Общая характеристика котельного агрегата, котельной установки. Элементы, входящие в состав котельного агрегата. Тракты котла. Состав и параметры продуктов сгорания. Тепловой баланс котла, страница 37

Котел (рис. 15.3) имеет восемь контуров циркуляции: фронтальный, задний, два основных боковых, расположенных в центральной части боковых стен, и четыре боковых, расположенных с обеих сторон основных экранов.

В котле предусмотрено двухступенчатое испарение. Во вторую ступень испарения с выносными циклонами (устанавливается один или несколько) включены основные части экранов, расположенных на боковых стенах топки. Также в циклоны поступает вода из торцов барабанов (см. ступенчатое испарение). Барабан и все остальные испарительные экранные поверхности нагрева включены в первую ступень испарения.

На выходе из топки имеется трехрядный фестон, образованный разведенными трубами заднего экрана. Пароводяная смесь, поступающая из экранов первой ступени испарения, разделяется на пар и воду в циклонах, установленных в барабане. Из выносных циклонов пар поступает в паровое пространство барабана под жалюзийный сепаратор, установленный на выходе из барабана. За сепаратором в барабане размещен распределительный щит, обеспечивающий равномерный отбор пара из барабана в пароперегреватель.

Рис. 15.2. Схемы секционирования (а) и подвески (б) экранов, неподвижные (в) и подвижные (г) крепления: 1, 3 -нижние и верхние коллекторы; 2, 8 - опускные и подъемные экранные трубы; 4 - барабан; 5 - отводящие трубы; 6, 7 - неподвижные и подвижные крепления; 9 - балки каркаса; 10 - обмуровка; 11 - косынка; 12 - скоба; 13 - прутковая связь; I, II, III - контуры циркуляции

Рис. 15.3. Общий вид котла БМ-35-РФ и его циркуляционная схема: 1 - экономайзер; 2 - барабан; 3 - фронтовой экран; 4 - задний экран; 5 - коллектор бокового экрана; 6 - выходной коллектор основного бокового экрана; 7 - циклон; 8 - фестон; 9 - пароперегреватель; 10 - воздухоподогреватель; ПВ - питательная вода; НП - насыщенный пар; ПП - перегретый пар; ХВ - холодный воздух; Т - топливо; УГ - уходящие газы

Гидродинамика котлов с естественной циркуляцией.

Простейший контур испарительной системы (рис. 15.4) состоит из обогреваемой трубы, необогреваемой опускной трубы, соединительного коллектора и барабана, в котором происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду.

За счет подвода теплоты в какой-то точке по высоте подъемной трубы происходит закипание воды, в этом случае пароводяная смесь находится выше ее. За счет разности плотностей воды и пароводяной смеси в опускной и подъемной трубах возникает движение воды вниз, а пароводяной смеси – вверх и устанавливается естественная циркуляция. Создаваемое при этом движущее давление затрачивается на преодоление сопротивления в системе.

Рис. 15.4. Контур с естественной циркуляцией

В общем случае движущий напор, который развивается в замкнутой системе, представляет собой разницу гидростатических давлений на входе и выходе коллектора (нижнего барабана):

,

где   – полная высота контура, под которой понимается расстояние от уровня воды в верхнем барабане до оси коллектора, м; ,  – соответственно плотность воды в опускных и подъемных трубах, кг/м³; g – ускорение свободного падения, м/с².

В случае парогенерирующего контура движущий напор прямо пропорционален разности плотностей воды и пароводяной смеси:

,

где  - высота паросодержащей части в трубной системе, м;  – средняя плотность пароводяной смеси в подъемных трубах, кг/м³.

При относительно небольшом значении разницы плотностей воды и пароводяной смеси необходимый движущий напор можно получить за счет увеличения высоты всей трубной системы. Поэтому в котлах с естественной циркуляцией тепловоспринимающие подъемные трубы располагают вертикально.

Основным параметром, характеризующим работу контура, является кратность циркуляции

,

где  - расход воды, циркулирующей в контуре, т/ч;  - паропроизводительность контура, т/ч.

Используется два типа контура циркуляции: замкнутый и разомкнутый.

Разомкнутый контур циркуляции реализуется в прямоточных котлах, т. е. в котлах с принудительным способом организации движения рабочей среды при однократном ее прохождении через трубы поверхностей нагрева. Поскольку при этом вся масса воды, проходящей через контур, превращается в пар (= ), кратность циркуляции в этом случае равна единице.