Typowe konstrukcje kotłów parowych Maszyny i urządzenia Klasa II TD 1
Walczak podstawowy element typowych konstrukcji kotłów parowych zbudowany z kilku pierścieniowych członów z blachy stalowej, zakończony z obu stron wypukłymi dennicami elementy walczaka są połączone za pomocą połączeń nitowanych, zgrzewanych lub spawanych 2
Walczak w górnej części znajduje się kołpak parowy - służący do zmniejszenia wilgotności pary, z kołpaka para jest odprowadzana na zewnątrz w dolnej części znajdują się zawory - spustowy, zwrotny i zasilający woda wypełnia dolną część walczaka - zwaną przestrzenią wodną, ponad nią znajduje się przestrzeń parowa w walczku odbywa się proces parowania wody i separowanie pary od wody 3
Kocioł płomienicowy podstawowym elementem jest płomienica - zbudowana w kształcie długiej rury, przechodzącej wzdłuż osi walczaka palenisko kotła znajduje się wewnątrz płomienicy, paliwo dostarczane jest z jednego jej końca, drugi koniec jest ujściem dla spalin płomienica na zewnątrz otoczona jest wodą znajdującą się w walczaku 4
Kocioł płomienicowy często buduje się kotły z dwoma płomienicami (dwupłomienicowe), przy czym palenisko może znajdować się w obydwu lub w tylko jednej płomienicy zalety: tania i prosta konstrukcja, łatwa obsługa, niezawodność, dobra sprawność, niewrażliwość na twardą wodę wady: duży ciężar i rozmiary, powolne rozgrzewanie się, mała wydajność i niskie ciśnienie pary 5
Kocioł dwupłomienicowy 6
Kocioł płomienicowopłomieniówkowy zamiast części płomienicy o dużej średnicy zawiera wiązkę rur o mniejszych średnicach - płomieniówki spalanie zachodzi w krótkiej płomienicy, następnie gorące spaliny przechodzą przez płomieniówki, ogrzewając wodę uzyskuje się znacznie większą powierzchnię wymiany ciepła (powierzchnię ogrzewalną) niż w kotle płomienicowym o tych samych rozmiarach walczaka 7
Kocioł wodnorurkowy powierzchnia ogrzewalna składa się z rur o małej średnicy - tzw. rur wodnych lub opłomek którymi płynie woda, a które z zewnątrz są ogrzewane spalinami odparowywanie wody zachodzi w opłomkach, a oddzielenie wody od pary - w walczaku kotła dzięki małej średnicy opłomki wytrzymują dużo większe ciśnienie - można wytwarzać parę pod dużym ciśnieniem 8
Kocioł wodnorurkowy stosowanie opłomek umożliwia budowę wysokich komór paleniskowych, zapewniających dobre spalanie zalety: wysokie ciśnienie pary, zajmują mało miejsca przy dużej powierzchni ogrzewalnej, wysoka sprawność, szybkie rozpalanie, możliwość stosowania każdego paliwa wady: duża wilgotność pary, konieczność stosowania dokładnie oczyszczonej i zmiękczonej wody 9
Kocioł wodnorurkowy 10
Kocioł opromieniowany w komorze paleniskowej dużego kotła powstaje bardzo wysoka temperatura i promieniowanie cieplne aby chronić komorę spalania i wyzyskać energię promieniowania cieplnego ściany komory spalania pokrywa się układem pionowych rur przez które przepływa woda kocioł o takiej konstrukcji nazywamy opromieniowanym 11
Kocioł opromieniowany wykonanie opromieniowania nie wyklucza stosowania opłomek w konstrukcji kotła często wykonywany jest z dwoma walczakami, (bardzo duże kotły) - dolnym, całkowicie wypełnionym wodą i górnym, w którym następuje separacja pary zdarzają się konstrukcje bezwalczakowe największe kotły energetyczne wykonywane są jako kotły opromieniowane 12
13
Kocioł OB-650 jeden z 8 pierwszych kotłów Elektrowni Turów wydajność 650 t/h, ciśnienie 16 MPa, temperatura pary 540 o C wysokość kotła 59 m, masa ponad 6000 t, część ciśnieniowa zbudowana z ponad 200 km rur opalany węglem brunatnym moc turbozespołu: 200 MW zużycie paliwa: 16 wagonów na godzinę pracy kotła zmodernizowany pod koniec lat 90 14
Kocioł OB-650 15
Kocioł fluidalny fluidyzacja polega na zawieszeniu rozdrobnionego ciała stałego w płynącym do góry strumieniu gazu zachodzi intensywne mieszanie się ciała stałego na skutek szybkiej cyrkulacji w układzie utrzymują się warunki prawie stałej temperatury umożliwia to dobre spalanie, nawet gorszych gatunkowo paliw stałych 16
Kocioł fluidalny charakterystyczne jest dodawanie do węgla tzw. materiału inertnego mającego na celu obniżenie intensywności procesu spalania uzyskuje się niską temperaturę spalania - ok. 850 o C, co sprzyja niskiej emisji tlenków azotu jeśli jako inert zastosujemy kamień wapienny można uzyskać wiązanie powstałych tlenków siarki już w złożu fluidalnym część powierzchni ogrzewalnych znajduje się bezpośrednio w złożu fluidalnym 17
Kocioł fluidalny problemem jest ulot paliwa ze złoża fluidalnego, co wymusza stosowanie układów recyrkulacyjnych - np. cyklonów konieczne jest również stosowanie skutecznych instalacji odpylania spalin często obecnie przeprowadzane są modernizacje istniejących kotłów energetycznych polegające na instalacji w istniejącym kotle pyłowym paleniska fluidalnego 18
Kocioł fluidalny 19
Kocioł fluidalny 20
Kocioł fluidalny 21