Паровой котел – устройство, обогреваемое продуктами сжигаемого в топке топлива и предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного, который используется вне самого устройства.
Классификация паровых котлов.
Классификация по назначению
Энергетические котлы используются на электростанциях для передачи вращения турбинам, генерирующим электричество. Вырабатываемый данным оборудованием пар характеризуется высоким и сверхвысоким давлением.
Промышленные или технологические паровые котлы вырабатывают насыщенный пар для технологических нужд. Давление получаемого пара редко превышает 3 МПа (30 бар). В общей классификации котлов по давлению данный класс оборудования относится к котлам низкого и сверхнизкого давления.
Отопительные или энерготехнологические котлы находятся на стыке промышленных и энергетических. Энерготехнологические паровые котлы вырабатывали пар одновременно для производственных нужд и для отопления коммунального сектора.
Классификация паровых котлов по давлению
Классификация паровых котлов по производительности
Паровые котлы для технологических нужд как правило имеют паропроизводительность до 25 т/ч и относятся к категории малой производительности.
Выработка пара котлами средней производительности находится в диапазоне от 35 до 160 т/ч. Это область водотрубных энерготехнологических котлов.
Паровые котлы большой производительности – это оборудование с выработкой пара от 160 до 250 т/ч. Подобная паропроизводительность востребована исключительно в энергетике.
Классификация паровых котлов по видам топлива
По виду сжигаемого топлива паровые котлы подразделяются на:
Классификация котлов по типу
Как было упомянуто в самом начале, совершенствование конструкции парогенераторов привело к появлению двух типов оборудования: жаротрубных и водотрубных котлов. Сравнительно небольшой объем паропотребления на малых и средних производствах не позволяет эффективно использовать водотрубные котлы, обладающие избыточными параметры по давлению и производительности. Поэтому основным типом паровых котлов для производственного применения становятся жаротрубные котлы.
Устройство и принцип действия
Основными рабочими элементами парового котла являются поверхности нагрева, такие как экономайзер, барабан котла, коллекторы котла, пароперегреватель, экранные трубы, конвективный пучок, воздухоподогреватель. К этому можно добавить основные узлы котла: каркас котла и топка с горелочными устройствами.
Принцип работы парового котла с естественной циркуляцией заключается в том, что вода по трубопроводу подается из экономайзера в барабан, из которого котловая вода, перемешанная с питательной, направляется по опускным трубам на питание испарительных поверхностей нагрева – топочных настенных экранов.
Топливо сжигается во взвешенном состоянии в объеме топочной камеры, стены которой экранированы одним рядом плотно расположенных труб, внутри которых вода испаряется и вместе с насыщенным паром высокого давления поднимается вверх в барабан. Из барабана насыщенный пар поступает в пароперегреватель после чего пар направляется в главный паропровод и далее на турбину.
Продукты сгорания по выходу из пароперегревателя омывают змеевиковые трубные поверхности экономайзера, подогревая воду, поступающую в барабан котла.
Нагрев воздуха, поступающего в горелки топки, происходит в трубчатом воздухоподогревателе, где обеспечено перекрестное движение воздуха по отношению к газам. Он состоит из большого количества вертикальных труб Ø40 мм, внутри которых движутся горячие газы, а снаружи между трубами в поперечном направлении перемещается воздух. Многократность пересечения газовых труб воздухом обеспечивается установкой промежуточных трубных досок и коробов воздуха, перебрасывающих поток воздуха в следующий проход.
Продукты сгорания после воздухоподогревателя называются уходящими газами и сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.