История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
котла в целом: температур, скоростей газов, воды 'пароводяной смеси.
Работа по достижению резкого по-'Шения этих параметров и привела в первой
половине
625
XX в. к коренному изменению конструктивных форм кбтло-атрегата. Рис. 11-
1, где представлены схемы развития конструкций советских паровых котлов,
дает, даже при неполноте охвата строившихся котлоагрегатов, о|бщее
представление в направлении развития конструктивных форм котлов, всецело
отвечающем указанной выше основной тенденции.
Обзор схем показывает значительный относительный рост топочных объемов. В
этом росте отражено стремление к интенсификации процесса горения, к
повышению его температуры и полноты вне зависимости от качества топлива.
С другой стороны, рост топочных объемов вызван переходом к камерному
сжиганию вместо слоевого в связи с увеличением абсолютной величины
котлов, при котором механизация слоевого сжигания становилась трудной, а
ручное обслуживание уже не обеспечивало питания топок горючим. Повышение
температуры горения потребовало защиты топочных стен и сводов. Для этой
цели стали применять топочные экраны, предлагавшиеся в конце XIX в. В. Г.
Шуховым, что явилось в то же время одним из факторов повышения удельного
тепловосприятия котла вследствие крайне напряженного теплообмена экранных
трубок.
5 26
Все сильнее стало проявляться (заметное и на представленных схемах)
перераспределение между величинами конвективных и радиационных
поверхностей нагрева котлов. Это перераспределение вместе с рядом других
факторов, среди которых большое значение имело повышение скорости газов и
позволили увеличить удельный
°ЙСтРукций
1 - котел с двумя жаровыми трубами; 2-4 - "горизонтальные" водотрубные
котлы; 5-13- "вертикальные "водотрубные котлы; 14-15-котлы,, морского"
типа; 16, 22, 24, 25, 30, 33 - прямоточные котлы; 17-21; 26-28, 32-
однобарабанные котлы; 23-котел с принудительной циркуляцией; 29, 31 -
двухбарабанные котлы на высокие и сверхвысокие параметры пара.
советских" паровых котлов,
527
паросъем с квадратного метра с десятков до сотен килограммов в час. Здесь
снова проявилась ннтенснфнка-ция процессов, без которой задача высокой
производительности котлоагрегатов не была бы решена.
Далее, на схемах видно значительное увеличение "хвостовых" поверхностей
нагрева, существенно превысивших по своему метражу собственно котел как в
радиационной, так и в конвективной его частях. Водяной подогреватель
получил большое развитие и в последних ступенях регенеративного подогрева
стал работать под котельным давлением, восприняв на себя функцию
подогрева воды почти до парообразования. Развитие конструкций
экономайзеров ¦представляло собой важный шаг на пути повышения к. п. д.
парового котла. В области повышения к. п. д. были достигнуты в первой
половине XX в. большие успехи: в отдельных котельных установках к. п. д.
возрос с 50-." 60% до значений, превышающих 90%. I
На этих же схемах видны возникновение и развитие воздухоподогревателей,
интенсифицирующих процесс сгс рвния путем подачи в топку воздуха,
нагретого до высс ¦кой температуры. Распределение водяных и
воздухоподогревателей в газоходах котла производится с точным учетом
теплообмена и баланса регенерации тепла, осуще-^ ствляемой
соответствующим нагревом воды в разных ступенях водоподогревателя.
На представленных схемах развития котлоагрегатов отчетливо заметно
изменение, относящееся к барабанам котлов. Если первый тип котлов являлся
котлом-барабаном, а ряд последующих типов имел 1, 2, 3, 4 и 5 барабанов,
то в 30-х годах преобладающими становятся конструкции с одним барабаном
или же совсем не имеющие барабана. Уменьшение числа барабанов вызывалось
тем, что с ростом котельного давления барабан становится самой дорогой
частью котла. Кроме того, изменяется роль 6apaj бана как водяного
аккумулятора, т. е. емкости, служащей как для выравнивания колебаний
потребления пара, так и для работы при многократной циркуляции
пароводяной емеси по трубкам котельных поверхностей нагрева. Поперечное
сечение котельных трубок уменьшаются (наружный диаметр со 100 до 40 мм, а
внутренний с 90 Д° 32 мм), а это при одновременном увеличении их
суммарной длины и длины контура усложнило задачу обеспечения циркуляции
за счет разности плотностей воды и пароводяной смеси в .нисходящих н
подходящих циркуляционных
528
потоках. Со всей остротой встала задача применения принудительной
циркуляции, осуществляемой специальными циркуляционными насосами. Были
разработаны конструкции с принудительной многократной циркуляцией и одним
барабаном в качестве выравнивающей емкости, предложенные Ла-Монтом; стали
конструироваться безбарабан-цые котлы с принудительной однократной
циркуляцией, давно предлагавшиеся многими изобретателями, но требовавшие
перехода от принципиальных схем к рационально разработанной и надежной
конструкции (так называемые прямоточные котлы). Такие конструкции сначала
возникли в Германии в 20-30-х годах XX в. В СССР пионером в
