Котлы паровые высокого давления ДКВр – конструкция, принцип работы, выбор, цена

Котел ДКВР: безусловный лидер на рынке

Котел ДКВР расшифровывается как двухбарабанный, вертикально-водотрубный реконструированный агрегат. Его назначение – образование пара температурой 194 или 250 градусов. Агрегат используется в промышленности, обеспечивая технологические потребности предприятий. ДКВР часто применяется в отопительных и вентиляционных системах, а также для горячего водоснабжения.

Особенности использования котлов

Паровой котел дквр отличается длительным сроком эксплуатации. Он может работать до 25 лет. Иногда агрегат используется больше 50 лет. ДКВР не подвержен влиянию природных условий и перепадам температур. Поэтому он одинаково хорошо работает во всех климатических зонах.

Агрегаты могут применять разные виды топлива:

  • работают на жидком топливе и газообразном;
  • используют в качестве горючего уголь;
  • работают на растительных отходах (древесных, лузге) и фрезерном торфе.

Используемое горючее требует соответственного топочного устройства. Котел ДКВР, работающий с использованием газа и мазута, оснащен каменными камерами сгорания с газомазутными распылителями. Благодаря этому его производительность может повышается на 40%.

Для применения в качестве топлива древесных отходов, котлы ДКВР должны быть оснащены специальными скоростными топками системы Померанцева (ЦКТИ). Для фрезерного торфа агрегаты должны быть изготовлены по схеме Шершнева с предтопком. Котлы с шахтными топками способны работать с куксовым торфом.

Рис. 1 Внешний вид парового котла ДКВР

Для работы на углях агрегат оснащается полумеханическими камерами горения класса ПМЗ-РПК.

Схема агрегата

Конструктивные схемы котлов ДКВР, как правило, неизменные. На них не влияет то, какое топливо применяется или какое топочное устройство задействовано.

Объем парового агрегата называют в зависимости от того, какой наполнитель в нем присутствует. Так, если сегмент содержит жидкость, то это водное пространство. Если же сектор наполнен паром, то его именуют паровым. Поверхность, которая разделяет паровое и водное пространства – это зеркало испарения. В паровом пространстве есть специальное оборудование для разделения пара и влаги.

Устройство агрегата

Каждый котел ДКВР состоит из:

  • верхнего длинного барабана;
  • нижнего короткого барабана;
  • топочной камеры;
  • конвективного пучка;
  • питательных трубопроводов;
  • перегородки;
  • обдувочного устройства;
  • кирпичной стенки;
  • коллектора;
  • камеры догорания;
  • лестницы и площадки для техобслуживания ДКВР.

Рис. 2 Схема устройства котла ДКВР

Это описание базовых элементов схемы агрегата. Барабаны размещаются вдоль оси котла ДКВР и соединяются между собой развальцованными гнутыми циркуляционными трубами. Последние всегда располагаются вертикально. Таким образом, создается развитый конвективный пучок.

На днищах барабанов имеются овальные лазы. Они необходимы для их проверки и чистки или установки дополнительных устройств.

Экранированная топочная камера – еще одна комплектующая парового котла ДКВР. Она разделена на два сектора кирпичной перегородкой. Первый сегмент – это сама топка, а второй – камера догорания. Последняя повышает КПД парового ДКВР за счет уменьшения химического недожога.

Такое устройство присуще моделям котла ДКВР 2,5; 4 и 6,5. В паровом котле ДКВР -10 сегменты разделены трубами. При этом кирпичная перегородка тоже присутствует – между рядами труб. Это сепарирует котельный пучок от камеры догорания.

Часть циркулярных труб может не монтироваться, если в котле ДКВР установлен пароперегреватель. Его помещают в 1-ом газоходе. Он находится сразу за 3-им рядом циркуляционных труб. Все пароперегреватели стандартизированы. Они отличаются лишь количеством параллельных змеевиков. Число последних напрямую зависит от степени производительности прибора.

Рис. 3 Барабан котла ДКВР

В котле ДКВР предусмотрены торцевые лазы. Через них происходит уборка шламовых отложений.

Дополнительные элементы системы

Помимо основных комплектующих элементов, агрегат оснащен целой системой измерительных устройств и дополнительными деталями:

  • предохраняющими клапанами;
  • манометрами;
  • показателями уровня и запорным оборудованием;
  • клапанами питания;
  • арматурой для продувки;
  • клапанами для удержания насыщенного пара (при отсутствии в ДКВР пароперегревателей);
  • клапанами отбора перегретого пара (при наличии в паровом агрегате пароперегревателей);
  • арматурой на отрезке обдувки/прогрева нижнего барабана (для котла ДКВР -10);
  • клапанами спуска жидкости из нижнего барабана;
  • вентилями на отрезке введения химических веществ;
  • вентилями для взятия проб пара.

Для агрегатов ДКВР-10 предусмотрены запорный и игольчатый клапаны. Они служат для постоянной продувки верхнего барабана. Каждый котел ДКВР имеет специальную лестницу и площадку. Это упрощает работы по его обслуживанию.

Рис. 4 Вид агрегата изнутри

Описание принципа работы

Принцип работы котла ДКВР довольно прост. Вода поступает вначале в верхний барабан по двум специальным трубам. Тут она смешивается с котловой водой. Определенная часть последней поступает в нижний барабан по циркуляционным трубам. Затем проходит, нагреваясь, по подъемным и вместе с пароводяным соединением попадает в верхний барабан.

Следующая часть жидкости прибора направляется в нижние коллекторы по опускным трубам. Затем жидкость прогревается в экранных трубках и образовавшийся пар и пароводяное соединение возвращается в верхний барабан.

Тут пар движется через сепарационные механизмы. Из него отделяется влага. Сухой пар поступает к потребителю либо же закачивается в пароперегреватель. Тут он достигает более высоких температур.

Схема естественной циркуляции в котле ДКВР обеспечивается благодаря гравитации. Вода и пароводяная смесь имеют разную плотность. Поэтому жидкость всегда опускается вниз, отделяясь от пара, который направляется вверх. Контуров циркуляции может быть несколько.

При правильной циркуляции жидкости агрегат безопасен. Но существуют случаи, когда она нарушается.

Среди возможных причин сбоя циркуляции:

  • неодинаковый прогрев испаряющей поверхности (происходит, как правило, при шлаковании отдельных сегментов труб);
  • неровное распределение жидкости по трубам экранов и коллекторов (может случиться при загрязнении шламом);
  • неравномерное заполнение объема камеры топки факелом горения.

Базовое условие безопасного действия котла ДКВР – своевременное охлаждение поверхности нагрева. На нее постоянно воздействует высокая температура от топочных газов. Теплота передается трубам. Задача теплоносителя, который находится внутри обогреваемых труб, – равномерно циркулировать, отводя это тепло от стенок. Если процесс происходит неинтенсивно – возможно нарушение прочности металла. Это грозит свищами или разрывом труб.

Рис. 5 Замена конвективного пучка котла

Преимущества

Паровой ДКВР имеет целый ряд качеств, которые выгодно отличают его от других подобных установок. Самое главное его свойство – высокая производительность. Агрегат выдает значительный показатель КПД даже при низком уровне давления. Допускается от 0,7 до 1,4 МПа. Продуктивность агрегата не снижается при его перепадах. При этом котлы ДКВР не требуют специально подготовленной очищенной воды.

Более детальное описание преимуществ котла ДКВР:

  • при необходимости агрегат переводится в водонагревательный режим;
  • работа на практически любом виде топлива;
  • схема работы агрегата гарантирует надежность;
  • высокий КПД работы (до 91%);
  • экономичность – не требует серьезных затрат на использование или техобслуживание, позволяет снизить расходы на теплоэнергоснабжение;
  • есть возможность его монтажа в помещении котельной, не разрушая перекрытий/стен благодаря сборной конструкции;
  • быстрый ввод в эксплуатацию, оперативное подключение к уже действующим системам;
  • конструкция агрегата позволяет менять его комплектацию, используя различные варианты элементов автоматики и контрольно-измерительные приборов;
  • высокоэффективный – имеет значительный диапазон настройки параметров производительности (до 150% от исходного значения).

Заключение

Котлы ДКВР по праву считаются одними из наиболее производительных агрегатов. Их схема довольно проста, при этом они продуктивны и способны работать при любых условиях. Устройства не требуют особого обслуживания. Котлы также не нуждаются в специальных условиях для работы.

При своей высокой эффективности паровые котлы экономичны. Они не требуют специальной очистки воды, которая проходит процесс переработки в них. Котлы довольно долговечны и удобны в эксплуатации. При корректной организации работы и соблюдении правил их использование безопасно. Паровые устройства ДКВР также снабжены рядом предохранительных клапанов.

Устройство, принцип работы и технические характеристики котлов ДКВР

Паровой водотрубный котёл ДКВР служит для производства влажного и перегретого пара. КПД данного оборудования достигает 92%. В качестве топлива используется уголь, дрова, газ, мазут. Если используется газ или мазут, то производство пара вырастает до 50%.

Расшифровка парового котла ДКВР

Это оборудование производится в нескольких модификациях. Аббревиатура ДКВР обозначает двухбарабанный котёл водотрубный реконструированный.

Первые цифры показывают количество производимого пара в тоннах за час. Второе число говорит о давлении пара, а в если есть перегреватель, то третье число в названии – температура пара при перегреве.

Для примера рассмотрим котёл ДКВР 10-13-250. Число 10 – это объём производимого пара за час, 13 – давление рабочего тела в кгс/кв.см., 250 – температура пара из перегревателя в °С.

Если после последнего числа стоит буква С, то значит предусмотрен способ слоевого сжигания. Если последнее третье число отсутствует, то значит в котле нет перегревателя и пар производится насыщенный.

Преимущества и недостатки

Данные котлы обладают рядом преимуществ, отличающих его от других агрегатов подобного типа. Основной плюс это высокая паропроизводительность. Это оборудование работает с высоким КПД даже при недостаточном давлении, меняющимся в диапазоне от 0,7до 1,4 МПа. В процессе эксплуатации нет необходимости пользоваться подготовленной водой.

Ряд достоинств котлов:

  • способность перехода в водогрейный режим для отопления;
  • применяется любое топливо;
  • надёжная конструкция;
  • КПД до 92%;
  • экономичный в работе и обслуживании;
  • удобная установка в любой котельной за счёт сборной конструкции;
  • несложное подключение и запуск в эксплуатацию;
  • широкий диапазон параметров паропроизводительности;
  • большая ремонтоспособность.

Из недостатков можно выделить только то, что при эксплуатации наблюдаются завышенные присосы холодного воздуха в газоходы от камеры сгорания до крайней поверхности нагрева (Да = 0,254-0,35).

Устройство ДКВР и принцип работы

Существует несколько типов оборудования этого производителя, отличающихся давлением пара и его количеством, произведённым за час. Все модификации снабжены двумя барабанами (сепараторами).

Размер верхнего барабана определяет ещё два типа: длинный и короткий. Котлы устаревшей модификации до 10 т/ч оснащены длинным верхним сепаратором, а модернизированные модели от 10 до 35 т/ч выпускаются уже с коротким барабаном.
Котлы ДКВР имеют разнообразное оснащение, которое зависит от потребляемых ресурсов. Материал барабанов – сталь, их диаметр по внутренним стенкам 1 м.

Нижний барабан короче верхнего на размер камеры сгорания. Топка состоит из нескольких экранов и содержит мощный кипятильный трубопровод из, собранный из труб 51х2,5 мм. Топка поделена кладкой на две секции.
Дымовые газы перемещаются по двум газоходам, образованным чугунной и кирпичной перегородками, и догревают трубы пучка конвекции. Затем через отверстие на задней поверхности котла покидают его.


Верхний барабан состыкован с коллекторами фронтальной части при помощи 16 труб, эта конструкция образует боковые экраны нагрева. С тыльной стороны котла верхний сепаратор при помощи кипятильных труб состыкован с нижним. Таким образом получается обширная конвективная зона нагрева.
Для контроля объёма пара в пароохладитель вмонтирован дренажный вентиль на соединительных проводах.
Трубы расположены на расстоянии 110 мм друг от друга во всех направлениях. Перепускные трубы соединяют коллектор с нижним сепаратором. Подпиточная вода заполняет верхний до определённого уровня. Далее оттуда вода опускается в коллекторы.

Читайте также:  Отопительные котлы Купер – особенности конструкции, ассортимент, преимущества

После чего смесь воды и пара поднимается из боковых экранов в барабан. Эта схема формирует два контура циркуляции рабочего тела. Существует и третий контур, его формируют оба барабана и пучок конвекции.
Вода опускается сверху, а затем после нагрева смесь воды с паром по нагретому трубопроводу поступает обратно, где происходит разделение этих сред. Чтобы избавиться от излишней соли и водных вкраплений предусматривается применение устройство сепарации.
Для образования перегретого пара предусматривается установка пароперегревателя. Конструктивно его располагают вместо части труб кипятильного пучка, за третьим рядом. Это устройство в условиях давления 1,4 МПа и температуры 250°С выполняется в виде вертикальной петли, а при условии 2,4 МПа – из нескольких труб 32х3 мм.

Технические характеристики

Стоит заметить, что характеристики котлов отличаются не только по причине разной производительности, но и в зависимости от потребляемого топлива.

Линейка производимого оборудования достаточно велика, модели различаются по мощности, конструкции, назначению и виду топлива. Для сравнения приведём несколько таблиц с параметрами котлов, использующих разное топливо, при давлении 13 Бар без наличия пароперегревателя.

Характеристики котлов, использующих газомазутное топливо:

Характеристики котлов, работающих на твёрдом топливе (уголь):

Характеристики котлов, использующих древесное топливо (отходы, лузга, древесный торф):

Схема ДКВР

Вне зависимости от конструктивных отличий каждый ДКВР содержит:

  • верхний сепаратор (длинный);
  • нижний сепаратор (короткий);
  • камеру сгорания;
  • конвективный пучок;
  • подпиточные трубы;
  • дутьевое устройство;
  • кирпичная кладка;
  • коллекторы;
  • камеру догорания;
  • технические устройства для обслуживания.

Комплектация котла

Каждая модель имеет в комплектации барабаны, соединённые трубами, образующими пучок конвекции. Барабаны ДКВР имеют технологические лазы для обслуживания. Неотъемлемым элементом оборудования является камера сгорания с экранами, включающая перегородки, которые разделяют общее пространство на топку и камеру догарания, где происходит снижение химического недожога.

Опционально присутствует пароперегреватель, в таком случае часть циркуляционных труб отсутствует. Данные устройства выполняются по определённому стандарту и имеют разное количество теплообменников в зависимости от производительности оборудования.

Чтобы использовать тепловую энергию удаляющихся газов, котлы снабжаются водяными экономайзерами. Материал их изготовления может быть сталью или чугуном.

Кроме основных элементов котёл снабжается:

  • предохранительный клапан для котла (2 шт);
  • манометрами;
  • запорными элементами и уровнями воды;
  • продувочной арматурой;
  • удерживающими клапанами;
  • клапанами отбора пара;
  • спусковыми клапанами в нижнем сепараторе;
  • вентилями для введения химических реагентов;
  • вентилями для отбора проб пара;
  • чертежи документации.

Также каждая модель оснащается технологическими приспособлениями для удобного обслуживания. Горелки для котлов дквр приобретаются отдельно.

Обмуровка паровых котлов дквр

Каждый котёл перед розжигом проходит процедуру обмуровки. Она бывает тяжёлая и лёгкая. Для котлов ДКВР-20 есть исключение: используется только лёгкая обмуровка. А утилизирующая линейка обмуровывается только тяжёлым способом.

Для этого приподнимают уровень пола для последующего монтажа оборудования и кладутся шамотный кирпич и другие обмуровочные составляющие.
Паровые котлы этого типа подвергаются техническому перевооружению в случае, если их эффективность снизилась, появилась необходимость автоматизировать управление и контроль, требуется заменить газовое оборудование согласно новым требованиям. Модернизированные котлы способны регулировать мощность в зависимости от заданных параметров, осуществлять автоматическую растопку и прекращение работы.

Котлы паровые высокого давления ДКВр – конструкция, принцип работы, выбор, цена

Котёл водотрубный реконструированный зарекомендовал себя, как устройство, отлично выполняющее функции по выработке большого количества пара при довольно низком давлении. Все котлы серии ДКВр могут работать на мазуте или газу. Котёл сконструирован так, что имеет один из самых высоких КПД – от 90 % и может работать даже в критических условиях.

Паровые котлы ДКВр 10 13

Все паровые котлы ДКВр используются для нужд промышленности, а также в централизованных системах отопления. Их можно использовать для принудительной вентиляции и для нагрева воды.

Они предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара. Существует несколько разновидностей таких отопительных приборов.

Паровой котел ДКВр 10 13 бывает нескольких видов:

  • ДВКр – двух барабанный котёл водотрубный, реконструированный.
  • 10 – производительность пара. Измеряется в тоннах в час.
  • 13 – давление пара. Этот показатель должен быть абсолютным. Измеряется в кгс на 1 квадратный сантиметр или в МПа.
  • ГМ – газообразное топливо или жидкое (мазут, нефть, дизельное или печное топливо).
  • 250 или 350 – показатель температуры, при которой пар считается перегретым. Измеряется в °С.

Эффективность работы автономной отопительной системы зависит от мощности котла. Поэтому, необходимо уметь рассчитывать её, до покупки водогрейного котла, во избежании лишних затрат.

Как обслуживать водогрейный котёл читайте здесь.

Котёл 10 13 в час вырабатывает 10 тонн пара, температура которого 194°С. Рабочее давление для такого объема – 1,3 МПа. Необходимый расход топлива для производства пара – 776 куб.м газа или 720 куб.м мазута. Этот вид котлов достаточно мощный и может использоваться в котельных.

Котел паровой ДКВр 4 13

Котёл паровой ДКВр 4 13 имеет довольно маленькую мощность. Её достаточно для работы маленькой котельной, которая отапливает несколько сотен малоэтажных зданий.

Характеристика устройства котла ДКВр:

1. Одноступенчатая схема испарения.

2. Верхняя часть труб боковых экранов приварена к верхнему барабану, а нижняя часть – к нижним камерам.

3. Топочная камера находится впереди конвективного пучка.

4. Чтобы пламя не было затянуто в пучок, топочная камера разделена шамотным кирпичом на две части.

5. Первый ряд труб пучка – это одновременно и задний экран камеры догорания.

6. В котельном пучке есть перегородка, выполненная из чугуна.

Вода из верхнего и нижнего барабанов поступает в трубы боковых экранов. Это автоматически повышает надёжность работы всего котла при том, что в системе в это время может находиться минимальное количество воды.

Водогрейные котлы используются для обеспечения дома горячей водой и теплом. Поэтом сегодня такая услуга, как установка водогрейных котлов стала сегодня весьма популярной.

Подробнее о водогрейных котлах читайте здесь.

Как и все котлы данного типа, модификация 4 13, может быть переведен в режим нагрева воды без остановки. Так же, не останавливая рабочий процесс, может быть осуществлен переход с одного вида топлива на другой.

Номинальная производительность пара – 4 тонны в час. Для выработки такого количества энергоносителя со стандартной температурой 194 °С, котлу потребуется 310 куб.газа газа или 288 куб.м мазута. Такое оборудование применяется для отопления или подачи воды в один из небольших микрорайонов города.

Паровые котлы ДКВр 20 13

Паровые котлы серии ДКВр 20 13 самые производительные. При том же номинальном давлении, что и у всех устройств данного вида, 20 13 вырабатывает пар стандартной температуры (194 °С) в количестве 20 тонн в час.

Это самое большое и габаритное устройство. Его масса, практически, в 6 раз больше массы ДКВр 4 13 и составляет более 43 тонн.

Такие котлы могут быть выполнены в следующих модификациях:

– ДКВр 20 13 250 ГМ. Цифры 250 указывают на то, что при 250 °С происходит перегрев пара.

– ДКВр 20 13 370 ГМ. В этой модификации перегрев пара происходит при температуре 370 °С.

Из-за больших габаритов данные котлы поступают к потребителю в разобранном виде в трех транспортных блоках. Обязательное условие для транспортировки – облегченная обмуровка устройства.

Возможность разделения котла на блоки достигается за счет того, что верхние и нижние концы труб топочного экрана привариваются заводом-изготовителем к коллекторам.

Современные модели оснащаются системами автоматического регулирования различной степени сложности, предназначенными для обеспечения безопасной работы котла без постоянного присутствия людей.

О том, какие бывают марки водогрейных котлов, читайте здесь.

В ДКВр 20 13 используется двухступенчатая система испарения. Первая ступень состоит из

– заднего и фронтового экранов;

– бокового экрана заднего топочного блока;

Во вторую ступень входят боковые экраны переднего блока. Здесь же расположены сепарационные устройства для выработки пара. Водяной объем контуров во второй ступени испарения равен 11 % от объема воды в котле. Производительность пара при этом будет на уровне 25 – 35 %.

Их сборная конструкция даёт возможность при монтаже в общую систему отопления или горячего водоснабжения обходиться без значительных разрушений. При этом, котёл достаточно просто подключается к имеющимся трубам.

Общие характеристики оборудования

Все котлы ДКВр устроены так, что трубы в них расположены вертикально. Они соединены с экранированной топочной камерой, а также кипятильным пучком.

Особенность состоит в боковом расположении конвективной части относительно камеры для топки.

Устройство данного оборудования отличается тем, что топочная камера имеет кирпичное разделение на непосредственно топку и дополнительную камеру, где догорает продукт.

Процессы, которые происходят в этой дополнительной камере, влияют на повышение КПД. Это достигается за счет снижения химического недожога. При этом циркуляции топлива в обеих камерах топки проходит абсолютно ассиметрично.

Принцип работы

По двум линиям вода поступает в верхний барабан, после чего сразу же через последние ряды труб конвективного пучка перемещается в нижний барабан.

Котлы снабжены специальными сепарационными устройствами для выработки пара внутри барабана.

Схема подачи воды, в которой осуществляется питание боковых экранов через нижние коллекторы, повышает их эксплуатационную надежность.

Котел не требует особых условий для эксплуатации и не предъявляются повышенные требования к качеству воды. Данное устройство котла признано одним из лучших.

Значимой характеристикой всех котлов ДКВр является то, что работая при низком давлении, они обеспечивают высокий уровень КПД.

Водный режим котла – поддержание определенных качеств, показателей поступающей в паровой котел питательной и циркулирующей в нем котловой воды.

О том, какие работают водогрейные системы, читайте здесь.

Минимально допустимым давлением для такого котла считается 0,7 МПа. Максимальное давление – 1,4 МПа. Перепады давления никак не отражаются на производительной мощности устройства.

Читайте также:  Монтаж газовых котлов – подготовительные мероприятия и установка оборудования

Эксплуатация котлов ДКВр при правильной организации работы безопасна и обеспечивается установленными предохранительными клапанами.

Перевод паровых котлов типа ДКВр в водогрейный режим работы

к.т.н. А.В. Васильев, доцент, к.т.н. Г.В. Антропов, доцент, к.т.н. Ю.И. Акимов, доцент, Саратовский Государственный Технический Университет («Энергосбережение в Саратовской области» № 1 (007), 2002 г.)

Журнал “Новости теплоснабжения”, № 11, (27), ноябрь, 2002, С. 25 – 28, www.ntsn.ru

В большинстве крупных отопительных котельных, введенных в эксплуатацию в 60-70-х годах, работают паровые котлы типа ДКВр. Все они проработали более 20 лет и выработали свой ресурс. По условиям надежности их работы в котлах снижено рабочее давление до 0,6-0,8 МПа, а реально при эксплуатации на многих котлах поддерживается давление 1-2 атм. Работа паровых котлов на таких низких давлениях отрицательно сказывается на устойчивости циркуляции, из-за снижения температуры насыщения и увеличения доли парообразования в экранных трубах наблюдается интенсивное накипеобразование и увеличивается вероятность пережога труб. Кроме того, при работе котла на давлении от 1 до 3 атм. из-за низкой температуры насыщения необходимо отключать чугунный водяной экономайзер, т.к. там может наблюдаться парообразование, что недопустимо по условиям надежной работы. Все это приводит к тому, что КПД этих паровых котлов не превышает 80-82%, а в не которых случаях, когда трубы сильно загрязнены, КПД котла уменьшается до 70-75%.

Учитывая, что паровая нагрузка в данных котельных отсутствует, одним из более выгодных мероприятий, повышающим экономичность и надежность работы котельных, является перевод таких паровых котлов в водогрейный режим. Данная реконструкция котельных позволяет не только значительно продлить срок службы котлов, но и существенно (на 20-25%) увеличить КПД котельных.

Известны несколько схем перевода паровых котлов в водогрейный режим, в основе которых заложен принцип прямоточного движения воды в котле. Одна из схем перевода в водогрейный режим котлов типа ДКВр разработана и реализована Уралэнергочермет. По этой схеме в верхнем барабане котла и нижних коллекторах боковых экранов устанавливаются глухие перегородки. Сетевая вода поступает в нижние коллектора боковых экранов и по всем экранным трубам поднимается в передний отсек верхнего барабана, откуда по перепускным трубам вода направляется в экономайзер, установленный за котлом. После экономайзера вода направляется в задние отсеки нижних коллекторов боковых экранов и из них в нижний барабан котла, а дальше по всем трубам конвективного пучка поступает в задний отсек верхнего барабана. Из этого отсека вода по отводящей трубе направляется в прямую линию теплосети. К достоинству этой схемы можно отнести поступление обратной сетевой воды в экранные трубы топочной камеры, что снижает вероятность парообразования в зоне высоких температур продуктов сгорания. Недостатком схемы являются низкие скорости движения воды в конвективном пучке (0,05 м/с), что может привести к образованию локальных паровых пробок в трубах пучка и, как следствие, к их пережогу.

В одной из котельных г. Ростова в водогрейный режим был переведен котел ДКВр – 10/13. В этой схеме обратная сетевая вода поступает в экономайзер котла, затем в нижние коллекторы топочных экранов и собирается в передней части верхнего барабана, откуда по не обогреваемому трубопроводу направляется в тыльную часть нижнего барабана котла. Затем вода движется в верхний барабан по трубам конвективного пучка второй ступени. Далее вода по одному ряду труб конвективного пучка направляется во фронтовую часть нижнего барабана, откуда по трубам конвективного пучка первой ступени поднимается в среднюю часть верхнего барабана и оттуда в тепловую сеть.

Общим недостатком приведенных и многих других подобных схем перевода котлов в водогрейный режим является наличие перебросных трубопроводов, необходимых для организации выбранной схемы водяного тракта. Это значительно увеличивает затраты на модернизацию (металл и монтаж) и эксплуатационные затраты, так как значительно увеличивается гидравлическое сопротивление котлов. Главным недостатком вышеприведенных схем являются недопустимо низкие скорости движения воды, особенно в опускных трубах котла, что может привести к образованию паровых пробок в трубах и резко снижает надежность работы котлов.

В данной статье предлагается новая схема перевода паровых котлов в водогрейный режим, на примере перевода котла ДКВр – 6,5/13, которая успешно реализована в котельной завода Резервуарных металлоконструкций (РМК) г. Саратова. По нашему мнению, данная схема увеличивает надежность работы котла в водогрейном режиме, снижает затраты на проведение реконструкции. Схема работы котла в водогрейном режиме приведена на рисунке. В предлагаемой схеме обратная сетевая вода поступает в чугунный экономайзер. При этом часть воды пропускается по байпасному трубопроводу, после чего оба потока смешиваются и направляются в тыльную часть верхнего барабана. Далее вода совершает многократное подъемно-опускное движение в трубах котельного конвективного пучка и экранных трубах. Для организации этого движения в верхнем и нижнем барабанах установлены перегородки. Для удобства монтажа и проведения ремонта перегородки имеются съемные крышки (люки), через которые осуществляется допуск во все отсеки верхнего и нижнего барабанов во время ремонта или осмотра котла.

Проходное сечение для воды в каждом ходе определялось следующим образом. На основе тепловых расчетов были получены средние тепловые потоки поверхностей теплообмена в топке и в конвективном испарительном пучке. За тем согласно [2] по этим тепловым нагрузкам были определены допустимые минимальные значения скоростей воды в опускных и подъемных ходах водяного тракта котла. По этим значениям скоростей были найдены проходные сечения каждого хода и количество рядов труб по оси котла между перегородками внутри верхнего и нижнего барабанов котла. В результате этих расчетов было получено, что в испарительном конвективном пучке котла должно быть три подъемных и три опускных хода движения воды. По мере увеличения температуры газов скорость движения воды увеличивается, как при опускном, так и при подъемном ее движении. В верхнем барабане устанавливаются 4 перегородки, в нижнем – 2 перегородки. При этом скорость воды в разных отсеках колеблется от 0,174 м/с (второй ход воды) до 0,882 м/с (седьмой ход воды согласно рис.). В боковых экранах организуется два хода – один ход с подъемным движением воды, другой – с опускным движением.

Отвод воды из котла производится из передней части верхнего барабана котла по существующему патрубку отвода пара. Предохранительные клапаны водяного тракта устанавливаются также на существующем патрубке предохранительных клапанов верхнего барабана. Подвод воды производится через вновь просверленное в верхнем барабане отверстие Ду 150 мм. Между перегородками верхнего барабана в его корпусе устанавливаются воздушники Ду 30 мм.

Подпитка теплосети с водогрейными котлами должна производиться химочищенной водой. Для предотвращения появления кислородной и углекислотной коррозии поверхностей нагрева температура воды, поступающая в котел, должна быть выше точки росы. Это осуществляется за счет подмешивания прямой сетевой воды в обратную, используют при этом линию рециркуляции.

Водогрейные котлы очень чувствительны к взвешенным частицам в сетевой воде, которые легко отлагаются в гибах экранных труб, вызывая перегрев трубы и ее разрушение. Поэтому необходимым условием надежной эксплуатации водогрейных котлов должна быть тщательная промывка тепловых сетей перед началом отопительного сезона, а также установка шламоотделителя в виде грязевика перед сетевым насосом.

Кроме того, возникла необходимость соблюдения ряда режимных и эксплуатационных требований: периодически следует удалять воздух из отсеков верхнего барабана через соответствующую арматуру, и нельзя допускать снижения расхода прокачиваемой сетевой воды через котел ниже расчетного значения. Для увеличения надежности и простоты эксплуатации в перегородках верхнего барабана необходимо в верхней и нижней части оставить отверстия 30-40 мм, а в нижнем барабане такие отверстия нужны только в нижней части перегородки. Верхние отверстия служат для удаления воздуха из всего верхнего барабана при помощи одного воздушника, а также для удаления пара через предохранительный клапан, установленный в передней части барабана, при аварийных ситуациях, например, при внезапном отключении электроэнергии или остановке сетевых насосов. Нижние отверстия в перегородках служат для организации периодической продувки и удаления шлама из верхнего и нижнего барабанов. Для продувки из верхнего барабана можно использовать отключенные опускные трубопроводы в передней части котла. В нижнем барабане используется штатный трубопровод периодической продувки Ду 32.

Для оценки возможности работы котла в водогрейном режиме и его тепловой эффективности, согласно [З], были проведены поверочные тепловые и гидравлические расчеты на максимальной, минимальной и средней нагрузках работы котла.

Согласно требованиям [4], были проведены расчеты на прочность всех элементов котла и определены минимально допустимые толщины стенок барабанов, днищ, коллекторов и труб котла на расчетном давлении. По результатам прочностных и тепловых расчетов определено допустимое давление воды в котле.

Анализируя расчетные теплотехнические показатели работы котла на различных режимах и фактические результаты работы котлов, переведенных по этой схеме в котельной РМК, можно сделать следующие выводы:

1. Перевод котла ДКВр-6,5/13 по предлагаемой схеме позволил, при сохранении штатных горелок, дымососа и вентилятора, увеличить тепловую мощность котлов с 4,5 МВт до 6,2 МВт и обеспечить КПД котла при этой максимальной нагрузке 93,5%.

2. Для избежания кислородной коррозии труб конвективных пучков температура воды на входе в котел должна быть не менее 50 °С. Для этого необходимо предусмотреть насос рециркуляции, обеспечивающий подачу части воды из прямой магистрали на вход в котел при снижении температурного графика сети.

Cтраницы: 1 | 2 | читать дальше>>

Устройство и принцип работы котла ДКВР

Стационарные паровые котлы ДКВР (двухбарабанные котлы водотрубные реконструированные) предназначены для выработки насыщенного пара давлением до 13 атмосфер и перегретого пара давлением до 13 атмосфер температуры до 250 градусов Цельсия. Существуют различные типы котлов. Первое число после наименования котла обозначает его номинальную производительность в тоннах в час, второе – рабочее давление пара в барабане или за паронагревателем в атмосферах, третье – температуру перегретого пара при наличии перегревателя в градусах Цельсия. Расчетный коэффициент полезного действия котлов составляет 90% – 92%. Котел может работать на твердом жидком и газообразном топливе. При работе котла на газе или мазуте возможно повышение паропроизводительности на 40% – 50%.

Читайте также:  Котлы для бани на дровах – виды, конструкция, самостоятельное изготовление

Устройство котла ДКВР

Котел ДКВР состоит из двух горизонтально расположенных барабанов: верхнего и нижнего. Нижней барабан укорочен настолько, что не попадает в пределы топки. Это повышает надежность работы котла, так как не требуется защита от излучения факела части барабан обращенный в топку. В паровом пространстве верхнего барабана расположены сепарационные устройства. В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба и труба для непрерывной продувки. В нижнем барабане размещается перфорированная труба для периодической продувки и устройство для прогрева барабана при растопке. Для котлов с производительностью от 6,5 тонн в час и выше верхний и нижний барабаны соединены между собой кипятильными трубами, завальцованными в верхний и нижний барабаны. Задние кипятильные трубы являются опускными, а передние подъемными. Все вместе они образуют конвективную поверхность нагрева котла или конвективный пучок. На боковых стенках топки расположены экранные трубы. Они образуют радиационную поверхность нагрева котла. Верхние концы экранных труб завальцовываются в верхнем барабане, а нижние привариваются к коллекторам. Для создания циркуляционного контура коллекторы соединены с верхним барабаном водоопускнуми трубами и присоединены к нижнему барабану водоперепусными трубами. Котел ДКВР 10-13 конструктивно отличается от котлов меньшей производительности: у него приподнят нижний барабан под который сделан лаз в топку котла. Котел имеет дополнительные фронтовой и задний экраны.

Арматура котла ДКВР

Для автоматического выпуска избытка пара из котла при повышении давления сверх допустимого устанавливаются два предохранительных клапана. На верхнем барабане устанавливается также главный парозапорный вентиль, вентили для отбора проб пара, сифонная трубка с трехходовым краном для установки манометра, вентиль воздушник для проведения гидроиспытаний котла. На нижней образующей верхнего барабана установлены контрольные легкоплавкие пробки. Они предназначены для предупреждения оператора об отсутствии воды в барабане котла и увеличении температуры его стенок. Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане устанавливается два водоуказательных стекла и сигнализатор уровня. На сигнализаторе уровня установлены также дренажные вентили. На штуцере нижнего барабана расположен вентиль для спуска воды. Все коллекторы и барабаны имеют продувочные линии с двумя запорными вентилями. На трубопроводе питательной воды устанавливается вентиль и обратный клапан.

Гарнитура котла ДКВР

С целью предохранения обмуровки и каркаса котла от разрушения при взрыве газовоздушной смеси в топке и газоходах котла устанавливаются предохранительные взрывные клапаны. Для наблюдением за процессом горения, состоянием поверхности нагрева – служат гляделки, небольшие отверстия в обмуровки топки. Для доступа в топочную камеру имеется лаз. На боковых стенках котлов в области конвективного пучка предусмотрены лючки для очистки кипятильных труб переносными обдувочными аппаратами.

Котлы ДКВР комплектуются дымососами, дутьевыми вентиляторами. На фронтальной плите котлов установлены две комбинированные газомазутные горелки. Котлы снабжены стальными или чугунными экономайзерами.

Циркуляция воды в котле ДКВР

Питательная вода поступает в нижнюю часть верхнего барабана из экономайзера по перфорированной трубе. Из верхнего барабана котловая вода по опускным трубам расположенным на фронте котла поступает в коллекторы, а по задним трубам конвективного пучка готовая вода опускается в нижний барабан. Из нижнего барабана вода по перепускным трубам поступает в коллекторы, пароводяная смесь поднимается в верхний барабан по экранным трубам и передним трубам конвективного пучка. Пар отсепарированный в паровом пространстве барабана направляется в паропровод.

Движение газов в котле ДКВР

Топочная камера по глубине разделена на два объемных блока: топка и камера догорания. С правой стороны задней стенки топочной камеры имеется окно через которое продукты сгорания поступают в камеру догорания и далее в конвективный пучок. В конвективном пучке разворот газа осуществляется в горизонтальной плоскости при помощи шамодной и чугунной перегородок. В перегородке имеется отверстие для прохода трубы стационарного обдувочного аппарата. Обдувка котла производится насыщенным паром или воздухом.

Обмуровка котла ДКВР

Обмуровка котла ДКВР бывает тяжелая или облегченная. Котел имеет легкий обвязочный каркас, который крепится на опорной раме. При работе котлов ДКВР 2,5; ДКВР 4,0; ДКВР 6,5 и ДКВР 10,0 с длинным барабаном на газе и мазуте нижняя часть верхнего барабана, расположенная в топочной камере и камере догорания должна быть изолирована.

Каталог продукции

Котлы паровые серии ДКВр

Паровые котлы ДКВР – двухбарабанные, вертикально-водотрубные, предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Преимущества

  • Надежная гидравлическая и аэродинамическая схема работы котла обеспечивает высокий КПД – до 91%.
  • Низкий уровень затрат на эксплуатацию и обслуживание.
  • Котел ДКВР имеет сборную конструкцию, что позволяет монтировать его в котельной, не разрушая стен, и быстро подключить к уже существующим системам.
  • Возможен перевод котла с одного вида топлива на другой.
  • Широкий диапазон регулирования производительности (от 40 до 150% от номинала) позволяет использовать котел с максимальной эффективностью и значительно экономить затраты на теплоэнергоснабжение.
  • Возможность перевода котла в водогрейный режим.
  • Конструкция котла позволяет использовать под заказ различные варианты комплектации КИПиА, в том числе автоматизированными горелками.

Устройство и принцип работы котла серии ДКВР

Конструктивная схема котлов серии ДКВР паропроизводительностью до 10 т/ч одинаково независима от используемого топлива и применяемого топочного устройства.

Котел имеет верхний длинный и нижний короткий барабаны, расположенные вдоль оси котла, экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок из гнутых труб. Для устранения затягивания пламени в пучок и уменьшения потерь с уносом и химическим недожогом топочная камера котлов ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6,5 делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания. На котлах ДКВР-10 камера догорания отделяется от топки трубами заднего экрана. Между первым и вторым рядами труб котельного пучка всех котлов также устанавливается шамотная перегородка, отделяющая пучок от камеры догорания.

Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на первый и второй газоходы и обеспечивает горизонтальный разворот газов в пучках при поперечном омывании труб.

Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла – асимметричные. При наличии пароперегревателя часть кипятильных труб не устанавливается; пароперегреватели размещаются в первом газоходе после второго-треть- его рядов кипятильных труб.

Для осмотра барабанов и установки в них устройств, а также для чистки труб на днищах имеются овальные лазы размером 325 × 400 мм.

Барабаны внутренним диаметром 1000 мм на давление 1,4 МПа изготавливаются из стали 16ГС или 09Г2С и имеют толщину стенки 13 мм. Экраны и кипятильные пучки котлов выполняются из стальных бесшовных труб.

Для удаления отложений шлама в котлах имеются торцевые лючки на нижних камерах экранов, для периодической продувки камер имеются штуцеры диаметром 32 × 3 мм.

Пароперегреватели котлов типа ДКВР, расположенные в первом по ходу газов газоходе, унифицированы по профи- лю для котлов одинаковых давлений и отличаются для котлов разной производительности лишь числом параллельных змеевиков.

Пароперегреватели – одноходовые по пару, обеспечивают получение перегретого пара без применения пароохладителей. Камера перегретого пара крепится к верхнему барабану, одна опора этой камеры делается неподвижной, а другая – подвижной.

Циркуляционная схема котла ДКВР

Питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным линиям, откуда по последним рядам труб конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из вер- хнего и нижнего барабанов. Фронтовой экран котла ДКВР-10 питается водой из опускных труб верхнего барабана, задний экран – опускных труб нижнего барабана. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан.

Все котлы снабжены внутрибарабанными паросепарационными устройствами для получения пара.

Котлы ДКВР-2,5, ДКВР-4 и ДКВР-6,5, поставка которых может осуществляться одним транспортабельным блоком и в разобранном виде, имеют опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката.

Котлы ДКВР-10 опорной рамы не имеют. Неподвижной, жестко закрепленной точкой котла является передняя опора нижнего барабана. Остальные опоры нижнего барабана и камер боковых экранов выполнены скользящими. Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обдувочному каркасу. Камеры боковых экранов крепятся к опорной раме.

Котел снабжен контрольно-измерительными приборами и необходимой арматурой:

  • предохранительные клапаны,
  • манометры и трехходовые краны к ним,
  • рамки указателей уровня со стеклами и запорные устройства указателей уровня,
  • запорные вентили и обратные клапаны питания котлов,
  • запорные вентили продувки барабанов, камер экранов, регулятора питания и пароперегревателя,
  • запорные вентили отбора насыщенного пара (для котлов без пароперегревателей),
  • запорные вентили для отбора перегретого пара (для котлов с пароперегревателями),
  • запорные вентили на линии обдувки и прогрева нижнего барабана при растопке котлов (для котлов ДКВР-10),
  • вентили для спуска воды из нижнего барабана,
  • запорные вентили на линии ввода химикатов,
  • вентили для отбора проб пара.

Для котлов ДКВР-10 поставляются также запорный и игольчатый вентили для непрерывной продувки верхнего барабана. На газоходах котлов устанавливается чугунная гарнитура.

Барабаны к котлам ДКВр

Соединения трубной системы котла ДКВр с барабаном производятся вальцованные, а не сварные, что повышает ремонтопригодность и надежность котла. Использование автоматизированных комплексов сварки позволяет изготавливать барабаны ДКВр высокого качества. ООО «БЗКО» осуществляет отдельную поставку ремкомплектов ДКВР и барабанов ДКВР.

Эксплуатационные параметры

Многочисленные испытания и длительный опыт эксплуатации большого числа котлов ДКВР подтвердили их надежную работу на пониженном по сравнению с номинальным давлении. Минимальное допустимое давление (абсолютное) для котлов ДКВР-2,5; 4; 6,5; 10; 20 равно 0,7 МПа (7 кгс/см2).

С уменьшением рабочего давления КПД котлоагрегата не уменьшается, что подтверждено сравнительными тепло- выми расчетами котлов на номинальном и пониженном давлениях.

Элементы котлов рассчитаны на рабочее давление 1,4 МПа, безопасность их работы обеспечивается установлен- ными на котле предохранительными клапанами.

С понижением давления в котлах до 0,7 МПа комплектация котлов экономайзерами не изменяется, так как в этом случае недогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет более 20°С, что удовлетворяет требованиям правил Ростехнадзор.

Котлы ДКВр работающие на жидком и газообразном топливе

Ссылка на основную публикацию