Общее описание паровых котлов

Что такое промышленный паровой котёл?

Для работы промышленных предприятий, котельных, ТЭС и объектов различного назначения широко используются паровые котлы – стационарные нагреватели для получения пара или горячей воды. Паровой котёл представляет собой установку для генерации пара с давлением выше атмосферного, а водогрейный котёл используется для нагрева воды под давлением и применяется в основном для теплоснабжения. Для нужд производства незаменимым оборудованием является паровой котёл , обеспечивающий работу предприятий нефтегазовой, химической, строительной, деревообрабатывающей и пищевой промышленности. Паровые котлы находят свое применение в устройстве блочно-модульных котельных, в жилищно-коммунальном хозяйстве и могут использоваться везде, где необходима выработка пара для различных целей.

Конструктивные особенности паровых котлов

В зависимости от особенностей конструкции водогрейные и паровые котлы распределяются на два типа – газотрубные и водотрубные. В газотрубных котлах горячие продукты сгорания топлива движутся по трубкам малого диаметра и нагревают теплоноситель, окружающий трубки. Тепловая мощность и рабочее давление этих котлов ограничены, так как в ином случае необходимо увеличение толщины стенок котла и обеспечение дополнительной безопасности. В водотрубных котлах теплоноситель движется по кипятильным трубкам, которые нагреваются продуктами сгорания топлива. Конструкция водотрубных котлов сложнее, но эти установки способны обеспечивать высокую паропроизводительность. Водотрубные паровые котлы бывают горизонтальными или вертикальными, а по принципу движения воды в установке – барабанными или прямоточными.

Виды используемого топлива

По типу используемого топлива паровые котлы классифицируются на газовые, жидкотопливные, газомазутные, угольные и электрические. Благодаря низкой стоимости топлива и его полному сгоранию наибольшее распространение получили газовые паровые котлы. Промышленный паровой котёл, работающий на газовом топливе, обладает самым высоким КПД. В регионах с постоянной подачей газа использование паровых котлов позволяет обеспечить их бесперебойную работу, а за счет полной автоматизации и защитных механизмов гарантируется безопасность оборудования в эксплуатации.

Жидкотопливный паровой котёл работает на дизельном топливе и также отличается высокой производительностью. Для газомазутного котла (двухтопливного) может использоваться твердое топливо, газ или дизельное топливо, а для угольного – только твердое топливо. С экономической точки зрения, котлы на твердом топливе можно рассматривать как альтернативу газовым котлам, однако уголь сложнее транспортировать и хранить, а в процессе его сгорания проблематично обеспечивать минимальный выброс вредных веществ в атмосферу. Существуют также электрические паровые котлы , в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую и нагревает теплоноситель для преобразования в водяной пар.

Назначение паровых котлов

По назначению паровые котлы классифицируются на три основных вида: энергетические, промышленные и котлы-утилизаторы.

• Энергетические паровые котлы вырабатывают пар, который в дальнейшем используется для паровых турбин. Котлы энергетические вырабатывают перегретый пар, температура которого превышает температуру кипения при заданном давлении.
• Промышленные паровые котлы вырабатывают пар для технологических нужд и используются на производственных предприятиях разной специализации. В частности, на деревообрабатывающих предприятиях промышленные паровые котлы обеспечивают поддержание уровня влажности в сушильных камерах, а в нефтяной промышленности используются для подогрева нефтепродуктов при их транспортировке по трубам. Промышленные паровые котлы , в отличие от энергетических, вырабатывают насыщенный пар, который имеет температуру кипения воды.
• Конструктивной особенностью паровых котлов-утилизаторов является отсутствие топки, так как это оборудование работает на вторичных энергетических ресурсах – тепловой энергии, образующейся в технологическом цикле. Котлы-утилизаторы могут вырабатывать как пар, так и горячую воду.

устройство и классификация — ICI Caldaie Россия

Несмотря на стремительное развитие технологий, в производственных процессах целого ряда отраслей водяной пар не может быть эффективно заменен никаким другим теплоносителем. Поэтому каждый раз при проектировании и закладке новых производств инженерам придется решать задачу подбора подходящего котельного оборудования. В этом обзоре мы хотели бы разобрать основные классификации паровых котлов и соотнести их с моделями, представленными в продуктовом портфеле ICI Caldaie, чтобы обеспечить информацией специалистов, занятых выбором.

Устройство парового котла: как менялась конструкция

Принцип работы парового котла остается неизменным с момента его изобретения: тот или иной источник тепла нагревает воду, заключенную в большом или малом металлическом сосуде до температуры кипения и испарения. Скапливаясь в верхней части сосуда продукты испарения достигают необходимых величин давления и температуры, после чего направляются через паропровод потребителям или в пароперегреватель для достижения более высоких рабочих параметров. Эффективность процесса выработки пара определяется наиболее полным использованием теплоты, выделяемой источником. Развитие инженерной мысли в этом направлении можно отследить по тому, как менялась конструкция парового котла.

цилиндрический котел с внешней топкой

Первые парогенераторы напоминали котлы для варки пищи. Дровяная или угольная топка располагалась снаружи, нагревая бак с водой снизу. При такой схеме значительная часть тепла расходовалась на обогрев окружающей среды, что и обуславливало крайне низкий КПД первых паровых котлов.

паровой котел с жаровыми трубами

Разумным решением стало размещение топки внутри водяного объема котла. Вкупе с теплоизоляцией внешней обшивки бака это значимо повысило КПД, позволив расходовать тепло преимущественно на нагрев воды.

жаротрубно-дымогарный котел

Поскольку высокой температурой обладало не только открытое пламя в топке, но и выделяющиеся при сгорании дымовые газы, следующей задачей усовершенствования конструкции парового котла стало удержание тепла уходящих газов внутри водяного объема. Задача была решена размещением в нем дымогарных труб малого диаметра. Перед удалением через дымоход газы проходили по этим трубам, ускоряя нагрев и испарение воды.

В принципиально ином направлении развивалась конструкция паровых водотрубных котлов, чаще всего используемых в качестве силовых установок в электроэнергетике, на железнодорожном и водном транспорте. В случае водотрубного котла не источники тепла – топка и газоходы – размещались внутри водяного объема, а наоборот: водяной объем, распределенный по трубам малого диаметра, размещался в газоходах, по которым движутся продукты сгорания.

Такая конструкция с высокой эффективностью позволяет вырабатывать пар критического давления, избыточного для технологических процессов большинства отраслей. Принципиальные различия в конструкции водотрубных и жаротрубных котлов легли в основу большинства классификаций котельного оборудования.

Классификации паровых котлов

Классификация по назначению

Данная классификация соотносит те или иные типы паровых котлов не с конкретными отраслями, а скорее с укрупненными сферами применения. В соответствии с ней, паровые котлы делятся на энергетические, промышленные (технологические) и отопительные (энерготехнологические).

Энергетические котлы используются на электростанциях для передачи вращения турбинам, генерирующим электричество. Вырабатываемый данным оборудованием пар характеризуется высоким и сверхвысоким давлением.

Промышленные или технологические паровые котлы вы­ра­ба­ты­ва­ют на­сы­щен­ный пар для технологических нужд. Давление получаемого пара редко превышает 3 МПа (30 бар). В общей классификации котлов по давлению данный класс оборудования относится к котлам низкого и сверхнизкого давления. Если же рассматривать технологические паровые котлы как отдельный сегмент, то разделение оборудования на котлы низкого и высокого давления привязано к нормативам Ростехнадзора, устанавливающим поднадзорность сосудов, работающих под давлением. Подробнее об этом – в статье «Производственные котлы высокого и низкого давления».

Отопительные или энерготехнологические котлы находятся на стыке промышленных и энергетических. В России их широкое применение было обусловлено повсеместным строительством моногородов и жилых районов при промышленных предприятиях. Энерготехнологические паровые котлы вырабатывали пар одновременно для производственных нужд и для отопления коммунального сектора. В настоящее время в соответствии с программами повышения энергоэффективности и реконструкции производств крупнотоннажные паровые котлы заменяются котлами меньшей паропроизводительности, а для теплоснабжения жилых районов строятся более экономичные водогрейные котельные.

Компетенция ICI Caldaie – производство экономичных производственных паровых котлов жаротрубного типа с проходной и реверсивной топкой, отвечающих высоким стандартам эксплуатационной и экологической безопасности.

Классификация паровых котлов по давлению

Сквозная классификация по давлению, объединяющая все виды паровых котлов выглядит следующим образом. Область высокого давления (энергетики) включает котлы высокого, критического и сверхкритического давления. Диапазон: от 3,9 МПа до 22,5 МПа (39-225 бар). Область низкого давления (промышленность) включает котлы серхнизкого (до 0,1 МПа), низкого (0,1-1 МПа) и среднего (1-39 МПа) давления. Котлы сверхнизкого давления не подлежат регистрации в территориальных органах Ростехнадзора.

В модельном ряду ICI Caldaie область сверхнизкого давления представлена сериями:

Серия FX / FX DUAL

50 ÷ 300 кг/ч5 бар

Серия BX

100 ÷ 3000 кг/ч0,7 бар

Область среднего и высокого давления (если рассматривать промышленные котлы как самостоятельный сегмент) представлена сериями:

Серия SIXEN

350 ÷ 5000 кг/ч3 – 25 бар

Серия GSX

350 ÷ 6000 кг/ч3 – 25 бар

Серия GSX P

500 ÷ 6000 кг/ч3 – 25 бар

Серия GX

1700 ÷ 25000 кг/ч3 – 25 бар

Классификация паровых котлов по производительности

Рассматривая деление паровых котлов по производительности, нужно снова разграничить сферы энергетики и промышленности. Так, принятая в российской технической литературе классификация относит паровые котлы для технологических нужд с паропроизводительностью до 25 т/ч к категории малой производительности. Выработка пара котлами средней производительности находится в диапазоне от 35 до 160 т/ч. Это область водотрубных энерготехнологических котлов. Паровые котлы большой производительности – это оборудование с выработкой от 160 до 250 тонн пара в час. Подобная паропроизводительность востребована исключительно в энергетике.

В сегменте производственных паровых котлов классификация несколько иная. К категории малой производительности относятся паровые котлы и прямоточные генераторы с выработкой пара на уровне от 100 до 500 кг/ч; к средней категории – котлы с выработкой от 500 до 5000 кг/ч, к паровым котлам большой производительности относятся модели с выработкой от 10 т/ч.

ICI Caldaie предлагает решения во всех трех категориях:

Паровые генераторы малой производительности

Серия FX / FX DUAL

50 ÷ 300 кг/ч5 бар

Паровые котлы средней производительности

Серия BX

100 ÷ 3000 кг/ч0,7 бар

Серия BNX

100 ÷ 3000 кг/ч0,7 бар

Серия SIXEN

350 ÷ 5000 кг/ч3 – 25 бар

Серия GSX

350 ÷ 6000 кг/ч3 – 25 бар

Котлы большой производительности

Серия GX

1700 ÷ 25000 кг/ч3 – 25 бар

Серия WHB

50 – 32000 кг/ч3 – 25 бар

Классификация паровых котлов по видам топлива

Последний вид классификации — это деление котлов по видам сжигаемого топлива. До середины 20-го века паровые котлы были преимущественно твердотопливными и работали на угле, торфе или дровах. В 50-х гг. стали серийно выпускаться жидкотопливные и газовые горелки. Это позволило пересмотреть конструкцию котлов в направлении уменьшения водяного объема и габаритных размеров. Еще одним следствием использования горелок стала автоматизация работы котлов.

В настоящее время основную часть парка современных производственных генераторов пара составляют газовые и дизельные паровые котлы. Твердотопливные модели используются значительно реже, преимущественно в местностях, не имеющих доступа к магистральным газопроводам.

Паровое оборудование ICI имеет универсальную топку камерного типа, совместимую как с газовыми горелками, так и с горелками на дизеле или мазуте.

Классификация котлов по типу

Как было упомянуто в самом начале, совершенствование конструкции парогенераторов привело к появлению двух типов оборудования: жаротрубных и водотрубных котлов. Сравнительно небольшой объем паропотребления на малых и средних производствах не позволяет эффективно использовать водотрубные котлы, обладающие избыточными параметры по давлению и производительности. Поэтому основным типом паровых котлов для производственного применения становятся жаротрубные котлы. Все котельное оборудование, выпускаемое под маркой ICI Caldaie относится к жаротрубному типу.

Для полноты обзора стоит упомянуть о растущем предложении прямоточных парогенераторов, выпускаемых в качестве альтернативы паровым котлам с водяным объемом. Принцип их работы подразумевает непрерывное испарение воды, подаваемой на конвективные поверхности в виде труб или пластин. Прямоточные парогенераторы некоторых производителей могут рассматриваться в качестве альтернативы жаротрубным котлами в широком диапазоне производительности в процессах, не требующих особой точности поддержания поддержания рабочих параметров – температуры, давления и степени сухости пара.

Классификация паровых котлов по числу оборотов дымовых газов

У жаротрубных котлов имеются свои внутренние классификации. Одна из них – деление моделей на двух- и трехходовые по количеству прохождений дымовых газов через дымогарные трубы или поворотные камеры. Двухходовые паровые котлы имеют реверсивную топку и одну группу дымогарных труб, после прохождения которой газы удаляются через дымоход. Трехходовые котлы оснащаются проходной топкой и двумя группами дымогарных труб, заставляя продукты сгорания совершать дополнительный проход перед тем как покинуть контур котла. Более подробно их различия и технические особенности рассматриваются в отдельном материале – «Двухходовые и трехходовые паровые котлы».

В каталоге ICI Caldae представлены оба вида оборудования:

Двухходовые паровые котлы

Серия FX / FX DUAL

50 ÷ 300 кг/ч5 бар

Серия BX

100 ÷ 3000 кг/ч0,7 бар

Серия BNX

100 ÷ 3000 кг/ч0,7 бар

Серия SIXEN

350 ÷ 5000 кг/ч3 – 25 бар

Трехходовые паровые котлы

Серия GSX

350 ÷ 6000 кг/ч3 – 25 бар

Серия GSX P

500 ÷ 6000 кг/ч3 – 25 бар

Серия GX

1700 ÷ 25000 кг/ч3 – 25 бар

Классификация по компоновке дымогарных труб

Еще одна классификация, характерная исключительно для жаротрубно-дымогарных котлов – по схемам компоновки. Котлы различных производителей могут иметь отличающиеся схемы расположения жаровой трубы и дымогарных каналов друг относительно друга. Встречаются котлы с симметричной и ассиметричной компоновкой.

/фото примеров/

ICI Caldaie выпускает котлы с симметричной компоновкой.

Классификация паровых котлов по типу газовоздушного тракта

Еще один момент – тип газовоздушного тракта. По этому признаку котлы делятся на:

• 
  котлы с естественной тягой (движение воздуха и продуктов сгорания обеспечивается напором, возникающим под действием разности плотностей атмосферного воздуха и газа в дымовой трубе)
• 
  котлы с наддувом (сопротивление газовоздушного тракта преодолевается работой дутьевых вентиляторов, установленных на горелках)
• 
  котлы с уравновешенной тягой (когда давление в топке и начале горизонтального газохода (перед поверхностью нагрева) поддерживается близким к атмосферному совместной работой дутьевых вентиляторов и дымососов)

Котлы ICI как и большая часть котлов европейского производства относятся к котлам с наддувом.

Заключение

Мы рассмотрели наиболее распространенные классификации паровых котлов в разрезе технической компетенции компании ICI Caldaie.

Для проектов вновь возводимых и реконструируемых паровых котельных могут быть предложены экономичные двух- и трехходовые паровые котлы, вырабатывающие пар давлением от 0,7 до 25 бар. Диапазон прроизводительности от 50 кг до 32 т/ч. В зависимости от типа горелки котлы могут работать как на магистральном метане, сжиженных углеводородных газах, а также легком и тяжелом жидком топливе с соответствующей системой предварительной очистки.

По вашему запросу инженеры компании подготовят технико-коммерческое предложение с рекомендацией модели парового котла, наиболее полно отвечающего вашим технологическим задачам.

Паровой котел | Что такое паровой котел

Содержание

Что такое паровой котел

Паровой котел — это устройство, используемое для производства пара путем подачи тепловой энергии на воду. Хотя определения несколько гибкие, можно сказать, что старые парогенераторы обычно назывались паровыми котлами и работали при низком и среднем давлении (1–300 фунтов на кв. дюйм или 6,895–2068,427 кПа), но при давлениях выше этого , чаще говорят о парогенератор .

Источник – Википедия

Посмотрите наш каталог паровых котлов

Назначение парового котла

• Для выработки электроэнергии в паровых двигателях или паровых турбинах
• В перерабатывающих отраслях для различных процессов.
• Для обогрева зданий в холодную погоду и для производства горячей воды для горячего водоснабжения
  

Основные требования к паровому котлу

• Вода должна храниться безопасно
• Пар должен безопасно доставляться в желаемом состоянии (в отношении его давления, температуры, качества и требуемой скорости

Combi Ultra Boiler

Паровой котел Функции и термины

• Корпус: Состоит из одной или нескольких стальных пластин, согнутых в цилиндрическую форму и сваренных вместе. Торцы обечайки закрыты торцевыми пластинами

.

• Решетка/кровать : это платформа в печи, на которой сжигается топливо. Это может быть простая решетка для сжигания твердое топливо или слой форсунки для сжигания в псевдоожиженном слое.

• Топка: это камера, образованная пространством над колосниковой решеткой и под кожухом котла, в которой происходит горение.

• Водяное и паровое пространство: объем оболочки, занимаемый водой, называется водяным пространством, а весь объем оболочки за вычетом воды и труб называется паровым пространством

• Крепления: Элементы, используемые для обеспечения безопасности котла, называются креплениями

• Принадлежности: Предметы, которые используются для повышения эффективности котла , называются принадлежностями

• Уровень воды: Уровень, на котором стоит вода в котле называется уровнем воды

• Огнеупорный: изоляционный материал, используемый для футеровки камеры сгорания

• Пенообразование: Образование пузырьков пара на поверхности котловой воды из-за высокого поверхностного натяжения воды

• Масштаб: Отложение среды из-за чрезмерной жесткости, возникающее на поверхностях нагрева воды котла из-за нежелательного состояния воды котла

• Продувка: Удаление шлама и других примесей воды из нижней части котла . Осуществляется с помощью продувочного крана или клапана

• Обшивка: Изоляция, обернутая снаружи корпуса котла или паропровода

Подробнее о терминологии котлов

Компания Thermodyne Engineering Systems является одной из ведущих компаний по производству котлов в Индии . Опираясь на более чем 15-летний опыт и 800+ установок во всех основных сегментах промышленности, использующих котлы.

Мы являемся одним из крупнейших паровых котлов , тепловых жидкостных нагревателей и генераторов горячей воды и генератора горячего воздуха, производителя котлов Powertherm в Индии.

Узнайте больше о паровом котле:

• Котлы и Компоненты котла
• Рабочая тепловая электростанция
• Бойлер с сухим и мокрым дном
• Промышленные воздуходувки
• Рукавные фильтры
• Терможидкостный нагреватель
• REVOTEAM КОТЕЛ
• Генератор горячей воды

Также посетите наш канал YouTube : Thermodyne Engineering Systems

Запасные части для котлов Thermodyne

• J&K
• Уттаракханд
• Раджастхан
• Пенджаб
• Харьяна
• Чхаттисгарх
• Уттар-Прадеш
• Бангладеш
• Непал
• Бихар
• Дели

Посмотрите наш каталог паровых котлов

Что вы подразумеваете под паровым котлом? – Thermodyne Engineering Systems

Паровой котел определяется как котел, использующий тепло для преобразования воды в пар для различных целей.

С технической точки зрения котел можно определить как закрытый сосуд, в котором вода или другая жидкость нагревается под давлением. Затем эта жидкость циркулирует из котла для использования в различных процессах или для производства электроэнергии. В случае производства электроэнергии пар отбирается из парового котла при очень высоком давлении и температуре.

Принцип работы котла

Основной принцип работы котла очень прост и понятен. Котел по сути представляет собой закрытый сосуд, внутри которого хранится вода. Топливо (обычно уголь) сжигается в топке и образуются горячие газы. Эти горячие газы вступают в контакт с резервуаром для воды, где тепло этих горячих газов передается воде и, следовательно, в котле образуется пар. Затем этот пар подается на турбину ТЭЦ. Существует множество различных типов котлов, используемых для различных целей, таких как работа производственного предприятия, санитарная обработка некоторых помещений, стерилизация оборудования, подогрев окружающей среды и т. д.