Жаротрубные и дымогарные котлы.
Водотрубные котлы. Устройство и принцип действия.
Преимущества и недостатки
По перемещению газов и воды (пара) котлы делятся на:
- газотрубные (жаротрубные и с дымогарными трубами);
- водотрубные;
- комбинированные.
Жаротрубные котлы –котлы газоплотные котлы, в которых дымовые газы проходят внутри труб.
Водотрубные котлы – это котлы, в которых внутри труб циркулирует теплоноситель, а снаружи труб – продукты сгорания.
При небольших мощностях котельной целесообразней применять жаротрубные котлы, при высоких мощностях, а также при высоких параметрах теплоносителя использовать такие котлы невозможно.
Рисунок 1 – Схема топочной камеры жаротрубных котлов:
1 – передняя крышка; 2 – топка котла; 3 – дымогарные трубы;
4 – трубные доски; 5– каминная часть котла; 6 – люк каминной части;
7 – горелочное устройство
Рисунок 2 – Общий вид водогрейного жаротрубного котла
Жаротрубные котлы предназначены для работы на газообразном и жидком топливе. Паропроизводительность паровых котлов может достигать 55 тонн пара в час, давление до 30 бар и температура пара до 300°С. Мощность водогрейных котлов достигает 38 МВт с давление до 30 бар и температурой 240°С.
Широкое распространение в разных сферах котлы жаротрубные получили благодаря следующим характеристикам:
· Наличие простой конструкции и удобства работы с ней.
· Наличие нескольких видов оборудования, в том числа водогрейного и парового.
· Наличие участков с высоким показателем тепло напряжённости.
· Оптимальный уровень безопасности котлов жаротрубных.
· Высокий показатель мощности при компактных габаритах.
· Наличие отопительного оборудования для обеспечения автоматической работы. Это достигается за счет использования дополнительных приборов: манометра, воздухоотводчика, термометра, датчика давления воды и др.
· Стабильная работа горелки на жаровых трубах котла без проблемы пульсации пламени.
· Использование стали для теплообменника позволяет паровым и водогрейным жаротрубным котлам быть защищенными от коррозии и температурных перепадов.
Несмотря на некоторые разногласия, данный вид оборудования для обогрева, как парового, так и водогрейного типа, широко используется в странах Европы в промышленной сфере.
Достоинства конструкции:
· Большой объем используемой воды в котлах жаротрубных позволяет поддерживать стабильный показатель температуры на выходе.
· Низкий показатель гидравлического сопротивления паровых или водогрейных жаротрубных агрегатов непосредственно влияет на снижение издержек эксплуатации.
· Жаровая труба котла обеспечивает практически стопроцентное сгорание топлива, что обеспечивает высокий показатель КПД, достигающий выше 90%.
· Высокий уровень тепловой мощности оборудования парового или водогрейного типа позволяет уменьшить количество теплопотерь сооружения при наличии неблагоприятных климатических условий.
Недостатки:
· Наличие жаровых труб приводит к тому, что скорость движения теплоносителя в паровых и водогрейных жаротрубных агрегатах небольшая, что приводит к образованию застойных зон внутри агрегата.
· Количество воды в котлах жаротрубных намного больше, чем у водотрубного водогрейного оборудования. Это делает агрегат более взрывоопасным.
· Основная причина поломки водогрейных или паровых агрегатов – это образования разных отложений и накипи. Учитывая конструктивные особенности оборудования, в частности наличие жаровых труб, накипь в агрегатах скапливается неравномерно, вызывая перегрев теплообменника.
Рисунок 3 − Устройство двухходового жаротрубного котла
Жаротрубные котлы – горючие газы перемещается по трубе(трубам), расположенной внутри емкости с водой. В зависимости от расположения водных барабанов, котлы такого типа подразделяют на:
горизонтальные,
вертикальны,
радиальные.
Преимущество водотрубных котлов:
· Более низкая себестоимость производства котла.
· Меньшие показатели теплонапряжённости поверхностей нагрева, что сказывается на сроке службы.
· Меньшие расходы топлива.
· Достаточно высокая скорость движения теплоносителя, что снижает риск образования застойных зон внутри агрегата.
Недостатки водотрубных котлов:
· Затруднен ремонт труб и очистка их от накипеобразования.
· Увеличенные аэродинамическое и гидравлическое сопротивления котла.
· Большие габаритные размеры по сравнению с жаротрубными.
· Большее время монтажа.
· Меньшее значение КПД (кроме водотрубных котлов с экономайзером).
· Узкий диапазон тепловых нагрузок (70-100% против 25-100% у жаротрубных).
Рисунок 4 – Общий вид водогрейного водотрубного
водогрейного котла КВр-0,4
Рисунок 5 − Схема циркуляции воды в котле КВр-0,4 КБ
Простейший вертикальный водотрубный котел имеет два барабана, соединенных трубками (рис. 6).
В топке котла теплота продуктов сгорания передается кипятильным трубкам двумя механизмами: конвекцией и излучением.
Естественная циркуляция воды и пароводяной смеси осуществляется за счет разницы плотностей воды в опускных трубках и пароводяной смеси в подъемных кипятильных трубках.
Рисунок 6 − Принцип работы водотрубного парового котла