Водотрубные котлы-утилизаторы

Наиболее распространенными водотрубными котлами являются котлы марки КУ, выпускаемые Белгородским заводом. Завод выпускает шесть типоразмеров: КУ-40, КУ-60, КУ-100, КУ-100Б1, КУ-125, КУ-150 [4]. Цифра обозначает максимальный расход продуктов сгорания в тысячах кубометров в час, приведенных к нормальным условиям. Максимальная допустимая длительная температура перед котлами 650 и 850 °С. Выпускаются котлы на давление 4,5 или 1,8 МПа. Компоновка поверхностей П-образная (кроме башенного КУ-100Б1). Все поверхности змеевикового типа скомпонованы в секции.

На рис. 14 показан продольный разрез котла КУ-80-3. В подъемной шахте по ходу газов расположены первый испарительный пакет, пароперегреватель, второй испарительный пакет и вторая секция третьего испарительного пакета. В опускном газоходе расположены первая секция третьего испарительного пакета и две секции экономайзеров. Питательная вода после экономайзера поступает в барабан котла, откуда с помощью циркуляционных насосов через шламоуловитель подается в три параллельно включенных испарительных пакета. Пароводяная смесь из испарительных поверхностей нагрева поступает в барабан, а отсепарированный насыщенный пар направляется в пароперегреватель.

Путем деления испарительной системы котла с многократной принудительной циркуляцией (МПЦ) на две-три секции, включенные по воде параллельно, удается в 6-8 раз снизить необходимое давление и мощность циркуляционных насосов. Соотношение длины змеевиков каждой секции подбирается так, чтобы их гидравлическое сопротивление было примерно одинаковым. Движение газов и пара в КУ с расходами газов (60-120)·10³м³/ч при давлении пара 4,5 МПа противоточное.

Рис. 14. Котел-утилизатор КУ-80-3:

1 – циркуляционный насос; 2 - испаритель I ступени; 3 – пароперегреватель;

4 - шламоотделитель; 5 – испаритель II ступени; 6 - балки; 7 - барабан; 8 – обдувочные линии; 9 - испаритель III ступени; 10 – экономайзер

На всех котлах используется одноступенчатое испарение. Предусмотрена возможность совместной работы котла с испарительным охлаждением печи. В барабане котла размещено сепарационное устройство.

В пакетно-конвективных котлах (ПКК) используют физическую и химическую теплоту отбросных газов сажевого производства. Сажевые заводы относятся к числу предприятий, в которых образуется большое количество отбросных газов, содержащих незначительное количество горючих компонентов и существенное количество балласта (азота, диоксида углерода и водяных паров). Для устойчивого сжигания значительного объема этих сильно забалластированных газов потребовалась разработка специальных

Рис. 15. Котел ПКК – 75/24:

1 – горелка; 2 – форкамера; 3 – ширмы; 4 – камера охлаждения;

5 – пароперегреватель; 6 – воздухоподогреватель; 7 – экономайзер;

8 – выпускной газоход; 9 - барабан

газогорелочных устройств, обладающих высокой стабилизирующей способностью.

Белгородский завод энергетического машиностроения (БЗЭМ) выпускает серию унифицированных пакетно-конвективных котлов: ПКК-30/24-70-5, ПКК-30/45А, ПКК-75/24-150-5, ПКК-75/45-150-5, ПКК-100/24-200-5 и ПКК-100/45-200-5. Числитель дроби означает производительность котла в тоннах в час, знаменатель - давление вырабатываемого пара (атмосферы). Котлы ПКК однобарабанные, конвективные с естественной циркуляцией, имеющие П-образную компоновку. На рис. 15 показан продольный разрез котла ПКК-100/24-200-5. Паропроизводительность котла до 100 т/ч, давление пара 2,4 МПа, температура перегрева 370 ºС. Отбросные газы вместе с газом, имеющим высокую теплоту сгорания (или мазутом), сжигают в трех неэкранированных горизонтальных предтопках, на фронте которых установлены специальные газогорелочные устройства. Из предтопков продукты сгорания поступают в подъемный газоход, в котором размещена испарительная поверхность нагрева, выполненная в виде конвективного пучка. Секции конвективного пучка образованы трубами, имеющими волнистую изогнутую форму. Трубы каждой секции объединены индивидуальными входными и выходными коллекторами. Секции двух типов - короткие и длинные, размещены на двух противоположных стенках газохода и подвешены к потолочному перекрытию котла на пароотводящих трубах. В пространстве, образованном изгибом испарительных секций расположен пароперегреватель. В опускном газоходе размещены воздухоподогреватель и экономайзер.