Комбинированная выработка пара и горячей воды на базе котлов с многократной принудительной циркуляцией и прямоточных котлов

За рубежом известны комбинированные пароводогрейные котлы, создаваемые на базе паровых барабанных котлов с многократной принудительной циркуляцией и на базе прямоточных водогрейных котлов [1].

Во Франции предложен пароводогрейный котел, выдающий одновременно пар и горячую воду. На рис. 2.5 представлена схема такого котла 1, имеющего два контура, – один 2 с многократной принудительной циркуляцией, в котором циркулирует пароводяная смесь, и второй 3, по которому вода движется в замкнутом контуре. В теплообменнике 5 сетевая вода нагревается водой, циркулирующей в водогрейном контуре 3, причем в этом контуре поддерживается заданная температура воды на входе и на выходе, для чего предусмотрен сброс воды в барабан 4 и подачи воды из него к насосам водяного контура. Пар из барабана 4 расходуется на собственные нужды котельной и для удовлетворения потребностей технологических потребителей.

Рис. 2.5. Схема комбинированного котла с принудительной циркуляцией (Франция):

1 – котел; 2 – паровой контур; 3 – водогрейный контур; 4 – барабан; 5 – теплообменник для подогрева сетевой воды; 6 – химическая водоочистка питательной воды; 7 – деаэратор питательной воды; 8 – химическая водоочистка подпиточной воды; 9 – деаэратор подииточной воды

Добавка питательной воды из химводоочистки 6 поступает в деаэратор 7, куда также возвращается конденсат от технологических потребителей. Из деаэратора 7 осуществляется питание котла непосредственно в барабан 4.

Подпитка сетевой воды происходит подпиточным насосом из деаэратора 9 в теплообменник 5.

Комбинированный пароводогрейный котел предложен А. И. Сарафом.

Тепловая схема котла приведена на рис. 2.6 и имеет три циркуляционных контура, по которым проходит сетевая вода.

Пар в сепараторе котла образуется за счет снижения давления сбрасываемой в него части горячей воды. Котел состоит из топочного экрана, двух последовательно расположенных по ходу газов конвективных пучков, сепаратора пара и циркуляционного насоса.

При работе котла в водогрейном режиме вода из обратной линии сетевым насосом подается в топочный экран и конвективные поверхности нагрева, которые можно включать между собой как параллельно, так и последовательно. Нагретая вода смешивается в общий поток, поступающий в тепловую сеть. При работе котла в паровом режиме питательная вода из бака деаэратора питательным насосом подается в нижнюю часть сепаратора пара, откуда циркуляционным насосом направляется к поверхностям нагрева по той же схеме, что и сетевая вода при работе котла в водогрейном режиме. В указанных поверхностях нагрева вода частично испаряется и образовавшаяся пароводяная смесь

Если вам необходима качественная и недорогая котельная на твердом топливе, читайте подробности по ссылке.

Рис. 2.6. Комбинированный котел, предложенный А. И. Сарафом:

1 – топочный экран; 2 – верхний конвективный пучок; 3 – нижний конвективный пучок; 4 – вертикальный барабан-сепаратор; 5 – циркуляционный насос; 6 – сетевой насос; 7 – питательный насос; 8 – деаэратор; 9 – химводоочистка поступает тангенциальными параллельными потоками в верхнюю часть сепаратора, где смешивается с питательной водой, а затем поступает в циркуляционный контур.

Котел может также работать в комбинированном режиме с одновременной выдачей пара и горячей воды. В этом случае в котле создаются два самостоятельных контура – водогрейный и паровой.

Сетевая вода подается в водогрейный контур, пройдя который, поступает в линию горячей сетевой воды. Вода из сепаратора пара подается в испарительный контур, из которого, частично испаренная, возвращается в сепаратор пара, а затем поступает в циркуляционный контур. Питательный насос может быть также использован как подпиточ – ный насос тепловой сети.

Для регулирования температуры горячей воды, выходящей из котла, предусматривается обводная линия от сетевого насоса, в обход котла, в линию горячей сетевой воды.

Основным недостатком этого котла является невозможность его блочного изготовления, так как котел запроектирован из навитых наклонных экранных труб, а не из вертикальных топочных панелей. Кроме того, большое количество арматуры и сложная схема переключений могут значительно затруднить эксплуатацию и уменьшают ее надежность.

Известна также схема комбинированного котла, предложенная ВТИ: в прямоточный водогрейный котел встраивается дополнительная поверхность нагрева, включенная в независимый от гидравлической схемы котла контур повышенного давления с паросепарирующими элементами и питательными насосами. Вода в контуре на 25 °С не догревается до температуры насыщения, соответствующей давлению в этом контуре. Далее вода частично или полностью (в зависимости от нагрузки потребителей) направляется в расширитель, давление в котором определяется параметрами потребляемого пара и меньше давления воды в контуре.

Недостатком этой схемы выработки пара является малая тепловая мощность по пару, равная 3–5 % тепловой мощности контура, что практически исключает возможность создания крупного парового контура. Кроме того, такая схема получения пара требует высокой удельной металлоемкости на 1 т пара.

Следует отметить, что существует ряд схем комбинированных котлов, которые из-за своей сложности и металлоемкости не имеют практической ценности.