Жаротрубно-газотрубные котлы

Жаротрубно-газотрубные горизонтальные стальные котлы малой мощности.Предназначен для получения воды для систем отопления с параметрами 115-70°С. Котел РК.-1,6. В качестве топлива может использоваться ТПБ и другие виды легких жидких топлив, а также природный газ (рис. 3.7).

На котле установлена пневматическая низконапорная форсунка тепловой мощностью 2,21 МВт. Давление топлива перед форсункой 0,03 МПа, рекомендуемая кинетическая вязкость не более 6 мм²/с (~1°ВУ). КПД котла на жидком топливе 90 %.

Рис. 3.7. Стальной водогрейный жаротрубно-газотрубный котел РК-1,6: 1 - корпус котла; 2 - водоохлаждаемая крышка; 3 - дутьевой вентилятор; 4 - горелочное устройство; 5- взрывные клапаны: воздушник; 7 - лючок; 8 - газоход; 9 - жаровая труба; 10 - дымогарные трубы

Завод-изготовитель комплектует котел дутьевым вентилятором Ц10-28 с электродвигателем мощностью 13 кВт, автоматикой КСУ-1-Ж-2 завода «Старорусприбор», обеспечивающей автоматическое управление и защиту котла, а также арматурой в пределах котла и контрольно-измерительными приборами.

Парообразователь (паровой котел) Д-721. Предназначен для получения пара давлением до 0,5 кг/см², используемого при запаривании кормов, отоплении помещений, нагрева воды. Парообразователь применяется во всех климатических зонах страны (рис. 3.8.).

Котел горизонтальный, трехходовой по газу, жаротрубно-газотрубного (дымогарного) типа. Барабан котла сварен из листовой стали, по торцам к нему приварены трубные решетки для крепления жаровой и дымогарных труб. Торцы котла закрываются крышками, образующими дымовые коробки газоходов.

Жаровая труба служит топкой, в которой установлена форсунка для сжигания ТПБ (печного бытового топлива по ТУ 38.00.150-71). Воздух, необходимый для горения, подается дутьевым, вентилятором, который смонтирован в одном блоке с механической форсункой. Привод вентилятора осуществляется от электродвигателя АОЛ2-22-2 ВМС мощностью 2,2 кВт, 2800 об/мин.

Питается котел водой центробежным вертикальным насосом типа БЦНМ-3/17, с приводом от электродвигателя, мощностью 0,4 кВт, 2800 об/мин, либо от водовода.

При подаче воды в котел с преобладающей карбадздной жесткостью она проходит через противонакипное магнитное устройство.

В качестве топлива используют смесь дизельного топлива с тракторным керосином в соотношении 1:3, тракторный керосин или ТПБ.

Рис. 3.8. Парообразователь Д-721А: 1- фурма; 2 - передняя крышки: 3 - передняя дымовая камера; 4 - передняя трубная решетка; 5 - жаровая труба; 6 - дымогарные трубы; 7 - барабан (корпус) котла; 8 - теплоизоляция; 9 - сухопарник; 10 - задняя трубная решетка; 11 - контрольная пробка; 12 - дымовая камера первого газохода; 13 - задняя трубная решетка; 14 - патрубок для отвода дымовых газов; 15 - задняя дымовая камера второго газохода: 16 - задняя крышка котла; 17 - взрывной клапан; 18 - люк

Жаротрубно-газотрубные котлы фирмы «ACV» типа «COMPACT», выпускаются 13 моделей от 74 до 1279 кВт, предназначены для сжигания газового и дизельного топлива. Относятся к жаротрубно-дымогарным горизонтальным котлам камера сгорания выполнена из стали ST37/2 в соответствии со стандартом DIN 4702, ч.1. Благодаря интенсивности теплоотвода из камеры сгорания и равномерности теплового напряжения по объему достигается значительное снижение оксидов азота.

Фронт котла выполнен в виде мощной двери, имеет керамическую изоляцию, нанесенную на слой минеральной ваты толщиной 25 мм. Вся теплоизоляция котла толщиной 125 мм выполнена из стекловаты.

КПД котла типа СА-1000, тепловой мощностью 1,163 МВт - 90,6-91,6 %, масса котла – 2100 кг, габаритные размеры, м: длина - 2,88, ширина - 1,30, высота - 1,62 (по данным фирмы-изготовителя).

Аналогичные компоновочные и технологические решения приняты в котлах «Paramat-Simplex» фирмы Viessmann и котлах типа «Omnimat».

Рис. 3.9. Газомазутный ОК фирмы Vertriebs-GmbH (Германия) «Omnimat 16 PG»: 1- горелочное устройство; 2 - дверь топочной камеры; 3 - дымогарные трубки; 4 - перепускной клапан; 5 - выход газов; 6 - встроенный экономайзер из профильных труб; 7 - жаровая труба; 8 - перепускная камера

Особенностью котла «Omnimat 16 PG» является регулируемый последовательно включенный экономайзер 6. С помощью регулирующей заслонки и перепускного клапана 4 поддерживается постоянная температура уходящих газов (110-130 °С) независимо от тепловой нагрузки котла, что обеспечивает сухой режим работы (см. рис. 3.9).

Котлы «Omnimat 16 PG» по DIN 4702 b TRD 702 или 701 имеют диапазон номинальной тепловой мощности от 800 до 8000 кВт.

Рециркуляция газов в жаровой трубе и низкое тепловое напряжение топочного объема (менее 1 МВт/м³) обеспечивают низкую эмиссию оксидов азота (по данным технической документации фирмы-производителя Vertriebs-GmbH).

Датская фирма «Danstoker» поставляет на Российский рынок жаротрубно-газотрубные горизонтальные трехходовые котлы, для сжигания газа и жидкого топлива, типа «Global», TVB с температурой нагрева до 115 °С и тепловой мощностью 1,0-20,0 МВт. КПД котлов зависит от нагрузки котла и при ее изменении от 100 до 50% КПД увеличивается с 91 до 93,5 %. Котлы оборудуются горелочными устройствами фирмы «Weishaupt». Котлы имеют низкие показатели по выбросам оксидов азота и других загрязнителей.

Американская фирма «Cleaver-Brooks» производит жаротрубно-газотрубные горизонтальные четырехходовые паровые котлы модели «СВ» тепловой мощностью от 0,49 (СВ-50) до 7,84 МВт (СВ-800). В конструкции котла Кливер-Брукс площадь сечения каждого последующего прохода уменьшается (тем самым уменьшается площадь сечения газового потока) и достигается оптимальная скорость при уменьшающемся объеме газа. На всех четырех проходах обеспечивается высокая эффективность конвективного теплообмена, что подтверждается низкой температурой уходящих газов и высоким стабильным КПД. Характер движения газов показан на рис. 3.10.

Система наддува Кливер-Брукс обеспечивает подачу в топку контролируемых объемов воздуха. Воздух подается в топку под нужным давлением с помощью дутьевого вентилятора, что позволяет работать без дымососа и высокой дымовой трубы. В котле, работающем под наддувом, воздух нагнетается в предтопочную камеру для, обеспечения постоянного давления и затем проходит через рассеиватель, для улучшения смешивания воздуха с топливом.

Рис. 3.10. Схема движения газов в котле Кливер-Брукс модели «СВ»

Котлы Кливер-Брукс имеют 470 кв. см. поверхности нагрева на один кВт мощности котла, что обеспечевается правильным соотношением поверхности нагрева и скорости газового потока.

Топка располагается гораздо ниже уровня воды на достаточное расстоянии от нижней стенки котла для обеспечения полной циркуляции и надежности и долговечности работы.

Гарантированный КПД при всех видах топлива – 90,6 %, при сжигании газа (при 100 % нагрузке) может достигать 94 %.

Фирма Кливер-Брукс разработала специальные горелочные устройства для котлов моделей «СВ». Горелка жидкого топлива с воздушным распыливаниемобеспечивает высокую степень распыливание, как дизельного топлива, так и мазута по сравнению с механическим распыливанием. При использовании мазута форсунка и трубы горелки продуваются, для устранения спекания топлива в форсунке и его застывания в трубах.

При сжигании газового топлива котлы оборудуются высокоскоростной горелкой. Комбинированная горелка позволяет переходить с одного топлива на другое для повышения эффективности или при нехватке какого-либо топлива. Перевод горелки с одного топлива на другое занимает меньше минуты. На рис. 3.11 показана схема комбинированного ГУ.

Рис. 3.11. Схема комбинированного ГУ для котлов фирмы Кливер-Брукс для моделей «СВ».

ГУ позволяют держать котел включенным при низких нагрузках, с гарантированным понижением мощности 10:1при работе на газовом топливе и 8:1 при работе на дизельном топливе. Сократить или устранить необходимость в постоянных вкл./выкл. циклах и связанных с этим износом и ремонтом. Повысить КПД за счет исключения циклов продувки воздухом.

На рис. 3.12 показан фронт котла с системой управления.

Компьютеризованный блок управления CB-AWK.

Система поддержания оптимального соотношения топлива и воздуха.

Узел регулирования жидкого топлива. Убирающаяся форсунка – съемная.

Система контроля и безопасности включает в себя датчик минимальной подачи воздуха, отсечные клапаны топлива, регуляторы давления и регулятор температуры мазута

Рис. 3.12. Фронт котла Кливер-Брукс модель «СВ»

ООО «Дорогобужкотломаш» (з-д №1) освоил выпуск современных жаротрубно-газотрубных котлов для газового топлива (ГОСТ 5542) серии «Vacumatic». Котлы горизонтальной компоновки, двухконтурные не требуют специальной водоподготовки, работают под наддувом в топке (230-330 Па).

Номинальная тепловая мощность котлов 630 (VT-630), 1100 (VT-1100), и 2000 (VT-2000) кВт, при этом КПД не менее 92%. Удельная масса (кг/кВт) и объем топки (м³), соответственно равны:

VT-630 - 3,22 - 0,55;

VT-1100 - 2,73 - 0,98;

VT-2000 - 2,35 - 1,53.

Параметры горячей воды 115/70 °С, гидравлическое сопротивлениекотла ~ 30 кПа. Внешний вид котла показан на рис. 3.13.

Рис. 3.13. Жаротрубно-газотрубный горизонтальный многоходовой водогрейный котел на газовом топливе производства ООО «Доргобужкотломаш» серии «Vacumatic»

Для работы на газовом и дизельном топливе разработана серия «Дорогобуж» (КВ-ГМ) тепловой мощностью от 0,05 до 2,32 МВт в газоплотном исполнении. КПД при работе на газе, не менее 93 %; при работе на дизтопливе - 91 %.

Промышленная группа «Генерация» разработала водогрейные котлы жаротрубно-газотрубного типа КСВА (ВК-22), КСВ. Устройство двухходового котла типа КСВ показано на рис. 3.14.

Котлы КСВ «Генерация» выпускаются для сжигания природного газа и дизельного топлива с номинальной тепловой мощностью от 0,1 до 0,5 МВт. КПД при сжигании газа - 92 %, при сжигании жидкого топлива - 86 %.

Рис. 3.14. Жаротрубно-газотрубный котел типа КСВ производства фирмы «Генерация»: 1 - корпус котла; 2 - топочная камера; 3 - передняя трубная доска; 4 - за­дняя трубная доска; 5 - взрывной клапан; 6 - конвективный газоход котла; 7 - основание; 8 - задняя крышка; 9 - наружная обечайка; 10 - подводящий патрубок обратной воды; 11 - патрубок прямой воды; 12 - передняя крышка; 13 - крепежный фланец горелки; 14 - рассеивающая пластина; 15 - горелка; 16 - слив с котла

Котел имеет реверсивную топку, в которой газы разворачиваются на 180 ° к фронту и через передний обводной газоход поступают в дымогарные трубки, представляющие конвективный газоход.

Вода подается в котел через входной патрубок в передней части корпуса. Установленная на обечайке рассеивающая пластина (14) смешивает холодную обратную воду с горячей котловой водой. Котел в составе котельной оборудуется также рециркуляционным водяным насосом, с помощью которого температуру возвращающейся в котел воды повышают как минимум до 70°С.

Гидравлическое сопротивление котла 4-19 кПа, аэродинамическое сопротивление 100-400 Па, объем топки 0,2-0,7 м3. Удельная масса котлов серии КСВ колеблется от 2,7 кг/кВт (для котла КСВ-0,1 Гн) до 2,2 кг/кВт (для котла КСВ-0,5 Гс).

Кроме перечисленных выше котлов фирма выпускает жаротрубные котлы тепловой мощностью до 8 МВт (на газовом топливе), которые относятся к водогрейным трехходовым жаротрубным котлам. Первый ход котла образо­ван жаровой трубой и поворотной камерой. Второй и третий ход образуют дымогарные трубки конвективной части котла. Технические характеристики котлов серии КСВ «Генерация» даны в табл. 3.1.

Таблица 3.1