Источники высокотемпературных тепловых отходов. Лекция 17

1.

Источники высокотемпературных
тепловых отходов.
Характеристики методов утилизации
тепла в промышленности.
Классификация котловутилизаторов.
Газотрубные горизонтальные и
вертикальные котлы-утилизаторы.
Водотрубные котлы котлы-утилизаторы.

2.

Классификация и характеристики
котлов утилизаторов

3.

Для утилизации тепловой энергии
дымовых газов применяют:
• котлы-утилизаторы, при температуре
более 450 С и расходе более 5000 м3/ч
дымовых газов;
• теплообменные аппараты.
Котлы-утилизаторы применяют для получения
пара (насыщенного и перегретого).

4.

5.

Требования, предъявляемые к котламутилизаторам:
• компактность,
• эффективную теплопередачу потоков,
• возможность работы на воде пониженного
качества,
• легкость очистки барабана и труб от солевых
отложений, а газоходов от золы.

6.

Классификация котлов-утилизаторов.
1. По конструктивному исполнению:
• газотрубные - для получения
насыщенного (p=1,4 МПа) и перегретого
пара (p=1,6 МПа) ,
• водотрубные - для получения перегретого
пара (p=1,8-4,5 МПа) .

7.

В зависимости от конструктивного
оформления газотрубные котлы делят на:
• горизонтальные,
• вертикальные.

8.

Газотрубный горизонтальный котел-утилизатор
1
2
пар
дымовые
газы
3 4 вода 5
6
7
дымовые
газы
1 – входная газовая камера, 2 – выходная газовая камера, 3 –
испарительная поверхность, 4 – сепарационное устройство,
5 – подвод воды, 6 – отвод пара, 7 – барабан

9.

дымовые газы
4
5
пар
6
вода
3
7
Газотрубный, вертикальный
котел-утилизатор:
1 – входная камера; 2 –
испарительная
поверхность; 3 –выходная камера;
4 – сепаратор; 5 – отвод пара;
6 – подвод воды; 7 – барабан
2
1
дымовые газы

10.

11.

12.

Достоинства газотрубных котлов:
• не требуют специальной обмуровки;
• характеризуются высокой газоплотностью;
• простотой изготовления, монтажа,
обслуживания;
• пониженными требованиями к питательной
воде,
• малое колебание давления при
неравномерном расходе пара.

13.

Основные недостатки газотрубных котлов:
• низкий коэффициент использования теплоты
отходящих от технологических агрегатов газов;
• ненадежное крепление труб в трубных
досках;
• низкий предел давления вырабатываемого
пара (всего 1,5-2,0 МПа) из-за наличия барабана
большого диаметра;
• ограниченный пропуск отходящих газов не
более 30-40 тыс. м3/ч.
• имело место отложение золы в дымогарных
трубках.

14.

Применение
газотрубных
котлов
целесообразно для установок небольшой
мощности (не более 7,5 т/час), особенно
тогда,
когда
греющие
газы
имеют
повышенное
давление
или
содержат
взрывоопасные или ядовитые компоненты.

15.

Водотрубные котлы-утилизаторы.
В зависимости от конструктивного
оформления водотрубные котлы также делят
на:
• горизонтальные,
• вертикальные.

16. Горизонтальный водотрубный котел-утилизатор с естественной циркуляцией

17. Горизонтальный трехконтурный котел утилизатор

18.

Достоинства:
• повышенное давление пара;
• увеличены поверхности нагрева без
увеличения габаритов
• вертикальное расположение труб, что
облегчает их чистку от шлама.
Недостатки:
• занимают большую площадь,
• ненадежная циркуляция пароводяной
смеси.

19.

По принципу циркуляции воды водотрубные
котлы делят:
• с естественной циркуляцией,
• с принудительной циркуляцией,
• с комбинированной циркуляцией,
• прямоточные.

20.

Отношение количества воды, проходящей через
контур, к паропроизводительности контура за
тот же промежуток времени
называется
кратностью циркуляции.
Кратность
циркуляции
для
котлов
естественной циркуляцией колеблется
приделах от 10 до 60.
с
в
Котлы
с
естественной
циркуляции
применяются только для дымовых газов с
температурой выше 1000 °С.

21. Водотрубный П-образный котел утилизатор с принудительной циркуляцией

1 – пароперегреватель; 2 – насос; 3 - барабан;
4 - испаритель; 5 – экономайзер

22.

Циркуляционный насос может
электрический и паровой привод.
иметь
Достоинства:
• возможность свободно компоновать
поверхности нагрева ;
• ввиду увеличения скорости воды и
увеличения коэффициента теплоотдачи,
снижение габаритов котла;
• большой пропуск газов и выработка пара
повышенных параметров.

23.

Недостатки
•дополнительные затраты энергии и меньшая
надежность работы.

24.

Котел-утилизатор КУ-80-3
1 – циркуляционный насос;
2 шламоотделитель;
3 - барабан;
4 - испаритель
III ступени;
5 – испаритель
II ступени;
6 – пароперегреватель;
7 - испаритель I
ступени;
8 – экономайзер

25.

26.

Прямоточные котлы-утилизаторы
пар к потребителю
3
4
подпиточная
вода
1
2
дымовые
газы
5
дымовые
газы

27.

Преимущества прямоточных котлов:
• отсутствие барабана,
• меньший вес котла,
• простота конструкции,
• возможность получения критических
параметров давления.

28.

Недостатки:
• повышенные требования к качеству
питательной воды,
• малая аккумулирующая способность котла,
• возможность неравномерного обогрева
параллельных змеевиков,
• расход энергии на привод питательных
насосов,
• должен быть автоматизирован.

29.

По компоновке газоходов котлы-утилизаторы
делят:
• П-образные,
• Г-образные,
• башенные
• U-образные,
• и др.

30.

П-образная
достоинств:
компоновка
обладает
рядом
• подвод и отвод газа осуществляется внизу,
что позволяет внизу установить тяжелое тягодутьевое и золоулавливающее оборудование;
• проще организовать дробеочистку;
• можно организовать в подъемной шахте
полную грануляцию частиц до поворота
потока.

31.

Т-образная компоновка

32.

Т-образная компоновка:
• улучшает аэродинамику потока при входе в
соединительный газоход и уменьшает
развертку газа по высоте газохода
• имеет сложную тепловую схему и
повышенный расход стали.

33.

Башенная компоновка
• позволяет уменьшить
площадь размещения котлаутилизатора,
• верхняя установка дутьеых
устройств усложняет
конструкцию,
• увеличивает длину
паропроводов.

34.

U-образная компоновка
дымовые
газы
подпиточная
вода
дымовые
газы
2
5
4
1
3
пар к потребителю

35.

U-образная компоновка
• позволяет
размещать
пароперегревателя
на
более
отметке,
что
уменьшает
паропровода;
камеры
низкой
длину
• увеличивает улавливание золовых частиц
в повороте.
Основной недостаток U-образной компоновки
установка на строительных конструкциях
здания тягодутьевых машин.