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Clasificación de calderas

Las unidades de caldera se dividen en vapor, diseñadas para producir vapor, y agua caliente, diseñadas para producir agua caliente.

Según el tipo de combustible quemado y la ruta de combustible correspondiente, se distinguen las calderas para combustibles gaseosos, líquidos y sólidos.

Según el trayecto gas-aire, se distinguen las calderas de tiro natural y equilibrado y las de presurización. En una caldera de tiro natural, la resistencia del paso del gas se vence bajo la acción de la diferencia de densidades del aire atmosférico y del gas en Chimenea. Si la resistencia de la ruta del gas (así como la ruta del aire) se vence con la ayuda de un ventilador, la caldera funciona con presurización. En una caldera de tiro equilibrado, la presión en el hogar y en el inicio del conducto de gas se mantiene cercana a la atmosférica por el funcionamiento conjunto del ventilador y el extractor de humos. En la actualidad, todas las calderas fabricadas, incluidas las de tiro equilibrado, se están esforzando por ser estancas a los gases.

Según el tipo de ruta de vapor-agua, se distinguen los de tambor (Fig. 3.1, un, b) y directo (Fig. 3.1, en) calderas. En todos los tipos de calderas, el agua y el vapor pasan una vez por el economizador 1 y el sobrecalentador 6. En las calderas de tambor, la mezcla de vapor y agua circula repetidamente en las superficies de calentamiento por evaporación 5 (desde el tambor 2 a través de los tubos de drenaje 3 hasta el colector 4 y el tambor 2). Además, en calderas con circulación forzada (Fig. 3.1, b) se instala una bomba adicional 8 antes de que el agua ingrese a las superficies de evaporación 5. En calderas de un solo paso (Fig. 3.1, en) cuerpo de trabajo pasa a través de todas las superficies de calentamiento una vez bajo la acción de la presión desarrollada por la bomba de alimentación 7.

En calderas con recirculación y circulación combinada, para aumentar la velocidad del movimiento del agua en algunas superficies de calefacción, cuando se enciende una caldera de un solo paso o se opera con cargas reducidas, la recirculación de agua forzada es proporcionada por una bomba especial 8 (Fig. 3.1, GRAMO).

Según el estado de fase de la escoria retirada del horno, se distinguen calderas con retirada de escoria sólida y líquida. En calderas con eliminación de cenizas sólidas (TShU), la escoria se elimina del horno en estado sólido y en calderas con eliminación de cenizas líquidas (LShU), en estado fundido.

Arroz. 3.1. Esquemas de la ruta vapor-agua de la caldera: a- tambor con circulación natural;
b - tambor con circulación forzada; en- directo; GRAMO- flujo directo
con circulación forzada: 1 – economizador; 2 - tambor de caldera; 3 - alcantarillas;
4 – colector de tubos de pantalla; 5 – superficies de calentamiento por evaporación; 6 - sobrecalentador;
7 - bomba de alimentación; 8 - bomba de circulación

Calderas de agua caliente caracterizado por su rendimiento calorífico, temperatura y presión del agua calentada, así como por el tipo de metal del que está hecho.

Las calderas de agua caliente son de acero y hierro fundido.

Las calderas de hierro fundido están hechas para calentar edificios residenciales y públicos individuales. Su producción de calor no supera 1 - 1,5 Gcal / h, presión - 0,3 - 0,4 MPa, temperatura - 115 ° C. Acero calderas de agua caliente Se instala una gran capacidad de calefacción en grandes salas de calderas trimestrales o de distrito, que pueden proporcionar suministro de calor a grandes áreas residenciales.

Unidades de calderas de vapor Se producen en diferentes tipos, capacidades de vapor y parámetros de vapor producido.

Por capacidad de vapor, las calderas se distinguen con baja productividad - 15 - 20 t / h, productividad media - de 25 - 35 a 160 - 220 t / hy alta productividad de 220 - 250 t / hy más.

Por debajo capacidad de vapor nominal comprender la carga máxima (en t/h o kg/s) de una caldera estacionaria con la que puede funcionar durante un funcionamiento a largo plazo cuando se quema el tipo principal de combustible o cuando se suministra la cantidad nominal de calor con el vapor y el agua de alimentación nominales , teniendo en cuenta las desviaciones permitidas.

Clasificaciones de presión y temperatura de vapor- estos son los parámetros que deben garantizarse inmediatamente antes de la tubería de vapor al consumidor de vapor a la salida de vapor nominal de la caldera (y la temperatura también a la presión y temperatura nominales del agua de alimentación).

Temperatura nominal del agua de alimentación- esta es la temperatura del agua que debe proporcionarse antes de ingresar al economizador u otro calentador de agua de alimentación de la caldera (o, en su defecto, antes de ingresar al tambor) a una capacidad nominal de vapor.

Según la presión del fluido de trabajo, calderas de baja (menos de 1 MPa), media
(1 - 10 MPa), presión alta (10 - 25 MPa) y supercrítica (más de 25 MPa).

Las unidades de caldera producen vapor saturado o sobrecalentado con temperaturas de hasta 570 °C.

Según su propósito, las calderas de vapor se pueden dividir en calderas industriales instaladas en salas de calderas industriales, de producción y calefacción y calefacción, y calderas de energía instaladas en salas de calderas de centrales térmicas.

Según el tipo de diseño, las calderas se pueden dividir en diseño vertical-cilíndrico, horizontal (con una superficie de calentamiento por evaporación desarrollada) y diseño vertical.

Calderas de vapor de tambor

Las calderas de tambor se utilizan ampliamente en las centrales térmicas y en las salas de calderas. La presencia de uno o más tambores con una interfaz fija entre vapor y agua es contraste estas calderas. Alimente agua en ellos, como regla, después del economizador 1 (ver Fig. 3.1, a) se introduce en el tambor 2, donde se mezcla con el agua de la caldera (agua que llena el tambor y las rejillas). La mezcla de caldera y agua de alimentación a través de bajantes sin calentar 3 del tambor ingresa a los colectores de distribución inferiores 4 y luego a las pantallas 5 (superficies de evaporación). En las pantallas, el agua recibe calor q de los productos de la combustión del combustible y hierve. La mezcla resultante de vapor y agua sube al tambor. Aquí es donde se lleva a cabo la separación de vapor y agua. El vapor a través de tuberías conectadas a la parte superior del tambor se envía al sobrecalentador 6 y el agua nuevamente a las bajantes 3.

En las pantallas, sólo una parte (del 4 al 25%) del agua que entra en ellas se evapora de una sola pasada. Esto asegura una refrigeración suficientemente fiable de las tuberías. Es posible evitar la acumulación de sales depositadas durante la evaporación del agua en la superficie interior de las tuberías eliminando continuamente parte del agua de la caldera de la caldera. Por lo tanto, para alimentar la caldera, se permite usar agua con un contenido relativamente alto de sales disueltas en ella.

Un sistema cerrado que consta de un tambor, bajantes, un colector y superficies de evaporación, a lo largo de las cuales se mueve repetidamente el fluido de trabajo, se denomina comúnmente circuito de circulación, y el movimiento del agua en él es circulación. El movimiento del medio de trabajo, debido únicamente a la diferencia en el peso de las columnas de agua en las bajantes y la mezcla de agua y vapor en los ascensores, se llama circulación natural, y la caldera de vapor es de tipo tambor con circulación natural. La circulación natural solo es posible en calderas con una presión que no exceda los 18.5 MPa. A una presión más alta, debido a la pequeña diferencia en las densidades de la mezcla de agua y vapor y el agua, es difícil asegurar el movimiento constante del medio de trabajo en el circuito de circulación. Si el movimiento del medio en el circuito de circulación es creado por la bomba 8 (ver Fig. 3.1, b), entonces la circulación se llama forzado, y la caldera de vapor - tambor con circulación forzada. La circulación forzada hace posible hacer pantallas a partir de tuberías de menor diámetro con movimiento tanto hacia arriba como hacia abajo del medio en ellas. Las desventajas de dicha circulación incluyen la necesidad de instalar bombas especiales (circulación), que tienen un diseño complejo y un consumo de energía adicional para su funcionamiento.

La caldera de tambor más simple utilizada para producir vapor consiste en un tambor cilíndrico horizontal 1 con fondos elípticos, 3/4 del volumen lleno de agua y un horno 2 debajo (Fig. 3.2, a). Las paredes del tambor, calentadas desde el exterior por los productos de combustión del combustible, desempeñan el papel de una superficie de intercambio de calor.

Con el crecimiento de la producción de vapor, el tamaño y el peso de la caldera aumentaron considerablemente. El desarrollo de las calderas, destinado a aumentar la superficie de calentamiento manteniendo el volumen de agua, fue en dos direcciones. De acuerdo con la primera dirección, se logró un aumento en la superficie de intercambio de calor debido a la colocación de tuberías en el volumen de agua del tambor, calentada desde el interior por los productos de combustión. Entonces, aparecieron tubos de fuego (Fig. 3.2, b), luego las de combustión y, por último, las calderas mixtas de tubos de gas. En las calderas pirotubulares en el volumen de agua del tambor 1 paralelo a su eje, se colocan uno o más tubos de llama 3 de gran diámetro (500 - 800 mm), en las calderas pirotubulares: un haz completo de tuberías 3 de pequeño diámetro. En calderas combinadas de tubos de gas (Fig. 3.2, en) en la parte inicial de los tubos de llama hay un horno 2, y la superficie convectiva está formada por tubos de humo 3. La productividad de estas calderas era baja, debido a las limitadas posibilidades de colocar tubos de llama y humo en el volumen de agua de el tambor 1. Se utilizaban en instalaciones de barcos, locomotoras y locomotoras de vapor, y también para la obtención de vapor para las propias necesidades de la empresa.

Arroz. 3.2. Esquemas de calderas: a- el tambor más simple; b - tubo de fuego; en– tubería de gas combinada; GRAMO- tubería de agua; d- tubería de agua vertical; mi– tambor de diseño moderno

La segunda dirección en el desarrollo de calderas está asociada con la sustitución de un tambor por varios de menor diámetro llenos de agua y una mezcla de vapor y agua. El aumento del número de bidones condujo primero a la creación de calderas de batería, y la sustitución de parte de los bidones por tuberías de menor diámetro situadas en el flujo de humos dio lugar a las calderas acuotubulares. Debido a las grandes oportunidades para aumentar la producción de vapor, esta dirección se ha desarrollado ampliamente en el sector energético. Las primeras calderas acuotubulares tenían haces de tubos 3 inclinados hacia la horizontal (en un ángulo de 10 - 15 °), que, utilizando cámaras 4, se conectaban a uno o más tambores horizontales 1 (Fig. 3.2, GRAMO). Las calderas de este diseño se llaman tubería de agua horizontales. Entre ellos, cabe destacar las calderas del diseñador ruso V. G. Shukhov. La idea progresiva asociada con la división de cámaras, tambores y haces de tubos comunes en grupos del mismo tipo (secciones) de la misma longitud y el mismo número de tuberías, incorporada en el diseño, hizo posible ensamblar calderas de diferentes capacidades de vapor de Piezas estándar.
Pero tales calderas no podrían funcionar bajo cargas variables.

La creación de calderas acuotubulares verticales es el siguiente paso en el desarrollo de las calderas. Los paquetes de tuberías 3 que conectan los tambores horizontales superior e inferior 1 comenzaron a colocarse verticalmente o en un gran ángulo con respecto al horizonte (Fig. 3.2, d). Ha aumentado la fiabilidad de la circulación del medio de trabajo, se ha proporcionado acceso a los extremos de las tuberías y, por lo tanto, se han simplificado los procesos de enrollado y limpieza de tuberías. La mejora del diseño de estas calderas, con el objetivo de aumentar la confiabilidad y la eficiencia de su trabajo, ha llevado a la aparición de un diseño moderno de calderas (Fig. 3.2, mi): monotambor con colector inferior 5 de pequeño diámetro; bajantes 6 y tambor 1 sacados de la zona de calentamiento más allá del revestimiento de la caldera; blindaje completo de la cámara de combustión; haces de tubos convectivos con lavado transversal por productos de combustión; precalentamiento de aire 9, agua 8 y sobrecalentamiento de vapor 7.

El esquema de diseño de una caldera de tambor moderna está determinado por sus parámetros de potencia y vapor, el tipo de combustible quemado y las características de la ruta gas-aire. Así, con el aumento de la presión, cambia la relación entre las áreas de las superficies de calentamiento, evaporación y sobrecalentamiento. El aumento de la presión del fluido de trabajo de
R= 4 MPa hasta R= 17 MPa conduce a una disminución en la proporción de calor q, agua gastada en la evaporación del 64 al 38,5%. La proporción de calor consumido para calentar agua aumenta del 16,5 al 26,5% y para el sobrecalentamiento de vapor, del 19,5 al 35%. . Por lo tanto, con un aumento de la presión, aumentan las áreas de las superficies de calentamiento y sobrecalentamiento, y disminuye el área de la superficie de evaporación.

En las calderas de calefacción industriales e industriales domésticas, las unidades de caldera del tipo DKVR (caldera de doble tambor, acuotubular, reconstruida) con una salida de vapor nominal de 2,5 están muy extendidas; cuatro; 6,5; 10 y 20 t/h fabricados por la planta de calderas de Biysk.

Las calderas del tipo DKVR (Fig. 3.3 y 3.4) se fabrican principalmente para operar con presión de vapor
14 kgf/cm 2 para la producción de vapor saturado y con sobrecalentador para la producción de vapor sobrecalentado a una temperatura de 250 °C. Además, se fabrican calderas con capacidad de vapor de 6,5 y 10 t/h para una presión de 24 kgf/cm 2 para la producción de vapor sobrecalentado a 370 °C, y también se fabrican calderas con capacidad de vapor de 10 t/h. fabricado para una presión de 40 kgf/cm 2 para la producción de vapor, sobrecalentado a 440 °C.

Las calderas del tipo DKVR se producen en dos modificaciones a lo largo del tambor superior.
Para calderas con una capacidad de vapor de 2,5; 4,0 y 6,5 t/h, así como en una modificación anterior de la caldera con una capacidad de vapor de 10 t/h, el tambor superior es mucho más largo que el inferior. Los tambores están conectados por un sistema de tubos de caldera de acero sin costura doblados con un diámetro exterior de 51 × 2,5 mm, que forman una superficie de calentamiento por convección desarrollada. Los tubos se disponen en orden de pasillo y sus extremos se enrollan en tambores. En la dirección longitudinal, los tubos están ubicados a una distancia entre los ejes (paso) 110, y en la dirección transversal - 100 mm.

El sobrecalentador en las calderas del tipo DKVR se fabrica como un serpentín vertical de tubos de acero sin costura con un diámetro exterior de 32 mm. Se coloca al principio del haz de calderas, separado del postquemador por dos filas de tuberías de calderas. Para poder colocar un sobrecalentador, algunas de las tuberías de la caldera no están instaladas. El haz tubular y las pantallas ensambladas con tambores, colectores y la estructura soporte de estas calderas encajan en el ancho de vía; esto permite montar la parte metálica de la caldera en fábrica y entregarla montada en el lugar de instalación, lo que simplifica la instalación.

Al instalar calderas del tipo DKVR con superficies de calefacción de baja temperatura, se recomienda prever solo un economizador de agua o solo un calentador de aire para no complicar el diseño y el funcionamiento de la unidad de caldera. Esta solución también es aconsejable porque la temperatura de los gases de combustión detrás de las calderas con superficies de calentamiento desarrolladas es relativamente baja y es de aproximadamente 250-300 °C, como resultado de lo cual la cantidad de calor que se llevan los gases de combustión es relativamente pequeña. Es más conveniente instalar economizadores de agua, entonces la unidad es compacta y fácil de operar. Al mismo tiempo, es preferible elegir economizadores nervados de hierro fundido, ya que están fabricados con material no deficiente y sufren menos corrosión.

Las calderas del tipo DKVR son bastante sensibles a la calidad del agua de alimentación, por lo que el agua utilizada para alimentarlas debe ablandarse y desairearse. El funcionamiento de las plantas de calderas con calderas del tipo DKVR es fácil de automatizar, especialmente cuando se queman combustibles líquidos y gaseosos.

Los generadores de vapor de la serie DKVR están bien combinados con dispositivos de horno en capas y fueron diseñados originalmente para quemar combustibles sólidos. Más tarde, una serie de generadores de vapor se transfirieron a la quema de combustibles líquidos y gaseosos. Cuando se opera con combustibles líquidos y gaseosos, el rendimiento de los generadores de vapor puede ser un 30-50% superior al nominal, en este caso, la parte inferior del tambor superior, ubicada sobre la cámara de combustión, debe protegerse con ladrillos refractarios o hormigón proyectado

El trabajo fue examinado en CKTI un número grande salas de calderas industriales en las que se operaron generadores de vapor de la serie DKVR. Como resultado de la encuesta, se encontró que el 85% de los generadores de vapor utilizan gas y fuel oil. Además, se identificaron deficiencias en la operación de los generadores de vapor: gran succión de aire en la parte convectiva de la superficie de calentamiento y economizador de agua, grado insuficiente de preparación de la fábrica, menor eficiencia operativa en comparación con las calculadas.

Al desarrollar un nuevo diseño de generadores de vapor de gas-oil de la serie DE (Fig. 3.5), se prestó especial atención a aumentar el grado de preparación de fábrica de los generadores de vapor en condiciones de producción a gran escala, reduciendo el consumo de metal de la estructura. , y acercando los indicadores operativos a los calculados.

En todos los tamaños estándar de la serie de 4 a 25 t/h, se supone que el diámetro de los tambores superior e inferior de los generadores de vapor es de 1000 mm. El espesor de pared de ambos tambores a una presión de 1,37 MPa es de 13 mm. La longitud de la parte cilíndrica de los tambores, dependiendo de la capacidad, varía de 2240 mm (generador de vapor de capacidad 4 t/h) a 7500 mm (generador de vapor de capacidad 25 t/h). Se instalan cerraduras de alcantarilla en cada tambor en la parte inferior delantera y trasera, lo que brinda acceso a los tambores durante las reparaciones.

La cámara de combustión está separada de la superficie de calentamiento por convección por un tabique hermético al gas.

Todos los generadores de vapor de la serie tienen evaporación en dos etapas. Parte de los tubos del haz convectivo se separa en la segunda etapa de evaporación. El enlace común aguas abajo de todos los circuitos de la primera etapa de evaporación son los últimos (a lo largo de los productos de combustión) tubos del haz convectivo. Los bajantes de la segunda etapa de evaporación se colocan fuera de la chimenea.

El generador de vapor con una capacidad de 25 t/h tiene un sobrecalentador que proporciona un pequeño sobrecalentamiento del vapor, hasta 225 °C.

El grupo caldera tipo GM-10 está destinado a la producción de vapor sobrecalentado con presiones de 1,4 y 4 MPa y temperaturas de 250 y 440 °C, respectivamente. La caldera está diseñada para funcionar con gas natural y fuel oil y se distingue por el hecho de que trabaja con presurización, es decir, con exceso de presión en el hogar. Esto le permite trabajar sin extractor de humos.

Para evitar eliminar los gases de combustión en medioambiente la caldera está realizada con doble envolvente de acero. Por el espacio formado por las láminas de revestimiento pasa el aire suministrado por el ventilador de tiro, por lo que sólo puede escapar aire frío por fugas aleatorias al ambiente.

Según su disposición, la caldera es asimétrica de doble tambor: el haz de calderas y el sobrecalentador se colocan junto al horno. El combustible y el aire ingresan al horno a través de quemadores combinados, cuyo diseño garantiza una transición rápida de quemar un tipo de combustible a quemar otro.

Categoría K: Instalación de caldera

Superficies de calentamiento

El sistema de tubería-tambor de una caldera de vapor consta de superficies de calentamiento radiante y convectivo, tambores y cámaras (colectores). Para superficies de calentamiento por radiación y convección, se utilizan tuberías sin costura, hechas de acero al carbono de calidad grados 10 o 20 (GOST 1050-74**).

Las superficies de calentamiento por radiación están formadas por tubos colocados verticalmente en una fila a lo largo de las paredes (pantallas laterales y traseras) o en el volumen de la cámara de combustión (pantalla frontal).

A bajas presiones de vapor (0,8 ... 1 MPa), más del 70 % del calor se gasta en vaporización y solo alrededor del 30 % en calentar agua hasta que hierva. Las superficies de calentamiento por radiación no son suficientes para evaporar una determinada cantidad de agua, por lo que algunos de los tubos del evaporador se colocan en conductos de gas convectivo.

Las superficies de calentamiento de la caldera se denominan convectivas y reciben calor principalmente por convección. Las superficies de evaporación convectivas suelen estar hechas en forma de varias filas de tuberías, fijadas con sus extremos superior e inferior en los tambores o cámaras de la caldera. Estas tuberías se denominan haz de calderas. Las superficies de calentamiento por convección también incluyen un sobrecalentador, un economizador de agua y un calentador de aire.

Sobrecalentador: un dispositivo para aumentar la temperatura del vapor por encima de la temperatura de saturación correspondiente a la presión en la caldera. El sobrecalentador es un sistema de serpentines conectados en la entrada de vapor saturado al tambor de la caldera y en la salida a la cámara de vapor sobrecalentado. La dirección del movimiento del vapor en las bobinas del sobrecalentador puede coincidir con la dirección del flujo de gas (un circuito de flujo directo) o ser opuesta a ella (un circuito de contracorriente).

Arroz. 1. Sistema de tuberías de una caldera de vapor: 1, 19 - tambores superior e inferior, 2 - salida de vapor, 3 - válvula de seguridad, 4 - suministro de agua de alimentación, 5 - manómetro, 6 - columna indicadora de agua, 7 - purga continua, 8 - tubos de drenaje de la luneta delantera, 9 - tubos de drenaje de la luneta lateral, 10 - luneta delantera, 11, 14 - cámaras de la luneta lateral, 12 - drenaje (soplado periódico) 13 - cámara de la luneta delantera, 15, 17 - lunetas laterales y traseras, 16 - cámara luneta trasera, 18 - desagües luneta trasera 20 - purga tambor inferior, 21 - haz de tubos convectivos

Arroz. 2. Esquemas para encender el sobrecalentador:
a - flujo directo, b - contracorriente, c - mixto

Con un esquema mixto de movimiento de gases y vapor (Fig. 2, c), el más fiable en funcionamiento, los serpentines de entrada (a lo largo del vapor), en los que se observan los mayores depósitos de sal, y los serpentines de salida con vapor de máxima temperatura se asignan a la región de temperaturas moderadas.

En un sobrecalentador convectivo vertical, el vapor saturado proveniente del tambor de la caldera se suministra a las bobinas de la primera etapa 6, se conecta de acuerdo con el esquema de contracorriente, se calienta en ellas y se envía al regulador de sobrecalentamiento - atemperador. El sobrecalentamiento del vapor a una temperatura predeterminada se produce en los serpentines de la segunda etapa, conectados según un circuito mixto.

En la parte superior, las bobinas del sobrecalentador están suspendidas de las vigas del techo de la caldera, y en la parte inferior tienen sujetadores remotos: tiras 7 y peines 8. Las bobinas están unidas a la cámara intermedia (sobrecalentador) y a la cámara de vapor sobrecalentado mediante soldadura.

Las cámaras de sobrecalentamiento están hechas de tubos de acero con un diámetro de 133 mm y bobinas; 9 - de tubos de acero con un diámetro de 32, 38 o 42 mm con paredes de 3 o 3,5 mm de espesor. A una temperatura de las paredes de la tubería de las superficies de calentamiento de hasta 500 ° C, el material para las bobinas y las cámaras (colectores) es acero al carbono de alta calidad de los grados 10 o 20. El último supercalentador se enrolla en el curso del vapor, que operan a una temperatura de las paredes de la tubería de más de 500 ° C, están hechos de aceros aleados 15XM, 12X1MF.

El regulador de sobrecalentamiento, en el que entra vapor tras el sobrecalentador, es un sistema de serpentines de acero de 25 o 32 mm de diámetro, instalados en una caja de acero y formando dos circuitos: izquierdo y derecho. El agua de alimentación se bombea a través de los serpentines en la cantidad necesaria para enfriar el vapor en un valor dado. El vapor lava las bobinas desde el exterior.

Economizador: un dispositivo calentado por los productos de combustión del combustible y diseñado para calentar o evaporar parcialmente el agua que ingresa a la caldera. Por diseño, los economizadores de agua se dividen en serpentina de acero y acanalados de hierro fundido.

Los economizadores de serpentín de acero se utilizan para calderas que funcionan a presiones superiores a 2,3 MPa. Son varios tramos fabricados con bobinas de acero de 28 o 32 mm de diámetro con paredes de 3 o 4 mm de espesor. Los extremos de los tubos de las bobinas se sueldan en cámaras con un diámetro de 133 mm ubicadas fuera del revestimiento de la caldera.

Por la naturaleza del trabajo, los economizadores de bobina de acero son del tipo sin ebullición y con ebullición. En los economizadores de tipo sin ebullición, el agua de alimentación no se calienta hasta el punto de ebullición, es decir, no hay vaporización en ellos. Los economizadores de tipo de ebullición permiten la ebullición y la vaporización parcial del agua de alimentación. Del diagrama de conexión de los economizadores de tipo sin ebullición y de ebullición, se puede ver que el economizador de tipo de ebullición no está separado del tambor de la caldera por un dispositivo de bloqueo y es un todo integral con la caldera.

Los economizadores acanalados de hierro fundido utilizados para calderas de baja presión consisten en tubos con aletas de hierro fundido con aletas cuadradas. Las tuberías de hierro fundido se ensamblan en grupos y se interconectan mediante rodillos fundidos con bridas. El agua de alimentación fluye hacia arriba a través del sistema de tuberías hacia los gases de combustión. Para limpiar los tubos con aletas de cenizas y hollín, se instalan sopladores entre grupos individuales de tubos.

Arroz. 3. Sobrecalentador vertical convectivo de una caldera de vapor de potencia media: 1 - tambor, 2 - cámara de vapor sobrecalentado, 3 - cámara intermedia que actúa como regulador de sobrecalentamiento del vapor, 4 - viga, 5 - suspensión, 6. 9 - bobinas, 7 -barra, 8 - peine

Arroz. 4. Regulador de sobrecalentamiento: 1, 12 - cámaras de entrada y salida de agua, 2 - racor, 3 - brida con tapa, 4 - tubos de suministro de vapor, 5 - soportes, 6 - carcasa, 7 - tubos de salida de vapor, 8 - cubeta metálica , 9 - tablero remoto, 10 - bobinas, 11 - carcasa

Ventajas de los economizadores de hierro fundido: su mayor resistencia al daño químico y menor costo en comparación con los de acero. Sin embargo, en los economizadores de hierro fundido, debido a la fragilidad del metal, no se permite el vapor, por lo que solo pueden ser del tipo que no hierva.

Los economizadores de agua de acero y hierro fundido en las calderas modernas se fabrican en forma de bloques; se suministran montados.

Calentador de aire: un dispositivo para calentar aire con productos de combustión de combustible antes de suministrarlo al horno de la caldera, que consiste en un sistema de tuberías rectas, cuyos extremos están fijados en placas de tubos, un marco y un revestimiento de metal. Los calentadores de aire se instalan en la chimenea de la caldera detrás del economizador - disposición de una sola etapa o en un "corte" - disposición de dos etapas.

El tambor de la caldera es un cilindro fabricado en acero especial para calderas 20K o 16GT (GOST 5520-79 *), con fondos esféricos en los extremos. En uno o ambos lados del tambor hay bocas de acceso de forma ovalada. Las tuberías de pantalla, convección, bajante y salida de vapor se unen al tambor mediante abocardado o soldadura.

Arroz. 5. Sección del economizador: 1.2 - cámaras de entrada y salida de agua, 3 - patas de soporte, 4 - bobinas, 5 - viga de soporte

Arroz. Fig. 6. Esquemas para encender economizadores de tipo sin ebullición (a) y ebullición (b): 1 - válvula, 2 - válvula de retención, 3.7 - válvulas para alimentar la caldera a través y más allá del economizador, 4 - válvula de seguridad, 5 - cámara de entrada, 6 - economizador, 8 - tambor de caldera

Los tambores de calderas de pequeña y mediana potencia se fabrican con un diámetro de 1000 a 1500 mm y un espesor de pared de 13 a 40 mm, dependiendo de la presión de operación. Por ejemplo, el espesor de pared de los tambores de calderas del tipo DE, que funcionan a una presión de 1,3 MPa, es de 13 mm, y para calderas que funcionan a una presión de 3,9 MPa, de 40 mm.

En el interior del tambor se colocan dispositivos de alimentación y separación, así como un tubo para soplado continuo. Los accesorios y las tuberías auxiliares se conectan a accesorios soldados al tambor. El tambor, por regla general, se fija en el marco de la caldera con dos cojinetes de rodillos, que realizan su movimiento libre cuando se calientan.

Arroz. 7. Economizador de bloque de una sola columna: 1 - bloque, 2 - soplador, 3 - colector (cámara), 4 - cable de conexión, 5 - tubería

La dilatación térmica del sistema tubería-tambor de la caldera se proporciona mediante el diseño de los soportes de los tambores y cámaras. El tambor inferior y las cámaras (colectores) de las pantallas de la caldera tienen soportes que les permiten moverse en un plano horizontal y excluyen el movimiento hacia arriba. Y todo el sistema de tuberías de la caldera, junto con el tambor superior, basado en el sistema de tuberías, solo puede moverse hacia arriba durante la expansión térmica.

En otras calderas de media potencia, los soportes de las cámaras superiores y tambores se fijan en el plano vertical.

Arroz. 8. Calentador de aire: 1.3 - placas de tubo superior e inferior, 2 - tubería, 4 - marco, 5 - revestimiento

Arroz. 9. El diseño del eje convectivo: a - etapa única, 6 - dos etapas; 1 - calentador de aire, 2 - economizador de agua, 3.7 - economizadores de agua de la segunda y primera etapa, respectivamente. 4 - viga de soporte del economizador de agua enfriada, 5.9 - calentadores de aire de la segunda y primera etapa, respectivamente, 6 - viga de soporte del calentador de aire, 8 - compensador, 10 - columna del marco

Arroz. 10. Soporte de rodillos del tambor de la caldera: 1 - tambor, 2 - fila superior de rodillos, 3 - fila inferior de rodillos, 4 - cojín de soporte fijo, 5 - viga del marco

En este caso, los tubos radiantes, junto con las cámaras inferiores, se desplazan verticalmente hacia abajo. Las cámaras inferiores están protegidas de los movimientos transversales mediante soportes guía, que permiten únicamente el movimiento vertical de las cámaras. Para que los tubos de radiación no salgan del plano de la pantalla, todos los tubos se fijan adicionalmente en varios niveles de altura. La fijación intermedia de los tubos de pantalla en altura, según la construcción del revestimiento, es fija, está conectada al marco o es móvil, en forma de cinturones de refuerzo. El primer tipo de fijación se usa para el revestimiento, basado en la base o el marco de la caldera, el segundo, para el revestimiento de tuberías.

El movimiento vertical libre de la tubería cuando está unido al marco de la caldera lo proporciona un espacio en el soporte soldado a la tubería. La varilla, rígidamente fijada en el marco, excluye la salida del tubo del plano de la pantalla.

Arroz. Fig. 11. Sujeción de tuberías de superficies de calefacción al marco, asegurando su movimiento: a - verticalmente, b - horizontalmente; 1 - soporte, 2 - tubo, 3 - costilla protectora, 4 - varilla, 5 - parte incrustada, 6 - cinturón de refuerzo

- Superficies de calentamiento

Uso: en ingeniería de energía térmica, en particular, en la fabricación de generadores de vapor. La esencia de la invención: el aumento en la capacidad de fabricación de instalación y reparación está garantizado por el hecho de que en la superficie de calentamiento por convección que contiene los colectores de entrada 1 y salida 2, los tubos calentados instalados verticalmente 3, los tubos espaciadores 4, ubicados en niveles horizontales 5 en línea recta secciones verticales de los tubos calentados 4 y están rígidamente sujetados en pares entre sí a lo largo de la periferia de la superficie convectiva, y un par de tubos espaciadores 4 cubre solo una fila de tubos calentados 3. 4 il.

SUSTANCIA: la invención se refiere a la ingeniería de energía térmica y puede utilizarse en la construcción de generadores de vapor. Durante el funcionamiento del generador de vapor, especialmente con combustible de escoria o fuel oil con alto contenido de azufre, se deposita una gran cantidad de escoria en las superficies de calentamiento verticales, que generalmente se encuentran en un conducto de humos horizontal. Los centros de desescoriado intensivo son lugares donde se reducen los pasos transversales entre tuberías verticales debido a su salida del plano de diseño (fuera de rango). En estos lugares, el caudal y la velocidad de los gases de combustión se reducen drásticamente, y esto contribuye aún más a la escoria de las superficies de calefacción. Además, la clasificación externa de las tuberías, especialmente en la dirección transversal del movimiento de los gases de calefacción, empeora las condiciones para la limpieza con sopladores u otros dispositivos. Actualmente se utilizan varios dispositivos no refrigerados hechos de materiales resistentes al calor que se queman rápidamente bajo la influencia de altas temperaturas y componentes agresivos (azufre, vanadio) de los gases de calefacción. Aplicación propia, es decir. conectados en paralelo con las tuberías calentadas de la superficie de calentamiento, las tuberías calentadas por espaciadores conducen a condiciones desiguales para su funcionamiento, porque. las tuberías espaciadoras necesariamente difieren en longitud y configuración de las tuberías principales, lo que reduce la confiabilidad de la superficie de calentamiento. Diseño conocido de la superficie de calentamiento por convección, en el que la separación de las tuberías calentadas se realiza mediante barras espaciadoras no enfriadas hechas de hierro fundido resistente al calor. Por ejemplo, en la caldera TGMP-204.La desventaja de este diseño es la fragilidad de las barras espaciadoras, ya que en condiciones de altas temperaturas de los gases y componentes agresivos de los productos de combustión del combustible, se queman y colapsan rápidamente, lo que conduce a una violación de las distancias entre las tuberías calentadas de la superficie de calentamiento, contribuye a su deriva con cenizas y escorias, deterioro de la transferencia de calor y disminución de la confiabilidad del generador de vapor. El más cercano al reivindicado es el diseño de la superficie de calentamiento por convección, que contiene los colectores de entrada y salida, tuberías calentadas dispuestas verticalmente y filas horizontales de tuberías espaciadoras instaladas, enfriadas por el medio de trabajo y equipadas con espigas que forman celdas, cada una de las cuales alberga un tubo vertical. En general, todos los tubos espaciadores interconectados con puntas forman una rejilla rígida horizontal a través de la cual pasan los tubos calentados de la superficie calefactora, es absolutamente imposible separar los tubos verticales calentados para facilitar el acceso al área dañada. Esto se aplica igualmente a los propios tubos espaciadores, equipados con puntas. Para acceder a una zona dañada es necesario cortar un gran número de tuberías no dañadas en lugares accesibles con su posterior restauración. La experiencia de operar esta superficie en calderas TGMP-204 confirma lo anterior. El objetivo de la invención es eliminar estas deficiencias, así como mejorar la capacidad de fabricación de montaje y reparación. Este objetivo se logra por el hecho de que en la superficie de calentamiento por convección que contiene los colectores de entrada y salida, las tuberías calentadas instaladas verticalmente y las tuberías espaciadoras ubicadas en niveles horizontales, las tuberías espaciadoras en forma de niveles horizontales se colocan en secciones verticales rectas de tuberías calentadas, conectados rígidamente en pares a lo largo de la superficie convectiva periférica, y cada par mencionado cubre solo una fila de tuberías calentadas. La esencia de la invención se ilustra mediante dibujos, que muestran: en la Fig. 1 es una vista general de la superficie de calentamiento por convección, en la fig. 2 sección a lo largo de A-A de la Fig. 1 en la fig. 3 es una sección a lo largo de B-B en la Fig. 2 en la fig. 4 es una sección a lo largo de B-B de la fig. 2. superficie convectiva el calentamiento contiene colectores de entrada 1 y salida 2, tubos calentados instalados verticalmente 3, tubos espaciadores 4, hechos en forma de niveles horizontales 5, colocados en secciones rectas de tubos 3 a lo largo de la altura de la superficie paralela al movimiento de los gases de calentamiento y en pares que cubren cada fila de estos tubos. Los tubos 4 están rígidamente interconectados mediante soldadura 6 a lo largo de la periferia de la superficie de calentamiento. La superficie de calentamiento por convección funciona de la siguiente manera. cuando cambia estado térmico En el generador de vapor, los tubos espaciadores 4 mantienen cada fila de tubos calentados 3 en el mismo plano, tendiendo a salirse del rango debido al calentamiento desigual. Mantener la clasificación de las tuberías 3 garantiza velocidades de gas uniformes en todo el ancho del conducto de gas, reduce la posibilidad de que las cenizas se desplacen hacia sus secciones individuales y también mejora las condiciones de limpieza utilizando sopladores u otros dispositivos. Mantener las tuberías calentadas 3 en rango mejora significativamente las condiciones para su inspección y reparación.