Котлоагрегаты

ТГМ-84/Б

Другие объекты

Разное


Designed by:
Joomla Templates

Описание технологического процесса часть 2

В отечественной энергетике наиболее широкое распространение получили паровые котлы с П-образным профилем — это две вертикальные призматические шахты, соединенные вверху горизонтальным газоходом. Первая шахта — большая по размерам — является топочной камерой (топкой). В топочной камере по всему периметру и вдоль всей высоты стен обычно располагаются трубные плоские системы — топочные экраны. Они получают теплоту прямым излучением от факела и являются радиационными поверхностями нагрева.
Экраны выполняют из плавниковых труб, свариваемых между собой и образующих сплошную газоплотную (газонепроницаемую) оболочку. Газоплотная экранная система покрыта оболочкой из теплоизоляционного материала, которая уменьшает потери теплоты от наружного охлаждения стен агрегата, обеспечивает нормальные санитарно-гигиенические условия в помещении и исключает возможность ожогов персонала.
Вторая вертикальная шахта и соединяющий ее с топочной камерой горизонтальный газоход служат для размещения поверхностей нагрева получающих теплоту конвекцией, и потому называются конвективными газоходами, а сама вертикальная шахта — конвективной шахтой. Поверхности нагрева, размещаемые в конвективных газоходах, получили название конвективных.Сжигание топлива производится в топочной камере, куда топливо поступает через горелки. У всех крупных котлов топливо сгорает в виде факела, от которого тепло путем излучения передается трубам, расположенным в топочной камере в виде панелей.Излучение тепла нагретым телом и, в частности, топочным факелом по своему характеру подобно световому излучению. Количество излучаемого тепла резко увеличивается с возрастанием температуры факела.
После отдачи теплоты топочным экранам продукты сгорания покидают топку при температуре 900-1200 °C (в зависимости от вида топлива) и поступают в горизонтальный газоход. По мере движения в трубах топочных экранов вода превращается в пар. Поверхности нагрева, в которых образуется пар, являются испарительными, парообразующими. Образующаяся в топочных экранах пароводяная смесь поступает либо непосредственно в барабан, либо в верхние сборные камеры (коллекторы), откуда направляется в барабан по отводящим трубам. Выделившийся в барабане практически сухой насыщенный пар поступает в пароперегреватель. 
Вода поступающая в паровой котел, называется питательной водой. Питательная вода содержит примеси. В процессе парообразования увеличивается содержание пара, вода при этом упаривается, а концентрация примесей возрастает. При достижении определенных концентраций в конце зоны парообразования на внутренней поверхности труб образуются отложения в виде накипи. Теплопроводность отложений в десятки раз меньше теплопроводности металла, из которого выполнены поверхности нагрева. Это ухудшает теплопередачу к рабочей среде и при интенсивном обогреве в топочной камере приводит к перегреву металла труб, снижению прочности и разрыву под действием внутреннего давления рабочей среды.
Из барабана в пароперегреватель направляется насыщенный пар, имеющий температуру кипящей воды. Нагрев этого пара совершается в первичном пароперегревателе; пароперегреватель, в котором нагревается пар, возвращаемый из турбины для повторного нагрева, называется промежуточным пароперегревателем.
В пароперегревателе различают три части: конвективную, радиационную и полурадиационную (ширмы). Конвективная часть состоит из трубных пакетов, каждый из которых собирается из змеевиков, т.е. многократно согнутых труб. Такие пакеты омываются вышедшими из топки дымовыми газами, в них основное количество тепла предается при соприкосновении труб с газами (конвекцией).
Радиационные панели пароперегревателя воспринимают тепло, излучаемое газами (радиационное тепло). Чем выше давление в котле, тем меньше скрытая теплота испарения и, следовательно, меньше должны быть те поверхности нагрева, в которых происходит испарение воды. Поэтому панели пароперегревателя на вертикальных стенах топочной камеры часто имеются у котлов на 140 кгс/см?.
У современных котлов имеются ширмы, каждая из которых представляет собой расположенную в одной вертикальной плоскости панель из U-образных труб первичного пароперегревателя, жестко скрепленных между собой и находящихся почти вплотную друг к другу. Пар входит в одну из камер ширмы, проходит по трубам и выходит из другой камеры.
Сухой насыщенный пар поступает в радиационный пароперегреватель, где уже и перегревается. Проходя ширмы пар, также перегревается. Частично перегретый пар поступает в последнюю по ходу пара поверхность нагрева, расположенную в конвективном газоходе — конвективный пароперегреватель, в котором он доводится до необходимой температуры. Из конвективного пароперегревателя перегретый пар заданных параметров (давления и температуры) направляется в турбину.
Температура продуктов сгорания за конвективным пароперегревателем достаточно высока (800-900 °C). Частично отработавший в турбине пар снова направляется в паровой котел для вторичного (промежуточного) перегрева до температуры, обычно равной температуре пара, выдаваемого основным пароперегревателем.
На выходе из промежуточного пароперегревателя продукты сгорания имеют еще высокую температуру (500-600 °C) и поэтому содержащуюся в них теплоту утилизируют в конвективном экономайзере. В него поступает питательная вода, которая подогревается до температуры, меньшей температуры насыщения.
За экономайзером температура продуктов сгорания составляет 300-450 °C и более. Дальнейшая утилизация теплоты осуществляется в следующей конвективной поверхности нагрева для подогрева воздуха — воздухоподогревателе. Воздухоподогреватель представляет собой систему вертикальных труб, через которые проходят продукты сгорания, между трубами — нагреваемый воздух. Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель (холодный воздух) 30-60°C, на выходе (горячий воздух) 200-420 °C в зависимости от топлива и способа его сжигания.
После воздухоподогревателя продукты сгорания имеют уже достаточно низкую температуру (110-160 °C). Дальнейшая утилизация теплоты этих продуктов сгорания экономически нецелесообразна, и их выбрасывают дымососом через дымовую трубу в атмосферу. Они получили название уходящих дымовых газов.
В результате сжигания топлива остается зола, которая в основной массе уносится продуктами сгорания. Ее улавливают в золоуловителе, размещаемом перед дымососом. Этим предотвращается абразивный износ дымососов и загрязнение атмосферы золой. Уловленная зола удаляется устройствами золоудаления. Часть золы выпадает в нижнюю часть топки и также непрерывно удаляется через систему золошлакоудаления.