Водотрубный котел

редактировать
Принципиальная схема водотрубного котла морского типа

A водотрубный котел высокого давления (также пишется водотрубный и водяная трубка) представляет собой тип бойлера, в котором вода циркулирует по трубам, нагреваемым снаружи огнем. Топливо сжигается внутри печи, образуя горячий газ, который нагревает воду в парогенерирующих трубах. В котлах меньшего размера дополнительные генерирующие трубы отделены в топке, в то время как в более крупных котлах для коммунальных служб используются заполненные водой трубы, составляющие стенки топки, для выработки пара.

. Нагретая вода затем поднимается в паровой барабан. Здесь насыщенный пар отводится сверху барабана. В некоторых случаях пар снова поступает в печь через перегреватель и перегревается. Под перегретым паром понимается пар, нагретый до температуры выше точки кипения при заданном давлении. Перегретый пар представляет собой сухой газ и поэтому используется для привода турбин, поскольку капли воды могут серьезно повредить лопатки турбины.

Холодная вода из нижней части парового барабана возвращается в барабан для питательной воды через «сливные трубы» с большим отверстием, где она предварительно нагревает подаваемую питательную воду. (В больших котлах общего назначения питательная вода подается в паровой барабан, а сливные трубы подают воду на дно водяных стенок). Для повышения экономичности котла выхлопные газы также используются для предварительного нагрева воздуха, вдуваемого в топку, и подогрева подачи питательной воды. Такие водотрубные котлы на ТЭЦ еще называют парогенерирующими установками.

Более старая конструкция жаротрубного котла, в которой вода окружает источник тепла, а газы от сгорания проходят через трубы в водном пространстве, представляет собой гораздо более слабую конструкцию и редко используется для давление выше 2,4 МПа (350 фунтов на кв. дюйм). Существенным преимуществом водотрубного котла является меньшая вероятность катастрофического отказа: в котле нет большого объема воды и отсутствуют крупные механические элементы, которые могут выйти из строя.

Водотрубный котел был запатентован Блейки из Англии в 1766 году и был произведен французским Даллери в 1780 году.

Содержание

  • 1 Приложения
    • 1.1 Стационарный
    • 1.2 Морской
    • 1.3 Железнодорожный
      • 1.3.1 Гибриды
    • 1.4 Дорожный
  • 2 Варианты конструкции
    • 2.1 Котел типа D
    • 2.2 Котлы типа M
    • 2.3 Низкое содержание воды
    • 2.4 Babcock Wilcox котел
    • 2,5 Котел Стирлинга
    • 2,6 Ярроу
    • 2,7 Уайт-Форстер
    • 2,8 Торникрофт
    • 2,9 Котел с принудительной циркуляцией
    • 2.10 Другие типы
  • 3 См. также
  • 4 Ссылки
  • 5 Внешние ссылки

Приложения

«Способность водотрубных котлов вырабатывать перегретый пар делает эти котлы особенно привлекательными для применений, требующих сухого пара высокого давления и высокой энергии, включая выработку энергии паровыми турбинами».

Благодаря своим превосходным рабочим характеристикам, водотрубные котлы очень предпочтительны в следующих основных областях:

  • Разнообразие технологических процессов в промышленности
  • Химическая обработка div isions
  • Целлюлозно-бумажные заводы
  • Установки рафинирования

Кроме того, они часто используются на электростанциях, где большие количества пара (до 500 кг / с) имеют высокое давление т.е. обычно требуется примерно 16 мегапаскалей (160 бар) и высокие температуры, достигающие 550 ° C. Например, на солнечной электростанции Иванпах используются два водотрубных котла Rentech Type-D.

Стационарные

Современные котлы для выработки электроэнергии почти полностью водотрубные, из-за их способности работать при более высоком давлении. Там, где требуется для отопления или в качестве химического компонента, тогда еще есть небольшая ниша для жаротрубных котлов.

Морские котлы

Их способность работать при более высоких давлениях привела к тому, что судовые котлы почти полностью водотрубные. Это изменение началось примерно в 1900 году и привело к внедрению турбин для силовых установок, а не для поршневых (то есть поршневых) двигателей, хотя водотрубные котлы также использовались с поршневыми двигателями.

Железная дорога

Не было значительного внедрения водотрубных котлов для железнодорожных локомотивов. Было создано несколько экспериментальных разработок, но ни один из них не был успешным и не привел к их широкому использованию. В большинстве водотрубных железнодорожных локомотивов, особенно в Европе, использовалась система Шмидта. Большинство из них были соединениями и несколькими прямыми потоками. Норфолк и Западная железная дорога Джон Генри был исключением, поскольку он использовал паровую турбину в сочетании с электрической трансмиссией.

Полностью восстановлен после несчастного случая со смертельным исходом
С использованием котла тысячелистника, а не Шмидта. Никогда не удавалось и повторно кипятили с обычным бойлером.

Гибриды

Чуть более успешным было использование гибридных водотрубных / жаротрубных систем. Поскольку самая горячая часть локомотивного котла - это топка, было эффективно использовать здесь водотрубную конструкцию и традиционный жаротрубный котел в качестве экономайзера (то есть подогревателя) в обычном позиция.

Одним из известных примеров этого были США Baldwin 4-10-2 No. 60000, построен в 1926 году. Работая как состав при давлении в котле 2400 килопаскалей (350 фунтов на квадратный дюйм), он успешно преодолел более 160 000 километров (100 000 миль). Однако через год стало ясно, что любая экономика перегружена дополнительными расходами, и он был списан, чтобы стать стационарным. Серия из двенадцати экспериментальных локомотивов была построена на предприятии Baltimore and Ohio Railroad в Mt.

Котел Brotan

Единственным железнодорожным применением водотрубных котлов в любом количестве был котел Brotan, изобретенный в Австрии в 1902 г. Иоганн Бротан и встречается в редких экземплярах по всей Европе. Тем не менее, Венгрия была активным пользователем и насчитывала около 1000 из них. Как и в «Болдуине», он сочетал в себе топку с водяной трубой и ствол с дымоходом. Первоначальной характеристикой Brotan был длинный паровой барабан, проходящий над основным стволом, что делало его внешне похожим на котел Flaman.

Road

В то время как тяговый двигатель обычно строился с использованием его локомотивного котла в качестве рамы, другие типы паровых транспортных средств, такие как грузовики и автомобили, использовали широкий спектр различных типов котлов. Пионеры автомобильного транспорта Голдсуорси Герни и Уолтер Хэнкок оба использовали водотрубные котлы в своих паровых вагонах примерно в 1830 году.

В большинстве вагонов подтипа использовалась вода -трубные котлы. Многие производители использовали варианты вертикальных котлов с поперечными трубами, в том числе Atkinson, Clayton, Garrett и Sentinel. Другие типы включают в себя «гильзу » и производители Foden O-type вагона пистолетной формы.

паровых пожарных машин, таких как Мерриуэзер обычно использовал водотрубные котлы из-за их быстрой паропроизводительности.

На многих паровозах использовались водотрубные котлы, а компания Bolsover Express даже заменила водотрубный котел Stanley Steamer жаротрубным котлом.

Варианты конструкции.

Котел D-типа

'D-type ' - это наиболее распространенный тип котлов малого и среднего размера, аналогичный тому, который показан на схеме. диаграмма. Он используется как в стационарных, так и в морских приложениях. Он состоит из большого парового барабана, вертикально соединенного с меньшим водяным барабаном (он же «грязевой барабан») через несколько парогенерирующих труб. Они окружены стенками, состоящими из более крупных заполненных водой труб, из которых состоит печь.

Котлы типа М

Котлы типа М использовались на многих военных кораблях США во время Второй мировой войны, в том числе на сотнях эсминцев типа «Флетчер». Три набора трубок образуют форму буквы М и образуют перегреватель, работающий отдельно, что позволяет лучше контролировать температуру перегрева. В дополнение к буровому барабану, показанному на котле типа D, котел типа M имеет водяной экран и коллектор водяной стены в нижней части двух дополнительных рядов вертикальных труб и сливных стаканов.

Низкое содержание воды

Бойлер с низким содержанием воды имеет нижний и верхний коллекторы, соединенные водяными трубками, на которые напрямую падает горелка. Это котел без топки, который может вырабатывать пар и быстро реагировать на изменения нагрузки.

Котел Babcock Wilcox

Котел Babcock Wilcox

Разработанный американской фирмой Babcock Wilcox, этот тип имеет один барабан, с питательной водой, забираемой снизу. барабан в коллектор, питающий наклонные водяные трубы. Водяные трубки подают пар обратно в верхнюю часть барабана. Печи расположены под трубами и барабаном.

Этот тип котла использовался на фрегатах Royal Navy Leander-class .

Котел Стирлинга

Котел Стирлинга имеет почти вертикальные, почти прямые водяные трубы, которые зигзагообразно перемещаются между несколькими паровыми и водяными барабанами. Обычно в схеме «четыре барабана» используются три банка ламп, но в некоторых приложениях используются вариации, разработанные с другим количеством барабанов и банков.

Они в основном используются в качестве стационарных котлов из-за их большого размера, хотя большая площадь решетки также способствует их способности сжигать широкий спектр видов топлива. Первоначально работающие на угле на электростанциях, они также получили широкое распространение в отраслях промышленности, производящих горючие отходы и требующихся. Целлюлозно-бумажные комбинаты сжигали отходы коры, сахарные заводы - отходы жома. Это котел горизонтального типа.

Тысячелистник

Вид сбоку котла тысячелистника

Названный в честь своих разработчиков, тогдашних Тополь основанных на Судостроителей тысячелистника, этот тип трехбарабанный котел имеет три барабана в форме дельта, соединенных водяными трубками. Барабаны соединены прямыми водяными трубками, что позволяет легко чистить трубки. Это, однако, означает, что трубки входят в барабаны под разными углами, что затрудняет герметизацию. Снаружи топки пара трубок между каждым барабаном действует как «сливные трубы '.

. Благодаря трем барабанам, бойлер Ярроу имеет большую емкость по воде. Следовательно, этот тип обычно используется в старых морских котлах. Его компактные размеры сделали его привлекательным для использования в мобильных энергоблоках во время Второй мировой войны. Для обеспечения возможности транспортировки котел и его вспомогательное оборудование (подогрев мазута, насосные агрегаты, вентиляторы и т. Д.), турбины и конденсаторы были смонтированы на вагонах для перевозки рельс.

White-Forster

Тип White-Forster похож на Yarrow, но с трубками, которые постепенно изогнуты. Это делает их вход в барабаны перпендикулярным, что упрощает создание надежного уплотнения.

Thornycroft

Вид сбоку на котел Thornycroft

Разработан судостроителем John I. Thornycroft Company, тип Thornycroft имеет один паровой барабан с двумя наборами водяных труб с каждой стороны печи. Эти трубки, особенно центральный, имеют резкие изгибы. Помимо очевидных трудностей при их очистке, это также может вызвать изгибающие силы при нагревании трубок, которые могут выдернуть их из трубной пластины и вызвать утечку. Имеются две топки, выходящие в общую вытяжку, что придает котлу широкий конический профиль основания.

Котел с принудительной циркуляцией

В котле с принудительной циркуляцией, a насос добавлен для ускорения потока воды по трубкам.

Другие типы

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с водотрубными котлами.
Последняя правка сделана 2021-06-20 09:20:36
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте