Паровые котлы на любом топливе

Назначение котлов

Паровой котел представляет собой установку, с помощью которой получают водяной пар с температурой выше или ниже точки насыщения. Полученный пар может направляться в паровые турбины (энергетические паровые котлы), применяться в производственных процессах (технологические паровые котлы или парогенераторы), организации парового отопления или в других целях.

Особенности

Для нагрева воды в котле могут использоваться источники энергии различных видов, например, теплота сгорающего топлива, электрическая энергия (так называемый электрический паровой котел) или тепловыделение в различных производственных или других процессах (так называемые котлы-утилизаторы). В качестве топлива для парового котла могут использоваться: дрова, уголь, дизель, газ и мазут. В связи с этим выделяются следующие типы котлов: КП, Е, КПа, КСП.

Устройство котлов

Вне зависимости от конкретного типа, любой котел может содержать в себе следующие составные части:

• топка (у котлов, использующих теплоту, выделяемую при сгорании топлива);
• пароперегреватель;
• водоподогреватель (бойлер);
• экономайзер;
• каркас и обшивка, образующие корпус котла.

Экономайзер представляет собой теплообменник, в котором охлаждаются отработанные в котле продукты сгорания и предварительно подогревается вода перед подачей в котел. Использование экономайзера повышает КПД котла и снижает расход топлива.

Пароперегревателем называется элемент котла, в котором пар нагревается выше точки насыщения. Если котел не предназначен для получения перегретого пара, то пароперегреватель может отсутствовать. В зависимости от типа котла пароперегреватель может иметь различную конструкцию.

Водоподогревателем или бойлером называется элемент котла, в котором вода нагревается до точки кипения и превращается в пар. В котлах различной конструкции бойлер имеет разное исполнение.

Типы котлов

Все паровые котлы можно разделить на две большие группы в зависимости от конфигурации относительного движения сред, участвующих в теплообмене. Котлы подразделяются на газотрубные и водотрубные. В первом случае по трубам движутся нагретые газы, отдавая воде теплоту, во втором случае – вода движется по трубкам, омываемым нагретыми газами.

В случае циркуляции продуктов горения в трубопроводе, омываемом водой, отводящей от него тепло, котел называется газотрубным. Если горение топлива происходит непосредственно в трубопроводе, то котел называется газотрубным. Если же сгорание происходит предварительно в топке, то котел называется дымогарным. В случае перемещения воды в трубопроводе, который обтекают продукты горения, такой тип котла называется водотрубным.

Водотрубные котлы подразделяются на прямоточные и барабанные. В прямоточных котлах вода движется по изогнутому трубопроводу (змеевику), омываемому продуктами сгорания, и постепенно вскипая, образует водяной пар. Такие котлы могут работать как на докритическом, так и на сверхкритическом давлении. Котлы барабанного типа имеют теплообменник цилиндрической формы, в котором вода под действием гравитации стекает по водоспускным трубам, а затем поднимается вверх по нагретым водоподъемным под действием конвекции. Перемещение воды по контуру происходит либо под естественным напором, либо принудительно.

Котлы, использующие теплоту, выделяемую при горении, подразделяются по виду используемого топлива на угольные (бурый и каменный угли), дровяные, газовые (попутный нефтяной, природный, сжиженный, сжатый нефтяной газы), мазутные, дизельные (дизельное топливо, сырая нефть). По диапазону рабочего давления воды и пара котлы подразделяются на:

• котлы низкого давления (меньше 1МПа);
• котлы среднего давления (1-10 МПа);
• котлы высокого давления (10-22,5 МПа);
• котлы сверхвысокого давления (свыше 22,5 МПа).

В обозначения котла вводятся наиболее характерные особенности котла и его главные параметры. Согласно ГОСТ 3619-82, в обозначениях указывается тип котла, диапазон рабочих давлений (МПа), производительность по пару (т/ч), температура перегрева и промежуточного перегрева пара, вид топлива и системы удаления шлака (для твердотопливных котлов), а также другие особенности.