Прямоточные котлы

Прямоточные котлы

Прямоточные котлы не имеют барабана. Питательная вода в них, как и в барабанных котлах, последовательно проходит экономайзер 1 (см. рис. 6, в), испарительные 5 и перегревательные 6 поверхности. Движение рабочей среды в поверхностях нагрева однократное и создается питательным насосом. Из испарительной поверхности выходит пар. Это позволяет отказаться от металлоемкого барабана. Надежное охлаждение металла труб испарительной поверхности обеспечивается соответствующими скоростями движения рабочей среды. В прямоточных котлах нет четких границ между экономайзерной, испарительной и пароперегревательной поверхностями. Изменение параметров питательной воды (температуры, давления), характеристик топлива, воздушного режима приводит к изменению соотношения площадей этих поверхностей. Так, при снижении давления в котле уменьшаются размеры экономайзерного участка (зона подогрева), увеличивается испарительная зона (ввиду роста теплоты парообразования) и несколько сокращается зона перегрева.

Прямоточные котлы по сравнению с барабанными имеют значительно меньший аккумулирующий объем рабочего тела. Поэтому при их работе необходима четкая синхронизация подачи воды, топлива и воздуха. Прямоточные котлы могут быть как докритического, так и сверхкритического давления. Требования к качеству питательной воды у них значительно выше, чем у барабанных. Даже, когда содержание солей в ней измеряется миллионными долями грамма, приходится периодически останавливать и подвергать кислотной промывке. Наиболее интенсивное отложение солей происходит при завершении испарения влаги и начале перегрева пара, что может привести к пережогу труб. Поверхность нагрева, в которой происходит этот процесс, называют переходной зоной. В котлах докритического давления эту зону размещают в конвективной шахте в области умеренных температур. При сверхкритическом давлении переходная зона менее выражена и ее не выделяют в отдельную поверхность нагрева.

Прямоточные котлы появились в связи со стремлением упростить конструкцию, отказаться от громоздкого барабана. Создание прямоточных котлов в нашей стране связано с именем профессора Л. К. Рамзина. В котле Рамзина (рис. 10) вода из экономайзера 5 обычной конструкции направляется по необогреваемым трубам во входные коллектора радиационной части, разделенной по высоте на НРЧ, СРЧ и ВРЧ. Нижняя радиационная часть 1 выполнена в виде ленты труб с горизонтально-подъемной навивкой по стенам топки. В НРЧ вода нагревается до кипения и примерно 80 % ее испаряется. Из НРЧ пароводяная смесь направляется в переходную зону 4, расположенную в конвективном газоходе. В некоторых котлах пар после переходной зоны увлажняют путем впрыска воды. Соли, растворенные в паре, частично переходят в воду и удаляются вместе с ней. Затем пар поступает в СРЧ 2 - первую ступень радиационного перегревателя, и дальше в ВРЧ - вторую ступень радиационного перегревателя, в потолочные трубы и выходной конвективный перегреватель 3, а оттуда в турбину.

Конструкция современного прямоточного котла Пп-3950 - 25,5-545 ГМ (ТГМП 1202) приведена на рис. 11. Газомазутный котел предназначен для работы под наддувом в блоке с турбиной мощностью 1200 МВт. При конструировании котла были приняты следующие конструктивные решения. Компоновка П-образная с подвеской котла на хребтовые балки 8, передающие нагрузку на колонны 15 здания. Исполнение газоплотное. Топка 2 призматическая с размером в плане 31,28x10,42 м, открытая, с верхним пережимом 3. Панели экранов 5 цельносварные из труб диаметром 32x6 мм. Для увеличения жесткости панелей предусмотрены горизонтальные балки 4. Вихревые горелки 1 расположены на стенах топки встречно, в три яруса.

Движение среды в экранах топки одноходовое. Перегреватель сверхкритического давления расположен в горизонтальном газоходе 9. Он состоит из последовательно расположенных в газовом тракте ширм 6 и двух пакетов конвективного перегревателя 7. Регулирование температуры перегрева осуществляется двумя впрысками воды. Тракт низкого давления пара состоит из регулирующего 13, промежуточного 12 и выходного 10 пакетов. Через регулирующий пакет при нормальной нагрузке котла проходит около 30 % пара, остальные 70 % байпасируются мимо пакета. После смешения в коллекторе пар поступает в промежуточный пакет, а оттуда в выходной. Экономайзер 14, расположенный в опускном газоходе 11, состоит из двух пакетов. С котлом работают воздухоподогреватели регенеративного типа.