Прямоточные котлы принцип работы: Прямоточные котлы | Статьи «Альба парогенераторы» в Москве

Содержание

Прямоточные котлы | Статьи «Альба парогенераторы» в Москве

Модификации и преимущества прямоточных котлов Прямоточные паровые котлы используются в промышленном производстве для генерации пара в различных технологических целях. Их основной отличительной особенностью является отсутствие барабана. Принцип действия прямоточных котлов основан на полном испарении воды или другой жидкости в процессе ее прохождения через испарительную поверхность. Таким образом, не совершая движения по кругу, вода испаряется и превращается в пар в течение одного хода.

При такой конструкции жидкость поступает в экономайзер с помощью специального насоса, где происходит процесс ее подогрева до температуры насыщения. После этого вода попадает на испарительную поверхность. Испарительной поверхностью являются змеевики и подъемные трубы, в которых и происходит генерация пара и испарение водного остатка. Схема прямоточных котлов не предусматривает четкого разделения между экономайзерной, испарительной и пароперегревательной поверхностями. В процессе изменения характеристик воды, топлива и воздуха, соотношение площадей этих поверхностей изменяется. Конструкция большинства таких агрегатов подразумевает наличие промежуточного перегревателя, с помощью которого пар, поступающий из турбинной установки, проходит повторную процедуру нагревания.

По причине того, что прямоточный паровой котел не имеет барабана, он вырабатывает значительно меньшее количество объема рабочего тепла. Поэтому при его использовании на предприятии требуется максимально отлаженная подача воды, топлива и воздуха. Кроме того, применение такой конструкции становится экономически выгодным, так как нет необходимости в расходах на металл, из которого изготавливается барабан.

Использование прямоточных паровых котлов на заводах требует особенного внимания к качеству питательной воды. Вода имеет в своем составе различные соли и микроэлементы, которые оседают на стены труб и постепенно приводят к образованию накипи. Даже минимальное количество солевых образований способно значительно уменьшить производительность и в дальнейшем привести к неисправности всей конструкции. Поэтому в обязательном порядке необходимо проводить специальную водоподготовку, нейтрализующую воздействие негативных микроэлементов.

Модификациями промышленных котлов, не имеющих барабана, являются:

  • котлы с высоким давлением;
  • котлы со средним давлением;
  • котлы с низким давлением.

Для увеличения мощности и паропроизводительности, прямоточные котлы должны быть многовитковыми. Витки располагаются в виде змеевиков, поэтому им можно придать удобную форму для размещения агрегата в котельной. Кроме того, согласно правилам, помещение под такой тип котла не должно обладать какими-либо специально предусмотренными характеристиками. Требования по технадзору и эксплуатации значительно снижены, что создает дополнительное удобство при использовании таких котлов на заводах.

Преимущества прямоточных паровых котлов


Модель

Мощность

Габариты без

горелки
(Ш×Д×В)

Вес

Давление

Макс. Давление

пара

Макс. Температура

пара

Макс. Расход

газа

Мас. Расход

ДТ*

Противодавление

Электромощность

Производительность

пара

КПД

ГАЗ

Дизель

 

Гкал/ч

кВт

мм

т

мбар

бар

°C

М3

л/ч

мбар

кВт

Кг/ч

%

D05-500

0,3

348

1300 ×1800 ×2090

1,1

300

своб

12

191

39

31

1,7

1,42

500

92

D05-750

0,45

523

1510 ×2300 ×2190

1,8

300

своб

14

198

58

48

2,0

2,70

750

92

D05-1000

0,60

697

1530 ×2300 ×2190

1,9

300

своб

16

204

79

63

2,3

2,70

1000

92

D05-1500

0,90

1046

1650 ×2850 ×2460

2,5

300

своб

16

204

118

95

3,1

3,85

1500

92

D05-2000

1,20

1395

1650 ×2850 ×2460

2,8

300

своб

16

204

157

126

4,0

6,80

2000

92

D05-2500

1,50

1744

2175 ×3220 ×2640

3,1

300

своб

16

204

196

157

4,5

6,80

2500

92

D05-3000

1,80

2093

2100 ×3310 ×2640

4,1

300

своб

16

204

235

189

5,0

12,40

3000

92

D05-3500

2,10

2441

2305 ×3960 ×2640

4,5

300

своб

16

204

274

220

5,5

13,20

3500

92

D05-4000

2,40

2790

2340 ×3960 ×2700

5,3

300

своб

16

204

313

252

6,0

14,00

4000

92

D05-4500

2,70

3139

2730 ×4800 ×3000

5,5

300

своб

16

204

352

283

6,5

14,00

4500

92

D05-5000

3,00

3488

2930 ×4800 ×3000

S.8

300

своб

16

204

391

314

7,0

23,50

5000

92

Прямоточный паровой котел впервые был сконструирован в России профессором Л. К. Рамзиным. Его изобретение было призвано упростить конструкцию котлов, отказавшись от использования барабана. В настоящее время большинство заводов использует именно такую модификацию в целях экономии расходов и рабочего пространства.

В сравнении с парогенератором с принудительной циркуляцией, прямоточный парогенератор не только не требует высоких затрат на его производство, но и, имея довольно простую конструкцию, обеспечивает высокий коэффициент полезного действия.

Немаловажной особенностью такого агрегата является минимальное количество времени, затрачиваемое на приведение его в состояние работоспособности, а также уменьшенное время нагревания. Во время максимальных нагрузок или при выходе из строя основных применяемых аппаратов, использование прямоточных парогенераторов в качестве резервных установок крайне эффективно.

В случае простоя, как правило, котлы, не находящиеся в эксплуатации, имеют большие потери. При использовании генератора пара прямоточного типа этого не происходит, так как его конструкция допускает перерывы в производстве.

Таким образом, можно выделить несколько основных преимущественных особенностей рассматриваемого типа котлов:

  • максимальная производительность при минимальных затратах;
  • значительно более короткий временной промежуток от включения аппарата до начала процесса генерации пара;
  • объемная емкость исключена из конструкции, что гарантирует ее взрывобезопасность;
  • небольшая масса и удобная конструкция позволяет удобно разместить агрегат внутри котельной;
  • в зависимости от текущих задач и с учетом изменений возможна моментальная корректировка параметров выработки пара;
  • значительная экономия топлива;
  • полностью автоматизированное оборудование;
  • удобство и простота в эксплуатации;
  • при необходимости произведения даже сложных ремонтных работ, специальная конструкция змеевиков позволяет произвести все операции в кратчайший срок;
  • ремонтные работы не требуют сварки;
  • модульная поставка обеспечивает легкий монтаж;
  • низкие требования, предъявляемые к котельным для возможности установки агрегата;
  • невысокая стоимость котлов такого типа позволяет применять их даже на небольшом производстве.

схема прямоточного котла

Прямоточный котел. Большая энциклопедия техники

Прямоточный котел

Принцип его действия основан на полном испарении воды, которое происходит во время ее прямоточного прохождения через испарительную поверхность. Питательный насос подает воду в экономайзер и далее в подъемные трубы и змеевики, которые находятся в топке. Эти змеевики и трубы и есть испарительная поверхность. В них вода испаряется, и при выходе из змеевиков уже испаряется ее остаток и происходит перегревание пара. Содержание пара в воде доходит до 95%. Это переходная зона с высоким теплонапряжением, и змеевики располагают иногда не в самой топке, а в газоходах. Окончательный перегрев пара происходит после переходной зоны в перенагревателях (радиационном или конвективном). В прямоточном котле нет барабана и опускных труб, это экономит металл на его изготовление и делает применение экономически выгодным. Но в воде, работающей в прямоточном котле, содержатся различные соли, которые оседают на внутренней поверхности труб-змеевиков и на лопатках рабочего колеса турбины, куда они попадают с паром. Это понижает эффективность работы турбины. Чтобы как-то снизить это влияние, вода проходит специальную водоподготовку. Значительный недостаток прямоточного котла – это большой расход энергии, необходимый для работы питательного насоса. Для использования прямоточных котлов на тепловых электростанциях воде необходима дополнительная химическая очистка, что увеличивает затраты. Поэтому более эффективны прямоточные котлы на конденсационных электростанциях, так как их питает уже обессоленная вода. Первый прямоточный котел в России появился в 1932 г. Это был еще опытный вариант, сконструированный в Бюро прямоточного котлостроения. Конструктор – Л. К. Рамзин. Этот первый котел имел горизонтальные змеевики, производительность пара – 3,6 т/ч, давление пара – 14,1 Мн/м2. Первый промышленный прямоточный котел был построен в России в 1933 г., производительность его пара была 200 т/ч.

В зарубежных странах используются прямоточные котлы Бенсона, имеющие вертикальные подъемные трубы, котлы Зульцера, имеющие вертикальные змеевики, в которых вода совершает подъемно-опускное движение.

Современные прямоточные котлы имеют давление 25,5 Мн/м2 (255 кгс/см2), производительность пара – 950—2500 т/ч, температуру первично перегретого пара – 560—580 °С, вторично перегретого пара – 570 °С.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Прямоточный паровой котел. Особенности и преимущества конструкции

Прямоточные паровые котлы — это результат топливной эволюции и технологического прогресса систем автоматизации последних 50 лет. Обеспечить чёткий контроль производительности котлов данного типа возможно только при условии быстрого включения и отключения производительности горелки, что возможно только при применении жидкого и газообразного топлива. Внедрение на производстве современные автоматические системы пароснабжения и конденсатоотвода позволило увеличить КПД пароконденсатных систем и снизить расход пара, что привело к минимизации скачков давления в паропроводах и возможности применения паровых котлов с малым объёмом котловой воды. Несравненными преимуществами прямоточных паровых котлов являются малые габаритные размеры и возможность устанавливать их в производственные помещения (СП 89.13330.2016, Пункт 8.23), т. е. Ростехнадзором предъявляются более низкие требования к месту установки котлов данного типа.

Принцип работы прямоточного котла

Принцип работы прямоточного парового котла заключается в полном испарении котловой воды за однократный проход через зоны нагрева и испарения «трубного пучка». «Трубным пучком» в прямоточных котлах может быть змеевик. Отличительной особенностью прямоточных котлов является отсутствие чёткого разделения водяного и парового пространств и в зависимости от производительности котла граница пароводяного разделения может смещаться. Несравненным достоинством котлов таких типов является возможность работы на докритическом и сверхкритическом давлении.

Преимущества прямоточного парообразования

  • высокий КПД;
  • малые габариты оборудования;
  • быстрый выход на рабочий режим;
  • возможность генерации пара докритического и сверхкритического давления;
  • взрывобезобасность;
  • низкий расход топлива;
  • более низкие требования Ростехнадзора к котельной.

Как и для всех паровых котлов, котлы прямоточного типа требуют повышенного внимания к водоподготовке питательной воды, что подразумевает проведение ежедневных химических анализов воды в соответствии с рекомендациями производителя оборудования.

Ввиду малого количества котловой воды в прямоточных котлах, требуется чёткая корреляция работы горелки и питательного насоса, в противном случае можно получить низкое качество пара при определённых режимах работы.

Паровые котлы завода котельного оборудования BOOSTER являются «гибридом» прямоточных паровых котлов и котлов естественной циркуляции, что позволило совместить преимущества обоих типов котлоагрегатов и вывести технологии парогенерации на совершенно другой уровень.

BOOSTER CO.,LTD предлагает более ста модификаций промышленных паровых котлов. Подобрать наиболее подходящую модель по индивидуальным параметрам можно в каталоге. Помочь разобраться в технических характеристиках, и ответить на любые вопросы могут специалисты компании как по телефону, электронной почте, так и через форму обратной связи. Все контактная информация размещена во вкладке «Контакты» на сайте компании.

Дата публикации: 19.02.2020

Похожие записи:

Прямоточные паровые котлы

Судовые паропроизводящие установки

Прямоточными паровыми котлами называют такие котлы, у которых в испарительных поверхностях нагрева рабочее тело (вода, пароводяная смесь и пар) совершает принудительное однократное движение, За один прямой ход, без кругового движения по замкнутому контуру, вода полностью превращается в перегретый пар, Таким образом кратность циркуляции в прямоточных котлах равна единице:

К = 6щ_ = 1 О,

ПЕ

Прямоточные паровые котлы

Участок участок участок

Простейший одновитковый прямоточный котел представляет собой обогреваемую горячими газами трубу в один конец которой подается питательная вода, а из другого конца отбирается перегретый пар (рис. 10):

На экономайзерном участке котла происходит подогрев поступающей питательной воды до температуры насыщения, на испарительном - испарение воды, и на перегревателъном - дальнейшее повышение температуры образовавшегося из воды пара (перегрев пара).

Отличием прямоточных котлов от котлов с ЕЦ является то, что экономайзерный, испарительный и пароперегревательный участки четко не разделены между собой, а их протяженность зависит от нагрузки котла. При уменьшении температуры газов или увеличении расхода питательной воды границы экономайзерного и испарительного участков смещаются вправо (по схеме) и их длина увеличивается; при увеличении нагрузки котла или уменьшении расхода питательной воды - смещаются влево, и их длина уменьшается.

Паропроизводительность одновиткового котла (состоящего из одной трубы) обычно не превышает значения 10 т/ч, так как дальнейшее ее увеличение связано с резким возрастанием гидравлических сопротивлений

И, как следствие, со значительным увеличением мощности и массогабаритных показателей питательного насоса. Для обеспечения больших значений паропроизводительности все мощные прямоточные котлы выполняются многовитковыми.

В многовитковом прямоточном котле (рис. 11) питательная вода поступает в раздающий коллектор небольшого диаметра (100 ^ 150 мм), откуда распределяется по нескольким параллельно включенным и обогреваемым газами виткам. После испарения и перегрева в трубах поверхностей нагрева образовавшийся пар поступает в смесительный

Прямоточные паровые котлы

Рис. 11. К принципу действия многовиткового прямоточного котла.

Опв - подача питательной воды; БПЕ - отбор перегретого пара; Яг - теплота продуктов сгорания; РК - раздающий коллектор; СК - смесительный коллектор; ГСК - главный стопорный клапан.

(собирающий) коллектор, откуда через главный стопорный клапан отбирается на потребители.

С целью обеспечения большей компактности поверхности нагрева прямоточного котла, все параллельно включенные витки выполняют в виде змеевиков. Змеевиковые поверхности нагрева очень хорошо вписываются в газоходы, что позволяет придавать прямоточным котлам практически любую форму, удобную с точки зрения размещения в котельном отделении.

Конструктивная схема многовиткового прямоточного парового котла и принцип его действия показаны на рис. 12.

Питательная вода с помощью питательного насоса подается в раздающий коллектор экономайзера, где распределяется по нескольким параллельно включенным змеевикам трубного пучка экономайзера. В экономайзере вода нагревается до температуры меньшей, чем температура насыщения при данном давлении на 30 ^ 40 0С, и собирается в смесительном коллекторе. Из смесительного коллектора экономайзера подогретая вода по перепускной трубе подается в раздающий коллектор испарительной части, откуда распределяется по параллельно включенным виткам, образующим экранную поверхность нагрева и ограничивающим топочное пространство. В верхней части топки из сплошного экрана витки переходят в змеевики прореженного пучка труб испарительной части котла. Слегка перегретый пар, образовавшийся в испарителе, собирается в смесительном коллекторе и по внешней перепускной трубе поступает в раздающий коллектор пароперегревателя. При движении пара по змеевикам пароперегревателя происходит дальнейшее повышение его температуры. Перегретый пар собирается в выходном коллекторе котла, откуда через главный стопорный клапан направляется на потребители.

^ ЭК ГСК

©XI—►

6 ВПЕ

1 - раздающий коллектор экономайзера;

2 - смесительный коллектор экономайзера;

3 - раздающий коллектор испарительной части;

4 - смесительный коллектор испарительной части;

5 - раздающий коллектор пароперегревателя;

6 - смесительный коллектор пароперегревателя;

ПН - питательный насос;

ГСК - главный стопорный клапан; ЭК - экономайзер;

ИСП - испарительная часть котла; ПП - пароперегреватель;

Э - экранная часть испарительной поверхности нагрева;

Т - топка котла;

Тл - подача топлива;

В - подача воздуха;

ДГ - отвод дымовых газов; вЯ5 - подача питательной воды;

Бпе - отбор перегретого пара;

Многовитковые прямоточные котлы могут обеспечивать большие паропронзводительности и высокие параметры пара. Они компактны, маневренны, легко вписываются в габариты котельного отделения.

Основными преимуществами прямоточных котлов по сравнению с водотрубными котлами с ЕЦ являются:

- отсутствие больших и тяжелых коллекторов;

- относительная свобода при компоновке поверхностей нагрева применительно к габаритам и форме котельного отделения;

- более высокие допускаемые тепловые нагрузки в топке и конвективных поверхностях нагрева за счет принудительного движения рабочего тела;

- более высокая степень использования поверхности нагрева, так как отсутствуют неомываемые газами (теневые) участки труб;

- повышенная маневренность из-за малой теплоаккумулирующей способности (малого объема воды и металлоконструкций) котла;

- малые массогабаритные показатели и высокий КПД.

К недостаткам прямоточных котлов относятся:

- невысокая надежность при работе на пониженных нагрузках из-за гидродинамических расстройств контура принудительной циркуляции;

Прямоточные паровые котлы Прямоточные паровые котлы Прямоточные паровые котлы

- дополнительные затраты энергии питательным насосом на преодоление гидравлических сопротивлений в пароводяном тракте котла;

- очень сложная автоматизация котла, особенно в части поддержания заданных давления и температуры перегретого пара и обеспечения синхронного изменения расходов топлива, воздуха и питательной воды;

- неспособность котла выдавать одновременно насыщенный и перегретый пар;

- необходимость использования для растопки прямоточного котла специального растопочного сепаратора с системами и арматурой, что значительно усложняет установку;

- высокие требования, предъявляемые к качеству питательной воды, из-за выпадения и отложения солей в зоне ухудшенного теплообмена в условиях отсутствия продувания и внутрикотловой обработки воды.

Т /» и и и

Гидравлические испытания проводятся с целью проверки прочности и плотности узлов и соединений котла, работающих под повышенным давлением пара и воды. Котел подвергается гидравлическим испытаниям в следующих случаях: - при освидетельствовании; …

Поддержание котла в горячем резерве осуществляется периодическим подъемом давления пара с последующим естественным охлаждением котла при выключенном горении. Максимальное и минимальное давление пара, а также номера котлов для нахождения в …

При эксплуатации паровых котлов различают нормальный и экстренный вывод котельной установки из действия. Для автоматизированной котельной установки, когда в эшелоне остается в действии второй котел, при нормальном выводе котла из …

Прямоточный котёл - это... Что такое Прямоточный котёл?


Прямоточный котёл
        Паровой котёл, в котором полное испарение воды происходит за время однократного (прямоточного) прохождения воды через испарительную поверхность нагрева. В П. к. вода с помощью питательного насоса подаётся в Экономайзер, откуда поступает в составляющие испарительную поверхность змеевики или подъёмные трубы, расположенные в топке. В выходной части змеевиков испаряются остатки влаги и начинается перегрев пара. В этой, т. н. переходной зоне, где содержание пара в воде достигает 90—95% (по объёму), при недостаточно чистой питательной воде идёт интенсивное образование накипи. Поэтому змеевики переходной зоны во избежание пережога частично выводят из топки в газоходы, где теплонапряжение меньше. После переходной зоны пар окончательно перегревается в радиационном и конвективном пароперегревателях (См. Пароперегреватель). В П. к. отсутствуют барабан и опускные трубы, что значительно снижает удельный расход металла, т. е. удешевляет конструкцию котла. Существенный недостаток П. к. заключается в том, что соли, попадающие в котёл с питательной водой, либо отлагаются на стенках змеевиков в переходной зоне, либо вместе с паром поступают в паровые турбины, где оседают на лопатках рабочего колеса, что снижает кпд турбины. Поэтому к качеству питательной воды для П. к. предъявляются повышенные требования (см. Водоподготовка). Др. недостаток П. к. — увеличенный расход энергии на привод питательного насоса.          П. к. устанавливают главным образом на конденсационных электростанциях (См. Конденсационная электростанция), где питание котлов осуществляется обессоленной водой. Применение П. к. на теплоэлектроцентралях связано с повышенными затратами на химическую очистку добавочной воды. Наиболее эффективны П. к. для сверхкритических давлений (выше 22 Мн/м2), где др. типы котлов неприменимы.          В СССР П. к. конструировались в Бюро прямоточного котлостроения под руководством Л. К. Рамзина. Первый опытный П. к. с горизонтально расположенными змеевиками (котёл Рамзина) паропроизводительностью 3,6 т/ч и с давлением пара 14,1 Мн/л2 был пущен в 1932, а первый промышленный П. к. на 200 т/ч и такое же давление — в 1933 (параметры современных советских П. к. приведены в ст. Котлоагрегат). За рубежом наряду с котлами Рамзина применяют П. к. Бенсона с вертикальными подъёмными трубами и П. к. Зульцера, испарительная поверхность у которых выполнена из вертикально расположенных змеевиков с подъёмным и опускным движением воды.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Прямоточный воздушно-реактивный двигатель
  • Прямоугольник

Смотреть что такое "Прямоточный котёл" в других словарях:

  • прямоточный котёл — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN concurrent boileronce through boiler …   Справочник технического переводчика

  • Прямоточный котёл — Парогенератор  аппарат или агрегат для производства водяного пара, используемого в качестве рабочего тела в паровых машинах, теплоносителя в системах отопления, и в технологических целях в химической и пищевой промышленности. В зависимости от… …   Википедия

  • прямоточный котёл — паровой котёл, в котором нагрев и испарение воды, а также перегрев пара осуществляются за один проход по змеевикам, расположенным в топке (вода подаётся в котёл насосом). В прямоточном котле, в отличие от котлов с многократной циркуляцией, можно… …   Энциклопедический словарь

  • ПРЯМОТОЧНЫЙ КОТЁЛ — безбарабанный водотрубный котёл с однократной принудит. циркуляцией; состоит из большого числа параллельно включённых змеевиков, выполи, из металлич. труб внутр. диам. от 20 до 50 мм. В трубы П. к. питательным насосом подаётся вода, к рая,… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • прямоточный котёл Бенсона — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN Benson boiler …   Справочник технического переводчика

  • прямоточный котёл с комбинированной циркуляцией — (с сепаратором после водяного экономайзера и циркуляционными насосами перед топочными экранами) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN once through, combined circulation boiler …   Справочник технического переводчика

  • прямоточный котёл со сверхкритическими параметрами пара — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN supercritical once through boiler …   Справочник технического переводчика

  • Котёл водотрубный — паровой или водогрейный котел, у которого поверхность нагрева (экран) состоит из кипятильных трубок, внутри которых движется теплоноситель. Теплообмен происходит посредством нагрева кипятильных трубок горячими продуктами сгорающего топлива.… …   Википедия

  • котёл с комбинированной циркуляцией — Прямоточный котёл сверхкритического давления, в поверхностях нагрева которого дополнительно организована принудительная циркуляция специальным перекачивающим насосом, включаемым на время пуска или при пониженных нагрузках или работающим… …   Справочник технического переводчика

  • Котёл прямоточный — Котел прямоточный – паровой котёл с однократной принудительной циркуляцией; состоит из большого числа параллельно включённых змеевиков, в которые питательным насосом подаётся вода, проходящая последовательно через составные части котла и… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Прямоточные паровые котлы

Все паровые котлы по способу перемещения рабочей среды в топочных экранах подразделяются на три вида: с прямоточным движением, естественной циркуляцией рабочей среды и принудительной циркуляцией рабочей среды.

Особенности конструкции прямоточных паровых котлов

Прямоточные паровые котлы в своей конструкции не имеют барабана. Вода проходит сквозь испарительный трубопровод однократно, превращаясь в пар постепенно. Процесс парообразования прекращается в переходной зоне. Поступающая из испарительного трубопровода пароводяная смесь идет в пароперегреватель, в котором температура пара доводится до требуемых параметров. Большинство прямоточных паровых котлов оснащены промежуточным паропрогревателем, который используется для повторного нагрева пара, поступающего из турбинной установки. Повторно нагретый пар возвращается на турбину. Прямоточный паровой котел представляет собой разомкнутую гидросистему. Такие котельные установки могут работать как на сверхкритических, так и на докритических давлениях. Среди модификаций прямоточных котлов присутствуют: (См. также: Каминные часы)

  • паровые котлы высокого давления,
  • паровые котлы среднего давления,
  • паровые котлы низкого давления. 

Для прямоточных котельных установок не требуется помещений особой конструкции. По отношению к прямоточным котлам в значительной мере снижены требования по технадзору и регулярному эксплуатационному контролю.

Преимущества прямоточных паровых котлов

Главным преимуществом прямоточных котлов является минимальный срок, необходимый для приведения его в рабочее состояние и укороченное время нагрева. С учетом этих характеристик, прямоточные котлы используются в качестве резервных установок, применяющихся в часы пиковых нагрузок и при сбоях и неисправностях основных котельных агрегатов. Чтобы жаротрубные котлы находились всегда в состоянии готовности, необходимо их поддерживать в нагретом виде долгое время, что крайне неэффективно.

Котлы, не находящиеся в регулярной ежедневной эксплуатации, имеют большие потери в состоянии простоя. Во избежание нерентабельного использования топлива и энергии в случаях нерегулярной эксплуатации оправдано применение прямоточных котлов. (См. также: Монтаж твердотопливных котлов своими руками)

Особенности конструкции прямоточных котлов требуют точного соответствия выработки пара и подачи топлива. При этом паровые котлы малой мощности, действующие по двухступенчатой схеме подачи воды и топлива, являются наиболее эффективными при нерегулярной эксплуатации. В этих установках происходит автоматическая регулировка подачи топлива и воды в зависимости от количества получаемого пара. Это позволяет значительно сокращать частоту включений и отключений горелок при колеблющихся нагрузках.

Преимуществами прямоточных котлов являются: отсутствие громоздких и тяжелых коллекторных установок; возможность вольной компоновки поверхностей нагрева; более высокая допустимая тепловая нагрузка, получаемая за счет принудительного перемещения рабочего тела; более эффективное использование поверхности нагрева; сравнительная компактность при высоком КПД; повышенная маневренность, достигаемая за счет небольшой теплоаккумулирующей возможности прямоточного котла.

Недостатки прямоточных паровых котлов

Одним из недостатков котлов прямоточной конструкции является более высокая, в сравнении с жаротрубными котлами, частота включений горелок. Другим недостатком прямоточных котлов является отсутствие аккумулирующих водяных и паровых емкостей. Эта проблема разрешается за счет регулируемой подачи топлива. Однако регулируемая подача топлива приводит к работе котла в режиме частого включения и отключения горелок при колебании режима нагрузки. Частые включения и выключения приводят к преждевременному износу автоматики контроля и регулирования.  (См. также: Выбираем электрокамины для квартиры)

К тому же частые включения и выключения горелок приводят к выделению и отложению сажи, которую необходимо регулярно удалять из поверхностей нагрева. Режим частых включений и отключений горелок приводит к перерасходу топлива, так как при каждом включении топочная камера в целях безопасности вентилируется свежим воздухом. При этом, прогретый воздух удаляется через дымовую трубу.

Недостатком прямоточных котлов является и то, что питательные насосы для паровых котлов требуют дополнительных затрат на преодоление гидравлического сопротивления при прохождении пароводяного тракта. Сложности в эксплуатации создает и высокие требования по качеству воды, которые связаны с недопустимостью соляных отложений в зоне теплообмена из-за отсутствия системы продувания и внутренней обработки воды.

Эксплуатационные характеристики

Прямоточные паровые котлы малой мощности благодаря своей компактности и относительно невысокой стоимости находят широкое применение в сфере коммунального хозяйства, небольших производствах, сельском хозяйстве. Применение прямоточных котлов оптимально для котельных помещений с небольшой площадью, в мобильных контейнерных котельных. (См. также: Топка для бани своими руками)

Прямоточные котлы в стандартной комплектации комплектуются предохранительным реле, реле давления, паровыми задвижками, манометром, питательными насосами необходимой мощности, клапаном продувки, предохранительными клапанами, аппаратурой индикации и контроля, шкафом управления. Прямоточные котлы могут быть изготовлены как в вертикальном, так и в горизонтальном исполнении. Технические характеристики таких моделей позволяют монтировать их непосредственно в производственных помещениях.

В настоящее время представлен широкий модельный ряд прямоточных котлов различной мощности, что позволяет сделать необходимый выбор в соответствии с требованиями каждого пользователя.

Паровые котлы с естественной циркуляцией - Журнал АКВА-ТЕРМ

М. Иванов


В паровых котлах для превращения питательной воды в пар применяются различные схемы циркуляции теплоносителя: естественная, многократная принудительная и прямоточная. Наибольшее распространение получили котлы с естественной циркуляцией.

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

Технология получения пара предполагает последовательность нескольких физических процессов. Все начинается с подогрева питательной воды, которая поступает в котел при определенном давлении, создаваемом питательным насосом. Этот процесс происходит при однократном прохождении воды через трубы конвективной поверхности нагрева, называемой экономайзером (рис.1).
После экономайзера вода поступает в испарительные поверхности нагрева, которые располагают, как правило, в топочных камерах паровых котлов. Из названия этого элемента котла понятно, что здесь происходит образование пара, который затем в некоторых котлах поступает в пароперегреватель. Через обогреваемые дымовыми газами трубы пароперегревателя пар проходит однократно, а вот парообразующие поверхности нагрева могут быть разными. Чаще всего в котлах пароводяная смесь многократно проходит через обогреваемые трубки топочных экранов за счет естественной циркуляции или в результате многократно-принудительной циркуляции (с использованием особого насоса). В котлах, которые называют прямоточными, пароводяная смесь проходит через испарительные поверхности нагрева однократно, за счет давления, создаваемого питательным насосом.
Остановимся подробнее на особенностях процесса получения пара в котлах с естественной циркуляцией.
На рис. 1 приведена схема барабанного котла с естественной циркуляцией, выполненного по традиционной П-образной схеме. Питательная вода поступает в экономайзер, расположенный в конвективной шахте. Экономайзер является первой частью водопарового тракта  котла: нагретая в нем вода поступает в барабан, который, в своей нижней части, соединен как с необогреваемыми опускными, так и с обогреваемыми подъемными трубами. По необогреваемым трубам котловая вода опускается к коллекторам, размещенным у нижней кромки топочной камеры. Из этих коллекторов вода поступает в вертикальные трубки топочных экранов. Именно здесь, благодаря мощному тепловому потоку от сгорания органического топлива, начинается собственно процесс парообразования. При однократном прохождении через топочные экраны испаряется не вся вода: в барабан возвращается пароводяная смесь. В объеме барабана происходит сепарация воды и пара. Пар поступает к потребителю или во входной коллектор пароперегревателя, а котловая вода вновь попадает в опускные трубы циркуляционного контура.

Рис. 1. Схема барабанного котла с естественной циркуляцией, работающего на пылевидном топливе:
1 – горелки; 2 – топочная камера; 3 – топочный экран; 4 – барабан; 5 – опускные трубы; 6 – фестон; 7 – пароперегреватель; 8 – конвективный газоход; 9 – экономайзер;10 – трубчатый воздухоподогреватель; 11 – нижние коллектора топочных экранов

Подъемно-опускное движение по контуру естественной циркуляции (т.е. по необогреваемым опускным и обогреваемым подъемным трубам) происходит вследствие разности плотностей котловой воды и пароводяной смеси.
Для повышения надежности циркуляции на барабанных котлах повышенного давления (17–18 МПа) применяют принудительное движение пароводяной смеси в топочных экранах (рис. 2, б). Как видно из приведенных схем, котел с принудительной циркуляцией  отличается от котла с естественной циркуляцией (рис.2, а) наличием насоса для котловой воды. На этом же рисунке (2, в) показана схема прямоточного котла.

Рис. 2. Схема движения воды и водяного пара:
а) барабанный котел с естественной циркуляцией; б) барабанный котел с принудительной циркуляцией; в) прямоточный котел
1 – питательный насос; 2 – экономайзер; 3 – верхний барабан котла; 4 – опускные трубы; 5 – испарительные подъемные трубы; 6 – пароперегреватель; 7 – циркуляционный насос; 8 – нижний коллектор

В прямоточных котлах, которые не имеют барабана, а контур разомкнут, превращение воды в пар происходит за один проход нагревателя, и кратность циркуляции равняется единице. В барабанных котлах этот показатель выше. В котлах с принудительной циркуляцией, у которых имеются нагреватели в виде змеевиков, кратность циркуляции составляет обычно от 3 до 10. В котлах с естественной конвекцией этот параметр обычно составляет 10–50, а при малой тепловой нагрузке труб – 200–300.

Особенности и преимущества

Основным параметром, которым руководствуются при выборе марки парового котла с естественной циркуляцией (ПКЕЦ), является его паропроизводительность, измеряемая в т/ч или кг/ч. Широкий модельный ряд ПКЕЦ позволяет выбрать котлы с требуемой производительностью, начиная от нескольких килограммов до нескольких тонн пара в час. Важными показателями состояния водяного пара являются его давление и температура.
Широкий круг моделей ПКЕЦ позволяет генерировать водяной пар с избыточным давлением от десятых долей до нескольких десятков атмосфер. ПКЕЦ могут работать на различных видах органического топлива: природном газе, угле, дровах и древесных отходах, а также на жидком топливе – сырой (стабилизированной) нефти, мазуте, дизельном топливе. В ряде случаев используются особые топочные устройства, позволяющие ПКЕЦ работать на нескольких видах топлива. Кроме традиционного применения для генерации технологического пара, они широко используются в различных областях: на железнодорожном и водном транспорте, в пищевой, легкой и добывающей промышленности.
Основные достоинства ПКЕЦ – высокая надежность, простота эксплуатации, повышенная степень автоматизации и экономичности.
Создание условий надежности циркуляции в топочных экранах достигается ограничением рабочего давления котлоагрегата – обычно не выше 155 атм. Вызвано это тем, что при более высоком давлении сильно снижается разность плотностей пара и воды, в результате чего не обеспечивается эффективная циркуляция.
Современные ПКЕЦ производители комплектуют микропроцессорной системой управления и защиты. Например, система «Альфа-М» производства фирмы «Энергетик» (Москва) позволяет достичь простоты и удобства в обслуживании. Применение таких систем оптимизирует соотношение «топливо-воздух» при разных расходах топлива, что благоприятно сказывается и на эффективности производства тепловой энергии.
Котлы этого типа могут эксплуатироваться в различных климатических зонах, не требуют сложных пусконаладочных работ. Существенным преимуществом не слишком крупных современных моделей ПКЕЦ является их моноблочное исполнение. В такой конструкции предусматривается компактная установка на одной раме с агрегатом вентилятора, дымососа и питательного насоса. Сочетание высокой степени конструкторской проработки с точными системами управления и контроля позволяет достичь в ПКЕЦ высоких значений КПД, которые могут превышать 90 %.
В моноблочном исполнении котлы поставляются единым транспортабельным блоком – в собранном виде, в обмуровке и обшивке. Их монтаж относительно несложен. Компактность размещения оборудования не препятствует проведению текущего и аварийного ремонтов, а также осуществлению профилактических процедур – все узлы и детали доступны для обследования.

ПКЕЦ на российском рынке

На российском рынке паровых котлов, а также на всей территории СНГ чаще других можно встретить промышленные котлы с естественной циркуляцией, причем присутствует продукция как отечественных, так и зарубежных производителей. Котлы, произведенные в России, имеют в маркировке индекс «Е», отражающий принцип естественной циркуляции теплоносителя в этих моделях. По цене они более выигрышны в сравнении с зарубежными аналогами.
Паровые котлы серии «Е», выпускаемые ООО «ПТО» (Москва), – вертикально-водотрубные, с двумя барабанами, расположенными на одной вертикальной оси и соединенными между собой трубами диаметром 51 мм.
Котлы серии «Е» выпускаются в следующих модификациях, в зависимости от используемого топлива: Е 1,0-0,9 Г-З (Э) – для работы на природном газе, Е 1,0-0,9 М-З (Э) – для работы на мазуте, Е 1,0-0,9 Р-З (Э) – для работы на твердом топливе, Е 1,6-0,9 ГМН (Э) – для работы на газе или мазуте. Первая из групп цифр, следующая за индексом «Е», обозначает паропроизводительность (т/ч), вторая – давление пара в котле (МПа). Обозначение «Н» указывает на наличие в котле системы наддува.
Котлы серии «Е» предназначены для производства насыщенного водяного пара с рабочим давлением 8 атм. Этот пар потребляется различными предприятиями промышленности, транспорта, а также предприятиями сельского хозяйства для отопительных, технологических, хозяйственных и бытовых нужд.

 

Рис. 3. Паровой котел с естественной циркуляцией E-1,0 - 0,9 ГМ.

ГК «Комплексные системы» (Петербург) предлагает паровые котлы серии «КЕ» – со слоевыми механическими топками производительностью от 2,5 до 10 т/ч. Эти котлы предназначены для выработки насыщенного или перегретого водяного пара, который находит применение для технологических нужд промышленных предприятий, а также в системах отопления, вентиляции и ГВС.
Серия «КЕ» подразделяется на модификации «КЕ-С», снабженные слоевыми топочными устройствами, и модификации «КЕ-МТ», в которых имеется топка предварительного скоростного горения.
Котлы серий «ДЕ» предлагает промышленная группа «Генерация» (г. Березовский, Свердловская обл.). Они могут работать на различных видах топлива (газ, мазут) и имеют производительность от 4 до 25 т/ч. Предназначены для выработки насыщенного или слабоперегретого пара, используемого для технологических нужд предприятий, а также для отопления, вентиляции и ГВС. Серия «МЕ» отличается от предыдущей серии тем, что котлы этой серии имеют большую на 20 % поверхность нагрева и, соответственно, более высокий КПД. Котлы этой же серии предлагает и компания «Теплоуниверсал» (Петербург).
Из зарубежных производителей можно назвать итальянскую фирму Garioni Naval, поставляющую на Российский рынок промышленные модели марки GMT/HP 200–2000,  паропроизводительностью от 0,3 до 3,5 т/ч. Отличительная особенность котлов этой серии – величина рабочего давления получаемого пара, которая может меняться от 5 до 110 атм. Давление водяного пара в указанном диапазоне соответствует температуре теплоносителя от 152 до 318 °С, что позволяет применять котлы этой серии в различных отраслях промышленности.
Паровые котлы высокого давления с естественной циркуляцией типа НРВ (немецкая фирма BBS GmbH) имеют паропроизводительность от 0,3 до 8 т/ч. Водотрубные котлы этой серии способны производить насыщенный пар с рабочим давлением до 120 атм. Теплоноситель с такими параметрами обычно используется в химической, нефтехимической, пищевой, а также косметической промышленностях.
Представлены также паровые котлы низкого давления зарубежного производства. Так, фирма Viessmann (Германия) производит котлы марки Vitoplex 100-LS  производительностью 0,26–2,2 т/ч на жидком или газообразном топливе, с рабочим давлением в котле 7 атм.

Статья опубликована в журнале "Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ" № 2(7)` 2011

Опубликовано: 08 июля 2011 г.

вернуться назад

Читайте также:

Прямоточные котлы - Большая Химическая Энциклопедия

Параметр Рециркуляционный котел Прямоточный котел Прямоточный котел ... [Pg.361]

Для прямоточных котлов очистка должна быть без остатков твердых веществ, поэтому используется полностью летучая очистка (AVT). AVT, который также используется в некоторых котельных системах dmm, использует химические добавки в питательную воду, аммиак и гидразин, чтобы обеспечить воду, подходящую для котла. Поскольку присадки летучие, они не накапливаются в котле и обеспечивают минимальную защиту при попадании загрязняющих веществ.Большинство заводов, использующих AVT, имеют в той или иной форме конденсатный фильтр для удаления примесей из конденсата. [Pg.362]

В котлах сверхкритического давления используются полностью летучие препараты, обычно состоящие из аммиака и гидразина. Из-за чрезвычайно высокой вероятности образования отложений и загрязнения паром нельзя допускать попадания воды в сверхкритическую прямоточную котловую воду, в том числе для очистки воды. [Pg.264]

Очистка конденсата В некоторых котельных системах возвратный конденсат повторно обрабатывается с использованием ионного обмена для минимизации коррозии и накопления отложений.Это особенно относится к прямоточным котлам (в основном атомным), где может отсутствовать водо-паровой сепаратор и, возможно, имеется ограниченное оборудование для продувки. Кроме того, некоторые котлы с высоким тепловым потоком (на жидком топливе) были оборудованы установкой очистки конденсата (УКП). [Pg.835]

Прямоточные котлы могут быть подкритическими или сверхкритическими. Ясно, что подкритические котлы подвержены некоторому потенциальному риску коррозии под нагрузкой из-за наличия зоны испарителя. Меры, направленные на предотвращение коррозии под нагрузкой, включают: поддержание низкой общей концентрации растворенного вещества, поддержание согласованного ионного баланса и поддержание соответствующей тонкости оксида на водной стороне.В сверхкритической установке отсутствует вероятность коррозии под нагрузкой, пока она работает в сверхкритическом режиме, так как отсутствует фазовая граница. Однако риск присутствует, когда установка работает в докритическом режиме, так как все сверхкритические установки время от времени должны быть. [Pg.849]

В качестве примера стандарта питательной воды для прямоточного котла BS 2486 дает максимальную проводимость 0-2 мкСм / см при 25 ° C и pH в ... [Стр. .849]

Конструкции включают прямоточный котел, который может работать при докритических, критических или сверхкритических давлениях и при всех промышленных температурах, и лучистый котел, где поглощение тепла в основном происходит за счет передачи лучистой энергии.[Стр.53]

По существу, за исключением прямоточных котлов, производство пара в первую очередь включает двухфазное пузырьковое кипение и механизмы конвективного кипения (см. Раздел 1.1). Любое осаждение на поверхностях теплопередачи может нарушить температурный градиент, возникающий в результате первоначальной теплопроводности от металлической поверхности к соседнему слою более медленного и более ламинарного потока, внутренней воды и к более высокой скорости и более турбулентному потоку объемной воды. . [Pg.465]

Таблица 12.13 (BS 2486 1997, таблица 5) Рекомендуемые характеристики питательной воды на входе в экономайзер для прямоточных котлов ... Table 12.13 (BS 2486 1997 table 5) Recommended water characteristics of feed water at economizer inlet for once-through boilers...
C) для чугуна и до 140 ° F для марстенитной нержавеющей стали (60 ° C). Не подходит для гальванизации, алюминия или эмали. Растворители муравьиной кислоты, содержащие соответствующие ингибиторы коррозии и стабилизаторы железа, могут быть очень успешными при очистке более крупных установок, таких как прямоточные котлы.[Pg.638]

Растворы половинной прочности полезны для промывки прямоточных котлов или ... [Pg.653]

Чтобы получить полную картину того, что подразумевается под выгоранием, полезно дополнительно рассмотреть особые условия выгорания, обеспечивающие приемлемые температуры стен. Такое состояние должно иметь место, например, в любой практической прямоточной котельной системе, где переход, например, с жидкой воды на входе на перегретый пар на выходе происходит в одном нагретом канале. Предполагается также нормальная эксплуатация ядерных реакторов после перегорания, и Collier et al.(C5) описали успешные эксперименты с облученными стержнями, покрытыми циркалоем, работающими в непрерывном режиме после выгорания ... [Pg.223]

Flo. 8. Распределение температуры в прямоточной котельной трубе [от Schmidt (S3)]. L = 98,5 дюйма, d = 0,197 дюйма, P = 2415 фунтов на кв. Дюйм, AA = 365 БТЕ / фунт, G = 0,44x106 фунтов / ч-фут2. Кривая 1 температуры воды. Кривая 2: температура стенки трубы с тепловым потоком 92 x 103 БТЕ / ч-фут2. Кривая 3: температура стенки трубы с тепловым потоком 148 x 103 БТЕ / ч-фут2. Кривая 4: температура стенки трубы с тепловым потоком 221 x 103 БТЕ / ч-фут2.[Стр.224]

B1. Бэгли Р. Применение данных о теплопередаче при проектировании прямоточных топок котлов // Тр. Inst. Мех. Engrs. (Лондон) 180, Pt. 3С (1965-1966). [Pg.287]

Немногие барабанные котлы высокого давления оборудованы установкой для очистки конденсата, показанной на рис. 1, но прямоточные котлы (не имеющие барабана для накопления примесей в водной фазе) обычно оборудованы. Вода перекачивается из конденсатора обратно через питающие нагреватели и снова в котел.[Стр.654]

Котлы электростанций бывают прямоточными или дмм-типа. Прямоточные котлы работают в сверхкритических условиях и не имеют потоков сточных вод, напрямую связанных с их работой. Котлы барабанного типа работают в докритических условиях, когда пар, образующийся в агрегатах барабанного типа, находится в равновесии с котловой водой. Примеси котловой воды сосредоточены в жидкой фазе. Продувка котла служит для поддержания концентрации растворенных и взвешенных веществ на приемлемом уровне для работы котла.Источниками примесей в продувке являются поступающая вода, внутренняя коррозия котла и химикаты, добавляемые в котел. В котел добавляется фосфат для контроля осаждения твердых частиц. [Pg.584]

Для удовлетворительной работы прямоточного котла и связанной с ним турбины требуется, чтобы общее содержание твердых частиц в питательной воде было менее 0,05 ppm. В таблице 3 перечислены рекомендуемые максимальные пределы для загрязняющих веществ в питательной воде и типичные значения, полученные во время эксплуатации. [Pg.1745]


.

ПРОХОДНЫЕ КОТЛЫ

Эти котлы, в отличие от установок с рециркуляцией или естественной циркуляцией, характеризуются непрерывным протоком от входа испарителя к выходу пароперегревателя без разделительного барабана в контуре. Они почти исключительно используются для производства пара в связи с выработкой электроэнергии коммунальными предприятиями и на протяжении многих лет являются самой популярной конструкцией в Европе и Скандинавии.

Siemens KWU (владельцы патента Benson Boiler), Sulzer и, в последние годы, японские и американские компании предлагают ряд различных детальных проектов.Все прямоточные котлы включают в себя испарительные трубы с относительно малым внутренним диаметром (обычно диаметром около 25 мм), которые обычно расположены по спирали, образуя кожух топки. Для секции котла после топки приняты два основных варианта. Может использоваться либо двухходовая конструкция с клеткой вестибюля и спускным каналом (как показано на рисунке 1), либо конструкция башни с секциями перегрева, повторного нагрева и экономайзера над печью (как показано на рисунке 2). Стены и крыша котла могут состоять из труб, образующих часть контуров испарителя или пароперегревателя, и внутри них смонтированы блоки труб, действующих как основные контуры перегрева, подогревателя и экономайзера.

Прямоточные котлы обычно связаны с работой под высоким давлением, и питательная вода поступает с высоким докритическим (> 180 бар) или сверхкритическим давлением, в то время как перегретый пар выходит под давлением на 20–30 бар ниже. Режим скользящего давления адаптирован для работы с частичной нагрузкой.

Рис. 1. Типичный двухходовой прямоточный котел Бэбкока. (С любезного разрешения Mitsui Babcock Energy Ltd.)

Рис. 2. Типичный прямоточный башенный котел Babcock.(Любезно предоставлено Babcock Energy Ltd.)

Топки могут разжигаться горелками, установленными в передней стенке, или за счет встречного зажигания горелками, обычно в передней и задней стенках, или за счет тангенциального зажигания, достигаемого щелевыми горелками, установленными в углах. для создания циркулирующего потока, который, как утверждается, имеет преимущества в подавлении образования загрязняющих веществ.

Поскольку вода в прямоточном котле испаряется до высокого качества, особенно важно принять меры против высыхания в зонах с высоким тепловым потоком или принять другие меры против явления, связанного с выгоранием.В котлах со спиральной печью, работающих при докритических давлениях, где сушка будет происходить с качеством около 40%, можно настроить это положение так, чтобы оно совпадало с зоной пониженного теплового потока над зоной первичного горения, чтобы температура повышалась. в НКТ при высыхании ограничено. Альтернативным решением является использование труб с нарезным отверстием, которые, создавая центробежные силы, заставляют больше жидкой фазы оставаться в контакте со стенкой трубки, тем самым задерживая высыхание до более высокого качества и / или позволяя использовать более низкие скорости воды.

.

Основы производства пара - EnggCyclopedia

Процесс кипячения воды для получения пара - явление знакомое. Говоря термодинамически, используемая тепловая энергия приводит к переходу фазы из жидкого в газообразное состояние, то есть из воды в пар. Система генерирования пара должна обеспечивать непрерывный и бесперебойный источник тепла для этого преобразования.

Самым простым парогенерирующим оборудованием, используемым для этого преобразования, является котел типа котел для нагрева определенного количества воды.В результате приложенного тепла температура воды повышается. В конце концов, для данного давления достигается температура кипения ( насыщения ) и начинают образовываться пузырьки. По мере того как тепло продолжает поступать, температура остается неизменной, и начинает образовываться пар, выходящий с поверхности воды. В этот момент вся тепловая энергия, поступающая в систему, используется для испарения воды, а не для повышения температуры. Если пар постоянно удаляется из емкости, температура останется неизменной до тех пор, пока вся вода не испарится.Чтобы гарантировать непрерывное преобразование воды в пар, все, что нам нужно сделать, это обеспечить регулируемую подачу воды, равную количеству пара, производимого и удаляемого из емкости.

Для данного давления пар, нагретый выше температуры насыщения, называется перегретым паром , , тогда как вода, охлажденная ниже температуры насыщения, называется переохлажденной водой . Если кипящая вода представляет собой закрытую систему, то после преобразования всей воды в пар новая тепловая энергия, поступающая в систему, используется для повышения температуры пара i.е. перегрев насыщенного пара.

Технические и экономические соображения показывают, что наиболее эффективным и экономичным способом производства пара высокого давления (ВД) является нагревание труб относительно небольшого диаметра, содержащих непрерывный поток воды.

Для выполнения этой задачи используются две принципиально разные системы кипячения:
- Первая система использует паровой барабан или фиксированную точку разделения пара и воды, а
- Вторая система, в которой не используется паровой барабан, упоминается как прямоточный парогенератор (ОТСГ).

Пожалуй, наиболее широко используемая система - это паровой барабан. В этой системе барабан служит точкой отделения пара от воды. Переохлажденная вода поступает в трубку, к которой подводится тепло. Когда вода течет по трубке, она нагревается до точки кипения. Следовательно, образуются пузырьки и образуется влажный пар. В большинстве котлов пароводяная смесь выходит из трубы и попадает в паровой барабан. Затем оставшаяся вода смешивается с подпиточной (замещающей) водой, возвращается обратно в нагретую трубку, и процесс повторяется.

Без использования парового барабана переохлажденная вода также поступает в нагретую трубу и превращается в пар по пути потока (по длине трубы). Точка превращения воды в пар зависит от расхода воды (нагрузки котла) и количества подводимого тепла. Тщательно контролируя как расход, так и скорость подводимого тепла, мы можем убедиться, что вся вода испаряется внутри трубки, и только пар выходит из трубки. Таким образом, отпадает необходимость в паровом барабане.

На рисунке 1 схематично представлены парогенераторы с паровым барабаном и без барабана (ПТГ).

Рисунок 1 - Схема парогенератора с паровым барабаном и без парового барабана (ПТГ)

При очень высоком давлении достигается точка, при которой вода перестает кипеть. Выше этого давления (приблизительно 221 бар или 3200 фунтов на квадратный дюйм) температура воды продолжает повышаться с добавлением тепла. Котлы, предназначенные для работы с давлением выше этого критического значения, называются сверхкритическими котлами . В сверхкритических котлах больше не требуются барабаны: эти котлы эффективно работают по прямоточному принципу.

.

Пошаговое руководство по работе с ODME и принципу его работы

How to Operate ODME

Некоторое время назад я написал небольшой пост об ODME, но он будет более подробным. Все больше и больше компаний уделяют внимание сохранению окружающей среды. Нефтяная компания не стремится сотрудничать с компаниями, которые не принимают во внимание экологические аспекты в своей повседневной работе.

Пока что в настоящее время недостаточно просто выполнять требования закона. Все хотят, чтобы мы выходили за рамки требований законодательства.

ODME - одно из устройств, обеспечивающих соблюдение экологических требований на борту судов.

Но задержания по-прежнему происходят из-за несоблюдения ODME. Иногда это несоблюдение является преднамеренным, но во многих случаях непреднамеренным. Компания должна сосредоточиться на развитии культуры безопасности, которая поможет предотвратить умышленное несоблюдение требований.

Но доскональное знание оборудования, такого как ODME, - единственный способ избежать непреднамеренного несоблюдения требований. Это руководство может помочь нам лучше узнать ODME, узнав о нем больше.

Для чего нужен ODME?

Что ж, если вы это читаете, то, скорее всего, знаете, для чего нужен ODME. Но все же спросим. Зачем нам ODME? Разве мы не можем просто запретить выбрасывать масляную смесь за борт и высаживать ее баржей.

Мы заботимся об окружающей среде, но есть предприятия, которые нужно поддерживать. Судовладельцы будут утверждать, что им следует разрешить сбрасывать водную часть нефтесодержащей смеси в море?

ODME обеспечивает баланс между «не выбрасывать нефть в море» и «снижением эксплуатационных расходов» для судовладельцев.

Но иногда мы забываем, что цель ODME - удалить воду из помоев, а не столько нефти, сколько разрешено.

Как это делает ODME?

В общих чертах ODME управляет работой этих двух клапанов, показанных на диаграмме ниже.

ODME controls these two valves

Эти два клапана никогда не будут открываться или закрываться вместе. Если один открыт, другой будет в закрытом положении.

Нам известно, что правило 34 Приложения I к Marpol перечисляет условия, при которых нефтесодержащие смеси могут сбрасываться в море.

Marpol Dischrage Criteria

Когда условия № 4 и 5 выполнены, ODME откроет забортный клапан, чтобы разрешить сброс нефтяной воды. Когда мы превышаем любое из этих двух условий, ODME закроет забортный клапан и откроет отстойный клапан.

Теперь для выполнения этой задачи ODME необходимо измерить

  • Мгновенный расход для обеспечения того, чтобы он не превышал 30 л / нм
  • Общее количество выгружено, чтобы гарантировать, что оно не превышает требуемого

Итак, давайте посмотрим, какие компоненты помогают ODME измерять эти вещи.

Какие все компоненты делают ODME

Если вы помните, формула для мгновенной скорости разряда -

.

Instantaneous rate of dischrage IRD formula

Теперь, если ODME необходимо измерить IRD, ему обязательно потребуются значения содержания масла в PPM и скорости потока. Скорость соединения обычно указывается либо из журнала, либо из GPS.

Все эти значения передаются в вычислительный блок ODME. Вычислительный блок выполняет все математические вычисления для получения требуемых значений. В большинстве случаев вы найдете вычислительный блок в диспетчерской.Теперь посмотрим, как и откуда вычислительный блок получает эти значения

Расход

Вычислительный блок

ODME получает значение расхода от расходомера. Небольшая пробоотборная линия идет от основной линии, проходит через расходомер и возвращается к основной линии. Расходомер рассчитывает расход в м3 / ч и передает это значение в вычислительный блок через сигнальный кабель.

ODME with flow meter

Измерение PPM

Измерительная ячейка - это компонент, который измеряет количество масла (в миллионных долях) в воде.Измерительная ячейка находится в шкафу под названием «Блок анализа». В большинстве случаев вы найдете «Блок анализа» в бювете.

Принцип измерения основан на том факте, что разные жидкости имеют разные характеристики светорассеяния. Основываясь на диаграмме светорассеяния масла, измерительная ячейка определяет содержание масла.

Проба воды пропускается через трубку из кварцевого стекла. А содержание масла определяется путем последовательного пропускания этой пробы воды в разные детекторы.

Но для измерения PPM в пробе воды проба сбросной воды должна пройти через измерительную ячейку. Эту работу выполняет пробоотборный насос.

Насос для отбора проб отбирает пробу из нагнетательной линии перед выпускными клапанами. Этот образец отправляется в измерительную ячейку (в блоке анализа) для измерения содержания масла, а затем отправляется обратно в ту же линию нагнетания.

Важно, чтобы насос для отбора проб не работал всухую или при избыточном давлении нагнетания. Чтобы избежать этой ситуации, внутри анализатора установлен датчик давления.Этот датчик давления измеряет давление на входе и выходе насоса для отбора проб.

Измерительная ячейка всегда должна получать непрерывный поток пробы, чтобы анализировать самую свежую пробу. Датчик давления также исключает возможность работы ODME при закрытых пробоотборных клапанах.

Измерительную ячейку необходимо регулярно чистить во время работы. Это сделано во избежание отложения масляных следов вокруг измерительной ячейки, которые могут давать неверные показания. Для очистки измерительной ячейки ODME выполняет цикл очистки с заранее заданным интервалом во время работы.Цикл очистки включает промывание ячейки пресной водой.

odme with analysing unit

Линия очистки и линии отбора проб в измерительные ячейки разделены пневматическими клапанами. Таким образом, при запуске цикла очистки происходит следующее:

  • Пневматический клапан линии пресной воды в измерительную ячейку открывается
  • Пневматический клапан линии отбора проб в измерительную ячейку закрывается.
  • Если ODME имеет приспособление для впрыска моющего средства, необходимое количество моющего средства будет впрыснуто во время цикла очистки

Нам необходимо убедиться, что резервуары для моющего средства не пустые, и мы используем только моющее средство, рекомендованное производителем.

Итак, есть три дополнительные строки, которые вы найдете в блоке анализа для цикла очистки.

  • Линия пресной воды для очистки измерительной ячейки
  • Воздуховод для работы пневмоклапанов
  • Линия чистящего раствора для лучшей очистки измерительной ячейки

Блок анализа отправляет значения данных, такие как давление и содержание масла, в вычислительный блок в CCR. В зависимости от марки блок анализа отправляет эти значения либо непосредственно в вычислительный блок, либо через блок преобразования.

Если установлен преобразователь, он может выполнять дополнительные задачи, например контролировать цикл очистки.

Вычислительный блок вычисляет IRD на основе всех этих значений, введенных в него. Если IRD меньше 30 л / миля, он дает команду блоку электромагнитного клапана открыть забортный клапан и закрыть обратный клапан рециркуляции. Когда IRD становится больше 30 л / миля, он закрывает забортный клапан.

odme line diagram

Вычислительный блок также вычисляет количество фактической нефти, сброшенной в море.Требование состоит в том, что мы не можем выгружать более 1/30000 от общего количества перевозимого груза. Прежде чем мы запустим ODME, нам нужно вычислить и передать это максимально допустимое значение в ODME. Об этом мы поговорим позже в этом посте.

Но, как видите, постепенно мы создали базовую линейную диаграмму ODME. Теперь, если вы можете извлечь линейную диаграмму ODME на своем судне, проверьте, можете ли вы относиться к ней. Я наугад взял линейную диаграмму одного из производителей, чтобы посмотреть, сможем ли мы идентифицировать части и линию ODME? Я мог бы, вы также можете идентифицировать себя на изображении ниже?

odme basic line diagram

Если бы вы могли, очень хорошо.Но если вам все еще нужны ответы, вот они на изображении ниже

odme elements

Теперь, когда мы ясно понимаем, из чего состоит ODME и какие компоненты ODME, давайте посмотрим, как старший офицер должен управлять ODME.

Работа ODME

Как мы знаем, ODME требуется в соответствии с Приложением I Marpol, которое касается аспектов загрязнения, связанных с нефтяными грузами. Теперь за 10 шагов давайте посмотрим, как нам следует использовать ODME.

Предположим, мы находимся на танкере-продукте дедвейтом 45000 тонн, который только что выгружал нефтеналивной груз объемом 29000 тонн (30000 м3 при 15 ° C).Этот танкер должен очистить эти танки, в которых находился общий нефтяной груз в 29000 тонн. Как продолжить очистку и слив помои с помощью ODME?

Шаг 1: Установите общее количество масла в ODME

Marpol установила предел общего количества масла, которое мы можем слить в промывочную воду. Этот лимит составляет 1/30000 от общего количества перевозимого груза. Итак, в нашем примере с танкером-продуктовозом рассчитаем

Всего грузов, перевезенных в очищаемых танках: 30000 м3 при 15 ° C

Общее количество сливаемого масла из мойки = 1 м3 (1000 литров)

Установите общий предел масла в 1000 литров в ODME.Продемонстрируем это в ODME make Rivertrace engineering.

Чтобы установить общий предел масла, перейдите к разделу «Распределение масла» в разделе «Выбор режима», нажав кнопку ввода (центральная).

Oil discharge mode in ODME

В разделе «Настройка сброса масла» перейдите к «пределу срабатывания сигнализации» и нажмите «Ввод».

Oil Discharge set up in ODME

Установите новое значение с помощью стрелок вверх и вниз и нажмите ввод.

Entering oil discharge limit in ODME

Он попросит подтвердить, что мы и сделаем, и теперь мы установили максимальный предел слива масла.

Confirm oil limit set up in odme

2. Разрешить не менее 36 часов для осаждения

Мы будем мыть цистерны и собирать отстой в отстойную цистерну. Но прежде чем мы сможем откачивать нефтесодержащую воду через ODME, нам нужно дать время отстоя как минимум 36 часов. Это время отстаивания обеспечивает полное отделение масла от воды.

Мы можем возразить, что если наш расход ограничен 30 л / мор. Мили, то какая разница со временем установления? Но факт в том, что даже когда мы можем использовать ODME для сброса нефтесодержащей воды, мы должны обеспечить минимальное содержание масла в воде.

3) Проверьте все остальные условия в Приложении I Marpol, Reg 34

Мы должны гарантировать, что другие условия, связанные с движением судна по маршруту, минимальной скоростью и удаленностью от ближайшего берега, соответствуют требованиям.

4) Подготовить ODME к работе

После того, как мы будем удовлетворены всеми условиями, мы можем подготовиться к началу сброса шламов за борт.

Мы уже обсуждали, какие компоненты присутствуют в ODME и каковы их функции. Итак, мы знаем, что нам нужно сделать, чтобы настроить ODME для работы.Конечно, на разных судах все может немного отличаться, но большинство вещей будет общим. Мы должны проверить и найти каждый элемент, упомянутый в руководстве. Вот краткое изложение некоторых общих элементов, которые необходимо проверить перед работой ODME

.
  • Проверить, открыты ли впускной и выпускной клапаны расходомера
  • Проверить, есть ли подача пресной воды и все ли клапаны открыты
  • Проверить, открыты ли впускной и выпускной клапаны пробоотборной линии
  • Проверить, есть ли подача воздуха для пневматических клапанов.
  • Проверить наличие чистящего раствора в емкости
  • Проверить, включено ли питание преобразователя
  • Проверьте и проверните рукой вал пробоотборного насоса, чтобы убедиться, что он движется свободно

Также проверьте и убедитесь, что все значения находятся в автоматическом, а не в ручном режиме. Эти значения для проверки относятся к расходу, скорости и частям в минуту.

5) Запустить грузовой насос в режиме рециркуляции

После того, как мы настроили ODME, мы можем запустить насос отстойного резервуара, содержащего нефтесодержащую воду, в режиме рециркуляции.Теперь, даже когда он работает в режиме рециркуляции и забортный клапан закрыт, на некоторых устройствах вы можете проверить IRD на экране CCR ODME. Если вы видите какие-то странные клапаны, например высокое содержание PPM масла в пробе, остановите насос и

  • либо запустить цикл очистки вручную, если эта функция присутствует в ODME
  • или Очистите измерительную ячейку вручную с помощью инструмента производителя, как описано в руководстве ODME

6) Пуск за борт

После того, как все вышеперечисленные шаги выполнены и проверены, мы можем запустить ODME, чтобы начать сброс за борт.

7) Монитор во время всей операции сброса за борт

Теперь, если все в порядке, внимательно следите за

Сбрасываемая вода не оставляет видимого блеска на поверхности моря. Помните, что вам не нужен фонарик, чтобы увидеть это. Выполнять сброс за борт необходимо только в светлое время суток.

Проверяйте и отслеживайте значения масла в воде (PPM) и IRD. Если IRD близок к 30 л / миля, вы не хотите, чтобы он пересек 30 л / миля и остановил операцию.В этом случае вы можете уменьшить скорость насоса, чтобы уменьшить расход. При уменьшении расхода уменьшается и IRD.

Контролируйте уровень поверхности раздела масло-вода с помощью ленты MMC или UTI. Это важно, потому что мы серьезно относимся к окружающей среде. Мы хотим остановить выброс за борт за несколько сантиметров до того, как мы достигнем поверхности масла. Это показывает нашу серьезность к сохранению окружающей среды. Также видно, что наша цель заключалась не в том, чтобы слить столько нефти, сколько мы можем, а в том, чтобы слить как можно больше чистой воды.

Purpose of ODME

Более того, мы не хотим портить нашу систему ODME, позволяя маслу проникать в систему.

8) Остановить сброс за борт

ODME остановится автоматически, когда IRD превысит 30 л / м.миль или если мы превысим предел общего сброса масла. Но мы должны быть готовы остановить ODME и вручную. Мы должны остановить сброс за борт вручную, если произойдет одно из следующих событий

  • Мы достигли уровня интерфейса
  • Быстрое увеличение PPM.Мы можем продолжить, если уверены, что граница раздела нефть-вода еще очень далеко.
  • Мы видим масляный блеск на поверхности моря

9) Не запускайте ODME несколько раз

Если ODME останавливается автоматически из-за того, что IRD превышает 30L / NM, мы не должны запускать ODME снова. Некоторые люди снова запускают ODME, чтобы проверить, могут ли они по-прежнему уменьшить количество на борту. Даже когда вы можете утверждать, что делаете это через ODME, вы на самом деле ненамеренно осуждаете МАРПОЛ.Многие суда были задержаны Парижским меморандумом о взаимопонимании за неоднократные попытки запустить ODME. Задержание имеет логику и следующие причины

  • При многократных запусках оператор пытается выбросить за борт как можно больше масла
  • После автоматической остановки ODME оператору необходимо подождать еще 24 часа для стабилизации, чтобы снова запустить ODME. Это связано с тем, что, если уровень смеси масло / вода будет очень низким, при рециркуляции она будет взбалтываться. Теперь, чтобы вода отделилась от масла, нам нужно подождать 24 часа.

Но если ODME остановился из-за какой-либо ошибки, когда уровень воды все еще был высоким, нет необходимости ждать еще 24 часа для установления времени.

9) Выполните цикл очистки

Каждый раз, когда ODME останавливается, запускается цикл очистки. Но если он не запускается автоматически, мы можем запустить цикл очистки вручную.

10) Закройте все клапаны и систему

После завершения операции ODME мы можем закрыть все клапаны и подачу электроэнергии.Затем мы можем сделать запись в журнале нефтяных операций по этой операции.

Заключение

Было зафиксировано множество задержаний и сотни наблюдений за неправильным использованием ODME. Эти задержания также включают умышленное неправильное функционирование ODME.

Было немного случаев, когда моряки обходили ODME, даже когда ODME находился в отличной форме и работал. Причина в том, что моряки иногда считают, что такое оборудование, как ODME, сложно в эксплуатации.

Но если мы хорошо знаем наше оборудование, оно не только будет казаться простым в эксплуатации, но и будет работать безупречно.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *