Паровой Котел БКЗ-170

Котел БКЗ-170, его барабан, пароперегреватель, водяной экономайзер, испаритель, топочная камера, система воздушного тракта....

Котельный агрегат БКЗ-170-100 изготовлен Барнаульским котельным заводом, реконструирован в январе 1973 года на сжигание мазута и газа.

Котёл вертикально-водотрубный, радиационный, однобарабанный с естественной циркуляцией и 2-х ступенчатым испарением. Про трехбарабанный котел-утилизатор мы писали ранее в статье Котел-утилизатор с 3мя барабанами

Котёл имеет П-образную компоновку. Подъёмным газоходом является топочная камера. В горизонтальном газоходе, между топкой и конвективной шахтой, расположены ширмовый и конвективный пароперегреватели. В конвективной шахте установлены холодный пакет пароперегревателя, водяной экономайзер и трубчатый воздухоподогреватель. В подъёмном конвективном газоходе установлен воздухоподогреватель из стеклянных трубок и металлического куба.

На котле на уровне 30 м установлена индивидуальная металлическая труба высотою 30 м (всего 60 м), диаметром 3 м.

Технические характеристики

• Номинальная производительность - 170 т/час
• Производительность котла минимальная

на мазуте - 90 т/час

на газе - 110 т/час

• Температура перегретого пара - 510 С
• Давление пара в барабане - 110 атм
• Давление перегретого пара - 100 атм
• Температура питательной воды - 215 С
• Температура уходящих газов - 153 С
• Объём топочной камеры - 562 м³
• Водяной объём - 63 м³
• Паровой объём котла - 35 м³

Барабан котла и сепарационное устройство

Котёл имеет один сварной барабан с внутренним диаметром 1600 из стали 22К, длина барабана (цилиндрической части) 10800 мм, толщина стенки барабана 110 и 100 мм.

Внутрибарабанные устройства состоят из: пароприёмного потолка, включающего в себя дырчатые листы и блоки жалюзи, промывочных щитов, питательного корыта, гидрозатвора, антикавитационных решёток и устройства для распределения фосфатов.

Сепарационное устройство выполнено по двухступенчатой схеме испарения. Чистым отсеком является барабан, солевые отсеки вынесены в две группы выносных сепарационных циклонов (по два циклона в группе), расположенных на боковых стенках топки.

В солевые отсеки включены четыре средние боковые панели (по две с каждой стороны). Все остальные контуры включены в чистый отсек. Выносные циклоны питаются водой из барабана котла. Производительность солевых отсеков составляет 25 т/час.

Питательная вода посредством 15 тройников подводится к питательному корыту, которое состоит из 6 секций и имеет дырчатые листы для гашения энергии подаваемой воды, проходит по промывочным щитам и сливается в водяной объём барабана.

Пароводяная эмульсия, поступающая из экранов, подводится под утопленный дырчатый лист в водяной объём барабана. Затем пар, поступающий с зеркала испарения, проходит промывочное устройство и поступает через пароприёмный потолок в 14 пароотводящих труб диаметром 108х8 мм и далее в пароперегреватель.

Нормальный уровень воды в барабане котла принят на 100 мм ниже его геометрической оси.

Допустимый нормальный уровень воды в барабане ± 30 мм от нормального уровня воды.

Барабан установлен на фронте котла на роликовых опорах, позволяющих ему под действием температурных удлинений перемещаться вдоль фронта котла.

Для регулирования солевой кратности между солевым и чистым отсеками оборудована линия подщелачивания (линия солевой кратности), по которой происходит переток котловой воды из солевого отсека в чистый.

На линии подщелачивания установлена регулируемая задвижка. Солевая кратность между солевым и чистым отсеками должна составлять 5÷8 (по содержанию фосфатов).

Пароперегреватель

На котле установлен радиационно-конвективный пароперегреватель.

Радиационная часть пароперегревателя выполнена в виде ширмовых поверхностей, расположенных в топке, и труб потолочного пароперегревателя.

Конвективные поверхности пароперегревателя расположены в горизонтальном газоходе и в конвективной шахте котла в её верхней части.

Пароперегреватель котла состоит из потолочных труб, задней и нижней панелей, труб боковых панелей, холодного пакета, ширм и горячего пакета.

Выход перегретого пара организован через главную паровую задвижку Ду225 с байпасом и конической приводной головкой по главному паропроводу Ø 273х22 ст. 12Х1МФ.

Все элементы пароперегревателя, как и топочные блоки, закреплены шарнирными подвесками на потолке котла.

Водяной экономайзер и питательный тракт

В конвективной шахте котла располагается двухступенчатый водяной экономайзер, имеющий поверхности нагрева: I ступень = 480 м², II ступень –

580 м² и выполнен из труб Ø32х4 ст.20.

Змеевики расположены параллельно фронту котла, скомпанованы из двух несоединённых между собой половин.

Водяной экономайзер рассчитан на прогрев всей питательной воды от

215^о С до 299 ^о С.

Питательная вода от сниженного узла питания по основному трубопроводу Ø200 мм подаётся на I ступень экономайзера, где подогревается от 215^о С до 238^о С. Далее вода подводится на конденсаторы впрыска, откуда возвращается к II ступени, проходит II ступень экономайзера, где подогревается от 265^о С до 299 ^о С и поступает в барабан котла.

Подогрев питательной воды в конденсаторах впрыска происходит на 27^оС.

Испарительная система котла.

Испарительная система котла состоит из топочных экранов. Экраны выполнены из труб Ø60х5 ст.20 и разделены на 16 самостоятельных циркуляционных контуров. Экранные трубы каждого контура входят в камеры Ø219х25 ст.20.

Камеры циркуляционных контуров I ступени испарения – крайние панели боковых экранов. Фронтовой и задний экраны (всего 12 контуров) по воде и пару соединяются с барабаном котла водоопускными и пароперепускными трубами Ø133х10 ст.20.

Камеры циркуляционных контуров II ступени испарения – средние панели боковых экранов (всего 4 контура) по воде и пару соединяются с выносными циклонами водоопускными Ø133х10 ст.20 и пароперепускными трубами Ø108х8 ст.20.

Для выравнивания солесодержания между выносными циклонами выполнено перекрещивание опускных труб.

Топочная камера и горелочные устройства.

Топочная камера прямоугольного сечения объёмом 562 м³ и сечением в осях труб по фронту 8384 и по глубине 2496 мм полностью экранирована трубами Ø60х5 мм ст.20.

Радиационная поверхность топки составляет 270 м², теплонапряжение топочного объёма 205х10³ ккал/м³.час.

Отметка потолка топки 24500 мм, отметка пода 5600 мм.

На боковых стенках топки на отметке 7,95 м встречно установлены по одной газомазутной горелке конструкции ОКБ ВТИ, каждая из которых имеет по две мазутные форсунки (основную и резервную) и газовую горелку.

Производительность горелок

по мазуту - 6000 кг/час

по газу - 7000 нм³/час

Воздухоподогреватель и схема воздушного тракта.

Воздухоподогреватель котла состоит из двух ступеней – входной и выходной.

Входная ступень воздухоподогревателя установлена в подъёмном конвективном газоходе и состоит из двухходового стеклянного воздухоподогревателя и одноходового металлического куба.

Выходная ступень воздухоподогревателя установлена в конвективной шахте после водяного экономайзера по ходу газов и состоит из двухходового металлического воздухоподогревателя.

Стеклянный воздухоподогреватель поверхностью нагрева 1200 м² выполнен из стеклянных труб Ø45х4, длиной 2550 мм. Расположение труб – горизонтальное, коридорное с шагом S₁=90 мм, S₂=67 мм. Материал – стекло марки 13В.

Одноходовый металлический куб входной ступени поверхностью нагрева

1600 м² выполнен из труб Ø40х1,5 мм ст.3; расположение шахматное, вертикальное.

Двухходовой металлический воздухоподогреватель выходной ступени с поверхностью нагрева 5260 м² выполнен из труб Ø40х1,5 мм ст.3.

Подогрев воздуха в стеклянном воздухоподогревателе осуществляется от 30^оС до 90^оС, в металлических кубах входной ступени от 90^оС до 160^оС и в выходной ступени до 310^оС.

Температура газов на входе в металлические кубы входной ступени воздухоподогревателя 250^оС, на входе в стеклянный воздухоподогреватель 200^оС, температура уходящих газов 151^оС.

Забор воздуха осуществляется в летнее время из помещения котельной, в зимнее время - с улицы. Переключение осуществляется языковыми шиберами, установленными во всасывающих шахтах дутьевых вентиляторов. Подогрев воздуха на всасе дутьевых вентиляторов производится за счёт присадки горячего воздуха.

Воздух после дутьевого вентилятора проходит в воздухоподогреватель со стеклянными трубками, затем металлические кубы входной ступени и далее попадает в выходную ступень, расположенную в конвективной шахте.

После выходной ступени воздухоподогревателя, где воздух делает два хода, воздух попадает в общий короб горячего воздуха, огибающий топку котла со стороны конвективной слева и справа, с которого по вертикальным коробам подаётся на горелки.

Перед горелками воздушный короб делится на короб центрального и периферийного воздуха. На коробе периферийного воздуха установлен шибер с электроприводом, управляемым со щита управления.

Котлоагрегат снабжён двумя дутьевыми вентиляторами типа ВД-140/1300 производительностью 107200 м³/час, напор 624 мм вод.ст.,  и двумя дымососами типа Д-18х2 производительностью 180000 м³/час, напор 230 мм вод.ст.

Рециркуляция дымовых газов.

Для обеспечения нормальной температуры перегретого пара при сжигании мазута с малыми избытками воздуха на котле предусмотрена рециркуляция дымовых газов.

Дымовые газы отбираются после водяного экономайзера (по ходу газов) с расчётной температурой 370^оС и дымососом рециркуляции ВД-15,5 производительностью 114000 м³/час и напором 400 мм вод.ст. подаются в нижнюю часть топки.

При подаче дымовых газов в нижнюю часть топки снижается температура в зоне горения и, как следствие, уменьшается количество тепла, передаваемого экранам за счёт радиационного теплообмена.

За счёт увеличения скорости газов в конвективных пучках при небольшом изменении температуры газов на выходе из топки повышается коэффициент теплопередачи и, соответственно, температура перегретого пара.

Установка регулирования температуры перегретого пара.

Регулирование температуры перегретого пара производится впрыском собственного конденсата в камеры регуляторов перегрева (пароохладители) I и II ступени.

Пароохладители I ступени расположены за «холодным» пакетом пароперегревателя (перед ширмами). Пароохладители II ступени расположены в рассечке «горячего» пакета пароперегревателя.

Собственный конденсат на впрыск получается в конденсаторах впрыска (2 шт Н=14 м²), который через регулировочный узел впрыска подаётся в камеры регуляторов перегрева за счёт разности давления в барабане котла и камерами пароохладителя.

Конденсация пара в конденсаторах производится питательной водой, прошедшей первую ступень водяного экономайзера. Через конденсаторы впрыска проходит вся питательная вода.

Во избежание перегрева металла змеевиков пароперегревателя при растопках, когда отсутствует в необходимых количествах конденсат на впрыск, выполнена схема, которая позволяет производить впрыск в камеры регуляторов перегрева питательную воду непосредственно со сниженного узла питания котла.

Регулирование температуры перегрева пара при работе котла на мазуте производится установкой рециркуляции дымовых газов.

Рекомендуем ознакомиться с тем, как выглядит чертеж схемы котельной с паровыми котлами.