Сокращение стоимости тепловой энергии путем перевода работы котельной на более дешевое топливо
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
В прямоточных котлах отсутствует барабан. Питательная вода в них, как и в барабанных котлах, последовательно проходит экономайзер 7 (рисунок 8),
испарительные и пароперегревательные поверхности. Движение рабочей среды по поверхностям нагрева однократное. Осуществляется оно за счёт напора, создаваемого питательным насосом. Вода, поступающая в испарительную поверхность, на выходе из неё полностью превращается в пар. Это позволяет отказаться от тяжелого и громоздкого барабана. Надёжное охлаждение металла труб испарительной поверхности обеспечивается повышенными скоростями рабочего тела. В прямоточных котлах нет чёткой фиксации границ между экономайзерной, парообразующей и пароперегревательной 6 зонами. Изменение параметров питательной воды (температуры, давления), характеристик топлива, воздушного режима приводит к изменению соотношения между размерами экономайзерной, испарительных и пароперегревательных зон. Меняется и положение границ между этими зонами. Так, снижение давления в котле приводит к уменьшению размеров экономайзерной зоны (зоны подогрева), увеличению испарительной зоны (из-за роста при снижении давления величины теплоты парообразования) и некоторому сокращению зоны перегрева.
Прямоточные котлы по сравнению с барабанными имеют значительно меньший аккумулирующий объем воды. Поэтому при их работе требуется синхронизация подачи воды, топлива и воздуха в котле. При ее нарушении в турбину может поступать недогретый либо чрезмерно перегретый пар.
Прямоточные котлы могут работать как на докритических, так и на сверхкритических давлениях. Требования к качеству питательной воды у них значительно выше, чем у барабанных котлов, ибо даже при ее хорошем качестве (когда содержание солей в ней измеряется миллионными долями грамма) из-за постоянного роста отложений в трубах прямоточные котлы приходится периодически останавливать и подвергать кислотной промывке. Наиболее интенсивное отложение солей происходит в той части испарительной зоны, в которой испаряются последние капли влаги и начинается перегрев пара. В котлах докритического давления эта часть испарительной зоны по величине изменения энтальпии достаточно узка (200- 250 кДж/кг) и ее размещают в конвективной шахте (выносная переходная зона). При сравнительно невысокой температуре продуктов сгорания, обтекающих змеевики выносной переходной зоны, отложения солей вызывают незначительный рост температуры стенки металла. Поэтому толщину отложений можно допускать большой, не опасаясь пережога труб, удлиняя тем самым межпромывочный период котла.
Появление прямоточных котлов связано со стремлением упростить конструкцию барабанных котлов, отказаться от громоздкого дорогостоящего барабана. Их распространение в России связаны с именем Л. К. Рамзина, под руководством которого был проведен большой объем исследовательских и конструкторских работ по созданию прямоточного котла докритического давления, а также создан котел сверхкритического давления.
- пароперегреватель; 7- экономайзер; 8- воздухоподогреватель.
Рисунок 8 -Прямоточный котёл.
В котле Л.К. Рамзина (рисунок 9) вода после питательного насоса по трубопроводам направляется в экономайзер 7 и далее по необогреваемым трубам во входные коллекторы радиационной части, разделенной по высоте на нижнюю радиационную (НРЧ) и верхнюю (ВРЧ) части. Иногда выделяют также и среднюю радиационную часть (СРЧ), устанавливаемую после НРЧ. Нижняя радиационная часть (НРЧ) выполнена в виде ленты труб с горизонтально- подъемной навивкой по стенам топки. В НРЧ вода догревается до кипения и примерно 80% ее испаряется. Из НРЧ пароводяная смесь направляется в переходную зону , расположенную в конвективном газоходе. В переходной зоне завершается испарение воды и осуществляется слабый перегрев пара (на 10- 20С). При этом часть солей, содержащихся в воде, может выпадать в виде накипи на стенках труб. Затем пар направляется в ВРЧ и после потолочных труб в выходной конвективный перегреватель 6, а оттуда в турбину.
- пароперегреватель; 7- водяной экономайзер; 8- воздухоподогреватель.
Рисунок 9 - Прямоточный котёл конструкции Л.К. Рамзина.
Прямоточные котлы нашли широкое применение на электростанциях. Вследствие того, что при давлении выше критического плотности пара (рп)и воды (рв) практически равны, барабанные котлы с естественной циркуляцией не могут работать и основным типом котлов становятся прямоточные.
1.4 Особенности современных паровых котлов
На электростанциях большинство прямоточных котлов работает при системе контроля доступа (СКД) в энергоблоках мощностью 300 МВт и выше. В эксплуатации находятся также прямоточные котлы, установленные в энергоблоках 150- 200 МВт, но их производство для крупной энергетики прекращено.
В 60-х годах мощные прямоточные котлы изготавливали двухкорпусными,
т.е. в виде двух симметричных корпусов, составляющих с турбиной дубль- блок. Эксплуатация не выявила существенных преимуществ по надежности энергоблоков с двухкорпусными котлами в сравнении с однокорпусными. Недостатки же их усложнили эксплуатацию. Это способствовало переходу к производству однокорпусных паровых котлов для работы в моноблоке. При этом сокращается число рабочих потоков, укрупняется вспомогательное оборудование.
Однокорпусные котлы для энергоблоков 300 МВт выполняются с призматической топочной камерой без пережима, что позволяе