Схема котла-утилизатора и ее краткое описание

Котлы-утилизаторы предназначены для использования физической теплоты газообразных продуктов и отходов химических производств или теплоты экзотермических реакций окисления исходного газообразного сырья для получения энергетического либо технологического пара. Котлы-утилизаторы, использующие теплоту сгорания или теплоту экзотермических реакций окисления указанных веществ, имеют топочные устройства для сжигания или окисления этих веществ.

При высоких температурах газов (более 900^оС) эти котлы снабжаются радиационными (экранными) поверхностями нагрева и имеют такую же компоновку, как и обычный паровой котел, только вместо топки – радиационная камера, в которую снизу входят газы. Воздухоподогреватель отсутствует, если горячий воздух не нужен производству. Газы сначала охлаждаются в радиационной камере как в топке «обычного» котла. Большой свободный объем этой камеры позволяет иметь повышенную толщину излучающего слоя и , как следствие, повышенную степень черноты газов. Поэтому здесь теплота в основном передается излучением.

При температуре газов ниже 900^оС и котлах-утилизаторах обычно используются только конвективные поверхности нагрева. Эти агрегаты радиационной камеры не имеют, а целиком выполнены из змеевиков.

Котел-утилизатор типа КУ-16 устанавливают за нагревательными, мартеновскими, обжиговыми печами, а также используют в химической и других отраслях промышленности. Разработан для установки в закрытом помещении. Рассчитан на работу под разряжением. Сейсмичность района установки 6 баллов.

Котел – газотурбинный, с естественной циркуляцией, с горизонтальным расположением испарительных поверхностей. Внутренний диаметр барабана котла КУ-16 – 2200 мм, толщина стенки обечайки – 16, днищ – 20 мм. Материал обечайки и днищ – сталь 20К. Барабан имеет внутрибарабанное паросепарационное устройство в виде дырчатого листа и жалюзи.

Газ проходит по 239 дымогарным трубам диаметром 60×3мм (сталь 20).

К барабану котла крепится входная и выходная газовые камеры. Внутри входной газовой камеры имеется пароперегреватель с горизонтальным расположением змеевиков. Диаметр труб пароперегревателя – 32×3 мм (сталь 20).

Обмуровка входной газовой камеры – многослойная, выполнена из слоев шамотобетона, термоизоляционного бетона и матрацев из шлаковаты. Газоходы котла имеют наружную теплоизоляцию.

Для оистки поверхностей нагрева дымогарных труб котла КУ – 16 предусмотрено обдувочное устройство.

Котел снабжен необходимой арматурой, гарнитурой, устройством для отбора проб пара и воды, а также контрольно-измерительными приборами. Питание котла и сигнализация уровня воды в барабане автоматизированы.

Котел поставляется транспортабельными блоками в следующем комплекте: барабан, входная и выходная газовые камеры, внутрибарабанное устройство, арматура котла, помосты и лестницы, гарнитура и опоры барабана, обдувочное устройство, установка для отбора пара и воды, пароперегреватель, трубопровод в пределах котла.

Рис.8. Котел-утилизатор КУ-16

Схема экономайзера

Экономайзеры используют тепло газов в газоходах после котла. Они снижают потери с уходящими газами. В экономайзерах подогревается питательная вода до поступления ее в барабан котла, при этом облегчается работа котла, предназначенного для испарения воды.

Водные экономайзеры предназначенные для подогрева питательной воды, обычно выполняют из стальных труб диаметром 28-38 мм, согнутых в вертикальные змеевики и скомпонованных в пакеты. Трубы в пакетах располагаются в шахматном порядке довольно плотно: расстояние между осями соседних труб поперек потока дымового газа составляют 2-2,5 диаметра трубы, а между рядами- вдоль потока-1-1,5.

Крепление труб змеевиков и их дистанционирование осуществляются опорными стойками, закрепленными на полых, изолированных со стороны горячих газов балках каркаса .В экономайзере котлов высокого давления до 20% воды может превращаться в пар. Общее число параллельно работающих труб выбирается исходя из скорости воды не ниже 0,5-1 м/с.Эти скорости обусловлены необходимостью смывания со стенок труб пузырьков воздуха способствующих коррозии, и предотвращения расслоения пароводяной смеси, которое может привести к перегреву слабо охлаждаемой паром верхней стенки трубы и ее разрыву. Движение воды в экономайзере обязательно восходящее; в этом случае имеющийся в трубах после монтажа (ремонта) воздух легко вытесняется водой.

Число труб в пакете в горизонтальной плоскости выбирается исходя из скорости продуктов сгорания 6-9 м/с.Скорость эта определяется стремлением с одной стороны получить высокие коэффициенты теплопередачи, а с другой- не допустить чрезмерного золового износа.

Рис.9. Схема экономайзера