8.5.2. Назначение и классификация котельных агрегатов

Как уже отмечалось, котельным агрегатом, называется энергетическое устройство для получения пара заданного давления и температуры и в заданном количестве (р, МПа; t, ^оС; D, т/ч). Часто это устройство называют парогенератором, ибо в нем происходит генерация пара, или просто паровым котлом. Если конечным продуктом является горячая вода заданных параметров (давления и температуры), используемая в промышленных технологических процессах и для отопления промышленных, общественных и жилых зданий, то устройство называют водогрейным котлом. Таким образом, все котлоагрегаты можно подразделить на два основных класса: паровые и водогрейные.

По характеру движения воды, пароводяной смеси и пара паровые котлы подразделяются на следующие виды:

1. барабанные с естественной циркуляцией;

2. барабанные с многократной принудительной циркуляцией;

3. прямоточные.

В барабанных котлах с естественной циркуляцией вследствие разности плотностей пароводяной смеси в обогреваемых трубах и жидкости в не обогреваемых трубах происходит движение пароводяной смеси вверх, а воды вниз. Трубы не обогреваемые называются опускными, а обогреваемые – подъемными (экранными).

Отношение количества воды, проходящей через контур, к паропроизводительности контура за тот же промежуток времени называется кратностью циркуляции . Для котлов с естественной циркуляцией = 10–60.

В котлах с принудительной циркуляцией движение воды и пароводяной смеси осуществляется с помощью циркуляционного насоса ЦН, движущий напор которого рассчитан на преодоление сопротивления всей системы.

В прямоточных котлах нет циркуляционного контура, нет многократной циркуляции воды, отсутствует барабан, вода прокачивается питательным насосом через экономайзер, испарительные поверхности и пароперегреватель последовательно. Следует отметить, что прямоточные котлы используют воду более высокого качества. Вся вода, поступающая в испарительный тракт, на выходе из него полностью превращается в пар, т.е. в этом случае кратность циркуляции = 1.

Паровой котельный агрегат (парогенератор) характеризуется паропроизводительностью, давлением и температурой производимого пара и температурой питательной воды. Эти параметры в России регламентируются.

Паропроизводительность парогенератора выражают в т/ч или кг/с. Поскольку парогенератор предназначен для превращения тепла, заключенного в топливе, в потенциальную энергию пара, он представляет собой разновидность преобразования энергии, а поэтому его можно характеризовать также по мощности, выражаемой в кВт или МВт. По паропроизводительности различают котлы малой (до 20–25 т/ч), средней (от 35–50 до 160–220 т/ч) и большой паропроизводительности (от 220–250 т/ч и выше).

Давление производимого в котле пара выражают в кПа и МПа.

По давлению производимого пара различают котлы низкого (до 1,37 МПа), среднего (2,35 и 3 92 МПа), высокого 9,81 и 13,7 МПа) и закритического давления (25,1 МПа). Граница, отделяющая котлы низкого давления от котлов среднего давления, условна.

В котельных агрегатах производят либо насыщенный пар, либо пар, перегретый до различной температуры, значение которой зависит от его давления. В настоящее время в котлах высокого давления температура пара не превышает 540–570 ^оС. Температура питательной воды в зависимости от давления пара в котле колеблется от 50 до 275 ^оС.

Водогрейные котлы характеризуются по их теплопроизводительности (кВт или МВт, в системе МКГСС – Гкал/ч), температуре и давлению подогретой воды, а также по роду металла, из которой изготовлен котел.

По роду металла различают чугунные и стальные водогрейные котлы. Первые предназначают для отопления отдельных зданий и выполняют на небольшие теплопроизводительности, не превышающие 1,2–1,6 МВт, для подогрева воды с давлением не выше 300–400 кПа до температуры 115 ^оС. Вторые выполняют на большие теплопроизводительности – от 4,75 до 210 МВт и устанавливают в крупных квартальных и районных котельных для теплоснабжения больших жилых массивов. Кроме того, водогрейные котлы теплопроизводительностью 35 МВт и выше устанавливают также на ТЭЦ взамен пиковых подогревателей сетевой воды.