Классификация котлов
Предлагаемая классификация представляет и объединяет марки котлов по их назначению, конструктивным особенностям, характеристикам и показателям.
Основные характеристики паровых и водогрейных котлов
Водогрейные стальные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают в промышленно-отопительных котельных, а также на ТЭЦ для покрытия пиковых отопительно-вентиляционных нагрузок.
К основным параметрам водогрейных котлов ГОСТ относит:
номинальную теплопроизводительность, МВт (Гкал/ч);
температуры воды на входе и выходе их котла tв, °С;
рабочее давление воды Рв, МПа;
гидравлическое сопротивление, МПа;
расход воды через котел Gв, т/ч;
КПД брутто;
вид топлива и его расход;
габаритные размеры;
температуру уходящих газов, °С;
удельные выбросы вредных веществ.
Водогрейны е котлы теплопроизводительностью от 0,63 (0,54) до 209 МВт (180 Гкал/ч) и температурой воды на выходе из котла от 95 до 200 °С, предназначенные для работы в основном или пиковом режиме должны соответствовать следующим требованиям:
1 Номинальным значениям основных параметров, заявленных в характеристике завода-изготовителя
- теплопроизводительность;
- температура воды на выходе из котла;
- разность температур воды на выходе из котла и на входе в котел, °С, при температуре воды на выходе из котла;
- расчетное (избыточное) давление воды на входе в котел, МПа (кгс/см2), при температуре воды на выходе из котла;
- абсолютное давление воды на выходе из котла при температуре воды на выходе из котла и недогреве воды до кипения 30 °С;
- удельный выброс окислов азота.
2 Конструкция котла, его вспомогательное оборудование и система автоматического управления должны обеспечивать устойчивую работу на расчетном топливе в диапазоне теплопроизводительности от 30 до 100 % ее номинального значения (для котлов, работающих на газообразном и жидком топливе) теплопроизводительности:
3 При сдаче в эксплуатацию гидравлическое сопротивление котла при номинальном расходе воды не должно быть более 0,25 МПа (2,5 кгс/см2) в основном режиме и 0,15 МПа (1,5 кгс/см2) в пиковом.
По согласованию между изготовителем и потребителем допускается увеличение гидравлического сопротивления до 0,4 МПа (4 кгс/см2) в основном режиме и до 0,19 МПа (2 кгс/см2) в пиковом.
4 Во всем диапазоне теплопроизводительности расход воды через прямоточный котел должен быть не менее 0,9 номинального значения.
5 Температура воды на входе в прямоточный котел для котлов, работающих в основном режиме, независимо от вида топлива, должна быть не менее 70 °С, а для котлов, работающих в пиковом режиме на топливе с приведенным содержанием серы S < 0,05 % × кг/МДж (0,2 % × кг/Мкал) и S > 0,05 % × кг/МДж (0,2 % × кг/Мкал), должна быть соответственно не менее 90 и 110 °С.
6. Средняя наработка на отказ − не менее 3000 ч.
В пароводогрейных котлах наряду с получением подогретой воды вырабатывается также технологический пар.
Для водогрейных котлов установлены следующие основные характеристики котлов − шкала тепловых мощностей, МВт (Гкал/ч): 4,65 (4); 7,5 (6,5); 11,63 (10); 23,3 (20); 35 (30); 58,2 (50); 116,3 (100) и 209,4 (180).
Водогрейные котлы мощностью до 23,3 МВт обычно обеспечивают работу только в основном режиме с подогревом воды до 150°С. При этом давление воды на входе в котел принимается 1,6 МПа.
Котлы мощностью 35 МВт и выше могут допускать работу в основном и пиковом режимах с возможностью подогрева воды до 200 °С. Давление воды на входе в котел 2,5 МПа. Котлы могут работать на газе, жидком или твердом топливе.
Для водо- и пароводогрейных котлов, как и для паровых, температура воды на входе должна быть выше температуры точки росы для продуктов сгорания во избежание интенсивной наружной коррозии труб. В связи с этим температура воды на входе в водо- и пароводогрейные котлы должна быть не ниже 60 °С при работе на природном газе, 70 °С − при работе на малосернистом мазуте и не ниже 110 °С − при работе на высокосернистом мазуте. Учитывая, что поступающая из теплосети обратная (холодная) вода имеет обычно температуру ниже 60 °С, часть прямой (горячей) воды с помощью рециркуляционных насосов подмешивают к обратной воде для достижения необходимой температуры воды на входе в агрегат.
К основным параметрам паровых котлов ГОСТ относит:
номинальную производительность, кг/с (т/ч);
номинальное давление пара р и температура пара t, МПа (кгс/см2);
температуру перегретого паpa tп, °С;
номинальную температуру питательной воды tв, °С;
КПД брутто;
вид топлива и его расход;
габаритные размеры;
температуру уходящих газов, °С;
удельные выбросы вредных веществ.
Конструкции производственных паровых котлов должны удовлетворять ряду требований, к числу которых относятся:
1) обеспечение заданных паропроиэводительности и параметров шара;
2) безопасность и надежность эксплуатации;
3) возможность работы котла в условиях нагрузки в соответствии с требованиями потребителей;
4) экономичность эксплуатации;
5) по возможности небольшие габариты установки;
6) невысокая стоимость изготовления и монтажа котла. Рассмотрим эти требования.
Условное обозначение котла (справочное) содержит:
§ класс котла по назначению (Б – бытовой, О – отопительный, ОП – отопительно-производственный, Э – энергетический);
§ вид теплоносителя (П – пар, В – вода);
§ величину граничного параметра теплоносителя (в МПа для пара, в 0С для воды);
§ мощность (в МВт для водогрейных котлов, в т/ч для паровых котлов);
§ вид топлива (Г – газообразное, Ж – жидкое, Т – твердое);
§ тип котла по конструктивным особенностям.
Например, КО-В95-1-Т-жаротрубный – котел отопительного класса, водогрейный, с максимальной температурой нагрева 950С, мощностью до 1 МВт на твердом топливе, жаротрубный.
Условное обозначение типоразмера котла должно состоять из последовательно расположенных:
- обозначения КB - котел водогрейный;
- обозначения типа топки;
- значения теплопроизводительности котла, МВт;
- значения номинальной температуры воды на выходе из котла, °С;
- для котлов, изготовленных в сейсмостойком исполнении, - добавочного индекса «С»;
- для котлов с наддувом - добавочного индекса «И».
Типы топки имеют следующие обозначения:
Р - топка для сжигания твердого топлива на решетке;
Т - камерная топка с твердым шлакоудалением для сжигания пылевидного топлива;
Ж - камерная топка с жидким шлакоудалением для сжигания пылевидного топлива;
Ц - циклонная топка для сжигания твердого топлива;
Ф - топка кипящего слоя для сжигания твердого топлива;
М - топка для сжигания жидкого топлива (мазута);
Г - топка для сжигания газообразного топлива;
В - вихревая топка для сжигания твердого топлива;
Д - топка для сжигания других видов топлива.
Пример условного обозначения водогрейного котла или газообразного для газообразного и жидкого топлива теплопроизводительностью 209 МВт (180 Гкал/ч), с температурой воды на выходе - 150 °С, в сейсмостойком исполнении и работающего под наддувом:
В СССР стационарные котлы, предназначенные для выработки пара, используемого технологическими и бытовыми потребителями, а также в турбоагрегатах для выработки электроэнергии, стандартизованы по параметрам и мощности (ГОСТ 3619-82). Предусматривается производство следующих стационарных котлов:
· котлы низкого давления с естественной и принудительной циркуляцией, в том числе котлы с давлением пара 0,88 МПа (9 кг/см2), производительностью 0,16-1 т/ч насыщенного пара, температура питательной воды 50 °С; пар используется производственными и бытовыми потребителями;
· котлы среднего давления, к которым относятся котлы с естественной циркуляцией с давлением пара для выработки насыщенного и слабо перегретого пара давлением 1,ЗбМПа (14кгс/см2), производительностью 2,5-160т/ч и температурой питательной воды 105 °С;
· котлы с естественной циркуляцией для выработки насыщенного и слабо перегретого пара с давлением 2,36 МПа (24кгс/см2), производительностью 50-160 т/ч и температурой питательной воды 105 °С;
· котлы среднего давления 3,9 МПа (40 кгс/см2), с естественной циркуляцией, вырабатывающие перегретый пар с давлением 3,9 МПа (40 кгс/см2), температурой 440 °С, производительность этих котлов 10-160 т/ч при температуре питательной воды 150 °С;
· котлы высокого давления с естественной и принудительной циркуляцией производительностью 220-820 т/ч. Эти котлы вырабатывают перегретый пар с давлением 9,8 МПа (100 кгс/см2), температурой 540 °С при температуре питательной воды 215 °С;
· котлы высокого давления-13,8 МПа (140 кгс/см2), температура перегретого пара 540-560 °С, производительность 210-1000 т/ч, температура питательной воды 215 °С;
· котлы сверхкритического давления прямоточные, производительностью 1000-3950т/ч, вырабатывающие пар с давлением 25 МПа (255 кгс/см2), с температурой перегретого пара 540-560 °С, температура питательной воды 270 °С.
Обозначение типов котлов: естественной циркуляцией - Е, с промежуточным перегревом - ЕПР, прямоточные - П, с промежуточным перегревом - ППР.