Suprafața este convectivă cu suporturi pentru cazan. Suprafețele de încălzire a cazanelor: noi tehnologii

Pentru a răspunde nevoilor creșterii rapide a construcțiilor industriale și rezidențiale în anii 60, VTI, împreună cu Orgenergostroy (Moscova), a dezvoltat o serie de cazane de apă caldă cu tuburi de apă de tip PTVM cu o putere termică de 34,9 până la 209,4 MW ( 30...180 Gcal/h). Au fost concepute pentru a arde gaze naturale și păcură. În ciuda deficiențelor identificate în primii ani de funcționare, aceste cazane s-au răspândit, deoarece condițiile economice de atunci au făcut posibilă tolerarea fiabilității și eficienței lor scăzute în funcționare.

Cazanele similare de tip KVGM dezvoltate ulterior, după ce au eliminat o serie de deficiențe identificate, l-au păstrat pe cea principală - proiectarea suprafeței de încălzire convectivă. Acest design s-a bazat pe ideea unei contaminări scăzute a suprafeței de încălzire datorită efectului de autosuflare cauzat de diametrul mic al țevilor (28 mm) și de aranjarea lor strânsă (distanțele clare dintre țevi sunt de numai 4 mm). ). Această idee fusese până atunci confirmată în condiții de laborator și în practică când combustibilul solid era ars în cazanele electrice, mai ales când producea depuneri libere pe conductele de suprafață de încălzire. A fost extinsă în grabă la cazanele de apă caldă luate în considerare, fără a studia suficient natura depozitelor de cenuşă de păcură.

Practica a arătat că atunci când ardeți păcură, efectul de autosuflare așteptat este complet absent și, în schimb, în ​​partea cu temperatură scăzută a suprafeței de încălzire convectivă, se observă adesea o deplasare a spațiului interconvectiv cu depozite de cenușă de păcură. În partea de înaltă temperatură a suprafeței, designul fasciculului de tuburi aplicat a condus la o schimbare diferită dezavantaj semnificativ. Datorită fluxurilor mari de căldură, în special în interiorul primelor rânduri de țevi de-a lungul fluxului de produse de ardere, apare adesea fierberea pe perete a apei. Acest lucru duce la formarea intensivă a depozitelor interne, o scădere a zonei de curgere și a fluxului de apă în tuburi. Rezultatul este cunoscut - țevi arse. Cu cât calitatea apei este mai proastă, cu atât acest proces este mai intens și durata de viață a secțiunilor suprafeței de încălzire este mai scurtă.

Acum este general acceptat că suprafața de încălzire convectivă a cazanelor de apă caldă PTVM și KVGM este cea mai slabă verigă. Multe fabrici de cazane, o serie de organizații de proiectare și întreprinderi de reparații au propriile proiecte de modernizare. Dezvoltarea Uzinei de construcție a mașinilor JSC ZIO-Podolsk ar trebui să fie recunoscută ca fiind cea mai avansată. Dezvoltatorii au abordat problema într-o manieră cuprinzătoare. Pe lângă creșterea diametrului țevilor de la 28 mm la 38 mm și dublarea pasului lor transversal, țevile tradiționale cu pereți netezi au fost înlocuite cu cele cu aripioare. Se folosesc aripioare cu membrană și spirală transversală. Potrivit dezvoltatorilor, înlocuirea vechiului design al cazanelor PTVM-100 cu unul nou va permite economii de combustibil de până la 2,4% și, cel mai important, va crește de 3 ori fiabilitatea operațională și durata de viață a suprafeței convective.

Mai jos sunt rezultatele îmbunătățirii ulterioare a suprafeței convective, care vizează posibilitatea eliminării aripioarelor membranei în partea de temperatură ridicată a suprafeței pentru a reduce consumul de metal al acesteia. În loc de membrane, inserții de distanță scurte sunt sudate între țevi. Ele formează trei curele de rigidizare de-a lungul lungimii secțiunilor și, prin urmare, nu sunt necesari stâlpi distanțieri. Exact aceleași inserții distanțiere scurte sunt utilizate în partea cu temperatură scăzută a suprafeței formată din țevi cu aripioare spiralate transversale. Au înlocuit rafturile voluminoase ștampilate. Clasificarea pasului transversal al țevilor și, în consecință, a secțiunilor între ele se realizează prin piepteni în zona curelelor de rigidizare. Pieptenii fixează doar rândurile exterioare de țevi ale fiecărei secțiuni. În interiorul suprafeței de încălzire asamblate din secțiuni, țevile sunt ordonate în funcție de piper datorită designului rigid al secțiunilor.

Inserțiile distanțiere sudate între țevile spiralate în loc de barele tradiționale au fost folosite de mai bine de 20 de ani. Rezultatul este pozitiv. Inserțiile distanțiere sunt răcite în mod fiabil și nu provoacă deformarea țevii. Nu au existat cazuri de fistule care au apărut pe conducte din cauza utilizării inserțiilor pe întreaga practică de lungă durată.

Refuzul aripioarelor membranei țevilor în partea cu temperatură ridicată a suprafeței de încălzire și revenirea la un design cu tub neted a făcut posibilă reducerea consumului de metal, practic fără nicio modificare a percepției căldurii. În primele proiecte, pasul dintre aripioarele spiralate transversale din partea cu temperatură scăzută a fost considerat a fi de 6,5 mm, iar în proiectele ulterioare a fost redus la 5 mm. Practica arată că atunci când se arde numai gaz natural în cazanele de apă caldă, acest pas poate fi redus și mai mult și se pot realiza economii suplimentare de combustibil.

Soluția tehnică prezentată aici este protejată de un brevet de model de utilitate. Proiectele sunt realizate în comun de către angajații NPF „Gradient-S” SSTU și PO „Sverdlovenergoremont”. Fabricarea se realizează la baza de producție a OP Sverdlovenergoremont. În perioada 2002-2010 au fost introduse suprafețe de încălzire convectivă modernizate pentru cazane PTVM-100 la cazanul raional Gurzuf (Ekaterinburg) - 4 cazane; Centrala termică a fabricii de siderurgie Nizhny Tagil (Nijni Tagil) -3 cazane; CET Sverdlovsk (JSC Uralmash, Ekaterinburg) – 2 cazane; pentru PTVM-180: Saratov CHPP-5 (Saratov) – 2 cazane; KVGM-100 (regiunea Rostov) – 2 cazane.

Nu există comentarii de operare cu privire la suprafețele de încălzire nou dezvoltate și instalate în cazanele de apă caldă. S-a confirmat o reducere semnificativă a rezistenței hidraulice și aerodinamice. Cazanele ajung cu ușurință la sarcina nominală și funcționează stabil în acest mod. Inserțiile distanțiere utilizate sunt răcite în mod fiabil. Pe suprafețele de încălzire modernizate nu se observă deformații ale țevilor și secțiunilor în sine. Temperatura gazelor arse la puterea nominală de încălzire din fabrică a scăzut cu 15 o C pentru cazanele cu pas între aripioarele spiralate transversale de 6,5 mm și cu 18 o C pentru cazanele cu pas între aripioare de 5 mm.

Suprafețe convective cazane de incalzire. Modul de apă al unităților de cazan. - 2 ore

Elemente ale unităților cazanelor de abur. Suprafețe de încălzire prin evaporare. Circulaţie.

Participarea suprafețelor de încălzire prin evaporare, și anume, fasciculele cazanului și ecranele de ardere ale cazanelor cu tuburi verticale de apă, precum și ecranele de ardere și festonele unităților de cazane de tip ecran, la procesul de generare a aburului în cazan scade continuu odată cu creșterea presiunii aburului . Dacă în cazane presiune scăzută, producând abur saturat, suprafețele de încălzire prin evaporare reprezintă 100% din suprafața totală de încălzire, apoi în cazanele cu presiune supercritică suprafețele de încălzire prin evaporare sunt aproape complet absente, deoarece în regiunea supercritică apa, care a ajuns la punctul de fierbere, se transformă în abur fără consum suplimentar de căldură. În cazanele cu presiune supercritică, aproximativ 35% din căldura utilizată în ele este cheltuită pentru încălzirea apei la temperatura de vaporizare, iar 65% este cheltuită pentru supraîncălzirea aburului.

Sistemul suprafețelor de încălzire prin evaporare este determinat de tipul cazanului.

Sistemele evaporative ale cazanelor cu circulație naturală sunt prezentate în Fig. 16-1 și 16-2.

Suprafețele de încălzire prin evaporare ale unităților de cazane cu tuburi verticale de apă (Fig. 16-1) constau dintr-un mănunchi dezvoltat de tuburi de fierbere 2, rulate în 1 tamburi superior și 3 inferioare, ecrane de ardere 6, alimentate cu apă din tamburele cazanului prin coborârea 7 și conectarea a 4 țevi din camere (colectori) 5.

Tamburele cazanelor cu tuburi verticale de apa sunt realizate din tabla de otel sudata cu diametrul de 1.000-1.500 mm. Deoarece aceste cazane sunt proiectate să funcționeze la o presiune de 14-40 atm, grosimea peretelui tamburului este relativ mică. De exemplu, pentru cazanele de tip D KVR pentru o presiune de 14 atm, grosimea peretelui unui tambur cu diametrul de 1.000 mm este de 13 mm, pentru o presiune de 24 atm cu același diametru al tamburului - 20 mm, iar pentru un presiune de 40 atm cu diametrul tamburului de 960 mm - 40 mm. Fundurile ștanțate ale tamburilor au deschideri speciale care sunt închise prin trape.

Colectoarele sunt de obicei realizate din conducte cu un diametru de până la 219 mm; țevile ecranului sunt conectate la acestea prin sudare.

Suprafețele de încălzire prin evaporare ale unităților de cazane de tip ecran (Fig. 16-2) constau dintr-un tambur 2, un sistem de țevi de sită 6 și 7 cu colectoare inferioare 9 și 10 și superioare 4 și 5, un sistem de țevi de coborâre 8 și un sistem de conducte de legătură 3.

Orez. 16-1. Suprafețele de încălzire prin evaporare verticale ale unui cazan vertical cu tuburi de apă.

Tamburele sunt sudate, fundurile sunt ștanțate. Diametrul tamburului, în funcție de puterea de abur a unității cazanului și de presiunea aburului, este de 1.200-1.800 mm cu o lungime de ~ 18 m. Grosimea peretelui tamburului pentru cazanele cu o presiune de 100 atm este de 90- 100 mm, iar pentru cazane cu o presiune de 140 atm - mai mult mai mult. Colectorii de ecrane sunt fabricați din țevi fără sudură cu un diametru exterior de până la 426 mm. Conducte fără sudură ale sistemului de ecran cu un diametru exterior de 51-60 mm; se racordeaza la colectoare prin sudura, la tamburi la presiune medie prin rulare, iar la presiune mare prin sudare.

Figura 16-1 Suprafețele de evaporare

încălzirea unității cazanului cu ecran Fig. 16-3 Schema circuitului

tip de circulație naturală

Pentru a asigura funcționarea fiabilă și performanța de proiectare a unității cazanului, organizarea corectă a mișcării apei pe suprafețele de încălzire prin evaporare este de mare importanță. Funcționarea fiabilă poate fi asigurată numai atunci când apa care se deplasează în țevile cazanului și ecranului care funcționează la temperaturi ridicate creează răcirea necesară a metalului acestor țevi, deoarece o scădere a rezistenței mecanice a metalului odată cu creșterea temperaturii poate duce la distrugerea lor. Puterea de abur calculată se realizează prin asigurarea faptului că, printr-o mișcare bine organizată a apei și a amestecului de abur-apă, este asigurată utilizarea eficientă a tuturor conductelor de pe suprafața de încălzire prin evaporare a cazanului.

Circulația naturală în conductele cazanului și ecranului are loc sub influența forțelor gravitaționale cauzate de diferența de densități a apei și a amestecului abur-apă situat în câmpul gravitațional. Pentru a permite circulația naturală, trebuie să existe o buclă de circulație închisă (Fig. 16-3), formată din două sisteme de țevi verticale sau înclinate conectate în serie și umplute cu apă. Dacă acest circuit întâlnește astfel de condiții încât un sistem de conducte este încălzit mai mult decât celălalt, sau un sistem de conducte este încălzit și celălalt nu, atunci apa care umple circuitul începe să se miște, iar apa din conductele foarte încălzite începe să crească , și situat în conducte mai puțin încălzite sau neîncălzite - coboară. Motivul care provoacă această mișcare este o scădere a densității apei în conductele mai încălzite ca urmare a creșterii temperaturii acesteia. Ca urmare, presiunea asupra apei din partea inferioară a circuitului, cauzată de forța gravitațională, devine inegală și apa începe să se miște. Dacă furnizarea de căldură a circuitului duce la formarea de abur în conductele încălzite, atunci aceasta va crește și mai mult diferența dintre densitățile apei și amestecul abur-apă, iar viteza de mișcare - circulație - va crește. Viteza de circulație va crește odată cu creșterea încălzirii țevii, deoarece aceasta crește intensitatea formării aburului în țeavă și reduce într-o măsură mai mare densitatea amestecului de abur-apă. Deoarece cauza circulației naturale este gravitația, circulația naturală se va produce mai eficient cu cât accelerația gravitației este mai mare și invers.

Raportul dintre cantitatea de apă care intră în circuitul de evaporare și cantitatea de abur produsă de acest circuit în același timp se numește raport de circulație. Pentru cazanele cu circulație naturală, raportul de circulație variază de la 8 la 50.

Cazanele cu abur, de regulă, au două, trei sau mai multe circuite de circulație care funcționează în paralel. De exemplu, suprafața de încălzire prin evaporare a cazanului DKVR, prezentată în Fig. 16-1, are trei circuite de circulatie: unul format din conductele cazanului cazanului, si doua formate din ecrane. O parte din apa de alimentare care intră în tamburul superior 1 al cazanului printr-un grup de țevi de fierbere, care se află în aval, trece în tamburul inferior 3. Aici apa este împărțită în trei fluxuri: unul dintre ele, printr-un grup de țevi de fierbere, care se ridică, se întoarce în tamburul superior sub forma unui amestec de abur-apă, iar celelalte două prin țevi de legătură. 4 trec în colectoarele inferioare 5 ecrane, apoi în conducte de sită și, în final, tot sub formă de amestec abur-apă, în tamburul superior al cazanului. O altă parte a apei de alimentare care intră în cazan din tamburul superior al cazanului prin conductele inferioare 7 intră și în colectoare. b, sporind fiabilitatea alimentării lor cu energie.

În circuitele de circulație ale unității cazanului cu ecran (Fig. 16-2), apă din tambur 2 prin conductele inferioare de alimentare cu apă 8 intră în galeriile inferioare din față și din spate 9 și în colectoarele laterale inferioare 10. Din colectorii numiți, apa este distribuită prin conducte de ecran 6 și 7, acoperind pereții focarului. Ridicându-se prin țevile ecranului, apa se evaporă parțial sub influența căldurii radiante a pistoletului, formând un amestec abur-apă. De la conductele de ecran, amestecul de abur-apă prin conductele de legătură 3 intră în tobă 2, în care aburul este separat de apă și părăsește tamburul prin conducta de abur 1, iar apa revine în circuitul de circulație.

Schema de circulație descrisă este de natură fundamentală. În fiecare cazan specific de tip ecran, acesta dobândește propriile caracteristici distinctive.

Circulație afectată cauzate de obicei de denivelările termice și hidraulice ale conductelor conectate în paralel. În acest sens, se face distincția între răsturnarea circulației, apariția unui nivel liber al apei în conducte și stratificarea fluxului de emulsie abur-apă.

Prin inversarea circulației înțelegem fenomenul când, ca urmare a tulburărilor generale, Mod normal funcționarea cazanului (distribuția neuniformă a temperaturii pe lățimea cazanului, zgură etc.), țevile de încălzire slab încălzite introduse în volumul de apă al cazanului încep să funcționeze ca țevi de curent descendent. Deoarece viteza apei în aceste conducte se dovedește de obicei a fi nesemnificativă și inconsecventă, bulele de abur formate în apă fie plutesc în sus foarte lent, fie sunt la fel de încet conduse de flux. Combinația de bule de abur care apare poate atinge o limită atunci când o parte semnificativă a țevii este umplută cu abur. Acest lucru determină o creștere bruscă a temperaturii peretelui conductei, deoarece valoarea coeficientului de transfer de căldură de la peretele conductei la abur este de câteva zeci de ori mai mică decât valoarea coeficientului de transfer de căldură de la peretele conductei la apa clocotită.

Dacă temperatura peretelui conductei depășește temperatura admisibilă în funcție de condițiile de rezistență a metalului, conducta se poate rupe.

Un nivel de apă liber se poate forma în țevile slab încălzite descărcate în spațiul de abur al tamburului atunci când funcționează în paralel cu țevile puternic încălzite. În acest caz, poate apărea un regim în care toată apa în circulație începe să curgă numai în conducte foarte încălzite. Ca urmare, un nivel de apă liber va apărea în conductele slab încălzite, deoarece înălțimea coloanei de apă din acestea, care echilibrează înălțimea coloanei amestecului mai ușor de abur și apă în conductele puternic încălzite, va deveni mai mică decât înălțimea. a conductei. Secțiunea conductei de deasupra nivelului liber va fi umplută cu abur; Datorită transferului scăzut de căldură de la suprafața sa interioară către abur, răcirea acestei părți a conductei se va opri, iar conducta se poate încălzi treptat până la o temperatură periculoasă și se poate rupe.

Stratificarea curgerii poate apărea atunci când un amestec de abur-apă se deplasează cu viteză mică în țevi orizontale și ușor înclinate: apa începe să se miște de-a lungul părții inferioare a țevii, iar aburul începe să se miște de-a lungul părții superioare. Ca urmare a acestei delaminări, transferul de căldură din partea superioară a țevii este redus, ceea ce poate duce la o creștere excesivă a temperaturii metalului și la ruperea țevii.

Deoarece o încălcare a răcirii intensive a țevilor de fierbere, care are loc atunci când circulația se răstoarnă, formarea unui nivel liber în țevi și stratificarea amestecului de abur-apă, poate duce la o ieșire de urgență a cazanului din funcționare, atunci când proiectarea circuitelor de circulație a cazanelor de abur se acordă o mare atenție eliminării posibilității acestor moduri de funcționare nesigure.

La proiectarea ecranelor de ardere, acestea se străduiesc să egalizeze, pe cât posibil, percepția căldurii a tuturor conductelor din fiecare circuit. Pentru a face acest lucru, în special, recurg la ecrane de secționare, în care conductele care acoperă fiecare perete al cuptorului sunt împărțite în secțiuni de-a lungul lățimii peretelui cu alimentare independentă cu apă și îndepărtarea amestecului de abur și apă. De asemenea, se străduiesc să crească viteza de circulație în circuitele de ecran, ceea ce se realizează prin reducerea cât mai mult posibil a rezistenței conductelor de coborâre și de evacuare a aburului prin creșterea secțiunii lor transversale și realizarea conductelor de evacuare a aburului de o lungime minimă în același timp cu creșterea înălțimea ecranelor.

Sistemele evaporative ale cazanelor cu circulație forțată multiplă funcționează diferit. Caracteristica lor principală este utilizarea țevilor cu diametru mic: 42-32 mm și uneori mai puțin. Circulația în aceste cazane are loc sub influența forțelor externe, care se realizează prin instalarea de pompe. În acest caz, însă, efectul forțelor gravitaționale rămâne, dar încetează să mai fie decisiv. Raportul de circulație în cazanele cu circulație forțată multiplă este de 5-10.

Caracteristica principală a funcționării cazanelor cu circulație forțată multiplă este distribuția neuniformă a apei de-a lungul conductelor de circuit conectate în paralel, care este mult mai pronunțată decât la cazanele cu circulație naturală. Acest lucru se explică prin faptul că, în circuitele centralelor cu circulație forțată, rezistența hidrodinamică a conductelor se dovedește a fi mult mai mare decât în ​​circuitele cu circulație naturală.

Distribuția neuniformă indicată a apei duce la denivelări semnificative - o răspândire a valorilor entalpie ale amestecului de abur și apă la ieșirea diferitelor țevi ale circuitului, ceea ce poate duce la supraîncălzirea metalului acelor țevi în care puțină apă. fluxurilor și, ca urmare, la distrugerea lor. Această denivelare este eliminată prin instalarea șaibelor de reglare în țevi.

La cazanele cu flux direct, mișcarea apei și a amestecului abur-apă este determinată de aceleași ecuații și este de aceeași natură ca la cazanele cu circulație forțată multiplă, cu diferența însă că amestecul apă și abur-apă trece. prin sistemul de evaporare o dată.

Dispozitivele de separare pentru cazanele cu abur cu tambur sunt concepute pentru a separa picăturile de apă conținute în acesta de aburul saturat format în cazan. În aceste picături, în stare dizolvată, există o cantitate corespunzătoare din acele impurități care sunt conținute în apa cazanului; Astfel, cu aceste picături, aburul care iese din tamburul cazanului duce departe o anumită cantitate de impurități minerale.

După ce picăturile de apă se evaporă, sărurile îndepărtate din supraîncălzitor sunt depuse suprafata interioara bobine, în urma cărora condițiile de schimb de căldură se deteriorează și are loc o creștere nedorită a temperaturii tuburilor de supraîncălzire. Sărurile pot fi, de asemenea, depuse în fitingurile conductelor de abur, ducând la o încălcare a densității acesteia și în partea de curgere a turbinei cu abur, ducând la scăderea eficienței funcționării acesteia și creând vibrații.

Picăturile de apă se formează atunci când aburul trece prin suprafața apei din tambur (oglindă de evaporare). Trecând prin apă, aburul își rupe stratul de suprafață, rezultând formarea de picături care sunt aruncate în spațiul de abur al tamburului, micile picături fiind duse de abur. Umiditatea antrenată este împărțită în grosieră (separabilă), care poate fi separată relativ ușor de abur prin mijloace mecanice și fină (neseparabilă), care nu poate fi separată de abur prin mijloace mecanice.

Aburul umed se caracterizează prin umiditate și conținut de sare. Umiditatea aburului saturat este raportul dintre masa de umiditate conținută în acesta și masa totală a aburului umed, exprimată ca procent.

C p = W C k.v. /100, mg/kg

unde W este umiditatea medie a aburului saturat, %

Umiditatea aburului care iese din tamburul cazanului crește odată cu creșterea tensiunii aburului a oglinzii de evaporare, adică cu o creștere a raportului dintre cantitatea orară de abur produsă de cazan (m 3 / h) și suprafața oglindă de evaporare (m 2), cu creșterea tensiunii aburului a volumului de abur al cazanului , adică cu o creștere a raportului dintre cantitatea orară de abur produsă de cazan (m 3 / h) și volumul spațiului de abur a tamburului (m 3), și cu o creștere a nivelului apei în tambur.

Complicațiile cauzate de antrenarea apei din cazan necesită o reducere a umidității și a conținutului de sare din aburul care părăsește tamburul cazanului. În principiu, acest lucru se poate realiza prin reducerea tensiunii de operare a aburului a oglinzii de evaporare și a volumului de abur al tamburului. Cu toate acestea, pentru un cazan cu o anumită productivitate, o scădere a acestor parametri este asociată cu o creștere a dimensiunii tamburului cazanului și, în consecință, cu o creștere a costului acestuia; Prin urmare, această metodă de reducere a umidității aburului nu este recomandabilă.

Reducerea umidității aburului se realizează prin organizarea rațională a aportului amestecului de abur-apă în tambur, asigurând distribuția uniformă a aburului în spațiul de abur al tamburului, precum și instalarea de dispozitive speciale - separatoare concepute pentru a separa picăturile de apă din cazan de abur. . Separatoarele folosesc diverse efecte mecanice, cum ar fi gravitația, inerția, efectul filmului etc.

Separarea gravitațională se realizează, în mod natural, în timpul deplasării aburului în tamburul cazanului în sus, spre ieșirea din acesta. Pentru a egaliza viteza de creștere a aburului de-a lungul tamburului, o foaie perforată 1 este scufundată în spațiul său de apă (Fig. 17, a). Pentru a egaliza și mai mult rata de creștere a aburului, o foaie perforată 2 care primește abur este plasată în tambur, care îmbunătățește și separarea gravitațională.

Separarea inerțială (Fig. 17, b și c) se realizează prin crearea unor viraje ascuțite în fluxul amestecului de abur-apă care intră în tamburul cazanului de la sita sau conductele cazanului prin instalarea clapetelor de protecție 3. Ca urmare, apa din amestecul de abur-apă, pe măsură ce mai dens (inert), cade din flux, iar aburul, fiind mai puțin dens (inert), se ridică la ieșirea din tamburul lor. Separarea poate fi îmbunătățită prin instalarea unui grilaj 4 de-a lungul traseului aburului, în care aburul suferă modificări suplimentare în direcția de mișcare, ca urmare (și sub influența forței de inerție) separarea suplimentară a picăturilor de apă de abur. apare.

Orez. 17. Scheme de dispozitive de separare.

a - tabla perforata submersibila; b-parapa si panouri de distributie; c - separator cu jaluzele; d - ciclon intratambur; d - separator de canale.

Separarea ciclonică este, de asemenea, construită pe principiul inerțial (Fig. 17, d), realizată prin furnizarea unui amestec de abur-apă la cicloanii centrifugi 5, în care apa este aruncată pe pereți și apoi curge în spațiul de apă al tamburului, iar aburul iese prin conducta centrală a ciclonului. Separarea ciclonică este foarte eficientă. Cicloanele pot fi instalate într-un tambur sau scoase afară.

Separarea peliculei se bazează pe faptul că atunci când aburul umed lovește o suprafață solidă umezită dezvoltată particule minuscule umiditatea conținută în abur aderă la această suprafață, formând pe ea o peliculă continuă de apă. Umiditatea din acest film ține destul de strâns și nu este ruptă de un curent de abur, dar, în același timp, cu o poziție verticală sau înclinată a peretelui, curge liber și continuu. Efectul separării filmului este utilizat în separatoarele de canale (Fig. 17, e), în care o suprafață solidă dezvoltată pentru formarea filmului este creată de un sistem de canale înclinate 6 care se potrivesc unul în celălalt.

Utilizarea dispozitivelor de separare face posibilă reducerea conținutului de umiditate în abur la 0,1-0,15%.

La presiune mare, vaporii de apă capătă proprietatea de a dizolva direct unele impurități solide conținute în apa cazanului, iar această proprietate crește brusc odată cu creșterea presiunii. În special, la o presiune de 70 atm, aburul începe să dizolve o cantitate vizibilă de acid silicic și clorură de sodiu. Pe măsură ce presiunea scade, aceste impurități sunt eliberate, formând depuneri dure pe suprafețele metalice. În special, acidul silicic începe să se depună sub formă de SiO2 pe paletele turbinelor cu abur în intervalul de presiune sub 20 atm, perturbând funcționarea normală a turbinei.

Astfel, la presiune ridicată, contaminarea aburului produs de cazan începe să fie determinată nu numai de cantitatea de antrenare mecanică a picăturilor de apă din cazan, ci și de solubilitatea compușilor nevolatili conținuti în apa din abur. Ca urmare, în cazanele de înaltă presiune, separarea mecanică nu poate asigura o calitate adecvată a aburului.

Deoarece la o umiditate dată conținutul de sare al aburului se modifică proporțional cu conținutul de sare din apa cazanului, conținutul de sare din abur poate fi redus prin reducerea conținutului de sare din apa cazanului. Acest lucru, totuși, nu este practic, deoarece necesită purjare intensivă a cazanului. În acest sens, pentru cazanele de înaltă presiune, se utilizează o schemă de reducere a conținutului de sare al aburului prin spălarea acestuia cu apă de alimentare. Aburul, după separarea prealabilă a picăturilor de apă din cazan, este trimis la un dispozitiv de spălare, în care trece (bule) printr-un strat de apă de alimentare. Conținutul de sare al apei de alimentare este de obicei de câteva zeci de ori mai mic decât conținutul de sare al apei cazanului, prin urmare, ca urmare a unei astfel de spălări, conținutul de sare al aburului este redus brusc, deoarece sărurile sale se dizolvă în apa de spălare. .

Supraîncălzitoare

Supraîncălzitorul, care este de obicei absent în centralele industriale sau servește doar la supraîncălzirea puțină a aburului, devine o suprafață de încălzire deosebit de importantă în centralele electrice. Acest lucru se datorează faptului că odată cu creșterea presiunii și a temperaturii aburului, proporția relativă de căldură cheltuită pentru supraîncălzire crește considerabil, deoarece odată cu creșterea temperaturii aburului supraîncălzit, entalpia acestuia crește, iar odată cu creșterea presiunii aburului saturat scade.

Există supraîncălzitoare convective și combinate.

Un supraîncălzitor convectiv cu abur este plasat în conducta de evacuare a unității cazanului, de obicei imediat în spatele focarului, separându-l de focar cu două sau trei

Orez. 18-1. Supraîncălzitor cu abur al unității cazanului tip DKVR.

rânduri de tuburi de fierbere în cazanele cu tuburi verticale de apă sau un mic feston format din țevile din spate sită în cazane de tip ecran. Un supraîncălzitor combinat constă dintr-o parte convectivă, situată în același loc cu supraîncălzitorul convectiv, precum și părți de radiație și semiradiere, situate în cuptor.

Un supraîncălzitor convectiv este instalat în unitățile cazanelor de presiune joasă, medie și - în unele cazuri, înaltă, când temperatura aburului supraîncălzit nu depășește 440-510 ° C. În unitățile cazanelor de presiune înaltă și supercritică, atunci când există o nevoie de supraîncălzire foarte mare a aburului, sunt instalate supraîncălzitoare de tip combinat.

În cazanele puternice de presiune înaltă și supercritică, se face, de asemenea, o distincție între supraîncălzitoarele primare și intermediare. În supraîncălzitorul primar, aburul produs de cazan este inițial supraîncălzit înainte de a fi furnizat turbinei. Reîncălzitorul reîncălzește aburul după ce acesta a trecut prin porțiunea de înaltă presiune a turbinei la o temperatură apropiată de temperatura inițială.

Supraîncălzitoarele sunt fabricate din țevi de oțel cu un diametru exterior de la 28 la 42 mm,îndoit în colaci în majoritatea cazurilor cu dispunerea lor verticală. Viteza aburului în conductele de supraîncălzire este selectată în funcție de condițiile de asigurare a fiabilității regim de temperatură conducte, ghidate de valorile vitezei masei pentru supraîncălzitoarele primare 500-1.200 kg/m 2 h. Atunci când alegeți viteza aburului, țineți cont de faptul că rezistența hidraulică a supraîncălzitorului nu trebuie să depășească 10% din presiunea aburului de funcționare. Majoritatea supraîncălzitoarelor au un dispozitiv special pentru reglarea temperaturii aburului.

Supraîncălzitor convectiv al cazanului DKVR(Fig. 18-1) este realizat din țevi de oțel fără sudură 3 diametru 32 x 3 mm. Capetele de intrare ale conductelor de supraîncălzire sunt evazate în tamburul superior 1 cazan, weekendurile sunt sudate la camera de abur supraîncălzită 2, care pentru cazane cu presiunea 14 si 24 ATM. din teava cu diametrul de 133 X 5 mm, iar cazanele au o presiune de 40 amm- dintr-o țeavă cu diametrul de 133 X 16 mm. Pentru a face posibilă îndepărtarea supraîncălzitorului în timpul reparațiilor prin peretele lateral stâng al cazanului, serpentinele au pas alternativ: 90 și 60 mm, iar țevile cele mai exterioare ale pachetului cazanului din zona supraîncălzitorului sunt situate în trepte de 150 mm.

Nod A

Orez. 18-2. Supraîncălzitor convectiv cu abur al unității cazanului cu ecran

ca o- forma generala; b-piese de fixare.

Supraîncălzitoarele sunt unificate conform profilului pentru cazane cu presiuni de 14 și 24 amm iar pentru cazane cu presiunea de 40 amm; in plus, sunt unificate pentru toate cazanele din punct de vedere al diametrului conductelor si camerelor. În cazanele cu ieșiri diferite de abur, supraîncălzitoarele diferă prin numărul de bobine conectate în paralel. Numărul de bucle din serpentină variază de la una când aburul este supraîncălzit la 250°C până la cinci când aburul este supraîncălzit la 440°C. Supraîncălzitoarele cazanului pentru presiunea 14 și 24 amm efectuat cu o singură trecere, la o presiune de 40 ATM- în două sensuri.

Supraîncălzitor convectiv al centralelor de tip ecran alcătuit de obicei din două grupuri secvențiale de bobine. În fig. Figura 18-2 prezintă supraîncălzirea unui cazan cu ecran cu circulație naturală. Aburul saturat din tamburul cazanului intră în cameră 2, din care trece în sistemul de bobine 6 a doua etapă a supraîncălzitorului de-a lungul fluxului de gaz. În această etapă aburul se deplasează spre flux gaze de ardere, adică există o mișcare în contracurent a lichidelor de răcire, care este caracterizată de mare valoare magnitudinea diferenței medii de temperatură, care crește eficiența utilizării suprafeței de încălzire pentru a transfera o anumită cantitate de căldură.

După ce a trecut de a doua etapă a supraîncălzitorului, aburul parțial supraîncălzit intră în camera de evacuare 4, servind drept cameră intermediară. De aici aburul este transferat printr-un sistem de conducte bypass către a doua cameră intermediară 5, care în același timp este camera de intrare în prima treaptă a supraîncălzitorului de-a lungul fluxului de gaz 1 . Tuburile acestei etape sunt asamblate după cum urmează:

Orez. 18-3. Supraîncălzitor prin convecție-radiere a unui cazan de tip ecran.

pentru a asigura mișcarea aburului într-un model mixt de co-curent-contracurent, care facilitează condițiile de funcționare ale primelor rânduri de tuburi de supraîncălzire a aburului de-a lungul fluxului de gaz, deoarece primesc abur la o temperatură relativ scăzută. După ce a trecut prima treaptă a supraîncălzitorului, aburul supraîncălzit în sfârșit este trimis în camera de abur supraîncălzită. 3, și din ea - în conducta principală de abur.

Coeficientul de transfer de căldură într-un supraîncălzitor depinde de tipul de combustibil ars, în principal de conținutul de umiditate și de hidrogen. Prin urmare, pentru a obține aceeași temperatură de supraîncălzit
abur în unități de cazane concepute pentru a funcționa pe diverse
tipuri de combustibil, este necesar în fiecare caz să se instaleze supraîncălzitoare cu suprafețe de încălzire de diferite dimensiuni. Pentru a simplifica acest lucru
sarcini în timpul fabricării unei unități de cazan într-o fabrică, suprafața de încălzire a primei de-a lungul grupului de gaz de bobine de supraîncălzire este efectuată
la fel pentru toate cazanele fabricate de acest tip, iar suprafața de încălzire a bobinelor din al doilea grup se modifică în funcție de caracteristici
combustibil ars. În acest caz, poziția camerelor și suspensiilor și designul
plafoanele rămân neschimbate.

Supraîncălzitor combinat cu abur al unui cazan de înaltă presiune, format din părți convective, radiative și semiradiative, este prezentat schematic în Fig. 18-3. Abur din tambur 1 intră în secțiunea de radiații 2, plasat pe tavanul camerei de ardere, apoi în partea de semiradiere 3, realizat sub forma unui supraîncălzitor cu abur de ecran situat la ieșirea cuptorului și apoi de-a lungul țevilor din tavan 4 - în prima etapă a unui supraîncălzitor convectiv 5. După ce a trecut de această etapă, aburul trece prin desurîncălzitor 6 iar cea de-a doua treaptă a supraîncălzitorului convectiv 7 merge în colectorul (camera) de colectare a aburului supraîncălzit.

Partea de radiație a supraîncălzitorului este caracterizată prin faptul că acesta, la fel ca și ecranele de ardere, primește căldură prin radiație de la lanternă. Este plasat nu numai pe tavanul camerei de ardere, ci și pe pereții acesteia, adesea între țevile ecranului. Supraîncălzitoarele cu ecran de semiradiere sunt realizate sub formă de ecrane plate separate, realizate din țevi conectate în paralel. Aceste ecrane sunt plasate paralel la o distanță de 500 - 2000 mm la ieșirea din focarul din fața festonului. Supraîncălzitorul ecranului percepe căldură atât prin convecție de la gazele de ardere care își spală conductele, cât și prin radiația din stratul acestor gaze care trece între ecranele individuale.

Hidrodinamica unui supraîncălzitor caracterizat prin distribuția neuniformă și supraîncălzirea aburului de-a lungul țevilor conectate în paralel. Introducerea concentrată a aburului în galeria de admisie duce la faptul că aburul este distribuit neuniform între numeroase conducte individuale de supraîncălzire conectate în paralel. Ca urmare, în acele țevi în care intră puțin abur, temperatura la ieșirea țevii este mai mare decât aburul la ieșirea acelor țevi în care intră mult abur. Acest fenomen este complicat și mai mult de faptul că conductele de supraîncălzire sunt încălzite neuniform de gazele de ardere de-a lungul lățimii coșului; în partea de mijloc a conductelor de evacuare a fumului primesc mai multă căldură decât la marginile sale.

Raportul dintre creșterea maximă a entalpiei aburului într-o conductă individuală de supraîncălzitor ∆i tr și media pentru întregul supraîncălzitor ∆i pp este egal cu:

ρ =∆i tr /∆i pp

numită scanare termică a conductelor de supraîncălzire.

Pentru centralele moderne cu o presiune de 40 a.mși mai sus, scanarea termică a țevilor de supraîncălzire este plină de consecințe periculoase: pereții acelor țevi prin care trece puțin abur se pot încălzi până la o temperatură care depășește cea permisă pentru un anumit grad de oțel, ceea ce poate duce la deteriorarea țevii.

Expansiunea termică a conductelor de supraîncălzire poate fi redusă în diferite moduri: prin injectarea dispersată a aburului în colectoarele de intrare; împărțirea supraîncălzitorului în două sau trei trepte conectate în serie cu o deplasare a aburului între aceste trepte; împărțirea supraîncălzitorului în două sau trei părți paralele de-a lungul lățimii unității cazanului cu transferul aburului dintr-o parte în alta.

Controlul temperaturii aburului supraîncălzitîn cazanele electrice este necesar pentru a asigura funcționarea fiabilă și neîntreruptă nu numai a unităților de cazane, ci și a turbinelor cu abur. La schimbarea modului de funcționare al unității cazanului, temperatura aburului supraîncălzit care părăsește supraîncălzitorul poate varia în limite largi. Între timp, în supraîncălzitoarele concepute pentru a produce abur supraîncălzit temperatura ridicata(440-570° C), metalul funcționează la o temperatură apropiată de limita pentru oțelul de calitatea selectată. Ca urmare, chiar și o ușoară creștere a temperaturii aburului supraîncălzit față de cel calculat poate duce la o creștere inacceptabilă a temperaturii metalului conductelor de supraîncălzire din punct de vedere al condițiilor de rezistență și, în consecință, la defectarea acestuia. . Din acest motiv, precum și pentru a asigura condiții normale de funcționare a turbinei, care este și foarte sensibilă la creșterea temperaturii aburului supraîncălzit, în centralele de înaltă presiune. sens special apar probleme de reglare a temperaturii aburului. Temperatura aburului din cazanele luate în considerare este reglată în principal prin trei metode: răcirea aburului supraîncălzit în schimbătorul de căldură de suprafață al desurîncălzitorului sau injecția de apă; modificarea absorbției de căldură a supraîncălzitorului prin recirculare a gazelor de ardere din coșul de fum convectiv în partea inferioară a camerei de ardere; schimbarea poziției miezului pistoletului de-a lungul înălțimii focarului la instalarea arzătoarelor pe trei până la cinci niveluri. Cea mai obișnuită modalitate de a regla temperatura aburului supraîncălzit este desupraîncălzitoarele de suprafață, care sunt un schimbător de căldură tubular care este de obicei plasat în orificiul de admisie. 2 (în Fig. 18-2) sau colectorul intermediar al supraîncălzitorului. Răcirea aburului se realizează prin îndepărtarea căldurii din acesta cu apă de alimentare, o parte din care este trecută prin tuburile schimbătorului de căldură. De la schimbătorul de căldură, apa de alimentare este returnată la conducta de alimentare, astfel încât căldura îndepărtată din abur în desurîncălzitor să nu se piardă, ci să fie returnată în cazan. Schimbând cantitatea de apă furnizată desupraîncălzitorului, puteți modifica cantitatea de căldură îndepărtată din abur și, astfel, puteți regla temperatura aburului. De obicei, 30-60% din debitul total de apă de alimentare este trecut prin desurîncălzitor.

Economizoare de apă

Economizorul de apă dintr-un cazan modern absoarbe 12-18% din cantitatea totală de căldură pe care o primește.

Există două tipuri de economizoare de apă: fontă din țevi cu aripioare și țevi netede din oțel. Economizoarele de apă cu aripioare din fontă sunt instalate în cazane de capacitate mică de abur cu o presiune de până la 24 amm. Economizoarele din oțel cu tuburi netede pot fi instalate în unități de cazane de orice capacitate și presiune, dar sunt răspândite în principal pentru unitățile de cazane cu putere medie și mare de abur la o presiune de 40 ATM si mai sus.

Un economizor de apă cu aripioare din fontă (Fig. 19-1) este un sistem de tuburi cu aripioare 1, care sunt asamblate într-o coloană formată din mai multe rânduri orizontale. Numărul de țevi dintr-un rând orizontal se determină din condiția obținerii vitezei de deplasare necesare a produselor de ardere (6-9 m/sec la sarcina nominală), iar numărul de rânduri orizontale se determină din condiția obținerii vitezei necesare. suprafața de încălzire a economizorului.

La capetele țevilor economizorului există boturi pătrate - flanșele 2 sunt puțin mai mari decât nervurile de pe țeavă. Aceste flanse, dupa asamblarea economizorului, formeaza doi pereti metalici solidi. Conducta de gaz economizator este separată de mediul înconjurător pe ambele părți prin acești pereți, iar pe celelalte două părți prin căptușeală de cărămidă sau înveliș 6. Țevile economizorului sunt conectate prin piese din fontă - role 3 și 4, atașate la țevi pe flanșe. .

Apa de la conducta de alimentare este furnizată către una dintre conductele inferioare cele mai exterioare ale economizorului și apoi trece secvenţial prin aceste pompe prin toate conductele, după care intră în cazan. Prin utilizarea schemei descrise de mișcare a apei, se realizează o viteză care asigură că bulele de aer sunt spălate de pereții țevilor, care sunt eliberate din apă atunci când se încălzește și pot provoca coroziunea metalului țevilor. Mișcarea apei de sus în jos nu este permisă pentru a evita ciocănirea.

Temperatura apei la intrarea în economizor trebuie să depășească temperatura punctului de rouă al gazelor de ardere cu cel puțin 10 ° C pentru a exclude posibilitatea condensării vaporilor de apă incluși în gazele arse și depunerea de umiditate pe tevi economizatoare. Temperatura finală a apei încălzite într-un economizor de apă din fontă, la instalarea acesteia la cazane cu alimentare continuă, precum și la cazane cu un volum mic de apă în tambur la instalarea regulatoarelor automate de putere, trebuie să fie mai mică decât temperatura de saturație la o presiune dată cu cel puțin 20 ° C pentru a elimina formarea de abur în economizor și șocurile hidraulice. Codurile Vykhov

Orez. J9-1. Economizor de apă cu aripioare din fontă

A- vedere generală (țevile sunt prezentate în mod convențional fără nervuri);

Fluxul de gaz

b-piese economizor; VȘi G-sistem incluziuni.

În toate celelalte cazuri, temperatura finală a apei trebuie să fie cu cel puțin 40 Oe C sub temperatura de saturație la o anumită presiune.

Este recomandabil să direcționați gazele de ardere într-un economizor de apă de sus în jos, deoarece acest lucru creează un contracurent și îmbunătățește condițiile de schimb de căldură, rezultând o scădere a temperaturii gazelor arse din spatele economizorului de apă. La instalarea unui economizor de apă în spatele unui cazan de tip DKVR, temperatura gazelor de ardere în fața economizorului este de 280-300 ° C. Pentru a curăța suprafața exterioară a conductelor economizorului de cenușă și funingine, acestea sunt suflate cu abur supraîncălzit sau aer comprimat folosind dispozitive speciale de suflare 5.

Economizoarele din fontă VTI cu nervuri sunt fabricate în Rusia. Lungimea unei conducte individuale este de 2.000 mm pentru economizoarele instalate pe cazane cu o capacitate de abur de până la 10 t/h,și 3.000 mm pentru economizoarele instalate pe cazane cu producție mai mare de abur; diametrul conductei clare 50 mm, iar suprafața sa de încălzire este de 2,95 și, respectiv, 4,49 m 2. Aceste economizoare pot fi instalate pe cazane cu presiuni de funcționare de până la 24 amm. Presiunea de proiectare a economizorului 30 amm.

Este permisă plasarea a 4 până la 18 țevi într-un rând orizontal. În conformitate cu condițiile pentru asigurarea unei suflari eficiente, numărul de rânduri orizontale de țevi este considerat ca nu mai mult de opt. Cu un număr mai mare de rânduri orizontale de țevi, economizorul este împărțit într-un număr corespunzător de grupuri separate situate succesiv în înălțime, între care se lasă goluri pentru a găzdui țevile de suflare.

Orez. 19-2. Unitate cazan economizor apă cu tub neted din oțel

tipul de ecran.

Fabricile furnizează economizoare din fontă ca piese separate cu asamblare la fața locului sau sub formă de blocuri de țevi lungi de 2.000 mmîn căptușeală ușoară cu placare metalică. Blocurile sunt produse în două tipuri - cu o singură coloană și cu două coloane. Primele sunt instalate pe cazane DKVR cu o putere de abur de 2,5 până la 10 t/h inclusiv, al doilea - la cazane DKVR cu capacitate de abur de la 4 la 20 t/h inclusiv.

De obicei, un economizor de apă este conectat la cazan direct printr-o conductă fără supape de închidere (dar cu o supapă de reținere). Cu toate acestea, o astfel de conexiune (Fig. 19-1, V) are dezavantajul că atunci când cazanul este pornit, se pierde destul de multă apă de alimentare. Deoarece cazanul nu produce abur la pornire, apa care trece prin economizorul de apă pentru a-l răci și care trece apoi în cazan trebuie îndepărtată printr-o conductă de purjare. Prin urmare, în multe cazuri, este prevăzută o linie specială „depășire”, prin care apa încălzită în economizor la aprinderea cazanului este returnată în rezervorul de alimentare (Fig. 19-1, d).

Economizor de apă din oțel cu tub neted(Fig. 19-2) sunt realizate din țevi de oțel 3 diametrul exterior 28-38 mm,îndoite sub formă de bobine orizontale și laminate sau sudate la colectoare prefabricate. Apa de alimentare intră în galeria inferioară a economizorului 1. Apa încălzită iese din galeria superioară 2 și este direcționat către tamburul cazanului prin mai multe conducte neîncălzite situate în afara coșului de fum, sau un număr mare de țevi care trec pe sub tavanul coșului de fum. Economizoarele de apă cu o suprafață mare de încălzire sunt fabricate din pachete separate de până la 1,5 m.

Mișcarea gazelor de ardere (de sus în jos) și a apei (de jos în sus) în economizor are loc în contracurent. Dispunerea țevilor în economizor este de obicei eșalonată, dar poate fi și o aranjare pe coridor.

În cazanele de tip ecran, temperatura gazelor de ardere din fața economizorului este de aproximativ 600°C. Temperatura apei care intră în economizorul centralelor de medie presiune este de 145°C, iar cea a centralelor de înaltă presiune este de 215°C. -230° C. Temperatura apei care iese din economizor este apropiată de punctul de fierbere sau egală cu acesta, iar în acest din urmă caz, o parte din apa care trece prin economizor se poate transforma în abur. Astfel, apa din economizorul unității cazanului cu ecran este încălzită cu aproximativ 90-105 ° C. Economizoare în care, în condiții normale de funcționare a cazanului, temperatura apei încălzite la ieșirea din economizor nu atinge punctul de fierbere se numesc nefierbe, iar economizoarele în care în aceleași condiții, apa este încălzită la temperatura de fierbere, iar o parte din apă se evaporă, numită fierbere. De obicei, într-un economizor de apă clocotită, până la 10-15% din apa care trece prin acesta se evaporă. Viteza minimă a gazelor de ardere în economizor la arderea combustibilului solid este considerată nu mai mică de 6 m/sec conform condiţiilor de prevenire a derivării cenuşii zburătoare. Limita superioară de viteză în condițiile uzurii eoliene este limitată la 9-10 m/sec. Viteza apei în economizoarele din oțel fără fierbere sau partea care nu fierbe a economizoarelor în fierbere este considerată a fi de cel puțin 0,3 m/sec la sarcina nominală a cazanului. În partea de fierbere a economizorului, pentru a evita supraîncălzirea conductei metalice în timpul stratificării amestecului abur-apă, viteza minimă a apei este considerată a fi de cel puțin 1. m/sec.În acest caz, temperatura apei la intrarea în partea de fierbere a economizorului trebuie să fie cu cel puțin 40 ° C sub temperatura de fierbere a apei la o anumită presiune.

Încălzitoarele de aer

Aeroterma absoarbe aproximativ 7-15% din căldura degajată în mod util în unitatea cazanului.

Încălzitoarele de aer sunt împărțite în recuperatoare și regenerative. Într-un încălzitor cu aer recuperator, căldura gazelor de ardere este transferată în aer într-un proces constant printr-un perete care separă fluxurile de aer și gazele de ardere. Într-un încălzitor cu aer regenerativ, căldura este transferată printr-o duză metalică, care este încălzită periodic de căldura gazelor de ardere fierbinți și apoi eliberează căldura acumulată într-un flux de aer rece, care este încălzit.

Încălzitor de aer cu recuperare o unitate de cazan modernă (Fig. 20-1 și 20-2) este un sistem de țevi paralele de oțel cu pereți subțiri 2, sudate în foi tubulare plate. Se folosesc tevi sudate, cu diametrul exterior de 25-51 mm, grosimea peretelui 1,25-1,50 mm. Ele sunt plasate într-un model de șah; distanța dintre partea exterioară a țevilor adiacente este de 9- 15 mm. Gazele de ardere trec în interiorul conductelor; aerul incalzit spala tevile din exterior in directie transversala. Se presupune că viteza gazelor arse este de 10-14 m/sec pentru a preveni depunerea cenușii pe pereții țevii; La această viteză, are loc autosuflarea încălzitorului de aer. Se presupune că viteza aerului este de aproximativ 2 ori mai mică decât viteza gazelor arse.

Aerotermele cu suprafață de încălzire mică instalate pe cazanele de tip DKVR sunt cu o singură trecere și cu două treceri pe partea de gaz; Încălzitoarele de aer cu o suprafață mare de încălzire, instalate în cazane mari, sunt doar cu o singură trecere pe partea de gaz.

Într-un încălzitor de aer cu două treceri instalat pe cazane de tip DKVR (Fig. 20-1), gazele de ardere intră de sus și trec în interiorul unei conducte cu diametrul de 40 x 1,5 mmîn camera PTZ 3 iar apoi prin conducte 4 ieșiți din încălzitorul de aer în sus. Țevile sunt sudate în foi tubulare 1 . Pe partea de aer, încălzitorul de aer este, de asemenea, în două treceri. Aerul încălzit se mișcă orizontal, spălând țevile 2 -4 in afara. Mișcarea aerului este direcționată de foi de înveliș 5, compartimentare 6 și caseta de bypass 7. Suprafețele exterioare ale încălzitorului de aer sunt acoperite cu un strat de izolație termică de 50 gr. mm.Încălzitoarele de aer sunt disponibile în patru dimensiuni standard, cu o suprafață de încălzire de 85, 140, 233 și 300 m 2 pentru încălzirea aerului la 150-250° C. În încălzitoarele de aer cu o singură trecere (Fig. 20-2) datorită lungimii relativ mari a conductelor 2 Pentru a asigura o viteză suficientă a aerului, spațiul dintre tuburi este separat de foi de tuburi intermediare 8 pentru două sau mai multe mișcări. Aerul trece secvenţial într-un curent transversal de la un pasaj la altul prin cutiile de bypass 7. Sistemul de conducte al încălzitorului de aer este separat de mediu printr-o carcasă densă din tablă, care, la fel ca şi cutiile de bypass, este acoperită cu izolaţie termică. Pentru cazanele de tip ecran, încălzitorul de aer este de obicei plasat într-un cadru conectat la cadrul unității cazanului. Suprafața de încălzire a încălzitoarelor de aer pentru cazane mari este foarte mare. Prin urmare, pentru ușurința transportului și instalării, încălzitorul de aer este alcătuit din secțiuni separate (cuburi). Plasarea încălzitorului de aer în arborele de jos al unității cazanului provoacă mișcarea în contracurent a gazelor (în jos) și a aerului (în sus). Aceasta oferă utilizare eficientă suprafața de încălzire a încălzitorului de aer.

Orez. 20-1. Încălzitor de aer cu tub neted din oțel pentru cazane de capacitate mică.

Intrarea coșurilor de fum. gaz

Orez. 20-2. Element al unui încălzitor de aer tubular din oțel pentru un cazan cu putere mare de abur. Denumirile sunt aceleași ca în Fig. 20-1.

În funcție de temperatura necesară de încălzire a aerului, care este în mare măsură determinată de umiditatea combustibilului ars, în cazanele de tip ecran încălzitorul de aer este plasat în raport cu economizorul de apă în două moduri. Dacă nu este necesară încălzirea aerului peste 200-230 °C, încălzitorul de aer este plasat după

Fig.20-3. Încălzitor cu aer regenerabil.

economizor de apă de-a lungul fluxului de gaze de ardere. Dacă este necesară încălzirea aerului la 360-400 ° C, încălzitorul de aer este plasat într-o tăietură cu un economizor de apă, adică mai întâi, de-a lungul fluxului de gaze, este instalată prima parte a economizorului, apoi partea superioară. parte a încălzitorului de aer, sub care este plasată a doua parte a economizorului și chiar mai jos - încălzitorul de aer partea inferioară. În acest caz, dimensiunea suprafețelor de încălzire a părții superioare a economizorului și a părții superioare a încălzitorului de aer este de obicei menținută constantă pentru toate cazanele de acest tip, iar suprafețele de încălzire ale părților inferioare ale acestora se modifică în funcție de caracteristicile combustibilul care trebuie ars. În același timp, dimensiunile exterioare ale părții de joasă temperatură a cazanului rămân neschimbate.

În unele cazuri, la instalarea unui economizor de apă din fontă, încălzitorul de aer este plasat în fața economizorului de-a lungul fluxului de gaze. Această plasare neobișnuită este cauzată de dorința de a exclude posibilitatea de fierbere a apei în economizor, deoarece acest lucru este inacceptabil pentru economizoarele din fontă. În plus, amplasarea încălzitorului de aer în fața economizorului de apă face posibilă obținerea unei temperaturi mai ridicate de încălzire a aerului, menținând în același timp o suprafață de încălzire relativ mică a încălzitorului de aer. Principala dificultate întâmpinată la operarea încălzitoarelor de aer tubulare din oțel este coroziunea părții inferioare a țevilor acestora.

Încălzitor cu aer regenerabil(Fig. 20-3) este un tambur cilindric vertical 2, închis într-un corp cilindric fix 3 și umplut cu căptușeală 4, din tablă ondulată de oțel cu grosimea de 0,5-1,25 mm. Un arbore trece de-a lungul axei tamburului 5, fixat în rulmenți 6 și acționat de un motor electric 8 putere redusă. Gazele de ardere și aerul sunt furnizate în carcasă 3 și sunt luate de la el în cutii 1 , iar de obicei gazele de ardere trec printr-o jumătate de cilindru al carcasei 3 de sus în jos și aer printr-un alt semicilindru de jos în sus. Rotor 2 se rotește cu o viteză de 2- 5 rpm, Ca urmare, toate elementele ambalajului său sunt încălzite alternativ de gazele de ardere care trec între ele sau răcite de fluxul de aer, dându-i căldura primită de la gazele de ardere. Avantajele unui încălzitor regenerativ sunt compactitatea și greutatea redusă. Dezavantajele sunt intensitatea mai mare a muncii în producție în comparație cu un încălzitor de aer tubular, precum și dificultatea creării de etanșări fiabile 7 care împiedică curgerea aerului în partea de gaz a încălzitorului de aer și gazele de ardere în plus față de duză. Din acest motiv, aspirația aerului într-un încălzitor cu aer regenerativ se dovedește a fi mai mare decât într-unul tubular.

Într-un încălzitor cu aer regenerativ, aerul poate fi încălzit la 200-250 ° C. Domeniul principal de aplicare al încălzitoarelor cu aer regenerativ este unitățile de cazane de mare putere, în special cele destinate arderii gazului și păcurului. Două sau mai multe încălzitoare de aer conectate în paralel sunt instalate la cazan.

Cadru și căptușeală

Cadrul unui cazan este o structură metalică care susține tamburul, suprafețele de încălzire, căptușeala, scările și platformele, precum și alte elemente ale unității cazanului, transferând greutatea acestora la fundația acesteia. Greutatea cadrului este de 20-25% din greutatea întregului metal al unității cazanului.

Orez. 20 Cadru centrală de tip boiler

Cadrul unui cazan de tip ecran (Fig. 20) este format dintr-un sistem de coloane verticale 1 instalate pe
fundație. Pentru a preveni îndoirea longitudinală, stâlpii sunt conectați printr-un sistem de grinzi orizontale 2, ferme 3 și bretele diagonale 4 și
conexiunile orizontale sunt adesea folosite pentru a suporta greutatea unor elemente ale unității. Cea mai mare parte a greutății
a unității cazanului este greutatea tamburului cazanului și a sistemului de conducte de ecran suspendat de acesta. Prin urmare, acea parte a cadrului care suportă greutatea tamburului și a sistemului de conducte de ecrane este făcută mai puternică și uneori întărită cu coloane suplimentare. Partea din spate a cadrului suportă greutatea economizorului de apă și a încălzitorului de aer.

Pe lângă tensiunile apărute ca urmare a percepției greutății elementelor unității cazanului, în cadru pot apărea solicitări suplimentare de natură termică din încălzirea cadrului prin trecerea căldurii prin căptușeala unității cazanului. în mediu. Pentru a preveni aceste solicitări suplimentare, coloanele cadrului sunt plasate în afara căptușelii pentru a le răci cu aer exterior.

Unele cazane cu putere redusă de abur, precum cazanele de tip DKVR, nu au cadru de susținere; Greutatea cazanului este transferată direct pe cadrul suport. Aceste cazane au un cadru de căptușeală, al cărui scop principal este de a întări suplimentar căptușeala.

Căptușeala unui cazan este un sistem de garduri care separă camera de ardere și coșurile de mediu. Scopul căptușelii este de a direcționa corect fluxul de gaze arse în interiorul unității cazanului, de a minimiza pierderile de căldură în mediu și de a preveni aspirarea aerului rece în conductele de evacuare ale unității sau evacuarea gazelor arse. Prin urmare, căptușeala trebuie să reziste la efectele termice și chimice ale gazelor de ardere fierbinți și, de asemenea, să fie neconductivă termică și densă.

Pentru conductele de gaz în care temperatura părții interioare a căptușelii nu depășește 600 ° C, se utilizează cărămidă roșie. În conductele de gaz în care temperatura specificată depășește 600 ° C, partea interioară căptușelile sunt din cărămizi refractare.

Există căptușeli de pereți verticali, tavane, pâlnii de cenușă și vetre.

Căptușeala pereților verticali se realizează: masiv, de sine stătător; ușor, înrămat; panou și conductă (Fig. 20-1).

Căptușeala masivă de sine stătătoare se realizează în unități de cazane cu o capacitate de producere a aburului de până la 50-75 t/h De obicei, cărămidă roșie de dimensiune standard este utilizată pentru căptușeală (250 x 120 x 65 mm), precum și cărămidă de foc mare (250 x 123 x 65 mm)și mici (230 x 113 x 65 mm) dimensiuni. Căptușeala este realizată cu o grosime de cel puțin două cărămizi, de obicei de sine stătătoare pe un cadru special. Când temperatura suprafeței interioare a căptușelii depășește 600 ° C, partea interioară a căptușelii de zidărie este realizată din cărămidă refractară, de obicei o grosime de cărămidă. Partea exterioară a zidăriei este din cărămidă roșie, iar în absența placajei metalice exterioare se numește placare. Fiecare tip de cărămidă de căptușeală este așezată pe un rând independent, dar pentru a proteja căptușeala de delaminare și bombare a căptușelii în interiorul coșului de fum, zidăria refractară se leagă cu zidărie de cărămidă roșie la fiecare 5-8 rânduri prin eliberarea întregului rând de zidărie refractară. o jumătate de cărămidă în zidăria de cărămidă roșie.

La înălțimi mari de căptușeală (4-5 mși mai mult) zidăria este împărțită în înălțime în etaje separate cu benzi continue de 5-10 rânduri de cărămizi refractare pe toată grosimea căptușelii, care preiau greutatea căptușelii între curele, descarcând-o în înălțime. Prin plasarea curelelor numite

la o distanță de aproximativ 1,5 m unul de celălalt, nu trebuie să bandați zidăria din cărămizi refractare și roșii.

Pentru a reduce tensiunile apărute în timpul dilatarii termice a zidăriei, așa-numitele rosturi de dilatare sunt realizate în direcția orizontală sub formă de goluri 3-4. mm la fiecare 12-20 de cărămizi de-a lungul lățimii peretelui în toate rândurile de zidărie. Deoarece rosturile de dilatație ale căptușelii sunt susceptibile la coroziune, acestea sunt de obicei situate în colțurile focarului, la joncțiunea pereților. Rama focarului cu căptușeală masivă este legată, iar căptușeala metalică exterioară a căptușelii nu este de obicei realizată. Acest lucru duce la unele economii de metal.

Căptușeala ușoară, încadrată, a pereților verticali este realizată în unități de cazane cu o putere de abur de 50-75 t/h si mai mare, deoarece datorita altitudine inalta, ajungând până la 15 mși mai mult, căptușeala masivă, independentă, devine prea grea și instabilă. Căptușeala ușoară constă dintr-un strat de cărămizi obișnuite din argilă refractă, așezate într-o jumătate de cărămidă sau într-o cărămidă, precum și cărămizi de diferite stiluri , care formează căptușeala, un strat de cărămizi ușoare termoizolante sau plăci termoizolante și placare metalică exterioară 1. Grosimea totală a căptușelii este de 250-410 mm, mai subțire - pe pereții acoperiți cu ecrane. Pentru a conferi căptușelii stabilitatea necesară, aceasta este conectată la cadrul cazanului cu curele de descărcare și atragere.

Centurile de descărcare împart căptușeala în niveluri orizontale de 3-6 înălțime mși servesc pentru a transfera greutatea căptușelii fiecărui nivel pe cadru. Sunt realizate din cărămizi din argilă refractată , așezate pe suporturi din oțel sau fontă fixate pe cadru; Astfel, întreaga greutate a căptușelii așezată pe cărămida modelată a benzii de descărcare este transferată pe cadru, iar căptușeala nivelului de dedesubt este descărcată de greutatea căptușelii nivelului de deasupra. Sub banda de descărcare se realizează un rost de dilatare orizontal, ceea ce creează posibilitatea de dilatare liberă a căptușelii în cadrul fiecărui nivel.

Centurile atractive sunt executate la fiecare 600-1.000 mmîn înălțime pentru a împiedica căptușeala fiecărui nivel să se bombaze în interiorul focarului sau al coșului de fum. Curele atractive sunt realizate din cărămizi din argilă refractă , având cuiburi. În aceste cuiburi sunt așezate capetele cârligelor , ale căror capete acoperă țevi orizontale , legate de cadru; Deoarece aceste cârlige sunt capabile să se rotească în jurul țevii, ele nu interferează cu mișcarea în sus și în jos a căptușelii.

Căptușeala panoului este o variantă a căptușelii ușoare a cadrului. Se realizeaza sub forma unor panouri dreptunghiulare separate din diverse tipuri de beton cu dimensiuni laterale de aproximativ 1,5 m, care se monteaza pe cadrul cazanului. Scutul este multistratificat: primul strat , orientat spre coș, din beton refractar armat cu plasă de oțel ; apoi sunt două sau trei straturi de plăci termoizolante , acoperit la exterior cu un strat etanș la gaz .

Căptușeala țevii este atașată direct de ecran sau de alte țevi și de obicei constă dintr-un strat de cromit sau, mai rar, masă de argilă refractă cu o grosime de 40 mm, aplicat direct pe conducte, un strat de beton termoizolant usor cu o grosime de 50 mm armat cu o plasă metalică, un strat de plăci termoizolante de aceeași grosime, acoperit cu o a doua plasă metalică, pe care se aplică un strat de tencuială de etanșare cu o grosime de 15 - 20 mm, acoperit cu un strat etanș la gaz deasupra. Căptușeala se fixează de țevi datorită aderenței primului strat la suprafața țevilor, precum și cu ajutorul unor știfturi sudate pe țevi, care atrag plasa la ecran. Căptușeala nu are rosturi de dilatare și, prin urmare, materialul trebuie să nu se prăbușească sub deformații ușoare. Grosimea mică, precum și ușurința materialelor din care este realizată această căptușeală, duc la faptul că căptușeala conductei este de 2-3 ori mai ușoară decât căptușeala cadrului și de aproximativ 1,5-2 ori mai ieftină. Masa de cromit este mai scumpă decât argila de foc, dar se stabilește mai bine. Prin urmare, este utilizat pentru țevi cu pasul relativ al țevii de 1,2 și mai mare, iar pentru țevile cu pas mai mic este adesea înlocuit cu masă de argilă de foc.

Camere de ardere și coșuri moderne datorită lățimii lor mari (până la 10 mși mai mult) nu poate fi acoperit cu o boltă arcuită. Prin urmare, ele sunt acoperite cu o boltă plată suspendată, care este realizată din cărămizi de argilă refractară modelate de diverse forme, suspendate de o structură orizontală care face parte din cadrul cazanului. Există o distincție între suspensia individuală, când fiecare cărămidă este suspendată de un cadru, și suspensia de grup, când cărămizile sunt suspendate în rânduri folosind grinzi intermediare din fontă. Un pandantiv individual este mai eficient decât unul de grup, deoarece atunci când o cărămidă sau pandantiv este distrus, o singură cărămidă cade și nu întregul rând. Betonul șamot este, de asemenea, utilizat pentru podelele focarelor.

Căptușeala tavanului funcționează în condiții mai dificile decât căptușeala verticală a peretelui. Prin urmare, plafoanele din zonele cu temperaturi ridicate sunt protejate de partea laterală a focarului sau a coșului de fum cu ecran, supraîncălzitor cu abur sau conducte economizoare.

Baza designului căptușelii pâlniei la rece este o cutie metalică, care servește ca căptușeală și susține simultan întreaga căptușeală. Acesta din urmă are o grosime de 200-300 mmși constă dintr-un strat de material izolator - cărămidă de pământ de diatomee, acoperită cu un strat de cărămidă refractară. Pentru a preveni alunecarea căptușelii, opritoarele din bandă și cornier sunt sudate pe manta. În plus, în zidăria refractară se realizează o centură de relief și un rost de dilatație. Căptușeala vetrei cuptoarelor pentru arderea gazelor și păcurului se realizează aproximativ în același mod.

La proiectarea unei căptușeli, se presupune că densitatea fluxului de căldură prin aceasta nu depășește 300 kcal/m 2 h, temperatura suprafeței exterioare nu a depășit 50-55°C la o temperatură ambiantă de 25°C.

Izolarea termică este destinată să reducă pierderile de căldură în mediu prin suprafețe căptușite și necăptușite, de exemplu, suprafețele exterioare ale economizoarelor de apă și încălzitoarelor de aer, conductelor metalice de evacuare a gazelor arse și conductelor de aer și conductelor. Izolația termică este realizată din materiale care sunt ușoare și au o conductivitate termică scăzută.

Spălarea aburului cu apă de alimentare duce, de asemenea, la faptul că conținutul de solide dizolvate și, în special, acid silicic din aburul spălat este redus de zece ori. În acest caz, cu cât este mai mare cantitatea de apă de alimentare de spălare, cu atât efectul de spălare este mai mare. Apa care a trecut printr-un economizor de apă este furnizată pentru spălare; cantitatea de apă furnizată pentru spălare este de obicei de 25-100% din cantitatea totală de apă de alimentare.

Instalatii generatoare de caldura. Dispoziții generale. Economia de combustibil a centralelor termice care funcționează cu combustibil organic.

Economie de combustibil

Economia de combustibil a unei case de cazane este un sistem de mecanisme și dispozitive care sunt necesare pentru primirea, mutarea, depozitarea și procesarea primară a combustibilului primit.

Pentru combustibilii solizi și lichizi se efectuează următoarele operațiuni: primirea combustibilului la intrare; livrarea acestuia de la locul de primire la unitățile de cazane sau la depozit, precum și de la depozit la aceste unități; asigurarea unor condiții normale de depozitare a rezervelor de combustibil, care ar trebui să fie întotdeauna disponibile la camera cazanelor pentru a evita întreruperile de funcționare din cauza posibilelor întârzieri în livrarea combustibilului; procesarea combustibilului primar; contabilizarea combustibilului primit și consumat. În cazul combustibilului gazos, stocarea gazelor în camera cazanului nu este asigurată, iar funcțiile economiei de combustibil se reduc la primirea gazului, alimentarea unităților de cazane și înregistrarea consumului acestuia.

Economia de combustibil a unei centrale termice care funcționează pe combustibil solid

Economia de combustibil a unei case de cazane care funcționează cu combustibil solid este un sistem de mecanisme, a căror schemă de funcționare și structura sunt determinate de cantitatea de combustibil ars, tipul acestuia (cărbune, turbă, șist petrolier), metoda de livrare și caracteristicile a mecanismelor selectate. Necesitatea de a descărca, reîncărca și încărca un numar mare de combustibilul necesită o mecanizare completă a tuturor acestor operațiuni, deoarece sunt foarte laborioase și necesită execuție manuală un numar mare muncitori și un cost semnificativ al banilor. Acest principiu este fundamental în proiectarea și funcționarea sistemului de combustibil al unei centrale termice.

De obicei, combustibilul solid este livrat la cazanul de-a lungul unei căi ferate cu o lățime acceptată de 1.525 mm. Cu toate acestea, atunci când furnizează turbă la cazane mici situate în apropierea locului de extracție, acestea folosesc ecartament îngust. căi ferate cu lățimi de cale de la 750 la 1.000 mm. |Este cel mai eficient să livrați combustibil în mașinile cu descărcare automată, deoarece acest lucru elimină nevoia de descărcare manuală.

În cazanele mici, combustibilul este adesea livrat pe drum.

Mari dificultăți în funcționare sunt create de înghețarea cărbunilor umezi care apare la transportul lor în vagoane de cale ferată în timp de iarna. Cărbunele înghețat își pierde fluiditatea, ceea ce creează dificultăți în timpul descărcării sale, provoacă costuri suplimentare pentru această operațiune și perturbă funcționarea normală a mecanismelor de transport și reîncărcare. Pentru a preveni înghețarea combustibilului în timpul transportului, se recomandă acoperirea combustibilului cu uleiuri grele, precum și amestecarea cărbunelui umed cu cărbune uscat sau rumeguș.

Transportul combustibilului solid pe teritoriul cazanului se realizează prin transportoare, de-a lungul cărora combustibilul se mișcă într-un flux continuu, și prin dispozitive capacitive, în care combustibilul este mutat în porțiuni separate într-un container special. Transportoarele sunt împărțite în bandă, placă, găleată etc., cu toate acestea, în casele de cazane, transportoarele cu bandă au devenit aproape exclusiv răspândite datorită costului lor scăzut și simplității, precum și aplicabilității lor atât pentru consumul de combustibil scăzut, cât și pentru cel ridicat. Banda transportoare constă dintr-o bandă de cauciuc flexibilă fără sfârșit 2 care acoperă două tamburi de capăt. Ramurile superioare - de lucru și inferioare - inactiv ale curelei sunt susținute de un număr de suporturi de role, realizate din role cu diametrul de 100-150 mm și instalate pe ramura de lucru după 1-1,2, iar pe ralanti după 2- 3 m sau mai mult. Lățimea benzii, în funcție de productivitatea transportorului, poate varia în intervalul 500-2.000 mm. Ramura superioară, de lucru, este plată sau canelată. În acest din urmă caz, rulmenții cu role superioare sunt formați din trei role la un unghi de 20° față de orizontală. Productivitatea transportoarelor cu bandă canelată pentru o lățime dată este de 2 ori mai mare decât productivitatea transportoarelor cu bandă plată, dar acestea din urmă sunt mai simple, mai ieftine și pot alimenta piese mari. Tamburele de capăt sunt sprijinite pe rulmenți așezați pe cadrele de capăt, care sunt fixate pe structura clădirii. Unul dintre tamburi este antrenat și servește la antrenarea curelei. Este conectat la motorul electric printr-o cutie de viteze. Un alt tambur de tensiune. Rulmenții săi se pot deplasa sub acțiunea șuruburilor speciale de tensionare din cadrul 6 pentru a crea o forță de tensiune constantă pe bandă atunci când lungimea acesteia se modifică ca urmare a schimbărilor de temperatură

Clasificarea cazanelor

Cazanele sunt împărțite în cazane de abur, concepute pentru a produce abur de apă și unități de încălzire a apei, concepute pentru a produce apă caldă.

Pe baza tipului de combustibil ars și a traseului corespunzător de combustibil, se disting cazanele pentru combustibili gazoși, lichizi și solizi.

După traseul gaz-aer, cazanele se disting cu tiraj natural și echilibrat și cu supraalimentare. Într-un cazan cu tiraj natural, rezistența căii gazului este depășită sub influența diferenței de densitate aerul atmosfericși gaz în coș. Dacă rezistența căii de gaz (precum și a căii de aer) este depășită cu ajutorul unui ventilator, atunci centrala funcționează cu supraalimentare. Într-un cazan cu tiraj echilibrat, presiunea în focar și începutul coșului de fum este menținută aproape de presiunea atmosferică prin funcționarea în comun a suflantei și a evacuatorului de fum. În prezent, toate cazanele fabricate, inclusiv cele cu tiraj echilibrat, se străduiesc să fie etanșe la gaz.

Pe baza tipului de cale abur-apă, se disting tipurile de tambur (Fig. 3.1, a, b) și flux direct (Fig. 3.1, V) cazane. În toate tipurile de cazane, apa și aburul trec o dată prin economizorul 1 și supraîncălzitorul 6. În cazanele cu tambur, un amestec de abur-apă circulă în mod repetat în suprafețele de încălzire prin evaporare 5 (de la tamburul 2 prin conductele de scurgere 3 la colectorul 4 și tamburul 2). Mai mult, în cazanele cu circulație forțată (Fig. 3.1, b) înainte ca apa să pătrundă pe suprafețele de evaporare 5, este instalată o pompă suplimentară 8. În cazanele cu trecere unică (Fig. 3.1, V) fluidul de lucru trece peste toate suprafețele de încălzire o dată sub influența presiunii dezvoltate de pompa de alimentare 7.

În cazanele cu recirculare și circulație combinată, pentru a crește viteza de mișcare a apei pe unele suprafețe de încălzire, la pornirea unui cazan cu flux direct sau la funcționarea la sarcini reduse, recircularea forțată a apei este prevăzută cu o pompă specială 8 (Fig. 3.1, G).

Pe baza stării de fază a zgurii îndepărtate din cuptor, se disting cazanele cu îndepărtarea zgurii solide și lichide. În cazanele cu îndepărtare a zgurii solide (TSR), zgura este îndepărtată din cuptor în stare solidă, iar în cazanele cu îndepărtare a zgurii lichide (LSR) - în stare topită.

Orez. 3.1. Scheme circuit abur-apă cazan: A– toba cu circulatie naturala;
b – tambur cu circulație forțată; V– flux direct; G- direct prin
cu circulatie fortata: 1 – economizor; 2 – tambur cazan; 3 – conducte de drenaj;
4 – colector de țevi de ecran; 5 – suprafete de incalzire prin evaporare; 6 – supraîncălzitor cu abur;
7 – pompa de alimentare; 8 – pompa de circulatie

Cazane de apă caldă caracterizate prin performanța lor termică, temperatura și presiunea apei încălzite, precum și prin tipul de metal din care este realizată.

Cazanele de apă caldă sunt fabricate din oțel și fontă.

Cazanele din fontă sunt realizate pentru încălzirea clădirilor individuale rezidențiale și publice. Capacitatea lor de încălzire nu depășește 1 – 1,5 Gcal/h, presiune – 0,3 – 0,4 MPa, temperatură – 115 o C. Cazanele de apă caldă din oțel cu capacitate mare de încălzire sunt instalate în cazanele mari trimestriale sau raionale, care pot asigura alimentarea cu căldură la zone rezidentiale mari.

Cazane cu abur Sunt produse în diferite tipuri, debit de abur și parametri ai aburului produs.

Pe baza producției de abur, cazanele sunt împărțite în productivitate scăzută - 15 - 20 t/h, productivitate medie - de la 25 - 35 la 160 - 220 t/h și productivitate ridicată - de la 220 - 250 t/h și peste.

Sub putere nominală de abur să înțeleagă sarcina cea mai mare (în t/h sau kg/s) a unui cazan staționar cu care poate funcționa în timpul funcționării pe termen lung la arderea principalului tip de combustibil sau la furnizarea unei cantități nominale de căldură la valorile nominale de abur și apă de alimentare, ținând cont de abaterile admise.

Presiunea aburului și evaluările de temperatură– aceștia sunt parametrii care trebuie furnizați imediat înaintea conductei de abur către consumatorul de abur la puterea nominală de abur a cazanului (și temperatura, de asemenea, la presiunea nominală și temperatura apei de alimentare).

Temperatura nominală a apei de alimentare- aceasta este temperatura apei care trebuie asigurată înainte de intrarea în economizor sau în alt boiler de alimentare cu apă (sau, în lipsa acestora, înainte de intrarea în tambur) la puterea nominală de abur.

Pe baza presiunii fluidului de lucru, cazanele se disting între scăzute (mai puțin de 1 MPa), medii.
(1 – 10 MPa), presiune ridicată (10 – 25 MPa) și supracritică (mai mult de 25 MPa).

Cazanele produc abur saturat sau supraîncălzit cu temperaturi de până la 570 °C.

După scopul lor, cazanele cu abur pot fi împărțite în cazane industriale, instalate în producție, cazane industriale de încălzire și încălzire, și cazane de energie, instalate în cazanele centralelor termice.

În funcție de tipul de amenajare, cazanele pot fi împărțite în vertical-cilindric, orizontal (cu o suprafață de încălzire prin evaporare dezvoltată) și vertical.

Cazane cu abur cu tambur

Cazanele cu tambur sunt utilizate pe scară largă la centralele termice și în cazanele. Prezența unuia sau mai multor butoaie cu o interfață fixă ​​între abur și apă este o caracteristică distinctivă a acestor cazane. Apa de alimentare din ele, de regulă, vine după economizorul 1 (vezi Fig. 3.1, A) este introdus în tamburul 2, unde este amestecat cu apa cazanului (apa care umple tamburul și site-urile). Amestecul de cazan și apă de alimentare prin țevile inferioare neîncălzite 3 de la tambur intră în colectoarele de distribuție inferioare 4 și apoi în site-urile 5 (suprafețe de evaporare). Apa primește căldură în ecrane Q din produsele de ardere a combustibilului și furuncule. Amestecul rezultat de abur-apă se ridică în tambur. Aici are loc separarea aburului și a apei. Aburul prin conductele conectate la partea superioară a tamburului este direcționat către supraîncălzitorul 6, iar apa din nou către conductele de jos 3.

În ecrane, doar o parte (de la 4 la 25%) din apa care intră în ele se evaporă într-o singură trecere. Acest lucru asigură o răcire suficient de fiabilă a țevilor. Este posibil să se prevină acumularea sărurilor depuse în timpul evaporării apei pe suprafața interioară a conductelor prin îndepărtarea continuă a unei părți din apa cazanului din cazan. Prin urmare, pentru alimentarea cazanului, este permisă utilizarea apei cu un conținut relativ ridicat de săruri dizolvate în acesta.

Un sistem închis format dintr-un tambur, țevi de picătură, un colector și suprafețe de evaporare, de-a lungul cărora fluidul de lucru se mișcă în mod repetat, este de obicei numit circuit de circulatie, iar mișcarea apei în ea este circulație. Mișcarea mediului de lucru, cauzată numai de diferența de greutate a coloanelor de apă din conductele inferioare și a amestecului de abur-apă din conductele de ridicare, se numește circulatie naturala, iar cazanul cu abur este un cazan cu tambur cu circulatie naturala. Circulația naturală este posibilă numai în cazane cu o presiune care nu depășește 18,5 MPa. La presiuni mai mari, din cauza diferenței mici de densități a amestecului de abur-apă și apă, este dificil să se asigure o mișcare stabilă a mediului de lucru în circuitul de circulație. Dacă mișcarea mediului în circuitul de circulație este creată de pompa 8 (vezi Fig. 3.1, b), atunci circulația se numește forţat, iar cazanul de abur este un cazan cu tambur cu circulație forțată. Circulația forțată permite ca ecranele să fie realizate din țevi cu diametru mai mic, cu mișcarea atât în ​​sus, cât și în jos a mediului în ele. Dezavantajele unei astfel de circulații includ necesitatea de a instala pompe speciale (circulație), care au design complex, și consum suplimentar de energie pentru funcționarea acestora.

Cel mai simplu cazan cu tambur folosit pentru a produce abur de apă constă dintr-un tambur cilindric orizontal 1 cu fundul eliptic, 3/4 din volum umplut cu apă și un focar 2 dedesubt (Fig. 3.2, A). Pereții tamburului, încălziți din exterior cu produse de ardere a combustibilului, joacă rolul unei suprafețe de schimb de căldură.

Odată cu creșterea producției de abur, dimensiunea și greutatea cazanului au crescut brusc. Dezvoltarea cazanelor, care vizează creșterea suprafeței de încălzire cu menținerea volumului de apă, a decurs în două direcții. Conform primei direcții, o creștere a suprafeței de schimb de căldură s-a realizat prin plasarea conductelor în volumul de apă al tamburului, încălzită din interior prin produse de ardere. Astfel, au apărut tuburile de foc (Fig. 3.2, b), apoi cazane cu fum și, în final, cazane combinate cu tub de gaz. La cazanele cu tuburi de foc, unul sau mai multe tuburi de foc 3 cu diametru mare (500 – 800 mm) sunt plasate în volumul de apă al tamburului 1 paralel cu axa acestuia; în cazanele cu foc de fum se plasează un întreg mănunchi de tuburi cu diametru mic 3. În cazanele combinate cu tuburi de gaz (Fig. 3.2, V) în partea inițială a tuburilor de flacără există un focar 2, iar suprafața convectivă este realizată din conducte de fum 3. Productivitatea acestor cazane a fost scăzută datorită posibilităților limitate de amplasare a flăcării și a conductelor de fum în volumul de apă al tamburului. 1. Au fost utilizate în instalațiile de nave, locomotive și locomotive cu abur, precum și pentru obținerea de abur pentru nevoile proprii ale întreprinderii.

Orez. 3.2. Scheme cazan: A– cea mai simplă tobă; b – tub de foc; V– gaz-conducta combinata; G- teava de apa; d– tub de apă vertical; e– design modern al tobei

A doua direcție în dezvoltarea cazanelor este asociată cu înlocuirea unui tambur cu mai multe, mai mici în diametru, umplute cu apă și un amestec abur-apă. O creștere a numărului de butoaie a dus mai întâi la crearea cazanelor cu baterii, iar înlocuirea unor butoaie cu țevi de diametru mai mic situate în fluxul gazelor de ardere a condus la cazane cu tuburi de apă. Datorită posibilităților mari de creștere a producției de abur, această zonă a primit o dezvoltare pe scară largă în sectorul energetic. Primele cazane cu tuburi de apă aveau mănunchiuri de țevi 3 înclinate pe orizontală (la un unghi de 10 - 15°), care erau conectate la unul sau mai multe butoaie orizontale 1 folosind camerele 4 (Fig. 3.2, G). Cazanele cu acest design sunt numite tub de apă orizontal. Printre acestea, trebuie evidențiate în special cazanele designerului rus V. G. Shukhov. Ideea progresivă asociată cu împărțirea camerelor comune, a tamburelor și a fasciculelor de tuburi în grupuri (secțiuni) similare de aceeași lungime și același număr de țevi, încorporate în proiectare, a făcut posibilă asamblarea cazanelor cu ieșiri diferite de abur din piese standard. .
Dar astfel de cazane nu puteau funcționa sub sarcini variabile.

Crearea cazanelor cu tuburi verticale de apă este următoarea etapă în dezvoltarea cazanelor. Mănunchiurile de țevi 3 care leagă tamburele orizontale superioare și inferioare 1 au început să fie plasate vertical sau la un unghi mare față de orizontală (Fig. 3.2, d). Fiabilitatea circulației mediului de lucru a crescut, s-a asigurat accesul la capetele țevilor și astfel s-au simplificat procesele de rulare și curățare a țevilor. Îmbunătățirile în proiectarea acestor cazane, menite să crească fiabilitatea și eficiența funcționării lor, au condus la apariția unui design modern al cazanelor (Fig. 3.2, e): un singur tambur cu un colector inferior 5 de diametru mic; conductele inferioare 6 și tamburul 1, scoase din zona de încălzire din spatele căptușelii cazanului; ecranarea completă a focarului; fascicule convective de conducte cu flux transversal de produse de ardere; preîncălzirea aerului 9, a apei 8 și supraîncălzirea aburului 7.

Proiectarea unui cazan cu tambur modern este determinată de parametrii de putere și de abur, de tipul de combustibil ars și de caracteristicile căii gaz-aer. Astfel, odată cu creșterea presiunii, raportul dintre suprafețele de încălzire, evaporare și supraîncălzire se modifică. Creșterea presiunii fluidului de lucru de la
R= 4 MPa până la R= 17 MPa duce la o scădere a fracției de căldură q, cheltuită pentru evaporarea apei de la 64 la 38,5%. Ponderea căldurii cheltuite pentru încălzirea apei crește de la 16,5 la 26,5%, iar pentru supraîncălzirea aburului - de la 19,5 la 35% . Prin urmare, odată cu creșterea presiunii, suprafețele suprafețelor de încălzire și supraîncălzire cresc, iar aria suprafeței de evaporare scade.

În cazanele pentru încălzire industrială și industrială, sunt utilizate pe scară largă unitățile de cazane de tip DKVR (cazan dublu tambur, tub de apă, reconstruit) cu o putere nominală de abur de 2,5; 4; 6,5; 10 și 20 t/h, fabricat de Uzina de Cazane Biysk.

Cazanele de tip DKVR (Fig. 3.3 și 3.4) sunt fabricate în principal pentru presiunea de funcționare a aburului
14 kgf/cm2 pentru producerea de abur saturat și cu un supraîncălzitor pentru producerea de abur supraîncălzit cu o temperatură de 250 °C. În plus, se fabrică cazane cu o capacitate de abur de 6,5 și 10 t/h pentru o presiune de 24 kgf/cm 2 pentru a produce abur supraîncălzit la 370 °C, iar cazane cu o capacitate de abur de 10 t/h se fabrică și pentru o presiune de 40 kgf/cm 2 pentru producerea de abur.supraîncălzit la 440 °C.

Cazanele de tip DKVR sunt produse în două modificări pe lungimea tamburului superior.
Cazane cu o capacitate de abur de 2,5; 4,0 și 6,5 t/h, precum și la o modificare anterioară a cazanului cu o capacitate de abur de 10 t/h, tamburul superior este realizat semnificativ mai lung decât cel inferior. Tamburele sunt conectate printr-un sistem de țevi de fierbere îndoite, fără sudură, cu un diametru exterior de 51×2,5 mm, formând o suprafață de încălzire convectivă dezvoltată. Țevile sunt aranjate într-o ordine de coridor, iar capetele lor sunt rulate în tamburi. Pe direcția longitudinală, țevile sunt situate la o distanță între axele (pasul) de 110, iar pe direcția transversală, 100 mm.

Supraîncălzitorul în cazanele de tip DKVR este realizat dintr-o bobină verticală din țevi de oțel fără sudură cu diametrul exterior de 32 mm. Se așează la începutul fasciculului cazanului, separat de camera de post-ardere prin două rânduri de țevi de cazan. Pentru a găzdui supraîncălzitorul, unele dintre conductele cazanului nu sunt instalate. fasciculul de tuburi și ecranele asamblate cu tamburi, colectoare și cadrul de susținere a acestor cazane se încadrează în ecartamentul feroviar; aceasta permite ca partea metalică a cazanului să fie asamblată din fabrică și livrată la locul de instalare în formă asamblată, ceea ce simplifică instalarea.

La instalarea cazanelor de tip DKVR cu suprafețe de încălzire la temperatură scăzută, este indicat să se prevadă doar un economizor de apă sau doar un încălzitor de aer, pentru a nu complica dispunerea și funcționarea unității cazanului. Această soluție este de asemenea recomandabilă deoarece temperatura gazelor de ardere din spatele cazanelor cu suprafețe de încălzire dezvoltate este relativ scăzută și se ridică la aproximativ 250 - 300 ° C, drept urmare cantitatea de căldură transportată de gazele de ardere este relativ mică. Este mai indicat să instalați economizoare de apă, atunci unitatea se dovedește a fi compactă și ușor de operat. În acest caz, este de preferat să alegeți economizoare cu aripioare din fontă, deoarece sunt fabricate din material nerar și suferă mai puțin de coroziune.

Cazanele de tip DKVR sunt destul de sensibile la calitatea apei de alimentare, de aceea apa folosita pentru alimentarea acestora trebuie dedurizata si dezaerata. Funcționarea centralelor cu cazane de tip DKVR este ușor de automatizat, mai ales la arderea combustibililor lichizi și gazoși.

Generatoarele de abur din seria DKVR sunt bine combinate cu dispozitivele de ardere în strat și au fost dezvoltate inițial pentru arderea combustibilului solid. Mai târziu, o serie de generatoare de abur au fost trecute la arderea combustibililor lichizi și gazoși. La operarea cu combustibili lichizi și gazoși, productivitatea generatoarelor de abur poate fi cu 30–50% mai mare decât cea nominală.În acest caz, partea inferioară a tamburului superior, situată deasupra camerei de ardere, trebuie protejată cu cărămizi refractare sau gunit.

TsKTI a examinat activitatea unui număr mare de cazane industriale în care erau operate generatoare de abur din seria DKVR. În urma sondajului, s-a constatat că 85% dintre generatoarele de abur folosesc gaz și păcură. În plus, au fost identificate deficiențe în funcționarea generatoarelor de abur: aspirație mare a aerului în partea convectivă a suprafeței de încălzire și economizorul de apă, grad insuficient de pregătire din fabrică, eficiență de funcționare mai scăzută față de cele calculate.

La dezvoltarea unui nou design de generatoare de abur cu motorină din seria DE (Fig. 3.5) Atentie speciala Scopul a fost creșterea gradului de pregătire în fabrică a generatoarelor de abur în producția pe scară largă, reducerea consumului de metal al structurii și aducerea indicatorilor operaționali mai aproape de cei de proiectare.

În toate dimensiunile standard ale seriei de la 4 la 25 t/h, se presupune că diametrul tamburelor superioare și inferioare ale generatoarelor de abur este de 1000 mm. Grosimea peretelui ambelor tamburi la o presiune de 1,37 MPa este de 13 mm. Lungimea părții cilindrice a tamburilor, în funcție de productivitate, variază de la 2240 mm (generator de abur cu o capacitate de 4 t/h) la 7500 mm (generator de abur cu o productivitate de 25 t/h). În fiecare tambur, sunt instalate porți de canal în partea inferioară din față și din spate, ceea ce oferă acces la tamburi în timpul reparațiilor.

Camera de ardere este separată de suprafața de încălzire convectivă printr-un despărțitor etanș la gaz.

Toate generatoarele de abur din serie au o evaporare în două trepte. O parte din țevile fasciculului convectiv este alocată celei de-a doua etape de evaporare. Legătura descendentă comună a tuturor circuitelor primei trepte de evaporare sunt ultimele conducte (de-a lungul produselor de ardere) ale fasciculului convectiv. Țevile de scurgere ale celei de-a doua etape de evaporare sunt situate în afara coșului de fum.

Generatorul de abur cu o capacitate de 25 t/h are un supraîncălzitor care asigură o ușoară supraîncălzire a aburului, până la 225 °C.

Unitatea de cazan de tip GM-10 este destinată producerii de abur supraîncălzit cu presiuni de 1,4 și 4 MPa și temperaturi de 250 și respectiv 440 °C. Cazanul este proiectat să funcționeze cu gaz natural și păcură și se distinge prin faptul că funcționează cu supraalimentare, adică cu suprapresiune în cuptor. Acest lucru vă permite să lucrați fără un aspirator de fum.

Pentru a evita eliberarea gazelor arse în mediu, centrala este realizată cu carcasă dublă din oțel. Aerul furnizat de un ventilator trece prin spațiul format de foile de înveliș, drept urmare doar aerul rece poate fi aruncat în mediu prin scurgeri aleatorii.

Dispunerea cazanului este asimetrică cu două tamburi: fasciculul cazanului și supraîncălzitorul sunt situate lângă focar. Combustibilul și aerul intră în cuptor prin arzătoare combinate, al căror design asigură o tranziție rapidă de la arderea unui tip de combustibil la arderea altuia.

Elementele suprafeței de încălzire sunt principalele din unitatea cazanului, iar funcționalitatea lor determină în primul rând eficiența și fiabilitatea instalației cazanului.

Amplasarea elementelor de suprafață de încălzire ale unui cazan modern este prezentată în figură:

Acest cazan are forma de U. Camera verticală stângă 2 formează o cutie de foc, toți pereții ei sunt acoperiți cu țevi. Se numesc conductele situate pe pereti si tavan in care apa se evapora ecrane. Se numesc conducte de ecran, precum și părți ale supraîncălzitorului situat pe pereții cuptorului suprafețe de încălzire prin radiație, deoarece percep căldura din gazele de ardere în principal datorită radiațiilor sau emisiilor.

Partea inferioară 9 a camerei de ardere este de obicei numită pâlnie rece. În ea, particulele de cenușă cad din torța de ardere. Particulele de cenuşă răcite şi întărite sub formă de bulgări sinterizate (zgură) sunt îndepărtate prin dispozitivul 8 în sistemul hidraulic de îndepărtare a cenuşii.

Partea superioară a cuptorului intră într-o conductă orizontală de gaz, în care sunt amplasate supraîncălzitoarele convective 3 și 5. Pereții laterali și tavanul unui coș orizontal sunt de obicei acoperiți cu țevi de supraîncălzire. Aceste elemente de supraîncălzire sunt numite semiradiativ, deoarece percep căldura din gazele de ardere atât ca urmare a radiației, cât și a convecției, adică schimbul de căldură care are loc atunci când gazele fierbinți intră în contact cu conductele.

După coșul orizontal din spatele camerei rotative, începe partea verticală dreaptă a cazanului, numită arbore convectiv. Conține etape, trepte de încălzire a aerului și, în unele modele, bobine, în secvențe diferite.

Designul cazanului depinde de proiectarea și puterea acestuia, precum și de presiunea aburului. În cazanele învechite de joasă și medie presiune cu trei tamburi, apa este încălzită și evaporată nu numai în ecrane, ci și în conductele de fierbere situate între tamburele superioare și inferioare.

Prin al 3-lea mănunchi descendent de țevi de fierbere, apa din tamburul din spate este coborâtă în tamburul inferior; aceste conducte acționează ca conducte de drenaj. Încălzirea ușoară a acestor conducte de către gazele de ardere nu perturbă circulația apei în cazan, deoarece la presiuni joase și medii diferența de greutate specifică a apei și aburului este mare, ceea ce asigură o circulație destul de sigură. Apa este furnizată în camerele inferioare ale ecranelor 7 din tamburele superioare 2 prin conducte de scurgere exterioare neîncălzite.

În cazanele de medie presiune, proporția de căldură utilizată pentru supraîncălzirea aburului este relativ mică (mai puțin de 20% din căldura totală absorbită de unitatea cazanului din gazele arse), prin urmare suprafața de încălzire a supraîncălzitorului este, de asemenea, mică și este situată între mănunchiuri de tuburi de fierbere.

În cazanele de medie presiune cu un singur tambur de producție ulterioară, suprafața principală de evaporare este așezată pe pereții cuptorului sub formă de ecrane 6, iar un mic fascicul convectiv 10 este realizat din diluat. pas mare conducte, care reprezintă partea de semiradiere a cazanului.

Cazanele de înaltă presiune sunt de obicei realizate cu un singur tambur și nu au grinzi convective. Întreaga suprafață de încălzire prin evaporare este realizată sub formă de ecrane care sunt alimentate cu apă prin conducte de scurgere exterioare neîncălzite.

ÎN cazane cu trecere o dată x tambur lipsește.

Apa din economizorul 3 curge prin conductele de alimentare 7 în camera inferioară 6 și apoi în partea de radiație 5, care constă din conducte de evaporare (bobine) situate de-a lungul pereților cuptorului. După trecerea prin serpentine, cea mai mare parte a apei se transformă în abur. Apa se evaporă complet în zona de tranziție 2, care este situată în regiunea cu temperaturi mai scăzute ale gazelor de ardere. Din zona de tranziție, aburul intră în supraîncălzitorul 1.

Astfel, în cazanele cu flux direct nu există circulație a apei cu mișcarea ei de retur. Apa și aburul trec prin țevi o singură dată.

Un supraîncălzitor este suprafața de încălzire a unui cazan cu abur în care aburul este supraîncălzit la o anumită temperatură. Cazanele moderne de abur cu putere mare de abur au două supraîncălzitoare - primar și secundar (intermediar). Supraîncălzitorul primar primește abur saturat la temperatura apei clocotite din tamburul cazanului sau din zona de tranziție a unui cazan cu trecere o dată. Aburul este furnizat la supraîncălzitorul secundar pentru reîncălzire.

Pentru supraîncălzirea aburului în cazanele de înaltă presiune, se consumă până la 35% din căldură, iar în prezența supraîncălzirii secundare, până la 50% din căldura primită de unitatea cazanului din gazele de ardere. În cazanele cu o presiune mai mare de 225 ata, această pondere a căldurii crește la 65%. Ca urmare, suprafețele de încălzire ale supraîncălzitoarelor cu abur cresc semnificativ, iar în cazanele moderne acestea sunt plasate în părțile de radiație, semiradiere și convecție ale cazanului.

Figura de mai jos prezintă o diagramă a supraîncălzitorului unui cazan modern.

Aburul din tamburul 7 este direcționat către panourile de țeavă de perete ale părții de radiație 2 și 4, apoi către panourile țevilor de tavan 5. De la desurîncălzitor 8, aburul intră în ecranele 6 și apoi către bobinele 10 ale părții convective a supraîncălzitor. Ecranul este un pachet de țevi în formă de U situate într-un singur plan, care sunt fixate rigid împreună, fără aproape niciun spațiu. Aburul intră într-o cameră a ecranului, trece prin țevi și iese prin a doua cameră. Dispunerea ecranelor din cazan este prezentată în figură:

Economizoarele de apă împreună cu încălzitoarele de aer sunt de obicei amplasate în puțuri de convecție. Aceste elemente de suprafață de încălzire sunt numite elemente de coadă, deoarece sunt situate ultimele de-a lungul traseului gazelor de ardere. Economizoarele de apă sunt fabricate în principal din țevi de oțel. La cazanele de joasa si medie presiune se instaleaza economizoare din fonta din tuburi cu aripioare din fonta. Țevile sunt conectate prin coturi din fontă (kalachi).

Economizoarele din oțel pot fi de tip fierbinte sau nefierbe. În economizoarele de tip fierbere, o parte din apa încălzită (până la 25%) este transformată în abur.

Cazanele moderne, spre deosebire de cele folosite în urmă cu câțiva ani, pot folosi ca combustibil nu numai gaz, cărbune, păcură etc. Peleții sunt acum din ce în ce mai folosiți ca combustibil prietenos cu mediul. Puteți comanda peleți pentru centrala dvs. pe peleți aici - http://maspellet.ru/zakazat-pellety.

Categoria K: Instalare cazan

Suprafețe de încălzire

Sistemul tub-tambur al unui cazan de abur constă din suprafețe de încălzire prin radiație și convecție, tamburi și camere (colectori). Pentru suprafețele de încălzire prin radiație și convecție, se folosesc țevi fără sudură, realizate din oțel carbon de înaltă calitate, clase 10 sau 20 (GOST 1050-74**).

Suprafețele de încălzire prin radiație sunt realizate din țevi așezate vertical pe un rând de-a lungul pereților (ecran lateral și spate) sau în volumul camerei de ardere (ecran frontal).

La presiuni scăzute ale aburului (0,8...1 MPa), peste 70% din căldură este cheltuită pentru formarea aburului și doar aproximativ 30% pentru încălzirea apei până la fierbere. Suprafețele de încălzire prin radiație nu sunt suficiente pentru a evapora o anumită cantitate de apă, astfel încât unele dintre conductele de evaporare sunt plasate în coșuri convective.

Convective sunt suprafețele de încălzire ale unui cazan care primesc căldură în principal prin convecție. Suprafețele de evaporare convectivă sunt de obicei realizate sub forma mai multor rânduri de țevi, fixate la capetele superioare și inferioare în tamburele sau camerele cazanului. Aceste țevi sunt de obicei numite pachet de cazan. Suprafețele de încălzire convectivă includ, de asemenea, un supraîncălzitor, un economizor de apă și un încălzitor de aer.

Supraîncălzitor - un dispozitiv pentru creșterea temperaturii aburului peste temperatura de saturație corespunzătoare presiunii din cazan. Supraîncălzitorul este un sistem de serpentine conectate la intrarea aburului saturat la tamburul cazanului și la ieșire la camera de abur supraîncălzită. Direcția de mișcare a aburului în bobinele de supraîncălzire poate coincide cu direcția de mișcare a fluxului de gaz - schema de curgere directă - sau poate fi opusă acesteia - schema de curgere.

Orez. 1. Sistemul de conducte al unui cazan cu abur: 1, 19 - tamburi superior și inferior, 2 - evacuare aburului, 3 - valva de siguranta, 4 - alimentare cu apă de alimentare, 5 - manometru, 6 - coloană indicator de apă, 7 - suflare continuă, 8 - conducte de scurgere a ecranului frontal, 9 - conducte de scurgere a ecranului lateral, 10 - ecran frontal, 11, 14 - camere de ecran lateral nou , 12 - drenaj (suflare periodică) 13 - camera ecranului frontal, 15, 17 - ecranelor laterale și posterioare, 16 - camera lutei spate, 18 - țevi de drenaj a lunetei spate 20 - purjare tambur inferior, 21 - fascicul de conducte convective

Orez. 2. Diagrame de comutare a supraîncălzitorului:
a - flux direct, b - flux continuu, c - mixt

Cu o schemă mixtă de mișcare a gazului și a aburului (Fig. 2, c), cea mai fiabilă în funcționare, serpentinele de intrare (de-a lungul fluxului de abur), în care se observă cele mai mari depozite de sare și serpentinele de ieșire cu abur de maximum temperatura sunt clasificate în regiunea temperaturilor moderate.

Într-un supraîncălzitor vertical convectiv, aburul saturat care provine din tamburul cazanului este furnizat serpentinelor primei trepte 6, conectate într-un circuit în contracurent, încălzite în ele și trimise la regulatorul de supraîncălzire - desurîncălzitorul. Supraîncălzirea aburului la o temperatură dată are loc în bobinele din a doua etapă, conectate conform unui circuit mixt.

În partea de sus, bateriile de supraîncălzire sunt suspendate de grinzile tavanului cazanului, iar în partea de jos au prindere la distanță - benzi 7 și piepteni 8. Bateriile sunt conectate la camera intermediară (superîncălzitor) și la camera de abur supraîncălzită prin sudare.

Camerele de supraîncălzire sunt realizate din țevi de oțel cu diametrul de 133 mm, iar bobinele; 9 - realizate din tevi de otel cu diametrul de 32, 38 sau 42 mm cu peretii de 3 sau 3,5 mm grosime. Când temperatura pereților țevilor suprafețelor de încălzire este de până la 500 °C, materialul pentru serpentine și camere (colectori) este oțel carbon de înaltă calitate de gradele 10 sau 20. Ultimele bobine de supraîncălzire de-a lungul căii aburului, care funcționează la o temperatură a peretelui conductei de peste 500 °C, sunt fabricate din oțel aliat 15ХМ , 12Х1МФ.

Regulatorul de supraîncălzire, în care intră aburul după supraîncălzitor, este un sistem de serpentine de oțel cu diametrul de 25 sau 32 mm, instalate într-o carcasă de oțel și formând două circuite: stânga și dreapta. Apa de alimentare este pompată prin serpentine în cantitatea necesară pentru a răci aburul cu o anumită cantitate. Aburul spală serpentinele din exterior.

Un economizor este un dispozitiv încălzit cu produse de ardere a combustibilului și conceput pentru a încălzi sau evapora parțial apa care intră în cazan. Economizoarele de apă sunt împărțite în funcție de design în bobine de oțel și cu aripioare din fontă.

Economizoarele cu bobine de oțel sunt utilizate pentru cazanele care funcționează la presiuni de peste 2,3 MPa. Ele constau din mai multe secțiuni realizate din bobine de oțel cu diametrul de 28 sau 32 mm cu pereții de 3 sau 4 mm grosime. Capetele țevilor spiralate sunt sudate în camere cu diametrul de 133 mm situate în afara căptușelii cazanului.

În funcție de natura funcționării lor, economizoarele cu bobine de oțel sunt de tip nefierbe și fierbinte. În economizoarele de tip fără fierbere, apa de alimentare nu este încălzită până la punctul de fierbere, adică nu se formează abur. În economizoarele de tip fierbere este permisă fierberea și vaporizarea parțială a apei de alimentare. Din schema de conectare pentru economizoarele de tip nefierbe și fierbinte se poate observa că economizorul de tip fierbere nu este separat de tamburul cazanului printr-un dispozitiv de închidere și este un singur întreg cu cazanul.

Economizoarele din fontă cu aripioare utilizate pentru cazanele de joasă presiune constau din tuburi din fontă cu aripioare cu aripioare pătrate. Țevile din fontă sunt asamblate în grupuri și conectate între ele prin role turnate cu flanșe. Prin sistemul de conducte, apa de alimentare trece în sus pentru a întâlni gazele de ardere. Pentru a curăța tuburile cu aripioare de cenușă și funingine, dispozitivele de suflare sunt instalate între grupuri individuale de tuburi.

Orez. 3. Supraîncălzitor vertical convectiv al unui cazan cu abur de putere medie: 1 - tambur, 2 - cameră de abur supraîncălzită, 3 - cameră intermediară, care acționează ca un regulator de supraîncălzire a aburului, 4 - fascicul, 5 - suspensie, 6. 9 - serpentine, 7 - bară, 8 - pieptene

Orez. 4. Regulator de supraîncălzire: 1, 12 - camere de evacuare și admisie a apei, 2 - fiting, 3 - flanșă cu capac, 4 - conducte de alimentare cu abur, 5 - suporturi, 6 - carcasă, 7 - conducte de evacuare a aburului, 8 - jgheab metalic, 9 - placă distanțier, 10 - bobine, 11 - carcasă

Avantajele economizoarelor din fontă: rezistența lor sporită la distrugerea chimică și costuri mai mici în comparație cu cele din oțel. Totuși, în economizoarele din fontă, din cauza fragilității metalului, nu este permisă formarea de abur, deci nu pot fi decât de tip nefierbe.

Economizoarele de apă din oțel și fontă în cazanele moderne sunt fabricate sub formă de blocuri; Sunt livrate asamblate.

Un încălzitor de aer este un dispozitiv pentru încălzirea aerului prin produsele de ardere a combustibilului înainte de a-l alimenta în cuptorul cazanului, constând dintr-un sistem de țevi drepte, ale căror capete sunt fixate în foi tubulare, un cadru și carcasă metalică. Încălzitoarele de aer sunt instalate în coșul cazanului în spatele economizorului - un aranjament într-o singură treaptă sau într-o „tăiere” - un aranjament în două trepte.

Tamburul cazanului este un cilindru din oțel special pentru cazan 20K sau 16GT (GOST 5520-79*), cu fundul sferic la capete. Există găuri ovale pe una sau ambele părți ale tamburului. Ecranul, conductele convective, inferioare și de evacuare a aburului sunt conectate la tambur prin evazare sau sudură.

Orez. 5. Sectiune economizor: 1,2 - camere de intrare si iesire a apei, 3 - stalpi de sustinere, 4 - serpentine, 5 - grinda de sustinere

Orez. 6. Scheme de conectare pentru tipurile de economizor care nu fierbe (a) și fierbinte (b): 1 - supapă, 2 - supapă de reținere, 3.7 - supape pentru alimentarea cazanului prin și pe lângă economizor, 4 - supapă de siguranță, 5 - camera de admisie , 6 - economizor, 8 - tambur cazan

Tamburele pentru cazane de putere mică și medie sunt realizate cu un diametru de 1000 până la 1500 mm și o grosime a peretelui de 13 până la 40 mm, în funcție de presiunea de funcționare. De exemplu, grosimea pereților tamburului cazanelor de tip DE care funcționează la o presiune de 1,3 MPa este de 13 mm, iar cea a cazanelor care funcționează la o presiune de 3,9 MPa este de 40 mm.

În interiorul tamburului există dispozitive de alimentare și separare, precum și o conductă pentru suflare continuă. Fitingurile și conductele auxiliare sunt conectate la fitinguri sudate pe tambur. Tamburul, de regulă, este fixat de cadrul cazanului cu două suporturi de role, care îi permit să se miște liber atunci când este încălzit.

Orez. 7. Economizor bloc cu o singură coloană: 1 - bloc, 2 - suflantă, 3 - colector (camera), 4 - rolă de legătură, 5 - conductă

Dilatarea termică a sistemului tub-tambur al cazanului este asigurată de proiectarea tamburului și a suporturilor camerei. Tamburul inferior și camerele (colectori) ale ecranelor cazanului au suporturi care le permit să se deplaseze în plan orizontal și să împiedice mișcarea în sus. Și întregul sistem de conducte al cazanului, împreună cu tamburul superior, care se sprijină pe sistemul de conducte, se poate deplasa numai în sus în timpul expansiunii termice.

La alte cazane de putere medie, suporturile camerelor superioare si tobelor sunt fixate in plan vertical.

Orez. 8. Încălzitor de aer: 1.3 - plăci tubulare superioare și inferioare, 2 - țevi, 4 - cadru, 5 - carcasă

Orez. 9. Dispunerea arborelui convectiv: a - cu o singură treaptă, 6 - cu două trepte; 1 - încălzitor de aer, 2 - economizor de apă, 3.7 - economizoare de apă din a doua și, respectiv, prima etapă. 4 - grinda de susținere răcită a economizorului de apă, 5,9 - încălzitoare de aer din a doua și, respectiv, prima etapă, 6 - grinda de susținere a încălzitorului de aer, 8 - compensator, 10 - coloană de cadru

Orez. 10. Suport role al tamburului cazanului: 1 - tambur, 2 - rândul superior de role, 3 - randul de jos role, 4 - suport fix, 5 - grinda cadru

În acest caz, conductele de radiație, împreună cu camerele inferioare, se deplasează vertical în jos. Camerele inferioare sunt ferite de mișcări laterale prin suporturi de ghidare care permit doar mișcarea pe verticală a camerelor. Pentru a se asigura că conductele de radiație nu părăsesc planul ecranului, toate conductele sunt fixate suplimentar pe mai multe niveluri în înălțime. Fixarea intermediară a țevilor de ecran în înălțime, în funcție de designul căptușelii - fixă, conectată la cadru sau mobilă - sub formă de curele de rigidizare. Primul tip de fixare este utilizat pentru căptușeala care se sprijină pe fundația sau cadrul cazanului, al doilea - pentru căptușeala conductelor.

Mișcarea verticală liberă a țevii atunci când este atașată la cadrul cazanului este asigurată de un spațiu în suportul sudat pe țeavă. Tija, fixată rigid în cadru, împiedică țeava să părăsească planul ecranului.

Orez. 11. Fixarea țevilor suprafeței de încălzire pe cadru, asigurând deplasarea acestora: a - vertical, b - orizontal; 1 - suport, 2 - țeavă, 3 - nervură de protecție, 4 - tijă, 5 - parte încorporată, 6 - centură de rigidizare

- Suprafețe de încălzire

 

Ar putea fi util să citiți:

• Gaura de datorie pentru guvernatori Evaluarea poverii datoriei regionale;
• Ministerul Construcțiilor a dat noi lămuriri despre utilitățile pentru unul;
• Planificarea și dezvoltarea teritoriilor de grădinărit (dacha) asociații de cetățeni, clădiri și structuri;
• Tranziția la fluxul de documente electronice fără hârtie: experiență, probleme, perspective;
• Comanda clientului și vânzarea mărfurilor la comandă;
• Utilizarea „1C Accounting” în cadrul sistemului fiscal simplificat Salarizare;
• Document care închide luna în 1s 7;
• Comanda către un furnizor în contabilitate 1C 8.3. Metodologia de aplicare a documentului de comandă la furnizor. Raportați pe butonul „Analiză” din comanda de cumpărare;