Водогрейные котлы на твердом топливе
Водогрейные котлы на твердом топливе со слоевым сжиганием твердого топлива выпускаются теплопроизводительностью 4,0; 6,5; 10,0; 20,0 и 30,0 Гкал/ч. Водогрейные котлы на твердом топливе с теплопроизводительностью до 6,5 Гкал/ч поставляются одним транспортабельным блоком, котлы с большей теплопроизводительностью - двумя транспортабельными блоками (отдельный топочный блок и блок конвективной части). Для котлов типа КВ-ТСВ воздухоподогреватель поставляется как третий блок. Цепные решетки для всех котлов поставляются отдельно. Все котлы имеют топочные экраны, выполненные из труб Ø60ХЗ мм с шагом 64 мм. Конвективное пакеты изготавливаются из труб Ø28X3 мм. Котлы снабжаются цепными решетками обратного хода с пневмомеханическими забрасывателями. Профиль котлов КВ-ТС-4 и КВ-ТС-6,5 показан на рис. 3.21.
Рис. 3.21. Водогрейные котлы на твердом топливе КВ-ТС-4,0 и КВ-ТС-6,5.
Обмуровка фронтовой неэкранированной стены топки, а также задней стены конвективной шахты выполнена тяжелой, толщиной в полтора кирпича. Водогрейные котлы на твердом топливе имеют одинаковую ширину и отличаются между собой только длиной цепной решетки, глубиной топочной камеры и глубиной конвективной шахты. Котлы устанавливаются в котельной без золового подвала. Для удаления золы и шлака с фронта из-под решетки предусматривается установка механического транспортера в приямке глубиной до 3600 мм.
Вход сетевой воды осуществляется в нижний коллектор конвективного блока, выход воды - из нижнего коллектора топочных экранов. Унос из бункера конвективной шахты с помощью специального вентилятора через сопла, установленные в топочной камере, возвращается на решетку.
Водогрейные котлы на твердом топливе КВ-ТС-10, КВ-ТС-20 и КВ-ТС-30 имеют одинаковую ширину и отличаются по глубине, т. е. имеют цепные решетки обратного хода (с двумя пневмомеханическими забрасывателями) различной длины и различную глубину конвективной шахты. Профиль котлов показан на рис. 3.22. Техническая характеристика котлов приведена в табл. 3.14.
Рис. 3.22. Котлы КВ-ТС-10 и КВ-ТС-20.
Фронтовая стена топки котлов не экранирована и имеет тяжелую обмуровку. Боковые стены топочной камеры закрыты экранами из труб Ø60X3 мм с шагом 64 мм.
В задней части топочной камеры имеется промежуточная экранированная стенка, образующая камеру догорания. Экраны промежуточной стенки выполнены двухрядными так же, как у газомазутных котлов КВ-ГМ-10, КВ-ГМ-20 и КВ-ГМ-30. Передняя и задняя стены конвективной шахты экранированы. Передняя стена, являющаяся, также и задней стеной топки, выполнена в виде цельносварного экрана, переходящего в нижней части в четырехрядный фестон.
Таблица 3,14. Техническая характеристика водогрейных котлов типа КВ-ТС со слоевым сжиганием твердого топлива
Боковые стенки конвективной шахты закрыты вертикальными экранами Ø83,0X3,5 мм с шагом 128 мм. Боковые стены топочной камеры, а также конвективная шахта имеют облегченную обмуровку.
В шахте установлены четыре пакета конвективной поверхности нагрева, выполненных в виде горизонтальных ширм из труб Ø28ХЗ мм.
Трубная часть котлов поставляется двумя транспортабельными блоками - одним топочным и одним конвективным.
Подвод воздуха под решетку во всех котлах этой серии односторонний, с правой стороны. Угольная мелочь и недожог, которые собираются в зольных бункерах под конвективной шахтой удаляются системой возврата уноса и сбрасываются в топку. В передней части решетки располагается шлаковый бункер, куда сбрасывается шлак с решетки обратного ход.
Котлы теплопроизводительностью 10 Гкал/ч и выше устанавливаются на железобетонном фундаменте. Отметка пола обслуживания составляет 3,6 м, при отметке пола золового этажа - 0,0 м.
Для сжигания бурых влажных углей котлы типа KB-ТС могут поставляться также с воздухоподогревателем, обеспечивающим подогрев воздуха до 200-220 °С. Котлы этого типа обозначаются КВ-ТСВ-10 и КВ-ТСВ- 20 и отличаются от котлов КВ-ТС-10 и КВ-ТС-20 установкой двух конвективных пакетов вместо четырех.
На рис. 3.23 представлен продольный разрез котлов этого типа. Воздухоподогреватель выполняется из труб 40X1,5 мм. Трубы расположены в шахматном порядке с шагом S1=60 и S2=42 мм. Техническая характеристика котлов приведена в табл. 3.14.
На рис. 3.23. Водогрейные котлы на твердом топливе КВ-ТСВ-10 и КВ-ТСВ-20.
На рис. 3.24 показана циркуляционная схема котла КВ-ТС-10, из которой видно, что вход воды осуществляется в нижний коллектор левого бокового экрана, выход воды - из нижнего левого коллектора конвективной шахты.
Рис. 3.24 Циркуляционная схема котла КВ-ТС-10.
Схема движения воды в котле КВ-ТС-20 отличается от вышеприведенной только тем, что вход воды осуществляется параллельно в нижний правый и левый коллекторы топочного блока.
Котел КВ-ТС-30 отличается от котлов 10 и 20 Гкал/ч глубиной топочной камеры и конвективной шахты и снабжается цепной решеткой обратного хода длиной 8000 мм.
Водогрейные котлы со слоевым сжиганием твердого топлива изготавливаются с максимальной теплопроизводительностью 50 Гкал/ч (рис. 3.25). Котел КВ-ТС-50 имеет топочную камеру, экранированную трубами Ø60X3 мм с шагом 64 мм.
Рис. 3.25. Водогрейный котел на твердом топливе КВ-ТС-50.
Задний экран топочной камеры на входе в поворотную камеру разводится в четырехрядный фестон с шагом 150 мм. Такими же экранами закрыты стены переходной и поворотной камер, а также задняя стенка конвективной шахты. Конвективные поверхности нагрева, как и во всех других водогрейных котлах, выполнены в виде ширм из труб Ø28ХЗ мм. Такие U-образные ширмы привариваются к вертикальным трубам Ø0,83X3,5 мм, образующим экраны боковых стен конвективной шахты и установленным с шагом 128 мм. В шахте размещаются два конвективных пакета высотой по 740 мм (между осями крайних труб). Промежуток между пакетами составляет 640 мм. На боковых стенах конвективной шахты установлены горизонтальные коллекторы Ø273X10 мм, в которые входят трубы ее экранов Ø0,83X3,5 мм, а также трубы боковых экранов поворотной камеры.
Очистка конвективных поверхностей нагрева осуществляется с помощью дроби.
Оба наклонных ската поворотной камеры также закрыты экранными трубами Ø60X3 мм с шагом 64 мм.
Котел снабжается цепной решеткой обратного хода длиной 8000 мм и шириной 4800 мм. На фронтовой стене котла установлены четыре пневмомеханических забрасывателя.
Ширина котла (между осями боковых экранов) по всей длине составляет 5200 мм. Обмуровка всех стен котла облегченная, - трубная. Котел устанавливается на железобетонном фундаменте с отметкой пола обслуживания 4800 мм. Сзади - котла устанавливается двухходовой по воздуху трубчатый воздухоподогреватель, состоящий из отдельных кубов высотой 1700 мм каждый, выполненных из труб Ø40X1,5 мм.
Котел снабжен устройствами для возврата на решетку уноса из золовых бункеров, размещенных под конвективной шахтой и под воздухоподогревателем. Вторичное, острое дутье осуществляется через сопла, расположенные на задней стенке топки, от отдельного вентилятора.
Общая длина всего котла с воздухоподогревателем равна 24840 мм, ширина, включая площадки и лестницы, составляет около 9600 мм. Следует отметить, что номинальная теплопроизводительность котла с цепной решеткой обратного хода длиной 8000 мм может быть достигнута только при сжигании сортированных углей. При работе на рядовых углях теплопроизводительность котла снижается.
На рис. 3.26 представлена схема движения воды в котле КВ-ТС-50 как для основного - отопительного, так и пикового режимов.
Рис. 3.26. Схема движения воды в котле КВ-ТС-50. а - основной режим; б - пиковый режим; 1 - фронтовой экран; 2 - боковые топочные экраны; 3 - задний топочный экран; 4 - подовый экран поворотной камеры; 5 - боковые экраны поворотной камеры; 6 - боковые экраны, стояки и поверхности нагрева конвективной шахты; 7 - задний экран конвективной шахты.
При основном режиме сетевая вода поступает в нижний коллектор заднего экрана конвективной шахты, затем, сделав в экране два хода, поступает в коллекторы боковых экранов конвективных поверхностей нагрева конвективной шахты и поворотной камеры, далее в экраны скатов поворотной камеры и затем в задний топочный экран; из последнего вода направляется двумя параллельными потоками в боковые топочные экраны, в которых делает четыре хода и направляется в верхний коллектор фронтового экрана. Выход воды осуществляется из нижнего коллектора фронтового экрана.
При переводе в пиковый режим в котле создаются два независимых параллельных контура: в первом контуре воды осуществляется в нижний коллектор фронтового топочного экрана, выход воды - из верхних коллекторов заднего топочного экрана; во втором контуре вход воды выполнен так же, как и в основном режиме, т. е. в нижний коллектор заднего экрана конвективной шахты выход воды в тепловую сеть осуществляется из переднего нижнего коллектора экрана скатов поворотной камеры.
Первые конструкции водогрейных котлов с камерным сжиганием твердого топлива разработаны Уральским политехническим институтом. На основе опыта эксплуатации этих котлов, построенных различными монтажными организациями, СПБК треста «Энергочермет» разработал проекты водогрейных котлов типа ЭЧМ для камерного сжигания твердого топлива. Котлы выполнены по П-образной схеме теплопроизводительностью 25; 50 и 100 Гкал/ч. Топки котлов предусматривают возможность установки шахтных мельниц или мелющих вентиляторов. В настоящее время для камерного сжигания твердого топлива разработаны для серийного выпуска конструкции водогрейных котлов теплопроизводительностью 50 и 100 Гкал/ч.
На рис. 3.27 представлены водогрейные котлы на твердом топливе КВ-ТК-50 для камерного сжигания твердого топлива.
Рис. 3.27. Водогрейные котлы на твердом топливе КВ-ТК-50.
Водогрейные котлы на твердом топливе выполнены по П-образной схеме и рассчитан на сжигание углей, размалываемых в молотковых мельницах. Пыль подается в шесть турбулентных горелок, расположенных встречно на боковых стенах топочной камеры. Котел выполняется с твердым удалением шлака. Тепло напряжение топочного объема составляет 200Χ103 ккал/(м3Χч). Стены топки, поворотной камеры и заднего экрана выполняются газоплотными из труб Ø60X4 мм с шагом 80 мм (между трубами привариваются полосы ,20X6 мм), В верхней частя трубы заднего экрана, закрывают наклонный скат переходной камеры и затем разводятся в фестон перед входом в поворотную камеру. Временно водогрейные котлы на твердом топливе поставляются не в газоплотном исполнении с экранами из труб Ø60X3 мм с шагом 64 мм. На стенах топки установлено по восемь обдувочных аппаратов с подачей к ним сжатого воздуха.
В конвективной шахте установлены два конвективных пакета, выполненных из труб Ø28X3 мм. Ниже конвективных пакетов размещен стальной воздухоподогреватель из труб 40X1,5 мм. Воздухоподогреватель выполнен трехходовым по воздуху. Подогрев воздуха осуществляется до температуры около 350. А при охлаждении уходящих газов примерно до 220°С. Коэффициент полезного действия котлов при номинальной нагрузке достигает 87 - 88 %. Очистка конвективных поверхностей нагрева от загрязнений осуществляется с помощью дроби. Обмуровка котла (в негазоплотном варианте) облегченная, на трубная с уплотнительной штукатуркой и обмазкой. Водогрейные котлы на твердом топливе подвешены к каркасу за верхние коллекторы, так что топочная камера расширяется вниз. Воздухоподогреватель опирается нижними точками на отдельный каркас.
Схема движения сетевой воды в котле КВ-ТК-50 показана на рис. 3.28.
Рис. 3.28. Схемы движения воды в котле КВ-ТК-50. а - основной режим; б - пиковый режим; 1 - фронтовой экран топки; 2 - боковые экраны топки; 3 - боковые экраны промежуточной камеры; 4 - задний экран топки; 5 - передний экран конвективной шахты; 6 - конвективные поверхности и боковые экраны конвективной шахты; 7 - задний экран конвективной шахты.
При работе котла в основном режиме вход воды осуществляется в нижний коллектор заднего экрана конвективной шахты, затем, проходя последовательно конвективные и экранные поверхности, сетевая вода выходит из нижнего коллектора заднего топочного экрана.
При работе в пиковом режиме вход сетевой воды осуществляется параллельно в два независимых контура: в первом контуре поток воды входит в нижний коллектор заднего экрана конвективной шахты, затем из верхнего коллектора переднего экрана конвективной шахты направляется в фронтовой топочный экран, из нижнего коллектора которого поступает в тепловую сеть; второй параллельный поток воды поступает непосредственно в нижние коллекторы боковых экранов промежуточной камеры, затем проходит задний и боковые топочные экраны и из нижних коллекторов поступаете после смешения с потоком первого контура в прямую линию тепловой сети.
ПО «Сибэнергомаш» БКЗ разработан рабочий проект водогрейного котла теплопроизводительностью 100 Гкал/ч для камерного сжигания твердого топлива. Продольный разрез котла КВ-ТК-ЮО показан на рис. 3.29.
Рис. 3.29. Водогрейные котлы на твердом топливе КВ-ТК-100.
Водогрейные котлы на твердом топливе выполнены в П-образной компоновке. По проекту водогрейные котлы на твердом топливе выполнен газоплотном с экранными панелями из труб Ø60X4 мм с шагом 80 мм (между трубами приварены полосы Ø20X6 мм). Однако временно водогрейные котлы на твердом топливе изготавливается не газоплотном, из труб Ø60X3 мм с шагом 64 мм. В верхней части задний экран разведен в пятирядный фестон. Топка оборудована шестью турбулентными пылеугольными горелками, установленными на боковых стенах.
В опускном газоходе размещен один пакет конвективных поверхностей нагрева из труб Ø32X3 мм. Под конвективным пакетом расположен воздухоподогреватель из труб Ø40X1,5 мм с шахматным расположением. По воздуху воздухоподогреватель выполнен трехтопочным. Конвективная шахта снабжена устройствами для дробовой очистки поверхностей нагрева. Обдувка топочных экранов производится сжатым воздухом с помощью установленных на степах, топки специальных обдувочных аппаратов. Топка имеет непрерывное шлакоудаление с помощью шлаковых транспортеров, размещенных на полу золового подвала.
Водогрейные котлы на твердом топливе подвешены к каркасу за верхние коллекторы экранов. Воздухоподогреватель установлен на металлическом постаменте. Водогрейные котлы на твердом топливе рассчитаны на применение пылеприготовления с шаровыми барабанными мельницами и промбункером.
В табл. 3.15 приведена техническая характеристика котла КВ-ТК-100.
Таблица 3.15. Техническая характеристика котла КВ-ТК-100.
Схема движения сетевой воды в контуре котла КВ-ТК-100 представлена на рис. 3.30.
Рис. 3.30. Схема движения воды в котле КВ-ТК-100. а - основной режим; б - пиковый режим; 1 - фронтовой экран; 2 - боковые экраны топки; 3 - задний экран топки; 4 - боковые экраны промежуточной камеры; 5 - под промежуточной камеры; 6 - боковые экраны поверхности конвективной шахты; 7 - задний экран конвективной шахты.
При основном режиме вход воды осуществляется в нижний коллектор заднего экрана конвективной шахты, затем вода поступает в правый и левый боковые экраны поверхности нагрева конвективной шахты. Из нижних коллекторов конвективного пакета вода направляется двумя параллельными потоками в боковые экраны промежуточной камеры и в нижний коллектор экрана ската промежуточной камеры. Оба потока далее направляются в боковые топочные экраны и из их верхних коллекторов поступают одновременно в верхние коллекторы фронтового и заднего экранов топки. Из нижних коллекторов экранов горячая вода направляется в тепловую сеть.
При работе в пиковом режиме сетевая вода входит одновременно в нижний коллектор заднего экрана конвективной шахты и в одну половину нижних коллекторов боковых экранов топки; после боковых топочных экранов вся сетевая вода направляется в верхние коллекторы фронтового и заднего экранов топки и из нижних коллекторов двумя потоками поступает в тепловую сеть.
