Головна

   Велика Радянська Енциклопедія



Паровий котел

   
 

Паровий котел, пристрій, що має топку і обігрівається газоподібними продуктами спалюваного в топці органічного палива та призначений для отримання пари з тиском вище атмосферного, що використовується поза самого пристрою. Робочим тілом переважної більшості П. к. є вода. П. к. називають також рідко застосовуються парогенератори (електрокотли), обігріваються електричною енергією.

Згадки про П. к. як про парогенераторі, відокремленому від топки, зустрічаються в роботах учених: італійця Дж. делла Порта (1601), француза С. де Ко (1615), англійця Е. С. Вустера (1663). Однак промислове застосування П. к. почалося на рубежі 17 і 18 ст. у зв'язку з бурхливим розвитком гірничозаводської і вуглевидобувної промисловості. Ранні конструкції П. к. за формою нагадували кулю або ж котли для варіння їжі ( рис. 1 ), спочатку їх виготовляли з міді, а потім з чавуну. Одним з перших "справжніх" П. к. вважають котел Д. Папена , запропонований ним в 1680.

Конструкції сучасних П. к. склалися в процесі зміни конструктивних форм що випускався до 2-ї половини 19 в. найпростішого циліндричного П. к. паропродуктивністю 0,4 mlч ; поверхню нагріву цього П. к. не перевищувала 25 м2, тиск пари 1 Мн / м 2 (10 кгс / см 2), а ккд 30%. Розвиток П. к. йшло за двома напрямками: збільшення числа потоків газів (газотрубні П. к.) і збільшення числа потоків води і пари (водотрубні П. к.). Перші газотрубні П. к. представляли собою циліндричні судини, в які спочатку вставляли 1, 2 або 3 труби великого діаметру (жарові труби), а згодом десятки труб значно меншого діаметру (димогарні труби), по яких проходив газ.

Збільшення поверхні нагріву газотрубних П. к. відбувалося в габаритах початкового циліндричного котла або навіть в менших габаритах. Наслідком цього з'явилися деяке підвищення паропродуктивності котла (при незначному збільшенні сумарної маси), а також поліпшення передачі тепла від димових газів до поверхні нагріву, що приводило до зниження температури газів на виході з П. к., тобто до підвищення ккд.

газотрубний П. к. відрізнялися від циліндричних відносно малими розмірами і високим ккд (60%), однак паропродуктивність їх, що обмежується габаритами, не перевищувала кількох т / год , а конструкційні особливості обмежували тиск пари в котлі 1,5-1,8 Мн / м 2. Тому газотрубні П. к. збереглися тільки на транспортних установках (паровози, пароплави), а із стаціонарних установок вони повністю витіснені водотрубними котлами.

Створення водотрубних П. к. йшло шляхом збільшення числа циліндрів, що складали котел, спочатку до 3-9 відносно великих діаметрів (батарейні котли), а потім до десятків і сотень циліндрів невеликих діаметрів, що перетворилися на кип'ятильні, а в подальшому і в екранні труби ( рис. 2 ).

Збільшення поверхні нагріву водотрубних П. к. супроводжувалося збільшенням їх габаритів, і в першу чергу висоти, але разом з тим у багато разів зростала паропродуктивність, зменшувався питома витрата металу, все більше підвищувалися параметри пари і ккд.

З 2-ї половини 19 в. випускалися камерні та секційні горизонтально-водотрубні П. к. з природною циркуляцією, у яких кіпятільниетруби були розташовані з нахилом в 10-12? до горизонту. Камерний П. к. складався з одного або декількох барабанів, приєднаних до них збірних камер і пучків кип'ятильних труб, ввальцовани в камери. Його поверхня нагріву 350 м2, паропродуктивність 10 т / год при тиску 1,5 Мн / м 2. Заміна плоских камер окремими секціями, в які ввальцовивалі по одному ряду труб, дозволила підвищити тиск пари, а зі збільшенням числа секцій, з яких збирався котел, поверхня нагріву досягла 1400 м2.

У 1893 російський інженер В. Г. Шухов створив водотрубний П. к., який складався з поздовжнього барабана і трубчастих батарей, що представляють собою 2 пучка труб, ввальцовани в плоскі стінки коротких циліндричних камер; залежно від числа батарей (від 1 до 5) поверхня нагріву котла могла змінюватися від 62 до 310 м2, а паропродуктивність від 1 до 7 т / год при тиску пари до 1,3 Мн / м 2. Конструкцією котла Шухова була дозволена завдання уніфікації окремих елементів і їх розмірів.

На початку 20 в. з'явилися вертикально-водотрубні котли, які за дуже короткий час були доведені до високого ступеня досконалості. У 1913 паропродуктивність цих котлів не перевищувала 15 т / год , а тиск пари 1,8 Мн / м 2, до 1974 в СРСР паропродуктивність їх досягла 2500 т / год при тиску 24 Мн / м 2, а в США 4400 т / год при тому ж тиску. Спочатку вертикально-водотрубні П. к. складалися з одного верхнього і одного нижнього барабанів, з'єднаних пучком прямих труб. Але вже в 20-х рр.. 20 в. вони були повністю витіснені більш надійними котлами з вигнутими трубами. Типовий конструкцією в цій групі П. к. був трехбарабанний котел Ленінградського металевого заводу (ЛМЗ), що випускався в 30-х рр.. 20 в. Поверхня нагріву цих П. к. була від 650 до 2500 м2, паропродуктивність від 50 до 180 т / год . П. к. був обладнаний камерної топкою для спалювання вугільного пилу. , Пиловугільні топки , що впроваджувалися в ті ж роки, дуже швидко отримали надзвичайно широке поширення і, з одного боку, сильно вплинули на розвиток конструкцій П. к., значно підвищивши їх паропродуктивність, а з іншого - дозволили досить ефективно використовувати будь низькосортні місцеві вугілля. Впровадження камерних топок привело до створення топкових екранів, які представляють собою випарні труби, розташовані на стінах топкової камери. Спочатку екрани закривали тільки частина стін і призначалися для захисту обмурівки від безпосереднього впливу полум'я, яке призводило до шлакування топки і руйнування обмурівки. Поступово екрани стали закривати все більшу частину стін топок, а сучасні П. к. мають повністю екрановані топки. Екрани, що сприймають тепло, випромінюване полум'ям і гарячими димовими газами (радіаційні поверхні нагрівання), працюють більш інтенсивно, ніж кіпятільниетруби, що знаходяться в зоні більш низьких температур (конвективні поверхні нагрівання). Тому поверхня нагріву екранованих котлів значно менше, ніж у неекранованих такий же паропродуктивності; в котлах із суцільним екрануванням топкової камери, званих радіаційними котлами, кип'ятильні пучок майже відсутня. У 30-і рр.. в СРСР Л. К. Рамзіна були сконструйовані водотрубні котли з примусовою циркуляцією (див. Прямоточний котел ). Про устрій сучасних П. к. див. в ст. Котлоагрегат .

В СРСР все П. к., що працюють з тиском понад 0,17 Мн / м 2, повинні виготовлятися, монтуватися, прийматися в експлуатацію і експлуатуватися відповідно до правил Котлонагляду . Енергетичні котли повинні експлуатуватися з дотриманням також і правил технічної експлуатації електростанцій.


Літ.: Максимов В. М., Котельні агрегати великої паропродуктивності, М., 1961; парогенератори, під ред. А. П. Ковальова, М. - Л., 1966; Зах Р. Г,, Котельні установки, М., 1968; Щеголев М. М., Гусєв Ю. Л., Іванова М. С., Котельні установки, 2 вид., М., 1972; Гусєв Ю. Л., Основи проектування котельних установок, 2 изд., М., 1973.

Г. Е. Холодовський.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я