Основные виды котельных агрегатов

Энергетические котельные агрегаты

Котельные агрегаты паропроизводительностью от 50 до 220 т/ч на давление 3,92−13,7 МН/м² выполняют только в виде барабанных, работающих с естественной циркуляцией воды: агрегаты паропроизводительностью от 250 до 640 т/ч на давление 13,7 МН/м² выполняют в виде и барабанных, и прямоточных, а котельные агрегаты паропроизводительностью от 950 т/ч и выше на давление 25 МН/м² — только в виде прямоточных, так как при сверхкритическом давлении естественную циркуляцию осуществить нельзя.

Типичный профиль котельного агрегата паропроизводительностью 50−220 т/ч на давление пара 3,97−13,7 МН/м² при температуре перегрева 440−570°С (рис. 7.4) характеризуется компоновкой его элементов в виде буквы П, в результате чего образуются два хода дымовых газов. Первым ходом является экранированная топка, определившая название типа котельного агрегата. Экранирование топки настолько значительно, что в ней экранным поверхностям передается полностью все тепло, требующееся для превращения в пар воды, поступившей в барабан котла. В результате исчезает необходимость в кипятильных конвективных поверхностях нагрева; конвективными поверхностями нагрева в котельных агрегатах этого типа остаются только пароперегреватель, водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Выйдя из топочной камеры 2, дымовые газы поступают в короткий горизонтальный соединительный газоход, где размещен пароперегреватель 4, отделенный от топочной камеры только небольшим фестоном 3. После этого дымовые газы направляются во второй нисходящий газоход, в котором расположены в рассечку водяные экономайзеры 5 и воздухоподогреватели 6. Горелки 1 могут быть как завихривающие с расположением на передней стене или на боковых стенах встречно, так и угловые (как показано на рисунке).

У котельных агрегатов паропроизводительностью 320−640 т/ч на давление пара 13,7 МН/м², как правило, сохраняют П-образную компоновку, хотя в некоторых случаях появляется и Т-образная компоновка. Выполнение пароперегревателя становится более сложным. Шире начинают применяться полуоткрытые топки и регенеративные воздухоподогреватели.

Рис. 7.4. Котельный агрегат паропроизводительностью 220 т/ч; давление пара 9,8 МПа; температура перегретого пара 540°С

При П-образной компоновке котельного агрегата (рис. 7.5), работающего с естественной циркуляцией воды, барабан 4 котла обычно размещают сравнительно высоко над топкой; сепарацию пара в этих котлах обычно осуществляют в выносных устройствах — циклонах 5. При сжигании антрацита применяют полуоткрытую полностью экранированную топку 2 с встречным расположением горелок 1 на передней и задней стенках и подом, предназначенным для жидкого шлакоудаления. На стенках камеры горения размещают шиповые, утепленные огнеупорной массой экраны, а на стенках камеры охлаждения — открытые экраны. Часто применяют комбинированный пароперегреватель 3, состоящий из потолочной радиационной части, полурадиационных ширм и конвективной части. В нисходящей части агрегата в рассечку, т. е. чередуясь, размещены водяной экономайзер второй ступени (по ходу воды) и трубчатый воздухоподогреватель второй ступени (по ходу воздуха), а за ними водяной экономайзер и воздухоподогреватель первой ступени (6 и 7).

Рис. 7.5. Котельный агрегат паропроизводительностью 420 т/ч; давление пара 13,7 МПа; температура перегретого пара 570 °C.

Котельные агрегаты паропроизводительностью 950, 1600 и 2500 т/ч на давление пара 25 МН/м² предназначаются для работы в блоке с турбинами мощностью 300, 500 и 800 МВт. Компоновка котельных агрегатов названной паропроизводительности (рис. 7.6) П-образная с воздухоподогревателем, вынесенным за пределы основной части агрегата. Перегрев пара двойной; параметры его после первичного пароперегревателя 25 МН/м² и 565 °C, после вторичного 4 МН/м² и 570 °C. Агрегат состоит из двух рядом стоящих одинаковых корпусов. Топка каждого корпуса состоит из камеры горения 2 с жидким шлакоудалением и с закрытыми экранами и камеры охлаждения 3 с открытыми экранами. Горелки 1 размещены на передней и задней стенах топки. По выходе из топки дымовые газы поступают в пароперегреватель, состоящий из двух радиационных частей 4 и 5 и конвективной части 7, между которыми размещена верхняя радиационная часть б агрегата. Далее газы поступают в промежуточные пароперегреватели первой ступени 8 и второй ступени 9 и далее в конвективные поверхности нагрева котла 10 и водяного экономайзера 11. Затем газы проходят в регенеративный воздухоподогреватель 72, размещенный в стороне, дымососы и дымовую трубу.

Питательная вода поступает параллельными потоками в каждый корпус так, что имеется возможность раздельного регулирования подачи ее по корпусам. Вода проходит последовательно через конвективные водяные экономайзеры /7, размещенные в зоне малого температурного напора, экраны камеры горения 2 и конвективную поверхность котла (переходную зону) 70, где она превращается в пар. Полученный пар проходит через экраны камер охлаждения 3 и поступает в конвективную часть 7 первичного пароперегревателя, а из него в радиационные части 4 и 5 первичного пароперегревателя и далее в турбину.

Рис. 7.6. Прямоточный котельный агрегат паропроизводительностью 950 т/ч; давление пара 25 МПа; температу ра перегретого пара 565/570°С.

Возвращающийся из турбины пар, подлежащий промежуточному перегреву, поступает во вторую ступень 9 промежуточного пароперегревателя, затем проходит в теплообменник 72, предназначенный для регулирования его температуры, и далее в первую ступень пароперегревателя 8 и обратно в турбину. Дополнительное регулирование температуры перегретого пара осуществляется вспрыскивающими пароохладителями. Трубы конвективных поверхностей нагрева очищаются от загрязнений дробеочистным устройством. Все конвективные поверхности нагрева выполнены в виде пакетов из горизонтальных змеевиков. Наружный диаметр труб поверхностей нагрева равен 32 мм.