогреваться для сохранения на достаточно высоком уровне плотности воды, подъёмные трубы должны иметь такую трассу, чтобы по ходу образующейся в них пароводяной смеси нивелирные уровни их всё 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 многократной принудительной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется в основном за счёт работы циркуляционного насоса, включаемого в опускной поток рабочей жидкости. Кратность циркуляции поддерживается невысокой, поскольку циркуляционный насос гарантирует её сохранение при всех колебаниях нагрузки. Котлы с многократной принудительной циркуляцией позволяют экономить металл для поверхностей нагрева особенно на СВД, так как допускают повышенные скорости воды и рабочей смеси и тем частично улучшают охлаждение стенки труб. Габариты агрегата при этом несколько снижаются, так как диаметры трубок можно выбирать меньшими, чем для котлов с естественной циркуляцией. Эти котлы могут применяться вплоть до критических давлений 22,5 МПа, наличие барабана даёт возможность хорошо осушать пар и продувать загрязнённую котловую воду.
В прямоточных котлах кратность циркуляции равна единицы и движение рабочего тела от входа воды в экономайзер и до выхода из агрегата перегретого пара принудительное, осуществляемое питательным насосом. Дорогой элемент – барабан отсутствует, что даёт при сверхвысоком давлении известное преимущество прямоточным агрегатам; зато это обстоятельство вызывает при сверхкритическом давлении удорожание станционной водоподготовки, поскольку повышаются требования к чистоте питательной воды, которая должна в этом случае содержать примесей не больше, чем выдаваемый котлом пар. Прямоточные котлы универсальны по рабочему давлению, а на закритическом – вообще являются единственными генераторами пара на ТЭС – ТЭЦ и нашли большое распространение в современной электронике.
В послевоенные годы появилась разновидность циркуляции воды в прямоточных парогенераторах – комбинированная циркуляция, осуществляемая за счёт особого насоса или дополнительного параллельного циркуляционного контура естественной циркуляции в испарительной части прямоточного котла, позволяющая улучшить охлаждение экранных труб при малых нагрузках за счёт увеличения на 20-30% массы циркулируемой через них рабочей среды[2].
Заключение.
В реферате показаны основные составляющие парового котла. Рассмотрена классификация паровых котлов, их некоторые особенности, принципы работы.
Список используемой литературы.
1. Белинский С.Я. и Липов Ю.М. Энергетические установки электростанций. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1974.
2. Ковалёв А.П. и др. Парогенераторы: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат,1985.