Kategorija

Iknedēļas Ziņas

1 Degviela
Kādas ir karstā ūdens sistēmas?
2 Sūkņi
Automātika cieto kurināmo katliem
3 Radiatori
Sildīšanas radiatoru skaita aprēķināšana pēc telpas platības un tilpuma
4 Radiatori
Metāla ekrāni radiatoriem
Galvenais / Radiatori

Piespiedu cirkulācija tvaika un karstā ūdens katlos


Ūdens aprite ir ūdens kustība slēgtā ķēdē. Cirkulācijas ķēdes sastāvā parasti ietilpst tādi katlu konstrukciju elementi kā bungas, kolektori, apkures un neapkurināmās apkures virsmu caurules. Ūdens var plūst kontūrā vairākas reizes vai vienreiz, pārvietojoties pa apkures virsmām no ieplūdes līdz izplūdes atverei.

Atkarībā no iemesliem, kas izraisa ūdens cirkulācijas kustību, tā tiek sadalīta dabas un piespiedu kārtā.

Dabiskā cirkulācija tiek veikta tvaika katlos, jo braukšanas spiedienu kontūrā rada atšķirība starp ūdens un tvaika blīvumu. Turklāt katrs kg ūdens var pakāpeniski pārvērsties tvaikos, atkārtoti iet cauri ķēdei vai pārvēršas tvaika vienā caurlaidībā caur sildvirsmu.

Sūkņa radītā ūdens piespiedu cirkulācija. Tas tiek izmantots ūdens katlos un ūdens ekonomaizeros un ir tieša plūsma.

Jebkurā cirkulācijas tipā un tā organizēšanas metodēs kontūrā radītais ūdens un tvaiks droši atdzesē metālu, kas nepieciešams katlu nevainojamai darbībai.

Dabiskā ūdens cirkulācija tvaika katlos. Apsveriet dabiskās cirkulācijas principu uz krāsns sānu plāksnes aprites cikla piemēriem (10. att.).

Zīm. 10. Vienkāršākās dabiskās cirkulācijas kontūras shēma:

1 - savācējs; 2 - standpipe; 3 - augšējā cilindra; 4 - ekrāna (pacelšanas) caurules.

Feed ūdens ievada augšējā katla cilindra 3. No tā ūdens drops on a standpipe 2 un nonāk kolektora 1. Šajā circuit porciju uzsildīšanai, ūdens netiek piegādāts (šamots Siltumizolācijas caurules sienas) un ūdens temperatūra ir zemāka par piesātināšanas temperatūru noteiktā tvaika spiediens katls.

No kolektora ūdens iekļūst 4 ekrāna apsildāmajās caurulēs, un, paceļoties caur tām, uzsilst līdz viršanai, vārīšanai un daļēji pārvēršas par tvaiku. Iegūtais tvaika un ūdens maisījums ievada cilindrā, kur tas tiek sadalīts ūdenī un tvaikos. Steam atstāj katlu, un ūdens tiek sajaukts ar barības ūdeni un atkal nonāk cirkulācijas ķēdē.

Celšanas caurulīšu daļa, kur ūdens tiek uzkarsēts līdz vārīšanās temperatūrai, tiek saukts par elektrozāzeru, un tvaika saturošo tvaiku sauc par tvaika saturu. Pēdējā augstums vairākas reizes ir ekonomiskā sekcijas augstums.

Ekonomiskajā sekcijā ūdens pārvietojas nemainīgā ātrumā, un tvaika saturošā sekcijā tā nepārtraukti palielinās, jo tvaika daudzums, kas rodas stāvvadā, turpina palielināties. Ūdens ātrumu ekonomatora sadaļā sauc par cirkulācijas ātrumu. Pateicoties tā pastāvīgumam, aprites ātrums ir viena no svarīgākajām dabiskās aprites pazīmēm. Tās vērtība ir aptuveni 0,5 - 1,5 m / s.

Krājumu kontūras klātbūtne ar materiāliem ar dažādiem blīvumiem rada kontūras spiediena starpību vai aprites virzītājspēku. Spiedienu lejupslīdei rada ūdens stabs ar blīvumu rIn un pacelšanas caurulēs - ūdens un tvaika ūdens maisījuma kolonna ar blīvumu rSM. Tādēļ biezāka vidēja izspiež mazāk blīvu un ķēdē rada apļveida ūdens kustību. Vadītāja galvas lielums ir atkarīgs no formas atkarības:

kur hPAIR - pacelšanas cauruļvadu tvaika saturošas daļas augstums; g - gravitācijas paātrinājums.

No kustīgas galvas izteiksmes izriet, ka apritē nepietiek ar vidēm ar dažādu blīvumu. Ir arī nepieciešams, lai tvaika saturošas caurules novietotu vertikāli.

Vienā caurlaide gar kontūru, tikai daļa ūdens tiek pārvērsta tvaikā. Tādēļ, lai raksturotu ūdens iztvaikošanas intensitāti, tiek izmantots apgrozījuma koeficienta jēdziens:

k = M / D, (7.2)

kur M ir ūdens plūsma caur spiedi, kg / h; D - siltās caurulēs saražotā tvaika daudzums, kg / h.

Tādējādi cirkulācijas daudzveidība norāda, cik reizes vienai kg ūdens ir jāiet cauri ķēdei, lai pārvērstu tvaiku. Ekrāniem, k = 50 - 70, konvektīvām sijām, k = 100 - 200.

Apgrozības daudzuma apgriezieni raksturo mitrā tvaika sausuma pakāpi x = 1 / k. No tā mēs varam secināt, ka ekrānos veidojas tvaika un ūdens maisījums, kurā ir ne vairāk kā 0,02 vai 2% tvaika. Tādēļ pat apkures katlu siltumizolācijas virsmas, kas ir ekrāni, ir droši samitrinātas un atdzesētas ar ūdeni.

Konvektīvos sijām visas caurules tiek sildītas ar gāzēm, kuru temperatūra nepārtraukti samazinās cauri sijai. Tāpēc apkures caurulēs gāzes plūsmas virzienā arī samazinās tvaika saturs un palielinās tvaika un ūdens maisījuma blīvums. In caurule bundle tvaika un ūdens maisījumā ar atšķirīgu blīvumu klātbūtne rada braukšanas spiedienu, kas virzās ūdeni šādi: no augšas uz cilindra, ūdens iekļūst aizmugurējo cauruļu komplektā un tos ievada apakšā katla cilindra; no cilindra, ūdens iekļūst atlikušajās staru caurulēs un tvaiks nonāk augšējā cilindrā.

Piespiedu apgrozība. Piespiedu cirkulācija tiek izmantota katliem, kā arī tvaika katlu ekonomaizerim. Ūdens kustība caur apkures virsmu caurulēm rada sūkni. Ūdens iekļūst apkures virsmā auksti un atstāj karstu, tādējādi nodrošinot tiešu plūsmu katlā. Ūdens cirkulācijas biežums ir vienāds ar vienu.

Lai izveidotu tiešu ūdens plūsmu, katlu apkures virsmas tiek veidotas atsevišķu paneļu veidā, kas ir savstarpēji savienoti virknē vai paralēli. Panelis ir izgatavots no vienas cauruļu rindas, kuras galus ir aizvēruši apakšējā (sadales) un augšējā (savākšanas) kolektori. Šajā gadījumā caurulēm var būt gan taisna (galvenokārt), gan spoļu konfigurācija.

Ja caurules tiek savienotas ar kolektoriem paralēli, ūdens caurplūst caur ūdens strūklu ar nevienlīdzīgām izmaksām, pateicoties atšķirībām cauruļu hidrauliskajās pretestībās un nevienmērīgā cauruļvadu apsildē ar gāzēm. Tāpēc mazāk ūdens iekļūst atsevišķās caurulēs, nekā tas nepieciešams, lai droši atvēsinātu metālu. Ir pat iespējams vārīt ūdeni atsevišķās caurulēs, kas vēl vairāk samazina ūdens plūsmu šādās caurulēs.

Ūdens kustība caurulēs var būt gan celšana, gan nolaišana. Tomēr, lai izvairītos no ūdens viršanas uz augšu, tā ātrums tiek ņemts vismaz 0,5-1 m / s. To pašu iemeslu dēļ ūdens spiediena kritums katlos nedrīkst būt lielāks par 0,2 MPa.

Ūdens cirkulācija tvaika katlā

Galvenie tvaika katla elementi ir caurules - ekrāns un konvekcija. Ārpus caurulēm nomazgā dūmgāzes, cauruļu iekšpusē ūdens, kas ņem siltumu no dūmgāzēm, atdzesē cauruļu sienas.

Ūdens cirkulācija katlā ir nepārtraukta ūdens kustība slēgtā ķēdē, kur viena daļa tiek uzkarsēta daudz vairāk nekā otra, dabiskā daļa bez sūkņu lietošanas un mākslīgā daļa ar izmantošanu.

2. Tvaika apjoms

4. barības ūdeņu cauruļvads

6. katla tvaika līnija

Slūžu caurules atrodas zema temperatūras zonā (katla ķieģeļu malā, dūmgāzu izplūdē no katla, ārpus katla, tas ir, ārpus ķieģeļu mūra, bet izolēts)

Pacelšanas caurules - atrodas augsta temperatūras zonā (katlu krāsnī, pēc degšanas)

Iztvaikošanas spogulis ir saskarne starp ūdeni un ūdens un tvaika daudzumu.

Sakarā ar to, ka stāvvadi ir sildīti, tie ir tvaika un ūdens maisījums. Caurplūdes caurulēs ir katla ūdens, kura blīvums ir lielāks par tvaika un ūdens maisījuma blīvumu. Jo lielāka blīvuma starpība starp katlu ūdeni un tvaika un ūdens maisījumu, jo intensīvāka ir dabiskā cirkulācija.

H - tvaika saturošas zonas augstums pskat- ūdens un tvaika blīvums

pin- katla ūdens blīvums

Rd - braukšanas spiediens

Circuit cirkulācijas ceļu, pa kuru apļveida kustības ūdens.

Ūdens dabiskā cirkulācija tvaika katlā: barības ūdens ieplūst augšējā cilindra ūdens tilpumam, no kura lejteces caurules ieved apakšējā cilindrā (kolektorā) no kolektora (cilindra) caur pacelšanas caurulēm, tvaika un ūdens maisījums iekļūst augšējā cilindrā (ūdens tilpumā). Tvaiks tiek nosūtīts patērētājiem, apkures katls turpina cirkulēt.

Apgrozības attiecība: K = G / D

G ir ūdens daudzums; D - tvaika daudzums

K - ir attiecība starp daudzumu ūdens, kas nonāk cirkulācijas ķēdē uz noteiktu laika periodu, līdz tvaika daudzumam, kas radies tajā pašā laika periodā.

Katliem ar dabisko cirkulāciju K = 8 50

Katliem ar piespiedu cirkulāciju K = 4 8.

Piespiedu cirkulāciju veic cirkulācijas sūknis.

Steam tiek ražots tvaika katlos pastāvīgā spiedienā un nemainīgā temperatūrā. Pirmkārt, ūdens tiek sasildīts līdz viršanas temperatūrai (piesātinājums). Turpmākajā apsildē verdošais ūdens kļūst par tvaiku un tā temperatūru, līdz pilnīga ūdens iztvaikošana paliek nemainīga.

Vārīšana ir iztvaikošanas process visā šķidruma tilpumā.

Iztvaikošana ir iztvaikošana no šķidruma virsmas.

Vielas pāreju no šķidruma uz gāzveida stāvokli sauc par iztvaikošanu, un no gāzveida stāvokļa līdz šķidram stāvoklim ar kondensācijas palīdzību. Siltuma daudzums, kas ūdenim jāsazinās, lai pārvērstu to no šķidruma uz tvaika stāvokli viršanas temperatūrā, sauc par iztvaikošanas siltumu.

Siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai sildītu 1 kg ūdens uz 1 0 С, sauc par ūdens siltuma jaudu. = = 1 kcal / kg. krusa

Ūdens viršanas temperatūra ir atkarīga no spiediena: jo augstāks spiediens, jo augstāks ir viršanas punkts. (tabula (izdales materiāls):

Ja šķidrums vārās slēgtā traukā, virs šķidruma veidojas tvaiki, kurā ir mitruma pilieni. Šo tvaiku sauc par piesātinātu piesātinātu, ttvaika mitrums= t kip ūdeņi= t sēdēja Zinot tvaika spiedienu, var noteikt tā t.

Piesātināts tvaiks ir slapjš un sauss, slapjš piesātināts tvaiks iekļūst augšējā cilindra tvaika tilpnē. Kopš piesātināta piesātināta tvaika izmantošana nav vēlama, jo tad, kad tā pārvietojas pa tvaika līnijām, ir iespējami hidrauliskie triecieni (asu ieplūdes caurulēs) kondensāta uzkrāšanās ierīcēs, noapaļošanas vietās un tvaika līniju zemās vietās, kā arī tvaika sūknēs. Sauss piesātināts tvaiks jāuzsūta uz tvaika līniju. Lai to izdarītu, cilindra augšējā daļā, kurā mitruma pilieni saglabā, tiek uzstādīts separators (perforētas logu lapas).

Vērtību, kas nosaka sausā tvaika daudzumu 1 kg mitrā tvaika%, sauc par tvaika sausuma pakāpi (x). Mitruma piesātināts tvaiks nedrīkst pārsniegt 1-3%.

Ja jūs paziņojat karstumu par sausu piesātinātu tvaiku pastāvīgā spiedienā, jūs saņemat pārkarsētu tvaiku. Pārkarsēta tvaika temperatūra ir augstāka nekā katla ūdens temperatūra. Pārkarsēts tvaiks tiek iegūts no sauss piesātināta tvaika tvaika pārkarsēs, kas uzstādīts katla dūmvados (sauss piesātināts tvaiks tiek uzkarsēts ar dūmgāzēm). Kad P = 13 kg / cm 2 tmums= 195 o C un tpp= 370 o C. Apkures katliem netiek izmantots pārkarsēts tvaiks, tādēļ nav pārkarsanas sildītāja (attēla augšpusē).

Entapija (siltuma saturs ūdenī) - nosaka siltuma daudzums, kas jāiztērē 1 kg ūdens uzkarsēšanai līdz iepriekš noteiktai temperatūrai.

Piesātināta tvaika entalpija ir vienāda ar ūdens entalpijas, viršanas temperatūras un slēptas iztvaikošanas siltuma summu (kcal / kg).

Lai nodrošinātu stabilu apriti tvaika katlā, ir nepieciešams:

1. Dedzināšanas process

2. Pastāvīga ūdens līmeņa uzturēšana augšējā cilindrā (vidējā līmenī) (barības ūdens apgāde, ūdens līmeņa regulatora darbība automātiskajā režīmā)

3. Saglabā noteiktu P tvaicu neatkarīgi no tā patēriņa.

Cirkulācijas problēmu cēlonis var izraisīt:

1. Virziena apgriešana

2. Brīvā ūdens līmeņa veidošanās cauruļvados

3. Stratifikācijas plūsma tvaika un ūdens maisījumā

1. Cirkulācijas pagriešana: kad pacelšanas caurules sāk darboties kā lejupceļš. Cēloņi: A) nevienmērīgs temperatūras sadalījums pa katla platumu

B) izplūdes cauruļu sildīšana

B) šļūtenes caurules

2. Brīvs līmenis - vāji uzsildītajās caurulēs, kas tiek izvadītas tvertnes tvaika telpā, var veidoties brīvs līmenis. Tas notiek sakarā ar nepietiekamu ūdens kustību ķēdē, kur tvaika veido caurules augšpusē.

3. Plūsmas stratifikācija notiek tad, kad ūdens pārvietojas zemā ātrumā, kas izraisa tvaika veidošanos caurules augšpusē.

Apgrozības pārkāpšana izraisa cauruļu pārkaršanu, cauruļu un slīdošo savienojumu iznīcināšanu.

Hidrauliskie satricinājumi.

Hidrauliskais šoks ir parādība, kas rodas šķidrumā ar strauju plūsmas ātruma samazināšanos. Šādā gadījumā šķidrumā rodas svārstīgs process: palielinās un samazinās spiediens pārmaiņus. Ja ceļš (vārsta vārsts, jaucējkrāns) tiek strauji bloķēts, ja plūsma caur cauruļvadu ar plūsmas ātrumu nekavējoties aptur šķidrumu visā cauruļvadā. Par slāņi secīga, reģions augstāku spiedienu, kas ir triecienvilnis atspoguļots no šķēršļa ātrumā virzienā pretī ar šķidruma kustības. Tādējādi trieciena vilnis kustības virziens mainās vairākas reizes, kamēr process apstājas, pateicoties šķidruma viskozitātei. Rezultātā tiek izlaistas blīves, cauruļvada iznīcināšana, sūkņi, savienojumi (atloka, dziedzeris), vārsti, krātuve ar balstiem.

p ir šķidruma blīvums;

- trieciena viļņa izplatīšanās ātrums, kas parasti ir tuvu skaņas izplatīšanās ātrumam konkrētajā šķidrumā.

ar hidraulisko triecienu sasniedz vērtību desmitiem un pat simtiem kgf / cm 2.

Lai novērstu un atvieglotu ūdens āmuru, instalējiet bloķēšanas ierīces, kas pakāpeniski bloķē kustīgās straumes ceļš.

Piesātināta piesātināta tvaika izmantošana nav vēlama, jo tad, kad tā pārvietojas pa tvaika līnijām, ir iespējami hidrauliskie triecieni (asi caururbumi iekšpusē caurulēs), kas saistās ar mitruma uzkrāšanos veidgabalos, noapaļošanas vietām un zemās tvaika līniju vietās, kā arī tvaika sūknēs.

Ir ļoti bīstami krasi samazināt tvaika katla spiedienu līdz atmosfēras spiedienam, kas var rasties katla izturības ārkārtas pārkāpuma dēļ. Tā kā ūdens temperatūra, pirms šāda spiediena maiņa bija virs 100 ° C, un vārīšanās temperatūra pie atmosfēras spiediena ir 100 ° C, iztvaikošanai iztvaikošanu tērē pārāk daudz siltuma, kas notiek uzreiz. Tvaika daudzums strauji palielinās, kas izraisa tūlītēju spiediena palielināšanos katlā un nopietnu bojājumu. Jo lielāks ir ūdens daudzums katlā un jo augstāka temperatūra, jo lielāka ir šāda bojājuma sekas.

Lai novērstu ūdens urbšanu, jums ir:

1) Pieslēguma vārsti uz cauruļvadiem un iekārtām aizvērt lēni, vienmērīgi.

2) Pirms katla ieslēgšanas atveriet vārstu pie ūdens ieplūdes un izejas, pārliecinieties, ka caur apkures katlu ir cirkulācija.

3) Neļaujiet ūdens temperatūrai siltummainī paaugstināties virs pieļaujamās.

4) Centrbēdzes sūknis jāieslēdz, ja vārsts ir noslēgts pie kontaktligzdas (atvērt pie ieplūdes).

5) Pildot cauruļvadu aprīkojumu - noņemiet gaisu, vispirms aizpildiet atgriezumu, pēc tam - tiešo cauruļvadu

6) Pārbaudīt un uzturēt ūdens spiedienu tiešajos un atgriezeniskajos cauruļvados.

7) Izvairieties no kavitācijas fenomena.

Ūdens āmura gadījumā izslēdziet iekārtu, informējiet atbildīgo personu.

1) Pirms tvaika piegādes uz tvaika līniju ir nepieciešams to sasildīt un to izpūst (tas ir, atveriet notekcaurules uz tvaika līnijas, nedaudz padevējiet tvaika līniju un noņemiet auksto kondensātu caur kanāliem). Instrukcijā iesildīšanās laiks norādīts apmēram 20-30 minūtes.

Koncepcijas šajā tēmā:

Galvenās piesātinātā tvaika īpašības:

1) t sat. pāri = t kip. ūdens šajā P

2) t kip. ūdens ir atkarīgs no Rarpar katlā

3) kondensēts piesātināts tvaiks.

Pārsildītā tvaika galvenās īpašības:

1) pārkarsēts tvaiks nekondzens

2) t pārkarsēts tvaiks nav atkarīgs no tvaika spiediena katlā.

(Tvaika iegūšanas shēma tvaika katlā) (kartes 28. lappusē nav obligātas)

Tvaika katli ar dabisko cirkulāciju

M. Ivanovs


Tvaika katliem tiek izmantotas dažādas dzesēšanas šķidruma aprites shēmas, lai pārveidotu barību ūdenī tvaikā: dabiska, daudzkārtēja piespiedu un tieša plūsma. Visizplatītākie katli ar dabisku cirkulāciju.

Abonēt rakstus var būt mājas lapa.

Tvaika ražošanas tehnoloģija ietver vairāku fizisko procesu secību. Viss sākas ar barības ūdens uzsildīšanu, kas iekļūst katlā ar zināmu spiedienu, ko rada barošanas sūknis. Šis process notiek tad, kad caur ūdeni caur konvekcijas virsmu, kas tiek saukts par ekonomiseru, notiek vienreizēja ūdens padeve (1. att.).
Pēc ekonomiskāzatora ūdens nonāk iztvaikojošās sildīšanas virsmās, kuras parasti atrodas tvaika katlu sadegšanas kamerās. No šī katla elementa nosaukuma ir skaidrs, ka šeit rodas tvaiks, un tad dažos katlos iekļūst pārtītajā. Tvaiks caur pārkarsēšanas caurulēm, ko silda dūmgāzes, iet vienreiz, bet tvaika veidojošās virsmas var būt dažādas. Visbiežāk apkures katlos tvaika un ūdens maisījums atkārtoti caur dūmvada ekrāniem uzsilda caurules dabiskās cirkulācijas dēļ vai vairāku piespiedu cirkulācijas rezultātā (izmantojot īpašu sūkni). Katlā, ko sauc par tiešo plūsmu, tvaika un ūdens maisījums vienreiz iziet cauri iztvaikošanas sildīšanas virsmai barošanas sūkņa radītā spiediena dēļ.
Sīkāk aplūkosim tvaika ražošanas procesa īpatnības katlā ar dabisko cirkulāciju.
Attēlā 1 parāda cilindra katla ar dabisko cirkulāciju shēmu, kas izgatavota pēc tradicionālās U formas shēmas. Padeves ūdens iekļūst kondensācijas vārpstas ekonomiseram. Ekonomiskais ir katla ūdens un tvaika ceļa pirmā daļa: tajā uzsildītais ūdens nonāk bungā, kura apakšējā daļā ir savienota gan ar neapsildāmo gruntējumu, gan ar apsildāmām pacelšanas caurulēm. Neapildīto cauruļu gadījumā katla ūdens nokļūst uz kolektoriem, kas atrodas degšanas kameras apakšējā malā. No šiem kolektoriem ūdens iekļūst vertikālajās dūmvadiem. Tas ir šeit, pateicoties spēcīgajai siltuma plūsmai no fosilā kurināmā sadedzināšanas, sākas faktiskais iztvaicēšanas process. Caur krāšņu ekrāniem vienu reizi, ne visas ūdens iztvaiko: tvaika un ūdens maisījums atgriežas bungā. Tvertnes tilpums atdala ūdeni un tvaiku. Tvaiks nonāk patērētājam vai pārsildīšanas sildītāja ieplūdes kolektorā, un katla ūdens atkal ieiet cirkulācijas cilpas caurules.

Zīm. 1. Bundu katla ar dabisko cirkulāciju shēma, kas darbojas ar pulverizētu degvielu:
1 - degļi; 2 - sadegšanas kamera; 3 - kuteris; 4 - cilindrs; 5 - pilienu caurules; 6 - sveces; 7 - tvaika sildītājs; 8 - konvekcijas dūmvadi; 9 - ekonomators, 10 - cauruļveida gaisa sildītājs; 11 - zemāks krāsns ekrāna savācējs

Cirkulācijas celšana un nolaišana pa dabiskās cirkulācijas kontūru (t.i., ar nesildāmām nolaižamām un apsildāmām pacelšanas caurulēm) notiek, pateicoties blīvuma starpībai starp katlu ūdeni un tvaika / ūdens maisījumu.
Lai palielinātu apgrozības ticamību augstspiediena bundu katlos (17-18 MPa), tiek izmantota tvaika un ūdens maisījuma piespiedu kustība dūmvadu ekrānos (2. att., B). Kā redzams no šīs diagrammas, katls ar piespiedu cirkulāciju, ir atšķirīgs no katla uz dabīgo cirkulāciju (2a zīmējums) klātbūtnē sūkni apkures katla ūdeni. Tas pats skaitlis (2, c) parāda cauruļvada katla izkārtojumu.

Zīm. 2. Ūdens un ūdens tvaika kustības shēma:
a) cilindru cirkulācija ar dabisko cirkulāciju; b) cilindru katls ar piespiedu cirkulāciju; c) cauruļu katls
1 - barošanas sūknis; 2 - ekonomaizers; 3 - katla augšējais cilindrs; 4 - pilienu caurules; 5 - iztvaikošanas celšanas caurules; 6 - tvaika sildītājs; 7 - cirkulācijas sūknis; 8 - zemāks kolektors

Tiešā plūsmas katlā, kam nav cilindra, un ķēde ir atvērta, ūdens pārveidošana tvaika notiek vienā sildītāja caurlaidē, un cirkulācijas koeficients ir vienāds ar vienu. Bundu katlos šis skaitlis ir lielāks. Katlā ar piespiedu cirkulāciju, kuram ir sildītāji ruļļu veidā, cirkulācijas daudzums parasti ir no 3 līdz 10. Katliem ar dabisku konvekciju šis parametrs parasti ir 10-50, un ar zemu siltuma slodzi caurulēs - 200-300.

Iezīmes un priekšrocības

Galvenais parametrs, kas ļauj izvēlēties dabiskā cirkulācijas tvaika katla zīmolu (FCC), ir tās tvaika ietilpība, mērot t / h vai kg / h. Plašs PKEC klāsts ļauj izvēlēties katlus ar nepieciešamo jaudu, sākot no dažiem kilogramiem līdz vairākām tonnām tvaika stundā. Svarīgi ūdens tvaika stāvokļa rādītāji ir tā spiediens un temperatūra.
Plašs PKEC modeļu klāsts ļauj veidot ūdens tvaikus ar pārmērīgu spiedienu no desmitdaļām līdz vairākiem desmitiem atmosfēru. PKEC var darboties ar dažādiem fosilā kurināmā veidiem: dabasgāzi, akmeņoglēm, koksni un koksnes atkritumus, kā arī šķidro kurināmo - neapstrādātu (stabilizētu) eļļu, mazutu, dīzeļdegvielu. Dažos gadījumos tiek izmantotas speciālas krāsnis, kas ļauj PECZ darbināt vairāku veidu degvielā. Papildus tradicionālajiem procesa tvaika ražošanas procesiem tos plaši izmanto dažādās jomās: dzelzceļa un ūdens transporta, pārtikas, vieglo un kalnrūpniecības nozarēs.
PKEC galvenās priekšrocības ir augsta uzticamība, vienkāršība, lielāka automatizācijas pakāpe un efektivitāte.
Apkures cikla aprites drošuma apstākļu radīšana krāsns ekrānos tiek panākta, ierobežojot katla darba spiedienu - parasti nav lielāks par 155 atm. To izraisa fakts, ka ar lielāku spiedienu samazinās tvaika un ūdens blīvuma starpība, kā rezultātā netiek nodrošināta efektīva aprite.
Mūsdienu PCEC ražotāji pabeidz mikroprocesoru vadības sistēmu un aizsardzību. Piemēram, Energetikas (Maskava) ražotā Alfa-M sistēma ļauj mums panākt vienkāršību un uzturēšanu. Šo sistēmu izmantošana optimizē "degvielas-gaisa" attiecību ar dažādu degvielas patēriņu, kas pozitīvi ietekmē siltumenerģijas ražošanas efektivitāti.
Šī tipa dubļus var darbināt dažādās klimatiskajās zonās, nav nepieciešams komplekss ekspluatācijas uzsākšana. Būtiska priekšrocība, ka nav pārāk lieli mūsdienīgi PKEC modeļi, ir to monobloku izpilde. Šajā dizainā kompakta iekārta atrodas uz tā paša rāmja ar ventilatora bloku, izplūdes ventilatoru un padeves sūkni. Augsta dizaina pētījuma ar precīzām kontroles un uzraudzības sistēmām kombinācija ļauj sasniegt augstus efektivitātes līmeņus SCE, kas var pārsniegt 90%.
Monobloku konstrukcijā katli tiek piegādāti kā vienota pārvietojama ierīce - samontēta, ķieģeļu un apšuvuma konstrukcijās. To uzstādīšana ir samērā vienkārša. Iekārtu izvietojuma kompaktums netraucē kārtējā un ārkārtas remonta veikšanu, kā arī preventīvo procedūru ieviešanu - visas sastāvdaļas un detaļas ir pieejamas pārbaudei.

PKETS Krievijas tirgū

Krievijas tvaika katlu tirgū, kā arī visā NVS valstīs rūpnieciskus apkures katlus ar dabisku cirkulāciju var atrast biežāk nekā citi, un ir pieejami gan iekšzemes, gan ārzemju ražotāji. Krievijā saražotajiem katliem marķējumā ir "E" indekss, kas atspoguļo dzesēšanas šķidruma dabiskās aprites principu šajos modeļos. Pēc cenas tie ir izdevīgāki salīdzinājumā ar ārvalstu analogu.
"E" sērijas tvaika katli, ko ražo PTO LLC (Maskava), ir vertikālie ūdens cauruļu katli ar divām bungām, kas atrodas vienā un tajā pašā vertikālajā asī un savstarpēji savienoti ar 51 mm diametra caurulēm.
"E" sērijas katli tiek izgatavoti šādās modifikācijās atkarībā no izmantotās degvielas: Е 1,0-0,9 ГЗ (Э) - darbībai ar dabasgāzi, Е 1,0-0,9 М-З (Э ) -, lai darbotos ar mazutu, 1,0-0,9 P E-W, (E) - cietā kurināmā, E GMN 1,6-0,9 (E) -, lai darbotos ar gāzes vai šķidrā kurināmā. Pirmais no grupām cipariem pēc indeksa "E" apzīmē tvaika ražošanai (t / h), otrā - tvaika spiediens katlā (MPa). Nosaukums "H" norāda uz klātbūtni katla spiediena sistēmā.
Sērijas "E" sviras ir paredzētas piesātinātās ūdens tvaika ražošanai ar darba spiedienu 8 atm. Šo tvaiku patērē dažādi rūpniecības, transporta, kā arī lauksaimniecības uzņēmumi apkures, tehnoloģisko, sadzīves un mājsaimniecības vajadzībām.

Zīm. 3. Tvaika katls ar dabisko cirkulāciju E-1,0 - 0,9 GM.

GC "Integrētās sistēmas" (Sanktpēterburga) piedāvā sērijas "KE" tvaika katlus - ar slāņveida mehāniskajām krāsnīm ar ietilpību no 2,5 līdz 10 t / h. Šie katli ir paredzēti, lai radītu piesātinātu vai pārkarsētu ūdens tvaiku, ko izmanto rūpniecisko uzņēmumu tehnoloģiskajām vajadzībām, kā arī apkures, ventilācijas un karstā ūdens sistēmās.
"KE" sērija ir sadalīta "KE-S" modifikācijās, kas ir aprīkotas ar slāņveida krāsns ierīcēm un "KE-MT" modifikācijām, kurās ir iepriekšējas ātrgaitas sadedzināšanas krāsns.
"DE" sērijas katlus piedāvā Generation rūpniecības grupa (Berezovskis, Sverdlovskas reģions). Tie var darboties ar dažādu veidu degvielu (gāzi, mazutu) un jaudu no 4 līdz 25 t / h. Paredzēts radīt piesātinātu vai vāji pārkarsētu tvaiku, ko izmanto uzņēmumu tehnoloģiskajām vajadzībām, kā arī apkurei, ventilācijai un karstā ūdens apgādei. "ME" sērija atšķiras no iepriekšējām sērijām, jo ​​šīs sērijas katliem ir 20% lielāka sildvirsma un līdz ar to arī lielāka efektivitāte. Šīs sērijas katlus piedāvā arī uzņēmums "Teplouniversal" (Pēterburga).
Starp ārvalstu ražotājiem varam pieminēt itāļu kompāniju Garioni Naval, kas Krievijas tirgū piegādā GMT / HP 200-2000 markas rūpniecības modeļus ar tvaika ražošanas jaudu no 0,3 līdz 3,5 t / h. Šīs sērijas katlu īpatnība ir saražotā tvaika darba spiediena vērtība, kas var svārstīties no 5 līdz 110 atm. Ūdens tvaika spiediens norādītajā diapazonā atbilst dzesēšanas šķidruma temperatūrai no 152 līdz 318 ° C, kas ļauj izmantot šīs sērijas katlus dažādās nozarēs.
Augstspiediena tvaika katli ar dabisko apriti NRW (Vācijas uzņēmums BBS GmbH) ar tvaika ražošanas jaudu 0,3 līdz 8 t / h. Šīs sērijas ūdens caurules katli spēj radīt piesātinātu tvaiku ar darba spiedienu līdz 120 atm. Siltuma nesējs ar šādiem parametriem parasti tiek izmantots ķīmijas, naftas ķīmijas, pārtikas, kā arī kosmētikas nozarēs.
Ir arī tvaika katli ar zemu spiedienu ārvalstu produkciju. Tādējādi uzņēmums Viessmann (Vācija) ražo Vitoplex 100-LS markas katlus ar jaudu 0,26-2,2 t / h šķidrā vai gāzveida kurināmajā ar darba spiedienu katlā 7 atm.

Raksts tika publicēts žurnālā "Rūpniecības un apkures katli un mini-CHP" № 2 (7) `2011

Ūdens cirkulācija tvaika un karstā ūdens katlos


Modernā katla dizains ietver apgrozības cilpu, caur kuru pārvietojas ūdens un tvaika un ūdens maisījums. Tas nodrošina nepārtrauktu iztvaikošanu vai ūdens sildīšanu, kā arī nepieciešamo iekārtas drošību, jo katla daudzu elementu, galvenokārt apkures virsmu cauruļu, darbības laikā tiek veikts siltuma režīma pastāvīgums.
Mainoties ūdens cirkulācijai, mainās siltuma noņemšana no apsildāmām durvīm, kā rezultātā metāls var pārkarst (samazinot apgrozībā) un samazina tā mehānisko izturību. Galu galā var parādīties nepieņemami apsildāmu cauruļu defekti (vietējie pietūkumi, fistulas un pat cauruļu pārrāvums).

Tvaika katliem tiek izmantotas trīs aprites shēmas: dabiska, vairāku piespiedu un tieša plūsma.

Katlā ar dabisko cirkulāciju cirkulācijas sistēma sastāv no siltām caurulēm un neapsildāmām. Neapstādinātās caurules tiek noņemtas ārpus krāsns telpas. Caurules augšpusē ir pievienots katla bungas - tādēļ šādus katlus sauc par cilindru. Caurules apakšpuse ir savienota ar kolektoru. Apsildāmās un neapsildītās ķēdes daļas ir atdalītas ar izolācijas oderi. Apkurināms tvaika un ūdens maisījums ar zemāku blīvumu virzās uz cilindra augšpusi, kur notiek viršanas process, un aukstāks ūdens ar lielāku blīvumu pārvietojas uz leju... Tādējādi tiek pastāvīgi uzturēta dabiskā ūdens un tvaika un ūdens maisījuma cirkulācija.

Apsildāmās caurules, kurās ūdeni pārvieto uz augšu, sauc par celšanu un neapsildīšanu - nolaišanu.

Lai nodrošinātu tvaika un ūdens katla ar dabisku cirkulāciju drošu darbību, ir nepieciešama ūdens un tvaika blīvuma atšķirība; praksē atšķirība ir pieļaujama pie spiediena, kas nepārsniedz 18 MPa. Šo spiedienu sauc par kritisku katliem ar dabisku cirkulāciju. Veicot tvaika katlu masveida ražošanu ar dabisko cirkulāciju, darba spiediens ir ierobežots līdz 13,5 MPa.

Katli ar piespiedu vairākkārtēju apriti tiek sakārtoti ar cirkulācijas sūkni, kas integrēta ķēdē.

Tiešas plūsmas katli bez cilindriem ar viencirci apritē. Tajos ūdens tiek barots ar padeves sūkni un pilnībā pārvēršas tvaikā. Tiešā plūsmas katli ražo ar spiedienu 14 MPa ar tvaika ražošanas jaudu 250-640 t / h un spiedienu 25,5 MPa ar tvaika ģenerēšanas jaudu 950, 1600 un 2500 t / h.

Gandrīz visi ūdens katli darbojas tiešās plūsmas veidā. Plūsmas katlā nav cilindru, kas ir daudzveidīgs un grūti izgatavojams. Caur katla cauruļvadu sistēmu tiek secīgi iesūknēts ūdens tīkls.

Dabiskie cirkulācijas katli

Ūdens cirkulācija katlā

Ūdens aprite ir ūdens kustība slēgtā ķēdē. Cirkulācijas ķēdes sastāvā parasti ietilpst tādi katlu konstrukciju elementi kā bungas, kolektori, apkures un neapkurināmās apkures virsmu caurules. Ūdens var plūst kontūrā vairākas reizes vai vienreiz, pārvietojoties pa apkures virsmām no ieplūdes līdz izplūdes atverei.

Atkarībā no iemesliem, kas izraisa ūdens cirkulācijas kustību, tā tiek sadalīta dabas un piespiedu kārtā.

Dabiskā cirkulācija tiek veikta tvaika katlos, jo braukšanas spiedienu kontūrā rada atšķirība starp ūdens un tvaika blīvumu. Turklāt katrs kg ūdens var pakāpeniski pārvērsties tvaikos, atkārtoti iet cauri ķēdei vai pārvēršas tvaika vienā caurlaidībā caur sildvirsmu.

Sūkņa radītā ūdens piespiedu cirkulācija. Tas tiek izmantots ūdens katlos un ūdens ekonomaizeros un ir tieša plūsma.

Jebkurā cirkulācijas tipā un tā organizēšanas metodēs kontūrā radītais ūdens un tvaiks droši atdzesē metālu, kas nepieciešams katlu nevainojamai darbībai.

Dabiskā ūdens cirkulācija tvaika katlos. Apsveriet dabiskās cirkulācijas principu uz krāsns sānu plāksnes aprites cikla piemēriem (10. att.).

Zīm. 10. Vienkāršākās dabiskās cirkulācijas kontūras shēma:

1 - savācējs; 2 - standpipe; 3 - augšējā cilindra; 4 - ekrāna (pacelšanas) caurules.

Feed ūdens ievada augšējā katla cilindra 3. No tā ūdens drops on a standpipe 2 un nonāk kolektora 1. Šajā circuit porciju uzsildīšanai, ūdens netiek piegādāts (šamots Siltumizolācijas caurules sienas) un ūdens temperatūra ir zemāka par piesātināšanas temperatūru noteiktā tvaika spiediens katls.

No kolektora ūdens iekļūst 4 ekrāna apsildāmajās caurulēs, un, paceļoties caur tām, uzsilst līdz viršanai, vārīšanai un daļēji pārvēršas par tvaiku. Iegūtais tvaika un ūdens maisījums ievada cilindrā, kur tas tiek sadalīts ūdenī un tvaikos. Steam atstāj katlu, un ūdens tiek sajaukts ar barības ūdeni un atkal nonāk cirkulācijas ķēdē.

Celšanas caurulīšu daļa, kur ūdens tiek uzkarsēts līdz vārīšanās temperatūrai, tiek saukts par elektrozāzeru, un tvaika saturošo tvaiku sauc par tvaika saturu. Pēdējā augstums vairākas reizes ir ekonomiskā sekcijas augstums.

Ekonomiskajā sekcijā ūdens pārvietojas nemainīgā ātrumā, un tvaika saturošā sekcijā tā nepārtraukti palielinās, jo tvaika daudzums, kas rodas stāvvadā, turpina palielināties. Ūdens ātrumu ekonomatora sadaļā sauc par cirkulācijas ātrumu. Pateicoties tā pastāvīgumam, aprites ātrums ir viena no svarīgākajām dabiskās aprites pazīmēm. Tās vērtība ir aptuveni 0,5 - 1,5 m / s.

Krājumu kontūras klātbūtne ar materiāliem ar dažādiem blīvumiem rada kontūras spiediena starpību vai aprites virzītājspēku. Spiedienu lejupslīdei rada ūdens stabs ar blīvumu rIn un pacelšanas caurulēs - ūdens un tvaika ūdens maisījuma kolonna ar blīvumu rSM. Tādēļ biezāka vidēja izspiež mazāk blīvu un ķēdē rada apļveida ūdens kustību. Vadītāja galvas lielums ir atkarīgs no formas atkarības:

kur hPAIR - pacelšanas cauruļvadu tvaika saturošas daļas augstums; g - gravitācijas paātrinājums.

No kustīgas galvas izteiksmes izriet, ka apritē nepietiek ar vidēm ar dažādu blīvumu. Ir arī nepieciešams, lai tvaika saturošas caurules novietotu vertikāli.

Vienā caurlaide gar kontūru, tikai daļa ūdens tiek pārvērsta tvaikā. Tādēļ, lai raksturotu ūdens iztvaikošanas intensitāti, tiek izmantots apgrozījuma koeficienta jēdziens:

kur M ir ūdens plūsma caur spiedi, kg / h; D - siltās caurulēs saražotā tvaika daudzums, kg / h.

Tādējādi cirkulācijas daudzveidība norāda, cik reizes vienai kg ūdens ir jāiet cauri ķēdei, lai pārvērstu tvaiku. Ekrāniem, k = 50 - 70, konvektīvām sijām, k = 100 - 200.

Apgrozības daudzuma apgriezieni raksturo mitrā tvaika sausuma pakāpi x = 1 / k. No tā mēs varam secināt, ka ekrānos veidojas tvaika un ūdens maisījums, kurā ir ne vairāk kā 0,02 vai 2% tvaika. Tādēļ pat apkures katlu siltumizolācijas virsmas, kas ir ekrāni, ir droši samitrinātas un atdzesētas ar ūdeni.

Konvektīvos sijām visas caurules tiek sildītas ar gāzēm, kuru temperatūra nepārtraukti samazinās cauri sijai. Tāpēc apkures caurulēs gāzes plūsmas virzienā arī samazinās tvaika saturs un palielinās tvaika un ūdens maisījuma blīvums. In caurule bundle tvaika un ūdens maisījumā ar atšķirīgu blīvumu klātbūtne rada braukšanas spiedienu, kas virzās ūdeni šādi: no augšas uz cilindra, ūdens iekļūst aizmugurējo cauruļu komplektā un tos ievada apakšā katla cilindra; no cilindra, ūdens iekļūst atlikušajās staru caurulēs un tvaiks nonāk augšējā cilindrā.

Piespiedu apgrozība. Piespiedu cirkulācija tiek izmantota katliem, kā arī tvaika katlu ekonomaizerim. Ūdens kustība caur apkures virsmu caurulēm rada sūkni. Ūdens iekļūst apkures virsmā auksti un atstāj karstu, tādējādi nodrošinot tiešu plūsmu katlā. Ūdens cirkulācijas biežums ir vienāds ar vienu.

Lai izveidotu tiešu ūdens plūsmu, katlu apkures virsmas tiek veidotas atsevišķu paneļu veidā, kas ir savstarpēji savienoti virknē vai paralēli. Panelis ir izgatavots no vienas cauruļu rindas, kuras galus ir aizvēruši apakšējā (sadales) un augšējā (savākšanas) kolektori. Šajā gadījumā caurulēm var būt gan taisna (galvenokārt), gan spoļu konfigurācija.

Ja caurules tiek savienotas ar kolektoriem paralēli, ūdens caurplūst caur ūdens strūklu ar nevienlīdzīgām izmaksām, pateicoties atšķirībām cauruļu hidrauliskajās pretestībās un nevienmērīgā cauruļvadu apsildē ar gāzēm. Tāpēc mazāk ūdens iekļūst atsevišķās caurulēs, nekā tas nepieciešams, lai droši atvēsinātu metālu. Ir pat iespējams vārīt ūdeni atsevišķās caurulēs, kas vēl vairāk samazina ūdens plūsmu šādās caurulēs.

Ūdens kustība caurulēs var būt gan celšana, gan nolaišana. Tomēr, lai izvairītos no ūdens viršanas uz augšu, tā ātrums tiek ņemts vismaz 0,5-1 m / s. To pašu iemeslu dēļ ūdens spiediena kritums katlos nedrīkst būt lielāks par 0,2 MPa.

17 Katlu raksturojums un konstrukcija. Dabiskās aprites jaudas katli

17.1. Katlu raksturojums un konstrukcija

Rūpniecības un termoelektrostacijās ir plaši izplatīti katli dažādu parametru tvaika ģenerēšanai ar dabisku vai piespiedu cirkulāciju. Dažreiz īpaša konstrukcija un specializēta lietojuma katli tiek izmantoti tvaika ražošanai: katli ar starpslāņu siltumnesējiem, katli ar spiedienu gāzes vadā; kodolspēkstaciju reaktori un tvaika ģeneratori; katli, kas izmanto tehnoloģisko un energotehnoloģisko vienību gāzu siltumu utt.

Stacionārie katli, kas paredzēti, lai ģenerētu tvaiku, ko izmanto procesi un vietējie patērētāji, kā arī turbīnu blokos, lai ražotu elektroenerģiju, ir standartizēti parametru un jaudas ziņā (GOST 3619-82). Paredzēta šādu stacionāro katlu ražošana:

- zemsprieguma katli ar dabisku un piespiedu cirkulāciju, tostarp katli ar tvaika spiedienu 0,88 MPa (9 kg / cm 2) ar tilpumu 0,16-1 t / h piesātināta tvaika, barošanas ūdens temperatūra 50 ° С; tvaika izmanto rūpniecības un vietējie patērētāji;

- vidēja spiediena katli, kuros ietilpst dabiskā cirkulācijas katli ar tvaika spiedienu, lai radītu piesātinātu un vāji pārkarsētu tvaiku ar spiedienu 1,36 MPa (14kg / cm 2), jaudu 2,5 ÷ 160t / h un barības ūdens temperatūru 105 ° С;

- katli ar dabisku cirkulāciju, lai radītu piesātinātu un vāji pārkarsētu tvaiku ar spiedienu 2,36 MPa (24 kg / cm 2) ar jaudu 50-160 t / h un barības ūdens temperatūru 105 ° C;

- apkures katli ar vidējo spiedienu 3,9 MPa (40kg / cm 2) ar dabisko cirkulāciju, kas ražo pārkarsētu tvaiku ar spiedienu 3,9 MPa (40kg / cm 2) temperatūrā 440 ° С, šo katlu produktivitāte ir 10 ÷ 160 t / h pie barošanas ūdens temperatūra 150 ° С;

augstspiediena katli ar dabisku un piespiedu cirkulāciju ar ietilpību 220 ÷ 820 t / h. Šie katli ražo pārkarsētu tvaiku ar spiedienu 9,8 MPa (100kg / cm 2), temperatūru 540 ° С un barošanas ūdens temperatūru 215 ° С;

- Augstspiediena katli - 13,8 MPa (140 kgf / cm 2), pārkarsētā tvaika temperatūra 540 ÷ 560 ° С, ietilpība 210 ÷ 1000 t / h, barības ūdens temperatūra 215 ° С;

- tiešās plūsmas supercritical spiediena katli ar ietilpību 1000 ÷ 3950 t / h, tvaika ģenerēšana ar spiedienu 25 MPa (255 kgf / cm2) ar pārkarsētu tvaiku temperatūru 540 - 560 ° C, barības ūdens temperatūra 270 ° C.

Katlu tipu apzīmējums: dabiskā cirkulācija - E, ar starpproduktu pārkaršanu - EPR. tiešās plūsmas - P, ar starpproduktu pārkaršanu - PPR.

Galvenie tvaika katlu parametri GOST klasificē nominālās jaudas D, kg / s; nominālais tvaika spiediens p, MPa (kgf / cm2); pārkarsēta tvaika temperatūra tnn, ° С; barošanas ūdens nominālā temperatūra, ° C; Bruto efektivitāte.

Tērauda tvaika parametru pirmais posms (3,90 MPa, 440 ° С) tika pieņemts, pamatojoties uz iespēju veikt oglekļa tērauda turbīnas pārtvaicēju un augsta spiediena posmus. Pārkarsēšanas lampu temperatūra nedrīkst pārsniegt 500 ° C. Spiediens 3,90 MPa tiek pieņemts saskaņā ar nosacījumu par pieļaujamo tvaika galīgo mitrumu turbīnas zemspiediena posmos 10 ÷ 12%. Spiediens 9,80 MPa atbilst maksimālajai pieļaujamai pieļaujamai tvaika temperatūrai 540 ° C un turbīnas tvaika mitruma saturam, kas šajā gadījumā nepārsniedz 12%.

Parametri 13,8 MPa, 560 ° С tika izvēlēti, pamatojoties uz sākotnējā spiediena iespējamā paaugstināšanas apstākļiem tvaika starpsavienojuma klātbūtnē, vienlaicīgi saglabājot tvaika pieļaujamo galīgo mitruma saturu. Augstāko tvaika parametru vērtības nosaka mūsdienu leģēto tēraudu tipu uzticamas darbības apstākļi. Tiek uzsākts darbs pie tvaika izmantošanas un augstākiem parametriem. Ir eksperimentāli augi ar tvaika spiedienu 29,4 MPa un temperatūru 600 ° C.

Augsts un pārkritiskā (25 MPa) spiediena tvaika ražošanas katli ir paredzēti vidēja un lieljaudas termoelektrostacijām. Gāzes apkures katlu spiediena un jaudas skalas GOST tiek ņemtas saskaņā ar standartizēto turbīnu agregātu tvaika un jaudas parametriem, pamatojoties uz viena vai divu turbīnas agregāta katlu uzstādīšanu.

Pirmajos kara gados ieviestā tvaika parametru un stacionāro katlu jaudas standartizācija ļāva mums organizēt jaudas iekārtu masveida ražošanu, kas būtiski samazināja katlu ražošanas izmaksas un nepieciešamo palīgiekārtu, kā arī nodrošināja racionālāko lēmumu izmantošanu enerģētikas nozarē.

Visbiežāk rūpnieciskajos katlos ar dabīgu un piespiedu cirkulāciju principā atšķiras tikai hidrodinamikas organizācija iztvaikojošās sildīšanas virsmās. Ūdens, tvaika un ūdens tvaika kustības organizēšanas shēmas šajos katlos ir parādīti attēlā. 17.1.

Katlā ar dabisko cirkulāciju (17.1. Att., A) barošanas ūdens tiek iesūknēts ekonomozinātājā un no tā augšējā cilindrā. Dabas cirkulācijas procesā, kas notiek apkures iztvaicēšanas virsmās, iegūtais tvaika un ūdens maisījums tiek nosūtīts uz cilindru, kurā tiek atdalīts tvaiks un ūdens. No bungas tvaiks tiek nosūtīts uz pārkaršanu uz pārkarsētāju un pēc tam uz patērētājiem. Ar kritisko spiedienu katlā dabiskā cirkulācija nav iespējama. Šis noteikums, kā arī drošas aprites nosacījumi, celtniecības masas un izmaksu pieaugums, palielinoties katla spiedienam, noteica katlu ar dabisko cirkulāciju lietošanu ar spiedienu līdz 13,8 MPa. Zemā un vidējā spiediena katli galvenokārt veic ar dabisko cirkulāciju, kas galvenokārt saistīts ar mazāk stingrām prasībām barības ūdens kvalitātei, vienkāršāku degšanas un elektroenerģijas procesu automatizācijas sistēmu un elektroenerģijas trūkumu darba vidi pārvietošanai iztvaicēšanas sistēmā.

Katlumos ar vairāku piespiedu cirkulāciju (17.1.6. Att.) Barošanas ūdens tiek iesūknēts ekonomozarī un pēc tam bungā. Apkures aprites iztvaikošanas virsmas tiek veiktas ar sūkņa spēku, kas iekļauts cirkulācijas sistēmā. Tvaika un ūdens atdalīšana notiek tvertnē, no kuras tvaiks tiek nosūtīts uz siltumenerģiju un pēc tam patērētājiem.

Katli ar vairāku piespiedu cirkulāciju galvenokārt tiek izmantoti tehnoloģisko un enerģijas tehnoloģisko agregātu gāzu siltuma izmantošanai zemu un vidēju parametru tvaika ģenerēšanai. Ar augstu spiedienu šajos katlos ir apgrūtinoši aprites sūkņu, kas darbojas ar ūdeni ar temperatūru, kas pārsniedz 300 ° C, konstrukcijas un darba apstākļi. Ar 13,8 MPa un lielāku spiedienu rajona plūsmas katli un koģenerācijas stacijas parasti izmanto tiešās plūsmas katlus. Tiešā plūsmas katlā (17.1. Att., C) ekonomiseris, iztvaikošanas sildvirsma un sildītājs ir strukturāli integrēti un, secīgi izlaižot ūdeni, uzsilst, iztvaiko un rezultātā tvaiks pārkārto un pēc tam nonāk pie patērētājiem. Ūdens pilnīga iztvaicēšana notiek vienreizējas ūdens izlaižot apkures virsmas iztvaicēšanas daļā. Bungas trūkums augstspiediena augstspiediena katlos ievērojami (par 8 ÷ 10%) samazina metāla izmaksas katla ražošanai salīdzinājumā ar tādas pašas ietilpības un spiediena cilindru katlu. Katli ar 25 MPa spiedienu veic tikai vienu reizi.

Ir daudz dažādu katlu tipa katlu konstrukciju, ko nosaka daudzi faktori, kas ietekmē tehniskā risinājuma izvēli: tvaika parametri, veiktspēja, degvielas veids un tā sadegšanas metode, barības ūdens īpašības, nepieciešamie darbības rādītāji. Vispārējās katla konstrukciju attīstības tendences nosaka prasības, lai palielinātu darba drošumu un rentabilitāti, t.i., palielinot bruto un neto efektivitāti, samazinot metāla vienības izmaksas, ražošanas un uzstādīšanas izmaksas, samazinot kaitīgās emisijas, nodrošinot darba drošību un atvieglojot darbaspēku.

Tvaika katli ar dabisko cirkulāciju

Tvaika katliem tiek izmantotas dažādas dzesēšanas šķidruma aprites shēmas, lai pārveidotu barību ūdenī tvaikā: dabiska, daudzkārtēja piespiedu un tieša plūsma. Visizplatītākie katli ar dabisku cirkulāciju.

Abonēt rakstus var būt mājas lapa.

Tvaika ražošanas tehnoloģija ietver vairāku fizisko procesu secību. Viss sākas ar barības ūdens uzsildīšanu, kas iekļūst katlā ar zināmu spiedienu, ko rada barošanas sūknis. Šis process notiek tad, kad caur ūdeni caur konvekcijas virsmu, kas tiek saukts par ekonomiseru, notiek vienreizēja ūdens padeve (1. att.).
Pēc ekonomiskāzatora ūdens nonāk iztvaikojošās sildīšanas virsmās, kuras parasti atrodas tvaika katlu sadegšanas kamerās. No šī katla elementa nosaukuma ir skaidrs, ka šeit rodas tvaiks, un tad dažos katlos iekļūst pārtītajā. Tvaiks caur pārkarsēšanas caurulēm, ko silda dūmgāzes, iet vienreiz, bet tvaika veidojošās virsmas var būt dažādas. Visbiežāk apkures katlos tvaika un ūdens maisījums atkārtoti caur dūmvada ekrāniem uzsilda caurules dabiskās cirkulācijas dēļ vai vairāku piespiedu cirkulācijas rezultātā (izmantojot īpašu sūkni). Katlā, ko sauc par tiešo plūsmu, tvaika un ūdens maisījums vienreiz iziet cauri iztvaikošanas sildīšanas virsmai barošanas sūkņa radītā spiediena dēļ.
Sīkāk aplūkosim tvaika ražošanas procesa īpatnības katlā ar dabisko cirkulāciju.
Attēlā 1 parāda cilindra katla ar dabisko cirkulāciju shēmu, kas izgatavota pēc tradicionālās U formas shēmas. Padeves ūdens iekļūst kondensācijas vārpstas ekonomiseram. Ekonomiskais ir katla ūdens un tvaika ceļa pirmā daļa: tajā uzsildītais ūdens nonāk bungā, kura apakšējā daļā ir savienota gan ar neapsildāmo gruntējumu, gan ar apsildāmām pacelšanas caurulēm. Neapildīto cauruļu gadījumā katla ūdens nokļūst uz kolektoriem, kas atrodas degšanas kameras apakšējā malā. No šiem kolektoriem ūdens iekļūst vertikālajās dūmvadiem. Tas ir šeit, pateicoties spēcīgajai siltuma plūsmai no fosilā kurināmā sadedzināšanas, sākas faktiskais iztvaicēšanas process. Caur krāšņu ekrāniem vienu reizi, ne visas ūdens iztvaiko: tvaika un ūdens maisījums atgriežas bungā. Tvertnes tilpums atdala ūdeni un tvaiku. Tvaiks nonāk patērētājam vai pārsildīšanas sildītāja ieplūdes kolektorā, un katla ūdens atkal ieiet cirkulācijas cilpas caurules.

Zīm. 1. Bundu katla ar dabisko cirkulāciju shēma, kas darbojas ar pulverizētu degvielu:
1 - degļi; 2 - sadegšanas kamera; 3 - kuteris; 4 - cilindrs; 5 - pilienu caurules; 6 - sveces; 7 - tvaika sildītājs; 8 - konvekcijas dūmvadi; 9 - ekonomators, 10 - cauruļveida gaisa sildītājs; 11 - zemāks krāsns ekrāna savācējs

Cirkulācijas celšana un nolaišana pa dabiskās cirkulācijas kontūru (t.i., ar nesildāmām nolaižamām un apsildāmām pacelšanas caurulēm) notiek, pateicoties blīvuma starpībai starp katlu ūdeni un tvaika / ūdens maisījumu.
Lai palielinātu apgrozības ticamību augstspiediena bundu katlos (17-18 MPa), tiek izmantota tvaika un ūdens maisījuma piespiedu kustība dūmvadu ekrānos (2. att., B). Kā redzams no šīs diagrammas, katls ar piespiedu cirkulāciju, ir atšķirīgs no katla uz dabīgo cirkulāciju (2a zīmējums) klātbūtnē sūkni apkures katla ūdeni. Tas pats skaitlis (2, c) parāda cauruļvada katla izkārtojumu.

Zīm. 2. Ūdens un ūdens tvaika kustības shēma:
a) cilindru cirkulācija ar dabisko cirkulāciju; b) cilindru katls ar piespiedu cirkulāciju; c) cauruļu katls
1 - barošanas sūknis; 2 - ekonomaizers; 3 - katla augšējais cilindrs; 4 - pilienu caurules; 5 - iztvaikošanas celšanas caurules; 6 - tvaika sildītājs; 7 - cirkulācijas sūknis; 8 - zemāks kolektors

Tiešā plūsmas katlā, kam nav cilindra, un ķēde ir atvērta, ūdens pārveidošana tvaika notiek vienā sildītāja caurlaidē, un cirkulācijas koeficients ir vienāds ar vienu. Bundu katlos šis skaitlis ir lielāks. Katlā ar piespiedu cirkulāciju, kuram ir sildītāji ruļļu veidā, cirkulācijas daudzums parasti ir no 3 līdz 10. Katliem ar dabisku konvekciju šis parametrs parasti ir 10-50, un ar zemu siltuma slodzi caurulēs - 200-300.

Iezīmes un priekšrocības

Galvenais parametrs, kas ļauj izvēlēties dabiskā cirkulācijas tvaika katla zīmolu (FCC), ir tās tvaika ietilpība, mērot t / h vai kg / h. Plašs PKEC klāsts ļauj izvēlēties katlus ar nepieciešamo jaudu, sākot no dažiem kilogramiem līdz vairākām tonnām tvaika stundā. Svarīgi ūdens tvaika stāvokļa rādītāji ir tā spiediens un temperatūra.
Plašs PKEC modeļu klāsts ļauj veidot ūdens tvaikus ar pārmērīgu spiedienu no desmitdaļām līdz vairākiem desmitiem atmosfēru. PKEC var darboties ar dažādiem fosilā kurināmā veidiem: dabasgāzi, akmeņoglēm, koksni un koksnes atkritumus, kā arī šķidro kurināmo - neapstrādātu (stabilizētu) eļļu, mazutu, dīzeļdegvielu. Dažos gadījumos tiek izmantotas speciālas krāsnis, kas ļauj PECZ darbināt vairāku veidu degvielā. Papildus tradicionālajiem procesa tvaika ražošanas procesiem tos plaši izmanto dažādās jomās: dzelzceļa un ūdens transporta, pārtikas, vieglo un kalnrūpniecības nozarēs.
PKEC galvenās priekšrocības ir augsta uzticamība, vienkāršība, lielāka automatizācijas pakāpe un efektivitāte.
Apkures cikla aprites drošuma apstākļu radīšana krāsns ekrānos tiek panākta, ierobežojot katla darba spiedienu - parasti nav lielāks par 155 atm. To izraisa fakts, ka ar lielāku spiedienu samazinās tvaika un ūdens blīvuma starpība, kā rezultātā netiek nodrošināta efektīva aprite.
Mūsdienu PCEC ražotāji pabeidz mikroprocesoru vadības sistēmu un aizsardzību. Piemēram, Energetikas (Maskava) ražotā Alfa-M sistēma ļauj mums panākt vienkāršību un uzturēšanu. Šo sistēmu izmantošana optimizē "degvielas-gaisa" attiecību ar dažādu degvielas patēriņu, kas pozitīvi ietekmē siltumenerģijas ražošanas efektivitāti.
Šī tipa dubļus var darbināt dažādās klimatiskajās zonās, nav nepieciešams komplekss ekspluatācijas uzsākšana. Būtiska priekšrocība, ka nav pārāk lieli mūsdienīgi PKEC modeļi, ir to monobloku izpilde. Šajā dizainā kompakta iekārta atrodas uz tā paša rāmja ar ventilatora bloku, izplūdes ventilatoru un padeves sūkni. Augsta dizaina pētījuma ar precīzām kontroles un uzraudzības sistēmām kombinācija ļauj sasniegt augstus efektivitātes līmeņus SCE, kas var pārsniegt 90%.
Monobloku konstrukcijā katli tiek piegādāti kā vienota pārvietojama ierīce - samontēta, ķieģeļu un apšuvuma konstrukcijās. To uzstādīšana ir samērā vienkārša. Iekārtu izvietojuma kompaktums netraucē kārtējā un ārkārtas remonta veikšanu, kā arī preventīvo procedūru ieviešanu - visas sastāvdaļas un detaļas ir pieejamas pārbaudei.

PKETS Krievijas tirgū

Krievijas tvaika katlu tirgū, kā arī visā NVS valstīs rūpnieciskus apkures katlus ar dabisku cirkulāciju var atrast biežāk nekā citi, un ir pieejami gan iekšzemes, gan ārzemju ražotāji. Krievijā saražotajiem katliem marķējumā ir "E" indekss, kas atspoguļo dzesēšanas šķidruma dabiskās aprites principu šajos modeļos. Pēc cenas tie ir izdevīgāki salīdzinājumā ar ārvalstu analogu.
"E" sērijas tvaika katli, ko ražo PTO LLC (Maskava), ir vertikālie ūdens cauruļu katli ar divām bungām, kas atrodas vienā un tajā pašā vertikālajā asī un savstarpēji savienoti ar 51 mm diametra caurulēm.
"E" sērijas katli tiek izgatavoti šādās modifikācijās atkarībā no izmantotās degvielas: Е 1,0-0,9 ГЗ (Э) - darbībai ar dabasgāzi, Е 1,0-0,9 М-З (Э ) -, lai darbotos ar mazutu, 1,0-0,9 P E-W, (E) - cietā kurināmā, E GMN 1,6-0,9 (E) -, lai darbotos ar gāzes vai šķidrā kurināmā. Pirmais no grupām cipariem pēc indeksa "E" apzīmē tvaika ražošanai (t / h), otrā - tvaika spiediens katlā (MPa). Nosaukums "H" norāda uz klātbūtni katla spiediena sistēmā.
Sērijas "E" sviras ir paredzētas piesātinātās ūdens tvaika ražošanai ar darba spiedienu 8 atm. Šo tvaiku patērē dažādi rūpniecības, transporta, kā arī lauksaimniecības uzņēmumi apkures, tehnoloģisko, sadzīves un mājsaimniecības vajadzībām.

Zīm. 3. Tvaika katls ar dabisko cirkulāciju E-1,0 - 0,9 GM.

GC "Integrētās sistēmas" (Sanktpēterburga) piedāvā sērijas "KE" tvaika katlus - ar slāņveida mehāniskajām krāsnīm ar ietilpību no 2,5 līdz 10 t / h. Šie katli ir paredzēti, lai radītu piesātinātu vai pārkarsētu ūdens tvaiku, ko izmanto rūpniecisko uzņēmumu tehnoloģiskajām vajadzībām, kā arī apkures, ventilācijas un karstā ūdens sistēmās.
"KE" sērija ir sadalīta "KE-S" modifikācijās, kas ir aprīkotas ar slāņveida krāsns ierīcēm un "KE-MT" modifikācijām, kurās ir iepriekšējas ātrgaitas sadedzināšanas krāsns.
"DE" sērijas katlus piedāvā Generation rūpniecības grupa (Berezovskis, Sverdlovskas reģions). Tie var darboties ar dažādu veidu degvielu (gāzi, mazutu) un jaudu no 4 līdz 25 t / h. Paredzēts radīt piesātinātu vai vāji pārkarsētu tvaiku, ko izmanto uzņēmumu tehnoloģiskajām vajadzībām, kā arī apkurei, ventilācijai un karstā ūdens apgādei. "ME" sērija atšķiras no iepriekšējām sērijām, jo ​​šīs sērijas katliem ir 20% lielāka sildvirsma un līdz ar to arī lielāka efektivitāte. Šīs sērijas katlus piedāvā arī uzņēmums "Teplouniversal" (Pēterburga).
Starp ārvalstu ražotājiem varam pieminēt itāļu kompāniju Garioni Naval, kas Krievijas tirgū piegādā GMT / HP 200-2000 markas rūpniecības modeļus ar tvaika ražošanas jaudu no 0,3 līdz 3,5 t / h. Šīs sērijas katlu īpatnība ir saražotā tvaika darba spiediena vērtība, kas var svārstīties no 5 līdz 110 atm. Ūdens tvaika spiediens norādītajā diapazonā atbilst dzesēšanas šķidruma temperatūrai no 152 līdz 318 ° C, kas ļauj izmantot šīs sērijas katlus dažādās nozarēs.
Augstspiediena tvaika katli ar dabisko apriti NRW (Vācijas uzņēmums BBS GmbH) ar tvaika ražošanas jaudu 0,3 līdz 8 t / h. Šīs sērijas ūdens caurules katli spēj radīt piesātinātu tvaiku ar darba spiedienu līdz 120 atm. Siltuma nesējs ar šādiem parametriem parasti tiek izmantots ķīmijas, naftas ķīmijas, pārtikas, kā arī kosmētikas nozarēs.
Ir arī tvaika katli ar zemu spiedienu ārvalstu produkciju. Tādējādi uzņēmums Viessmann (Vācija) ražo Vitoplex 100-LS markas katlus ar jaudu 0,26-2,2 t / h šķidrā vai gāzveida kurināmajā ar darba spiedienu katlā 7 atm.

Raksts tika publicēts žurnālā "Rūpniecības un apkures katli un mini-CHP" № 2 (7) `2011

Top