Что такое фронт котла
фронт котла
Смотреть что такое «фронт котла» в других словарях:
фронт — а, м., ФРУНТ а, м. front m. нем. Fronte < лат. frons (frontis) лоб, передняя сторона. 1. Строй солдат, войск. БАС 1. Можно легко себе представить, что такой великий фрунт, будучи стесняем примкнувшим к нему багажем, в прямой линии маршировать… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
фронт — а; мн. род. о/в, дат. там; м. (от лат. frons (frontis) лоб, передняя сторона) см. тж. единым фронтом, широким фронтом, фронтовой 1) а) Строй войск, солдат. Построить войска во фронт … Словарь многих выражений
фронт — а, род. мн. ов, м. 1. Строй войск. Построить войска во фронт. □ [Дрозд] идет вдоль фронта, зорко оглядывая каждое лицо, каждую пуговицу, каждый пояс. Куприн, Юнкера. Офицеры выстроились перед вагоном во фронт по старшинству чинов. Степанов, Семья … Малый академический словарь
фронт — а; мн. род. ов, дат. там; м. [от лат. frons (frontis) лоб, передняя сторона] 1. Строй войск, солдат. Построить войска во ф. Идти фронтом (шеренгой). // Сторона строя, в которую военнослужащие обращены лицом (машины лобовой частью). Повернуть полк … Энциклопедический словарь
фронт горения — (напр. при пожаре, угольной пыли в топке котла) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN burning front … Справочник технического переводчика
фронт ускорения пламени — (напр. в топке котла, при пожаре на углеразмольной мельнице) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN accelerating flame front … Справочник технического переводчика
передняя стенка котла — фронт котла — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы фронт котла EN boiler front … Справочник технического переводчика
Донской фронт — Дон.Ф Эмблема ВС Годы существования 30 сентября 1942 года 15 февраля 1943 года Страна … Википедия
фрунт — I. ФРОНТ а, м., ФРУНТ а, м. front m. нем. Fronte < лат. frons (frontis) лоб, передняя сторона. 1. Строй солдат, войск. БАС 1. Можно легко себе представить, что такой великий фрунт, будучи стесняем примкнувшим к нему багажем, в прямой линии… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Белорусская операция (1944) — У этого термина существуют и другие значения, см. Белорусская операция. Эта статья о стратегической наступательной операции РККА. О компьютерной игре см. Операция «Багратион» (компьютерная игра). Белорусская операция (1944)… … Википедия
Фалезская операция — Координаты: 48°53′34″ с. ш. 0°11′31″ з. д. / 48.892778° с. ш. 0.191944° з. д. … Википедия
Термины:Элементы и составные части котлов
Элемент стационарного котла, предназначенный для сбора и раздачи рабочей среды, объединяющий группу труб, называют коллектором.
Элемент котла, предназначенный для сбора и раздачи рабочей среды, для отделения пара от воды, очистки пара и для запаса воды в котле, называют барабаном.
Элемент котла, предназначенный для передачи теплоты к рабочей среде или воздуху, называют поверхностью нагрева.
Поверхность нагрева котла, получающую теплоту в основном излучением, называют радиационной поверхностью нагрева.
Поверхность нагрева котла, получающую теплоту в основном конвекцией, называют конвективной поверхностью нагрева.
Поверхность нагрева стационарного котла, расположенную на стенах топки и газоходов и ограждающую их от воздействия высоких температур, называют экраном.
Группу труб конвективной парообразующей поверхности стационарного котла, соединенных общими коллекторами или барабанами, называют котельным пучком.
Трубу котла, по которой циркулирующая вода поступает в раздающий коллектор подъемных труб или нижний барабан, называют опускной трубой.
Трубу котла, по которой пароводяная смесь отводится из коллектора экрана в барабан или выносной циклон, называют отводящей трубой экрана.
Необогреваемую трубу, по которой рабочая среда перепускается из одного элемента поверхности нагрева в другой, называют перепускной трубой.
Трубу, по которой производится продувка или удаление воды и пара из элементов поверхностей нагрева котла, называют продувочной трубой.
Устройство для повышения температуры пара выше температуры насыщения, соответствующей давлению в котле, называют пароперегревателем.
Устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева или частичного парообразования воды, поступающей в котел, называют экономайзером.
Устройство для подогрева воздуха продуктами сгорания топлива перед подачей в топку котла, называют воздухоподогревателем.
Устройство котла, предназначенное для отделения воды от пара, называют сепарационным устройством.
Устройство для понижения температуры перегретого пара называют пароохладителем.
Несущую металлическую конструкцию, воспринимающую нагрузку от массы котла, с учетом временных и особых нагрузок и обеспечивающую требуемое взаимное расположение элементов котла, называют каркасом.
Устройство котла, предназначенное для сжигания органического топлива, частичного охлаждения продуктов сгорания и выделения золы, называют топкой.
Топку котла, предназначенную для сжигания твердого кускового органического топлива в слое, называют слоевой топкой.
Слоевую топку котла, в которой загрузка топлива и удаление шлака и золы частично механизированы, называют полумеханической топкой.
Слоевую топку котла, в которой загрузка топлива и удаление шлака и золы производятся вручную, называют ручной тропкой.
Слоевую топку котла, в которой загрузка топлива и удаление шлака и золы полностью механизированы, называют механической топкой.
Топку котла, в которой пылевидное, жидкое или газообразное топливо сжигается в факеле, называют камерной топкой.
Камерную топку котла с многократной циркуляцией топливовоздушной смеси, которая достигается специальной формой стен топки, компоновкой горелок и способом подачи топлива и воздуха, называют вихревой топкой.
Камерную топку котла, в которой основная масса топлива сжигается во вращающемся топливно-воздушном потоке, называют циклонной топкой.
Топку котла, в которой часть твердого топлива сжигается в слое, а мелкие фракции и горючие газы – в струе воздуха над слоем, называют факельно-слоевой топкой.
Часть топки котла, в которой происходит воспламенение и горение основной массы топлива, называют камерой горения.
Часть топки котла, в которой происходит догорание топлива и частичное охлаждение продуктов сгорания, называют камерой охлаждения.
Местное сужение поперечного сечения топки котла, называют пережимом топки.
Часть топки, в которой происходит подогрев, подсушка топлива, а иногда его воспламенение и горение, называют предтопок.
Нижнюю часть камерной топки котла, предназначенную для отвода твердого шлака, называют холодной воронкой.
Нижнюю часть топки котла, образованную горизонтальными и слабонаклонными поверхностями или экранами, называют подом.
Канал, предназначенный для направления продуктов сгорания топлива и размещения поверхностей нагрева котла, называют газоходом.
Нижнюю часть газохода котла, предназначенную для сбора золы, выпадающей из потока продуктов сгорания топлива, называют золовым бункером.
Бункер для сбора твердого шлака, расположенный под холодной воронкой стационарного котла, называют шлаковым бункером.
Устройство для сбора и удаления расплавленного шлака, расположенное под топкой стационарного котла, называют шлаковой ванной.
6. Объемно-планировочные и конструктивные решения
6.1 При проектировании зданий и сооружений котельных следует руководствоваться требованиями, приведенными в СП 42.13330, СП 110.13330, СП 56.13330, СП 43.13330 и настоящего свода правил.
6.2 При проектировании котельных следует обеспечивать единое архитектурное и композиционное решение всех зданий и сооружений, простоту и выразительность фасадов и интерьеров, а также предусматривать применение экономичных конструкций и отделочных материалов.
6.3 Внешний вид, материалы и цвет наружных ограждающих конструкций котельных следует выбирать, учитывая архитектурный облик расположенных вблизи зданий и сооружений.
6.4 Ограждающие и конструктивные материалы для котельных, подлежащие обязательной сертификации, должны иметь техническое свидетельство, санитарно-гигиенический и пожарный сертификат соответствия требованиям российских норм и стандартов.
6.5 Геометрические параметры зданий и сооружений, размеры пролетов, шагов колонн и высот этажей должны соответствовать требованиям, приведенным в ГОСТ 23838.
Размеры пролетов этажерок допускается принимать кратными 1,5 м.
6.6 Высоту встроенных антресолей или площадок под оборудование следует принимать по технологическим требованиям и назначать их кратными 0,3 м.
6.7 Устройство помещений и чердачных перекрытий над котлами не допускается. Данное требование не распространяется на котлы, установленные в производственных помещениях.
6.8 Место установки котлов в производственных помещениях должно быть отделено от остальной части помещения несгораемыми перегородками по всей высоте котла, но не ниже 2 м, с устройством дверей.
6.9 В здании котельной следует предусматривать бытовые и служебные помещения.
В здании котельной не допускается размещать бытовые и служебные помещения, не предназначенные для персонала котельной, а также мастерские, не предназначенные для ремонта котельного оборудования.
6.11 Выходные двери из помещения котельной должны открываться наружу от нажатия руки, не иметь запоров из котельной и во время работы котлов не запираться. Выходные двери из котельной в служебные, бытовые, а также вспомогательно-производственные помещения должны снабжаться пружинами и открываться в сторону котельной.
6.12 У ворот помещения котельной, через которые производится подача топлива и удаление золы и шлака, необходимо устраивать тамбур или воздушную тепловую завесу. Размеры тамбура должны обеспечивать безопасность и удобство обслуживания при подаче топлива или удалении золы и шлака.
6.13 Объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений котельных должны допускать возможность их расширения.
6.14 Для монтажа крупноблочного оборудования в стенах и перекрытиях зданий котельных должны предусматриваться монтажные проемы. Такие проемы должны предусматриваться со стороны расширения котельной.
6.15 Отметку чистого пола котельного зала следует принимать на 0,15 м выше планировочной отметки земли у здания котельной. Размещение приямков в зоне расположения котла не допускается. Разрешается устраивать приямки под котлами, если такая необходимость вызвана условиями обслуживания котла. В этом случае должна быть предусмотрена вентиляция приямка.
6.16 В зданиях и помещениях котельных с явными избыточными тепловыделениями величина сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций не нормируется, за исключением ограждающих конструкций зоны с постоянным пребыванием работающих (на высоту 2,4 м от уровня рабочей площадки), для которых она выбирается, в соответствии с СП 50.13330.
6.17 При проектировании зданий и сооружений котельных следует руководствоваться номенклатурой унифицированных сборных железобетонных и металлических конструкций, соблюдая требования общеплощадочной унификации конструкций, изделий и материалов.
6.18 Несущие конструкции зданий и сооружений котельных, как правило, следует проектировать исходя из условия выполнения работ всего нулевого цикла до начала монтажа каркаса и оборудования.
6.19 Перекрытия каналов, прокладываемых в помещениях котельных, следует предусматривать сборными в уровне чистого пола.
Перекрытия участков каналов, где по условиям эксплуатации необходим съем плит, масса съемного щита или плиты не должна превышать 50 кг.
6.20 Конструкции каналов и полов должны быть рассчитаны на нагрузки от перемещения оборудования от монтажных проемов до места его установки и должны обеспечивать возможность проезда грузоподъемных механизмов.
6.21 Расстояние от площадок или верхней части обмуровки котла, с которых производится обслуживание арматуры, гарнитуры, контрольно-измерительных приборов, до низа выступающих конструкций перекрытия (покрытия) котельной должно быть не менее 2 м.
Расстояние от пола до низа площадок обслуживания и коммуникаций в местах проходов под ними должно быть не менее 2 м.
6.22 Если котел не обслуживается в верхней части обмуровки и нет необходимости перехода по верху котла, через барабан, сухопарник или экономайзер, то расстояние от верхней части обмуровки до низа выступающих конструкций перекрытия (покрытия) должно быть не менее 0,7 м.
6.23 Размещение котлов и вспомогательного оборудования в котельных, работающих с постоянным присутствием обслуживающего персонала (расстояние между котлами и строительными конструкциями, ширина проходов), а также устройство площадок и лестниц для обслуживания оборудования в зависимости от параметров теплоносителя следует предусматривать в соответствии с [11]. Для блочно-модульных котельных и котельных, работающих без постоянного присутствия обслуживающего персонала, размеры проходов принимается с учетом конструктивных особенностей блок-модуля, позволяющих соблюсти указанные выше нормы и обеспечить свободный доступ к оборудованию при техническом обслуживании, монтаже и демонтаже оборудования и за счет легкосъемных конструкций блок-модуля.
6.24 Расстояние от фронта котлов или выступающих частей топки до противоположной стены котельной должно составлять не менее 3 м.
Для котлов, имеющих длину колосниковой решетки (обслуживаемой с фронта) не более 1 м, а также для котлов, работающих на жидком и газообразном топливе, это расстояние может быть уменьшено до 2 м. При этом для котлов, оборудованных газовыми горелками и горелками для жидкого топлива, расстояние от выступающих частей горелок до противоположной стены должно быть не менее 1 м, а для котлов, оборудованных механизированными топками, расстояние от выступающих частей топок должно быть не менее 2 м.
6.25 При проектировании котельных с паровыми и водогрейными котлами с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ) и с температурой воды не выше 115°С должны быть обеспечены:
При установке котлов, требующих бокового обслуживания, ширина проходов между котлами или между котлом и стеной помещения должна быть не менее 1,5 м;
При установке котлов вблизи стен или колонн обмуровка котлов не должна вплотную примыкать к стене котельного помещения, а отстоять от нее не менее чем на 70 мм;
Расстояние между котлами не менее 5 м, если фронт котлов или выступающих частей топок расположен один против другого, то расстояние между ними должно составлять не менее 5 м.
6.26 При проектировании котельных с паровыми и водогрейными котлами с давлением пара более 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ) и с температурой воды выше 115°С расстояния от фронта котлов или выступающих частей топок до противоположной стены здания котельной, расстояния между фронтом котлов и выступающими частями топок, расположенных друг против друга, ширину проходов следует выполнять согласно [11].
6.27 Машины и приборы, не имеющие отношения к обслуживанию и ремонту котлов, устанавливать в одном помещении с котлами не допускается.
6.28 Для удобного и безопасного обслуживания котла, его арматуры и гарнитуры должны быть установлены постоянные лестницы и площадки из негорючих материалов, снабженные металлическими перилами.
6.29 Металлические площадки и ступени лестниц могут быть выполнены:
Применять гладкие площадки и ступени, а также изготовлять их из прутковой (круглой) стали не допускается.
Лестницы высотой более 1,5 м, предназначенные для систематического обслуживания оборудования, должны иметь угол наклона к горизонтали не более 50°.
Расстояние по вертикали от площадок обслуживания водоуказательных приборов до середины водоуказательных стенок должно быть не менее 1 м и не более 1,5 м.
Площадки и верхняя часть обмуровки котлов, с которых производится обслуживание, должны иметь металлические перила высотой не менее 0,9 м со сплошной обшивкой понизу на высоту не менее 100 мм.
6.30 Полы котельного помещения необходимо выполнять из негорючих материалов с негладкой и нескользкой поверхностью; они должны быть ровными и иметь устройства для отвода воды в канализацию.
Каналы в котельном помещении должны закрываться съемными плитами на уровне чистого пола.
Металлические перекрытия каналов должны быть выполнены из рифленой стали.
Приямки и углубления, которые не закрываются, должны ограждаться перилами высотой не менее 0,9 м.
6.31 При проектировании котельных технологическое оборудование со статическими и динамическими нагрузками, не вызывающими в подстилающем бетонном слое пола напряжений, превышающих напряжения от воздействия монтажных и транспортных нагрузок, следует устанавливать без фундаментов.
Для блочно-модульных котельных рекомендуется предусматривать технологическое оборудование, статические и динамические нагрузки которого позволяют устанавливать его без фундаментов.
6.32 Площадь и размещение оконных проемов в наружных стенах следует определять из условия естественной освещенности а также с учетом требований необходимой площади открывающихся проемов. Площадь оконных проемов должна быть минимально необходимой.
Коэффициент естественной освещенности при боковом освещении в зданиях и сооружениях котельных надлежит принимать равным 0,5, кроме помещений лабораторий, щитов автоматики, помещений центральных постов управления и ремонтных мастерских, для которых коэффициент естественной освещенности следует принимать равным 1,5.
Коэффициент естественной освещенности помещений отдельно стоящих станций водоподготовки следует принимать согласно СП 52.13330.
Для котельных, работающих без постоянно присутствующего персонала, площадь и размещение оконных проемов следует определять с учетом размещения легко сбрасываемых конструкций (ЛСК).
6.33 Для котельных с постоянно-присутствующим персоналом допускаемые уровни звукового давления и уровень звука на постоянных рабочих местах и у щитов контроля и управления следует принимать в соответствии с [12].
6.34 Котельные, размещаемые в селитебной зоне, должны обеспечивать уровень звукового давления в соответствии с СП 51.13330. При этом в проектах должны быть предусмотрены мероприятия по подавлению структурного шума и вибрации и невозможность их передачи строительными конструкциями в другие помещения.
6.35 Ворота котельной, через которые производится подача топлива, удаление золы и шлаков должны иметь тамбур или воздушную тепловую завесу в соответствии с требованиями, приведенными в СП 60.13330.
6.36 Внутренние поверхности ограждающих конструкций помещений топливоподачи, пылеприготовления и помещений котельных при сжигании твердого топлива должны быть гладкими и окрашенными влагостойкими и огнестойкими красками в светлые тона. Имеющиеся выступы и подоконники должны выполняться с откосами под углом 60°С к горизонту и окрашиваться влагостойкими красками.
Полы указанных помещений следует проектировать с учетом применения гидроуборки пыли.
6.37 Конвейерные галереи в местах их примыкания к зданиям котельных не должны опираться на каркас и ограждающие конструкции здания.
6.38 Отапливаемые надземные конвейерные галереи должны располагаться над несущими конструкциями эстакад.
6.39 Бункеры для сырого угля и пыли следует проектировать в соответствии с СП 90.13330.
6.40 Для определения состава специальных бытовых помещений и устройств перечень профессий работников котельных по категориям работ следует принимать согласно приложению Б.
6.41 При численности работающих в котельной в наиболее многочисленной смене более 30 чел. состав бытовых помещений, помещений общественного питания и культурного обслуживания принимается в соответствии с СП 44.13330.
При численности работающих в котельной в наиболее многочисленной смене от 6 до 30 чел. должны предусматриваться следующие помещения: комната начальника котельной или конторское помещение, гардеробные с умывальниками, уборные, душевые, комната приема пищи, комната обогрева и кладовая инвентаря.
При числе работающих в котельной до 5 чел. в смену не предусматривается комната начальника котельной (административное помещение), а также умывальник в помещении гардеробной.
В котельных, работающих без постоянного присутствия обслуживающего персонала, следует предусматривать уборную и умывальник.
6.42 В отдельно стоящих зданиях насосных станций жидкого топлива с постоянным обслуживающим персоналом следует предусматривать гардеробную, уборную, душевую, комнату обогрева. В отдельно стоящих зданиях водоподготовки следует предусматривать гардеробную, уборную, душевую.
6.43 В помещении котельной, когда оборудование размещается на нескольких отметках (нулевой, площадке управления, промежуточных этажах) следует предусматривать ремонтные зоны для транспортирования и размещения при ремонте материалов и оборудования с нагрузкой на перекрытие 0,05-0,15 МПа.
6.44 Независимо от типа грузоподъемных механизмов для ремонтных работ в котельной следует предусматривать лифты для обслуживающего персонала из расчета по одному грузопассажирскому лифту на 4 паровых котла с единичной производительностью 100 т/ч и более, либо 4 водогрейных котла тепловой мощностью 116,3 МВт и более каждый.
6.45 В котельных следует предусматривать помещение для складирования запчастей. Отсутствие склада должно быть обосновано техническим заданием на проектирование.
Что такое фронт котла
Термины и определения
Steam and hot-water stationary boilers. Terms and definitions
Дата введения 1979-07-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством энергетического машиностроения
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 12.06.78 N 1576
4. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1983 г. (ИУС 7-83)
Стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения стационарных котлов и их основных составных частей.
Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.
Приведенные определения можно при необходимости изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены «Ндп».
Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте указаны в качестве справочных их краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.
В случаях, когда существенные признаки понятия содержатся в буквальном значении термина, определение не приведено, и соответственно, в графе «определение» поставлен прочерк.
В стандарте для отдельных стандартизованных терминов в качестве справочных приведены их иноязычные эквиваленты на немецком (D), английском (Е) и французском (F) языках.
В стандарте приведены алфавитные указатели содержащихся в нем терминов на русском языке и их иноязычных эквивалентов, а также приложение, в котором приведены термины и определения горелок, применяемых в стационарных котлах.
Конструкция основных элементов паровых котлов
Содержание
Так как основным типом котлов, используемых в качестве главных и вспомогательных на судах с КТЭУ (котлотурбинная энергетическая установка), являются водотрубные паровые котлы с естественной циркуляцией, то весь последующий материал (если это не оговорено отдельно) будет посвящен данному типу паровых котлов.
Топочные устройства для сжигания мазута состоят их двух основных частей: топливной форсунки, предназначенной для распыливания топлива, и воздухонаправляющего устройства, обеспечивающего такую организацию подвода воздуха, при которой происходит хорошее перемешивание его с распыленным топливом, подогрев и испарение топлива, непрерывное поджигание топливовоздушной смеси и устойчивое ее горение.
Топочные устройства могут размещаться с одного или обоих фронтов котла, а также сбоку, сверху или в нижней части топки. Число установленных на котле топочных устройств может быть от одного (на вспомогательных котлах) до 8 ÷ 16 (на главных котлах). Чем меньше производительность каждой форсунки и чем больше их установлено на фронте котла, тем легче добиться высокого качества процессов смесеобразования и горения. Но установка большого числа форсунок значительно усложняет конструкцию и эксплуатацию котла, возрастает возможность закоксовывания неработающих форсунок и увеличиваются протечки воздуха в топку через зазоры неработающих ВНУ.
В судовых паровых котлах используются следующие виды форсунок:
Воздухонаправляющие устройства паровых котлов должны обладать следующими свойствами: обеспечивать высокое качество и стабильность горения факела при минимальных коэффициентах избытка воздуха и минимально возможных гидравлических сопротивлениях фронта котла; иметь возможность регулирования расходов воздуха в широком диапазоне нагрузок котла, обеспечивая при этом достаточно высокие скорости движения потока воздуха на режимах пониженных нагрузок;
В судовых паровых котлах используются следующие типы ВНУ (воздухонаправляющее устройство):
Конструкция топочного устройства вспомогательного котла типа КВВА с паромеханической форсункой и комбинированным однозонным воздухонаправляющим устройством показана на рис. 20.
Парообразующие поверхности нагрева
Перенос тепла от факела и газов к котловой воде и пароводяной смеси производится через поверхности нагрева, расположенные на пути продуктов сгорания топлива. В процессе передачи тепла температура газов понижается от 1800 ÷ 2000 °С в топке до 190 ÷ 500 °С на выходе из котла. Перенос тепла в котле производится всеми существующими способами теплообмена − теплопроводностью, конвекцией и излучением.
Парообразующими (испарительными) называют такие поверхности нагрева котла, в которых за счет теплоты сгорания топлива происходит превращение котловой воды в пар. В зависимости от того, какой способ передачи тепла в данной поверхности нагрева является доминирующим, различают экранные и конвективные парообразующие поверхности нагрева.
К экранным поверхностям нагрева относят трубы, непосредственно ограничивающие топочное пространство и освещенные факелом. В экранах основное количество теплоты (80 ÷ 90 %), передаваемое воде, составляет теплота излучения факела, и только 10 ÷ 20 % передаваемой теплоты приходится на конвективный теплообмен. По этой причине экранные поверхности нагрева называют также лучевоспринимающими или радиационными. Экранные поверхности нагрева выполняются, как правило, в виде сплошной стенки труб, расположенных в один ряд (реже – в два ряда), без зазоров между трубами (рис. 21.а).
Пространство, расположенное за экранным пучком труб, является необогреваемым, и в современных судовых котлах в нем размещают опускные необогреваемые трубы.
Конвективными парообразующими поверхностями нагрева называют такие поверхности, в которых основное количество теплоты (90 ÷ 95 %) передается за счет конвекции при омывании труб потоком газов, имеющих высокую температуру. Такие поверхности нагрева могут иметь шахматное или коридорное строение (рис. 21.б, в). Каждый тип строения конвективной поверхности нагрева имеет свои преимущества и недостатки: шахматное расположение труб вызывает бóльшую турбулизацию обтекающего трубы потока газов, и соответственно бóльшую интенсивность теплообмена, но оказывает значительное аэродинамическое сопротивление движущимся газам.
Коллекторы паровых котлов
Все трубы испарительной и опускной части котла крепятся своими концами в коллекторах (паровом и водяном) методом вальцовки. Иногда, в высоконапряженных котлах, трубы могут крепиться с помощью сварки, либо комбинированным способом (вальцовкой и сваркой).
Коллекторы паровых котлов (рис. 22) представляют собой сварные цилиндрические стальные толстостенные конструкции. У коллекторов больших диаметров (паровых) днища имеют эллиптическую форму. Обечайка коллекторов в месте крепления труб имеет утолщенную конструкцию и называется трубной доской. Все коллекторы, для обеспечения проведения осмотров и ремонтных работ, имеют в днищах лазовые отверстия с лазовыми затворами. Внутри коллекторов устанавливаются различные перегородки, выгородки и другие внутриколлекторные устройства.
В состав внутриколлекторных устройств парового коллектора (в зависимости от конструкции котла) могут входить следующие устройства:
Внутриколлекторные устройства водяных коллекторов и коллекторов пароперегревателей предназначены в основном для равномерного распределения сред по их длине и организации движения этих сред. В состав внутриколлекторных устройств водяных коллекторов и коллекторов пароперегревателей входят различного рода щитки, выгородки, перепускные трубы, трубопроводы систем продувания.
Пароперегревателями называют такие поверхности нагрева котла, в которых происходит перегрев сухого насыщенного пара до необходимой температуры. Эти поверхности нагрева могут быть выполнены: радиационными − в виде экрана в топке котла; радиационно-конвективными − в виде притопочного трубного пучка; конвективными − в виде конвективного пучка труб, расположенного в том или ином месте газохода котла. В отличие от испарительных поверхностей нагрева, в пароперегревателях всегда имеет место принудительное движение среды (пара) за счет разности давлений в паровом коллекторе и за главным стопорным клапаном котла. Это обстоятельство дает больше свободы в выборе конструктивных схем пароперегревателей.
В настоящее время в судовых и корабельных паровых котлах наиболее часто используются следующие типы пароперегревателей:
Хвостовые поверхности нагрева
Хвостовыми называют поверхности нагрева котла, расположенные в самом конце газового тракта. К таким поверхностям нагрева относятся водяные экономайзеры и воздухоподогреватели.
Применение хвостовых поверхностей нагрева связано со стремлением обеспечить высокую экономичность парового котла при его минимальных массогабаритных показателях. При этом целесообразность их установки тем больше, чем выше параметры пара, вырабатываемые котлом.
Все отечественные главные паровые котлы в обязательном порядке оборудуются водяными экономайзерами. Установка же воздухоподогревателя производится не на всех конструкциях котлов, так как присутствие этой поверхности нагрева усложняет конструкцию и эксплуатацию котла, и значительно увеличивает его массогабаритные показатели. Это связано с тем, что процесс теплопередачи от газов к воздуху протекает намного хуже, чем от газов к воде в испарительных поверхностях нагрева. Поэтому воздухоподогреватели имеют габариты, намного превышающие габариты других поверхностей нагрева. Установка же воздухоподогревателей в высоконапорных котлах вообще нецелесообразна, так как воздух после сжатия в компрессоре ТНА имеет достаточно высокую температуру: 160 ÷ 170 °С.
Водяные экономайзеры (рис. 24) являются непременными элементами современного парового котла и предназначены для предварительного подогрева питательной воды перед подачей ее в паровой коллектор за счет теплоты уходящих из котла дымовых газов.
Предварительный подогрев воды позволяет сократить размеры испарительной части котла и снизить расход топлива на подогрев воды в испарительной части. В зависимости от степени нагрева питательной воды в экономайзерах, они подразделяются на некипящие и кипящие. В некипящих экономайзерах питательная вода имеет недогрев до температуры кипения в несколько градусов. Такой недогрев питательной воды до кипения несколько снижает КПД котла, но обеспечивает более надежную работу экономайзера. Кипящие экономайзеры в судовых котельных установках не применяются.
В настоящее время в конструкциях паровых котлов применяют следующие типы экономайзеров:
Применение оребрения или плавников значительно увеличивает тепловоспринимающую поверхность экономайзеров, тем самым позволяя сократить их габариты, но приводит к появлению ряда существенных недостатков: уменьшению надежности работы, усложнению технологии изготовления, ремонта и эксплуатации. Наибольшее предпочтение в отечественном котлостроении отдают гладкотрубным экономайзерам.
Воздухоподогреватели паровых котлов предназначены для предварительного подогрева воздуха, поступающего в топку котла. Подача в топку подогретого воздуха улучшает условия протекания топочного процесса, способствует повышению температуры газов в топке и газоходах котла. Использование воздухоподогревателей позволяет увеличит КПД котла на 3 ÷ 5 %.
Тип и конструкция применяемого воздухоподогревателя во многом зависит от конструкции самого котла, его назначения и заданной степени экономичности. Применяемые в паровых котлах воздухоподогреватели можно классифицировать по следующим признакам:
В судовых котлах нашли широкое применение два типа воздухоподогревателей:
Паровые воздухоподогреватели не могут обеспечить высокой температуры подогрева воздуха. Кроме того паровые воздухоподогреватели дороже газовых из-за применения паропроводов и паровой арматуры. Поэтому более широкое распространение в судовых котлах получили газовые рекуперативные воздухоподогреватели.
В рекуперативных воздухоподогревателях продукты сгорания топлива обычно омывают трубы изнутри, а нагреваемый воздух движется в межтрубном пространстве (рис. 25.а). Встречаются и обратные схемы воздухоподогревателей с движением воздуха внутри труб (рис. 25.б). Компактность конструкции воздухоподогревателей можно существенно повысить за счет оребрения поверхности с воздушной стороны, а повышения температуры подогреваемого воздуха достичь за счет применения нескольких расположенных друг за другом секций.
Регенеративные воздухоподогреватели намного легче, компактнее и дешевле рекуперативных. Основой их является медленно вращающийся ротор, омываемый поочередно горячими газами и холодным воздухом (более подробно конструкция регенеративных воздухоподогревателей описана в разделе газотурбинных установок). Но распространения в отечественных котельных установках регенеративные воздухоподогреватели не получили из-за склонности к загрязнению, сложности в эксплуатации и больших утечек воздуха в дымовую трубу.
Арматура паровых котлов
По выполняемым функциям арматуру паровых котлов можно разделить на следующие группы:
Как правило, на всех типах водотрубных котлов устанавливается следующий набор арматуры:
На паровом коллекторе:
На водяном коллекторе:
На верхнем коллекторе пароперегревателя:
На нижнем коллекторе пароперегревателя:
На экономайзере и сообщительной трубе:
Футеровка и изоляция паровых котлов
Работа парового котла сопровождается значительным тепловыделением, воздействующим не только на поверхности нагрева, но и на другие конструктивные элементы парового котла. Для защиты металлических элементов внутреннего кожуха от воздействия высокой температуры все конструкции, не закрытые поверхностями нагрева, покрывают слоем тепловой изоляции.
В качестве изоляции в паровых котлах используют: асбест, шамотный кирпич, огнеупорные керамические изделия, огнеупорные карбид-кремниевые изделия, совелитовые плиты.
Кирпичная кладка (футеровка) покрывает все стены топки и газоходов (рис. 26, 27) вплоть до района, где температура газов не превышает 600 °С (обычно – район экономайзера). Кирпичи имеют, как правило, квадратную форму, и крепятся к внутреннему кожуху через слой асбестокартона. Более теплонапряженные кирпичи, находящиеся в районе топки, крепятся к элементам внутреннего кожуха котла с помощью индивидуальных болтов. Головки болтов утапливаются в кирпичи, а углубления заполняются мертелем – смесью шамотного порошка, огнеупорной глины и песка. Менее теплонапряженные кирпичи крепятся к внутреннему кожуху котла тавровыми планками, в которые они входят своими пазами.
Кирпичи, из которых выкладываются фурмы топочных устройств и смотровые устройства (рис.27), имеют сложные формы со скошенными краями.
Кирпичная кладка выполняется таким образом, чтобы со стороны газохода поверхность была ровной, без уступов (рис. 26). В районе переходов с одной толщины кирпича на другую внутренний кожух котла делают ступенчатым. В районе максимальных температур в высоконапряженных топках кирпичная кладка может выполняться в два слоя: нижний слой – шамотный кирпич; верхний слой – огнеупорные карбид-кремниевые изделия.
Футеровка является одной из самых дорогостоящих частей паровых котлов. Вес кирпичной кладки в некоторых паровых котлах может достигать 10 тонн и более.
Для изоляции наружного кожуха котла и коллекторов используются совелитовые плиты, укладываемые на совелитовую подмазку, и стягиваемые снаружи металлической сеткой. Сетка обмазывается сверху совелитовой штукатуркой, обтягивается тканью (перкалем или саржей) и красится серебрином.
Каркас, обшивка, фундаменты и опоры паровых котлов
Обмуровку топок и изоляцию газоходов водотрубных котлов крепят к каркасу, который обычно является несущей конструкцией для пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и других устройств. Каркас, являющийся основанием внутреннего кожуха котла, обычно повторяет конфигурацию поверхностей нагрева (испарительных и перегревательного пучков труб).
Наружный кожух котла может быть, в принципе, произвольной формы. Он отстоит от внутреннего кожуха на расстоянии нескольких десятков сантиметров и дистанционируется от него различными распорными скобами, швеллерами, кницами и угольниками. Таким образом наружный и внутренний кожухи образуют единую жесткую коробчатую конструкцию. Пространство между кожухами используется для подачи воздуха к ВНУ.
Наружный кожух ВНК всегда делается цилиндрическим с эллиптическими днищами. Такая конструкция наружного кожуха способна выдерживать повышенное давление воздуха, подаваемого от компрессора турбонаддувочного агрегата в топку ВНК.
Для обеспечения доступа в топку котла и к его внутренним частям в наружном и внутреннем кожухах делаются специальные лючки и лазы, закрываемые в период работы котла газоплотными крышками.
Для установки и надежного крепления котла на судне служат фундаменты, привариваемые к судовому набору, и опоры, закрепляемые в нижних частях котла (на нижних коллекторах). Одна из опор котла делается неподвижной, с жестким креплением. Как правило, неподвижной является опора под нижним коллектором пароперегревателя со стороны переднего фронта котла (под главным стопорным клапаном). Остальные опоры, с целью обеспечения тепловых расширений при работе котла, выполняются подвижными. Подвижность опор обеспечивается овальностью отверстий под болты, устанавливаемые с дистанционирующими втулками (рис. 28).
Литература
Судовые энергетические установки. Котлотурбинные энергетические установки. Болдырев О.Н. [2004]