Горизонтально водотрубного

Второе направление в развитии котлов связано с заменой одного барабана несколькими, меньшего диаметра, заполненными водой и пароводяной смесью. Увеличение числа барабанов привело сначала к созданию батарейных котлов, а замена части барабанов — трубами меньшего диаметра, расположенными в потоке дымовых газов, — к водотрубным котлам. Благодаря большим возможностям увеличения паропроизводительности это направление получило широкое развитие в энергетике. Первые водотрубные котлы имели наклоненные к горизонтали (под углом 10—15°) пучки труб 3, которые с помощью камер 4 присоединялись к одному или нескольким горизонтальным барабанам / (рис. 7, г). Котлы такой конструкции получили название горизонтально-водотрубных. Среди них особо следует выделить котлы талантливого русского конструктора В. Г. Шухова. Прогрессивная идея, связанная с разделением общих камер, барабанов и трубных пучков на однотипные группы (секции) одинаковой длины и тем же числом труб, заложенная в конструкцию, позволила осуществлять сборку котлов разной паропроизводительности из стандартных деталей. Но такие котлы не могли работать при переменных нагрузках.

В водотрубных котлах увеличение поверхности нагрева осуществлялось присоединением к барабану труб извне и обогреву их газами снаружи (кипятильные трубы). В горизонтально-водотрубных котлах (рис. 3.9,^) кипятильные трубы расположены под углом к горизонтальной плоскости не более 40°, в вертикально-водотрубных трубы расположены под большим углом к горизонтали или вертикально (рис. 3.9, д).

Рис. 5-1в. Основные схемы горизонтально-водотрубных котлов.

В горизонтально-водотрубных котлах, наоборот, поперечное омыва-ние было основным, а смешанное имелось только в местах перетекания дымовых газов из одного газохода в другой.

Позже в вертикально-водотрубных котлах с барабанами и естественной циркуляцией стали применять поперечное смывание пучков труб с поворотами дымовых ГЕЗОВ в горизонтальной плоскости и два барабана. Так появились компоновки котельных агрегатов многоходовые по газам и с пучками труб с чисто поперечным смыванием и интенсивным теплообменом.

У горизонтально-водотрубных котлов с поперечным и смешанным смыванием труб для более глубокого охлаждения газов потребовалась дополнительная поверхность нагрева, размещаемая над или под котлом или рядом с ним. Направлению дымовых газов в последнем газоходе сверху вниз способствовало также размещение механизмов с вращающими деталями на возможно более низкой или нулевой отметке.

Второе направление в развитии котлов связано с заменой одного барабана несколькими, меньшего диаметра, заполненными водой и пароводяной смесью. Увеличение числа барабанов привело сначала к созданию батарейных котлов, а замена части барабанов — трубами меньшего диаметра, расположенными в потоке дымовых газов, — к водотрубным котлам. Благодаря большим возможностям увеличения паропрэизводительности это направление получило широкое развитие в энергетике. Первые водотрубные котлы имели наклоненные к горизонтали (под углом 10—15°) пучки труб 3, которые с помощью камер 4 присоединялись к одному или нескольким горизонтальным барабанам / (рис. 7, г). Котлы такой конструкции получили название горизонтально-водотрубных. Среди них особо следует выделить котлы талантливого русского конструктора В. Г. Шухова. Прогрессивная идея, связанная с разделением общих камер, барабанов и трубных пучков на однотипные группы (секции) одинаковой длины и тем же числом труб, заложенная в конструкцию, позволила осуществлять сборку котлов разной паропроизводительности из стандартных деталей. Но такие котлы не могли работать при переменных нагрузках.

Из большого числа конструкций горизонтально-водотрубных котлов в СССР наибольшее распространение ранее имели котлы системы Шухова, по своим ка-

паровых котлов с максимальной тепловой нагрузкой конвективных поверхностей нагрева, обеспечиваемой применением наиболее выгодного поперечного обтекания их потоком газов. Первой попыткой в этом направлении явилось создание мощных горизонтально-водотрубных секционных котлов Ленинградским металлическим заводом им. Сталина (ЛМЗ) (фиг. 10).

Внутренний осмотр котлов должен всегда сопровождаться отбором проб отложений с описанием их физических свойств и места отбора пробы. Этот осмотр позволяет достаточно точно определить степень загрязнения барабанов, коллекторов, внутрибарабанных устройств. Что касается трубной системы котла, то такой осмотр для котлов некоторых типов дает мало сведений, характеризующих их внутреннее состояние. Гнутые трубы просматриваются из барабанов всего на длину 400— 600 мм, что недостаточно. Трубы горизонтально-водотрубных котлов (Шухова, Шухова—Берлина, Бабкок-Вилькокс и др.) позволяют достаточно хорошо просмотреть их внутреннее состояние.

При экранировании стен топочных камер горизонтально-водотрубных котлов типа Шухова—Берлина, Шухова и других секционных котлов фронтовые, задние и боковые экраны не могут включаться непосредственно в барабан котла или в циркуляционную схему котельного пучка как по конструктивным соображениям, так и по условиям надежности циркуляции и сепарации. Обычно при реконструкции котлов этих типов экраны снабжаются как нижними, так и верхними коллекторами, чем обеспечивается создание контуров, независимых от существующих циркуляционных контуров котельных пучков. При реконструкции вертикально-водотрубных котлов, имеющих в большинстве случаев поперечное к оси котла расположение барабанов, экранирование задних и фронтовых стен топки в ряде случаев может быть легко выполнено без верхних коллекторов, с непосредственным вводом в барабан всех труб фронтового и заднего экранов. В этих типах котлов только боковые экраны снабжаются обычно верхними и нижними коллекторами, что всегда обеспечивает этим экранам циркуляционный контур, независимый от существующих котельных пучков. Следует, однако, отметить, что в настоящее время все новые котлы среднего давления выпускаются нашими заводами в блочном изготовлении, т. е. все топочные экраны — фронтовые, задние и боковые изготовляются на заводе в виде отдельных законченных блоков— панелей, снабженных верхними и нижними коллекторами. Надежная работа циркуляционных контуров экранов обеспечивается соблюдением ряда условий и требований при их конструировании и выполнении. К числу таких основных условий относится достаточная для создания необходимой скорости циркуляции высота контура циркуляции, т. е. высота обогреваемых экранных и отводящих труб. При обычных схемах включения циркуляционного контура экрана непосредственно в ба-

взамен горизонтально-водотрубного ___

тяге, является разрежение в топочной камере. Как видно из рис. 34, указанные условия обеспечиваются при разрежении в топке горизонтально-водотрубного котла не менее 3 мм вод. ст. При исследовании влияния тяги каждый режим работы горелки снимался при определенном положении шибера котла. При этом давление газа перед горелкой изменялось в рабочем диапазоне от 100 до 300 мм вод. ст. Одновременно производился отбор проб дымовых газов при входе в первый газоход котла с целью определения коэффициента избытка воздуха и потерь тепла е химическим недожогом <7з-

небольших промышленных предприятий. Наоборот, вторые становятся основным типом котлов малой мощности. В качестве примера конструкции горизонтально-водотрубного котла на рис. 10-7 изображен паровой котел Шухова — Берлина. Он состоит из поперечного барабана-паросборника 15 и двух секций с камерами 9 и с 24 кипятильными трубами в каждой секции. Секции

Рис. 23-2. Повреждения горизонтально-водотрубного котла в результате упуска воды.

Аварии из-за упуска воды. 1. Кочегар котла заметил, что из поля видимости скрылся уровень воды в водоуказательном стекле обслуживаемого им горизонтально-водотрубного котла. Не проверив состояние колонки и действительного уровня воды в котле, стал его продувать, полагая, что котел перепитая. Осмотрев затем топку через гляделки и заметив прогиб кипятильных труб, он остановил котел. Последующий осмотр показал, что барабан котла сильно занесен шламом, которым были забиты нижние штуцера во-доуказательных колонок. Из-за невнимательности кочегара не была своевременно замечена неисправность водоуказательной колонки, а его неправильные действия (продувка котла) усугубили последствия допущенного упуска воды в котле.

Отличительной особенностью секционного горизонтально-водотрубного котла является секция, состоящая в большинстве

Из передвижных паровых котлов горизонтально-водотрубного типа широкое применение имели котлы

Выносная экранированная топка горизонтально-водотрубного котла (см. рис. 4-3) имеет значительное экранирование стенок. Трубы боковых экранов расположены наклонно (с подъемом в глубь топки), трубы заднего экрана—вертикально. Передняя стенка, имеющая дверку для загрузки топлива, не экранирована. Вода из барабана котла опускается по передним коллекторам и распределяется по боковым экранным трубам. Задние коллекторы и вертикальные трубы заднего экрана являются подъемными. Тепловое напряжение труб заднего экрана выше, чем труб боковых экранов, что объясняется их расположением 'по отношению к факелу в топке.

Проведенное автором .исследование вопроса о рациональной компоновке 'конвективного пучка IB передвижном паровом котле горизонтально-водотрубного типа, отапливаемом дровами, позволяет сделать следующие выводы:

Однотрубные конвективные пароперегреватели локомобильного и горизонтально-водотрубного котлов показаны на рис. 11-2. Пароперегреватель локомобильного котла представляет собой цилиндрическую спираль, расположенную в дымовой коробке. Пароперегреватель горизонтально-водотрубного котла НИПСИ 'Состоит из четырехвиткового змеевика, расположенного непосредственно за конвективным пучком. Благодаря ограниченной поверхности нагрева этих пароперегревателей повышение температуры пара незначительно (в среднем на 100° С в локомобильном котле и лишь на 30° С в горизонтально-водотрубном котле).

Рис. 12-2. Изменение к. п. д. горизонтально-водотрубного котла АДП в зависимости от нагрузки.