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Classement chaudière

Les chaudières sont divisées en vapeur, conçue pour produire de la vapeur, et en eau chaude, conçue pour produire de l'eau chaude.

Selon le type de combustible brûlé et le trajet de combustible correspondant, on distingue les chaudières à combustibles gazeux, liquides et solides.

Selon le trajet gaz-air, les chaudières se distinguent par un tirage naturel et équilibré et par une pressurisation. Dans une chaudière à tirage naturel, la résistance du trajet du gaz est surmontée sous l'action de la différence des densités de l'air atmosphérique et du gaz dans cheminée. Si la résistance du trajet du gaz (ainsi que du trajet de l'air) est surmontée à l'aide d'un ventilateur soufflant, la chaudière fonctionne alors avec pressurisation. Dans une chaudière à tirage équilibré, la pression dans le foyer et le début de la conduite de gaz est maintenue proche de la pression atmosphérique par le fonctionnement conjoint du ventilateur soufflant et de l'extracteur de fumée. À l'heure actuelle, toutes les chaudières fabriquées, y compris celles à tirage équilibré, s'efforcent d'être étanches au gaz.

Selon le type de trajet vapeur-eau, on distingue les tambours (Fig. 3.1, un B) et direct (Fig. 3.1, dans) chaudières. Dans tous les types de chaudières, l'eau et la vapeur traversent l'économiseur 1 et le surchauffeur 6 une fois. Dans les chaudières à tambour, le mélange vapeur-eau circule à plusieurs reprises dans les surfaces de chauffage par évaporation 5 (du tambour 2 à travers les tuyaux de vidange 3 vers le collecteur 4 et le tambour 2). De plus, dans les chaudières à circulation forcée (Fig. 3.1, b) une pompe supplémentaire 8 est installée avant que l'eau n'entre dans les surfaces d'évaporation 5. Dans les chaudières à passage unique (Fig. 3.1, dans) corps de travail traverse toutes les surfaces chauffantes une fois sous l'action de la pression développée par la pompe d'alimentation 7.

Dans les chaudières à recirculation et à circulation combinée, pour augmenter la vitesse de déplacement de l'eau dans certaines surfaces de chauffage, lors du démarrage d'une chaudière à passage unique ou à des charges réduites, la recirculation forcée de l'eau est assurée par une pompe spéciale 8 (Fig. 3.1, g).

Selon l'état de phase du laitier extrait du four, on distingue les chaudières à élimination du laitier solide et liquide. Dans les chaudières à élimination des cendres solides (TShU), les scories sont retirées du four à l'état solide et dans les chaudières à élimination des cendres liquides (LShU) - à l'état fondu.

Riz. 3.1. Schémas du chemin vapeur-eau de la chaudière: un- tambour à circulation naturelle ;
b- tambour à circulation forcée; dans- tout droit; g- flux direct
à circulation forcée : 1 – économiseur ; 2 - tambour de chaudière; 3 - ponceaux;
4 - collecteur de tubes criblés ; 5 - surfaces de chauffage par évaporation ; 6 - surchauffeur ;
7 - pompe d'alimentation ; 8 - pompe de circulation

Chaudières à eau chaude caractérisés par leur puissance calorifique, la température et la pression de l'eau chauffée, ainsi que par le type de métal à partir duquel il est fabriqué.

Les chaudières à eau chaude sont en acier et en fonte.

Les chaudières en fonte sont conçues pour le chauffage de bâtiments résidentiels et publics individuels. Leur puissance calorifique ne dépasse pas 1 - 1,5 Gcal / h, pression - 0,3 - 0,4 MPa, température - 115 ° C. Acier chaudières à eau chaude une grande capacité de chauffage est installée dans de grandes chaufferies trimestrielles ou de district, qui peuvent fournir de la chaleur à de grandes zones résidentielles.

Chaudières à vapeur Ils sont produits dans différents types, capacités de vapeur et paramètres de vapeur produite.

Par capacité de vapeur, les chaudières se distinguent par une faible productivité - 15 - 20 t / h, une productivité moyenne - de 25 - 35 à 160 - 220 t / h et une productivité élevée de 220 - 250 t / h et plus.

Sous capacité de vapeur nominale comprendre la charge maximale (en t / h ou kg / s) d'une chaudière fixe avec laquelle elle peut fonctionner pendant un fonctionnement à long terme lors de la combustion du type de combustible principal ou lors de la fourniture de la quantité nominale de chaleur à la vapeur et à l'eau d'alimentation nominales , en tenant compte des écarts admissibles.

Indices de pression et de température de la vapeur- ce sont les paramètres qui doivent être assurés immédiatement avant la canalisation de vapeur vers le consommateur de vapeur à la puissance nominale de vapeur de la chaudière (et la température également à la pression et à la température nominales de l'eau d'alimentation).

Température nominale de l'eau d'alimentation- c'est la température de l'eau qu'il faut fournir avant d'entrer dans l'économiseur ou autre chauffe-eau d'alimentation de chaudière (ou, à défaut, avant d'entrer dans le ballon) à une capacité de vapeur nominale.

Selon la pression du fluide de travail, les chaudières de faible (moins de 1 MPa), moyenne
(1 - 10 MPa), pression élevée (10 - 25 MPa) et supercritique (plus de 25 MPa).

Les chaudières produisent de la vapeur saturée ou surchauffée avec des températures allant jusqu'à 570 °C.

Selon leur destination, les chaudières à vapeur peuvent être divisées en chaudières industrielles installées dans les chaufferies industrielles, de production et de chauffage et de chauffage, et en chaudières énergétiques installées dans les chaufferies des centrales thermiques.

Selon le type de disposition, les chaudières peuvent être divisées en disposition verticale-cylindrique, horizontale (avec une surface de chauffage par évaporation développée) et verticale.

Chaudières à vapeur à tambour

Les chaudières à tambour sont largement utilisées dans les centrales thermiques et dans les chaufferies. La présence d'un ou plusieurs tambours avec une interface fixe entre la vapeur et l'eau est poinçonner ces chaudières. En règle générale, alimentez-les en eau après l'économiseur 1 (voir Fig. 3.1, un) est introduit dans le ballon 2, où il est mélangé avec de l'eau de chaudière (eau remplissant le ballon et les grilles). Le mélange d'eau de chaudière et d'alimentation par des tuyaux de descente non chauffés 3 du tambour pénètre dans les collecteurs de distribution inférieurs 4, puis dans les écrans 5 (surfaces d'évaporation). Dans les écrans, l'eau reçoit de la chaleur Q des produits de la combustion du carburant et des furoncles. Le mélange vapeur-eau qui en résulte monte dans le tambour. C'est là que la séparation de la vapeur et de l'eau a lieu. La vapeur à travers des tuyaux reliés à la partie supérieure du tambour est envoyée au surchauffeur 6, et de l'eau à nouveau aux tuyaux de descente 3.

Dans les écrans, seule une partie (de 4 à 25 %) de l'eau qui y pénètre s'évapore en un seul passage. Cela garantit un refroidissement suffisamment fiable des tuyaux. Il est possible d'éviter l'accumulation de sels déposés lors de l'évaporation de l'eau sur la surface interne des canalisations en retirant en continu une partie de l'eau de chaudière de la chaudière. Par conséquent, pour alimenter la chaudière, il est permis d'utiliser de l'eau avec une teneur relativement élevée en sels dissous.

Un système fermé composé d'un tambour, de tuyaux de descente, d'un collecteur et de surfaces d'évaporation, le long duquel le fluide de travail se déplace de manière répétée, est communément appelé circuits circulatoires, et le mouvement de l'eau en elle est la circulation. Le mouvement du fluide de travail, dû uniquement à la différence de poids des colonnes d'eau dans les déversoirs et du mélange vapeur-eau dans les ascenseurs, est appelé circulation naturelle, et la chaudière à vapeur est de type tambour à circulation naturelle. La circulation naturelle n'est possible que dans les chaudières dont la pression ne dépasse pas 18,5 MPa. À une pression plus élevée, en raison de la faible différence de densité du mélange vapeur-eau et de l'eau, il est difficile d'assurer le mouvement régulier du fluide de travail dans le circuit de circulation. Si le mouvement du fluide dans le circuit de circulation est créé par la pompe 8 (voir Fig. 3.1, b), alors la circulation est appelée forcé, et la chaudière à vapeur - tambour à circulation forcée. La circulation forcée permet de réaliser des écrans à partir de tuyaux de plus petit diamètre avec un mouvement à la fois ascendant et descendant du fluide qu'ils contiennent. Les inconvénients d'une telle circulation comprennent la nécessité d'installer des pompes spéciales (circulation), qui ont une conception complexe, et une consommation d'énergie supplémentaire pour leur fonctionnement.

La chaudière à tambour la plus simple utilisée pour produire de la vapeur est constituée d'un tambour cylindrique horizontal 1 à fonds elliptiques, rempli aux 3/4 du volume d'eau, et d'un four 2 en dessous (Fig. 3.2, un). Les parois du tambour, chauffées de l'extérieur par les produits de combustion du combustible, jouent le rôle de surface d'échange thermique.

Avec la croissance de la production de vapeur, la taille et le poids de la chaudière ont fortement augmenté. Le développement des chaudières, visant à augmenter la surface de chauffe tout en conservant le volume d'eau, va dans deux directions. Selon la première direction, une augmentation de la surface d'échange thermique a été obtenue grâce au placement de tuyaux dans le volume d'eau du tambour, chauffé de l'intérieur par les produits de combustion. Ainsi, des tubes à feu sont apparus (Fig. 3.2, b), puis les chaudières à carneau et enfin les chaudières mixtes gaz-tubes. Dans les chaudières à tubes de fumée dans le volume d'eau du tambour 1 parallèle à son axe, un ou plusieurs tubes à flamme 3 de grand diamètre (500 - 800 mm) sont placés, dans les chaudières à tubes de fumée - un faisceau entier de tuyaux 3 de petit diamètre. Dans les chaudières combinées à tubes de gaz (Fig. 3.2, dans) dans la partie initiale des tubes à flamme, il y a un four 2, et la surface convective est constituée de tubes à fumée 3. La productivité de ces chaudières était faible, en raison des possibilités limitées de placer des tubes à flamme et à fumée dans le volume d'eau de le tambour 1. Ils étaient utilisés dans les installations des navires, les locomotives et les locomotives à vapeur, ainsi que pour obtenir de la vapeur pour les besoins propres de l'entreprise.

Riz. 3.2. Schémas de chaudière : un- le tambour le plus simple ; b- tube à feu ; dans– tuyau de gaz combiné ; g- conduite d'eau; ré- conduite d'eau verticale ; e– design moderne du tambour

La deuxième direction dans le développement des chaudières est associée au remplacement d'un tambour par plusieurs tambours de plus petit diamètre remplis d'eau et d'un mélange vapeur-eau. L'augmentation du nombre de ballons conduit d'abord à la création de chaudières à batterie, et le remplacement d'une partie des ballons par des conduits de plus petit diamètre situés dans le flux des fumées conduit à des chaudières à tubes d'eau. En raison des grandes opportunités d'augmentation de la production de vapeur, cette direction s'est largement développée dans le secteur de l'énergie. Les premières chaudières à tubes d'eau avaient des faisceaux de tuyaux 3 inclinés vers l'horizontale (sous un angle de 10 à 15 °), qui, à l'aide des chambres 4, étaient reliés à un ou plusieurs tambours horizontaux 1 (Fig. 3.2, g). Les chaudières de cette conception sont appelées conduite d'eau horizontale. Parmi eux, il convient de souligner les chaudières du designer russe V. G. Shukhov. L'idée progressive associée à la division des chambres, tambours et faisceaux de tubes communs en groupes de même type (sections) de même longueur et le même nombre de tuyaux, incorporés dans la conception, a permis d'assembler des chaudières de différentes capacités de vapeur à partir de pièces standards.
Mais de telles chaudières ne pourraient pas fonctionner sous des charges variables.

La création de chaudières à tubes d'eau verticaux est la prochaine étape dans le développement des chaudières. Des faisceaux de tuyaux 3 reliant les tambours horizontaux supérieur et inférieur 1 ont commencé à être placés verticalement ou selon un grand angle par rapport à l'horizon (Fig. 3.2, ré). La fiabilité de la circulation du fluide de travail a augmenté, l'accès aux extrémités des tuyaux a été fourni, et ainsi les processus de laminage et de nettoyage des tuyaux ont été simplifiés. L'amélioration de la conception de ces chaudières, visant à accroître la fiabilité et l'efficacité de leur travail, a conduit à l'émergence d'une conception de chaudière moderne (Fig. 3.2, e) : monotambour avec un collecteur inférieur 5 de petit diamètre ; descentes 6 et ballon 1 sortis de la zone de chauffe au-delà du garnissage de la chaudière ; blindage complet du foyer ; faisceaux de tubes convectifs avec lavage transversal par les produits de combustion ; préchauffage air 9, eau 8 et surchauffe vapeur 7.

Le schéma de conception d'une chaudière à tambour moderne est déterminé par ses paramètres de puissance et de vapeur, le type de combustible brûlé et les caractéristiques du trajet gaz-air. Ainsi, avec l'augmentation de la pression, le rapport entre les surfaces de chauffage, d'évaporation et de surchauffe change. Augmenter la pression du fluide de travail de
R= 4 MPa jusqu'à R= 17 MPa entraîne une diminution de la proportion de chaleur q, eau dépensée en évaporation de 64 à 38,5%. La part de chaleur consommée pour le chauffage de l'eau passe de 16,5 à 26,5% et pour la surchauffe de la vapeur - de 19,5 à 35%. . Par conséquent, avec une augmentation de la pression, les surfaces des surfaces de chauffage et de surchauffe augmentent et la surface de la surface d'évaporation diminue.

Dans les chaudières de chauffage industrielles et industrielles domestiques, les chaudières de type DKVR (chaudière à double tambour, à tubes d'eau, reconstruites) avec une puissance nominale de vapeur de 2,5 sont répandues; quatre ; 6,5 ; 10 et 20 t/h fabriqués par l'usine de chaudières de Biysk.

Les chaudières de type DKVR (Fig. 3.3 et 3.4) sont fabriquées principalement pour fonctionner sous pression de vapeur
14 kgf/cm 2 pour la production de vapeur saturée et avec un surchauffeur pour la production de vapeur surchauffée à une température de 250 °C. De plus, des chaudières d'une capacité de vapeur de 6,5 et 10 t/h sont fabriquées pour une pression de 24 kgf/cm 2 pour la production de vapeur surchauffée à 370°C, et des chaudières d'une capacité de vapeur de 10 t/h sont également réalisé pour une pression de 40 kgf/cm 2 pour la production de vapeur, surchauffée à 440 °C.

Les chaudières de type DKVR sont produites en deux modifications sur la longueur du tambour supérieur.
Pour les chaudières d'une capacité de vapeur de 2,5 ; 4,0 et 6,5 t/h, ainsi que dans une modification antérieure de la chaudière avec une capacité de vapeur de 10 t/h, le tambour supérieur est beaucoup plus long que le tambour inférieur. Les tambours sont reliés par un système de tubes de chaudière en acier sans soudure pliés d'un diamètre extérieur de 51 × 2,5 mm, formant une surface de chauffe convective développée. Les tuyaux sont disposés dans un ordre de couloir et leurs extrémités sont enroulées dans des tambours. Dans le sens longitudinal, les tuyaux sont situés à une distance entre les axes (pas) 110 et dans le sens transversal - 100 mm.

Le surchauffeur des chaudières de type DKVR est constitué d'une bobine verticale de tubes en acier sans soudure d'un diamètre extérieur de 32 mm. Il est placé au début du faisceau de la chaudière, séparé de la postcombustion par deux rangées de tuyaux de la chaudière. Afin de pouvoir placer un surchauffeur, certains tuyaux de la chaudière ne sont pas installés. Le faisceau tubulaire et les écrans assemblés avec les tambours, les collecteurs et le châssis support de ces chaudières s'insèrent dans le gabarit ferroviaire ; ceci permet d'assembler la partie métallique de la chaudière en usine et de la livrer assemblée sur le site d'installation, ce qui simplifie l'installation.

Lors de l'installation de chaudières de type DKVR avec des surfaces de chauffe à basse température, il est conseillé de ne prévoir qu'un économiseur d'eau ou uniquement un réchauffeur d'air afin de ne pas compliquer l'agencement et le fonctionnement du groupe chaudière. Une telle solution est également conseillée car la température des gaz de combustion derrière les chaudières à surfaces de chauffe développées est relativement basse et est d'environ 250 à 300 °C, de sorte que la quantité de chaleur évacuée par les gaz de combustion est relativement faible. Il est plus opportun d'installer des économiseurs d'eau, alors l'unité est compacte et facile à utiliser. Dans le même temps, il est préférable de choisir des économiseurs nervurés en fonte, car ils sont fabriqués dans un matériau non déficient et qu'ils souffrent moins de la corrosion.

Les chaudières de type DKVR sont assez sensibles à la qualité de l'eau d'alimentation, de sorte que l'eau utilisée pour les alimenter doit être adoucie et désaérée. Le fonctionnement des chaufferies avec des chaudières de type DKVR est facile à automatiser, en particulier lors de la combustion de combustibles liquides et gazeux.

Les générateurs de vapeur de la série DKVR sont bien combinés avec des dispositifs de four à couches et ont été conçus à l'origine pour brûler des combustibles solides. Plus tard, un certain nombre de générateurs de vapeur ont été transférés à la combustion de combustibles liquides et gazeux. Lorsqu'ils fonctionnent avec des combustibles liquides et gazeux, les performances des générateurs de vapeur peuvent être de 30 à 50% supérieures à celles nominales.Dans ce cas, la partie inférieure du tambour supérieur, située au-dessus de la chambre de combustion, doit être protégée par des briques réfractaires ou béton projeté.

Le travail a été examiné à CKTI un grand nombre chaufferies industrielles dans lesquelles des générateurs de vapeur de la série DKVR étaient exploités. À la suite de l'enquête, il a été constaté que 85% des générateurs de vapeur utilisent du gaz et du mazout. De plus, des lacunes dans le fonctionnement des générateurs de vapeur ont été identifiées: grande aspiration d'air dans la partie convective de la surface de chauffage et de l'économiseur d'eau, degré de préparation en usine insuffisant, efficacité opérationnelle inférieure à celle calculée.

Lors du développement d'une nouvelle conception de générateurs de vapeur à gazole de la série DE (Fig. 3.5), une attention particulière a été accordée à l'augmentation du degré de préparation en usine des générateurs de vapeur dans des conditions de production à grande échelle, en réduisant la consommation de métal de la structure , et en rapprochant les indicateurs opérationnels des indicateurs calculés.

Dans toutes les tailles standard de la série de 4 à 25 t/h, le diamètre des tambours supérieur et inférieur des générateurs de vapeur est supposé être de 1000 mm. L'épaisseur de paroi des deux tambours à une pression de 1,37 MPa est de 13 mm. La longueur de la partie cylindrique des tambours, selon la capacité, varie de 2240 mm (générateur de vapeur d'une capacité de 4 t/h) à 7500 mm (générateur de vapeur d'une capacité de 25 t/h). Des serrures de trou d'homme sont installées dans chaque tambour dans les fonds avant et arrière, ce qui permet d'accéder aux tambours pendant les réparations.

La chambre de combustion est séparée de la surface de chauffe par convection par une cloison étanche aux gaz.

Tous les générateurs de vapeur de la série ont une évaporation à deux étages. Une partie des tubes du faisceau convectif est séparée dans la deuxième étape d'évaporation. Le lien commun en aval de tous les circuits du premier étage d'évaporation sont les derniers tubes (le long des produits de combustion) du faisceau convectif. Les descentes du deuxième étage d'évaporation sont placées à l'extérieur du conduit de fumée.

Le générateur de vapeur d'une capacité de 25 t/h dispose d'un surchauffeur qui assure une petite surchauffe de la vapeur, jusqu'à 225 °C.

La chaudière de type GM-10 est destinée à la production de vapeur surchauffée avec des pressions de 1,4 et 4 MPa et des températures de 250 et 440 °C, respectivement. La chaudière est conçue pour fonctionner au gaz naturel et au fioul et se distingue par le fait qu'elle fonctionne en surpression, c'est-à-dire en surpression dans le four. Cela vous permet de travailler sans aspirateur de fumée.

Afin d'éviter d'évacuer les gaz de combustion dans environnement la chaudière est réalisée avec une double enveloppe en acier. À travers l'espace formé par les feuilles de gainage, l'air fourni par le ventilateur de tirage passe, de sorte que seul de l'air froid peut s'échapper par des fuites aléatoires dans l'environnement.

Selon son implantation, la chaudière est à double tambour asymétrique : le faisceau chaudière et le surchauffeur sont placés à côté du four. Le combustible et l'air pénètrent dans le four par des brûleurs combinés, dont la conception assure une transition rapide de la combustion d'un type de combustible à la combustion d'un autre.

Catégorie K : Pose de chaudière

Surfaces chauffantes

Le système tuyau-tambour d'une chaudière à vapeur se compose de surfaces de chauffage rayonnantes et convectives, de tambours et de chambres (collecteurs). Pour les surfaces chauffantes radiatives et convectives, des tuyaux sans soudure sont utilisés, en acier au carbone de qualité grades 10 ou 20 (GOST 1050-74**).

Les surfaces de chauffage par rayonnement sont constituées de tuyaux disposés verticalement sur une même rangée le long des parois (écrans latéraux et arrière) ou dans le volume de la chambre de combustion (écran avant).

À basse pression de vapeur (0,8 ... 1 MPa), plus de 70% de la chaleur est dépensée pour la vaporisation et seulement 30% environ - pour chauffer l'eau à ébullition. Les surfaces de chauffage par rayonnement ne suffisent pas à évaporer une quantité d'eau donnée, c'est pourquoi certains des tubes de l'évaporateur sont placés dans des conduits de gaz à convection.

Les surfaces chauffantes de la chaudière sont dites convectives, recevant la chaleur principalement par convection. Les surfaces d'évaporation convective sont généralement réalisées sous la forme de plusieurs rangées de tuyaux, fixés avec leurs extrémités supérieure et inférieure dans les tambours ou chambres de la chaudière. Ces tuyaux s'appellent le faisceau de la chaudière. Les surfaces de chauffage par convection comprennent également un surchauffeur, un économiseur d'eau et un réchauffeur d'air.

Surchauffeur - un dispositif pour augmenter la température de la vapeur au-dessus de la température de saturation correspondant à la pression dans la chaudière. Le surchauffeur est un système de serpentins reliés à l'entrée de vapeur saturée au tambour de la chaudière et à la sortie - à la chambre de vapeur surchauffée. La direction du mouvement de la vapeur dans les serpentins du surchauffeur peut coïncider avec la direction du flux de gaz - un circuit à flux direct - ou lui être opposée - un circuit à contre-courant.

Riz. 1. Système de tuyauterie d'une chaudière à vapeur: 1, 19 - tambours supérieur et inférieur, 2 - sortie de vapeur, 3 - soupape de sécurité, 4 - alimentation en eau d'alimentation, 5 - manomètre, 6 - colonne indicatrice d'eau, 7 - purge continue, 8 - tuyaux d'évacuation de l'écran avant, 9 - tuyaux d'évacuation de l'écran latéral, 10 - écran avant, 11, 14 - chambres d'écran latéral, 12 - vidange (soufflage périodique) 13 - chambre d'écran avant, 15, 17 - écrans latéraux et arrière, 16 - caméra de lunette arrière, 18 - gouttières de lunette arrière 20 - purge fond tambour, 21 - faisceau de tubes convectifs

Riz. 2. Schémas d'activation du surchauffeur :
a - flux direct, b - contre-courant, c - mixte

Avec un schéma mixte de mouvement des gaz et de la vapeur (Fig. 2, c), le plus fiable en fonctionnement, les serpentins d'entrée (le long de la vapeur), dans lesquels les plus grands dépôts de sel sont observés, et les serpentins de sortie avec de la vapeur de maximum température sont assignés à la région des températures modérées.

Dans un surchauffeur vertical à convection, la vapeur saturée provenant du tambour de la chaudière est fournie aux serpentins du premier étage 6, connectés selon le schéma à contre-courant, chauffés en eux et envoyés au régulateur de surchauffe - désurchauffeur. La surchauffe de la vapeur à une température prédéterminée se produit dans les serpentins du deuxième étage, connectés selon un circuit mélangé.

En haut, les serpentins du surchauffeur sont suspendus aux poutres du plafond de la chaudière et en bas, ils ont des attaches à distance - bandes 7 et peignes 8. Les serpentins sont fixés à la chambre intermédiaire (surchauffeur) et à la chambre à vapeur surchauffée par soudage.

Les chambres du surchauffeur sont constituées de tuyaux en acier d'un diamètre de 133 mm et de serpentins; 9 - à partir de tuyaux en acier d'un diamètre de 32, 38 ou 42 mm avec des parois de 3 ou 3,5 mm d'épaisseur. À une température des parois des tuyaux des surfaces chauffantes jusqu'à 500 ° C, le matériau des serpentins et des chambres (collecteurs) est de l'acier au carbone de haute qualité de qualité 10 ou 20. Les derniers serpentins du surchauffeur au cours de la vapeur, qui fonctionnent à une température des parois des tuyaux de plus de 500 ° C, sont en aciers alliés 15XM , 12X1MF.

Le régulateur de surchauffe, dans lequel la vapeur entre après le surchauffeur, est un système de serpentins en acier d'un diamètre de 25 ou 32 mm, installés dans un boîtier en acier et formant deux circuits : gauche et droit. L'eau d'alimentation est pompée à travers les serpentins dans la quantité nécessaire pour refroidir la vapeur d'une valeur donnée. La vapeur lave les serpentins de l'extérieur.

Économiseur - un appareil chauffé par les produits de combustion du combustible et conçu pour le chauffage ou l'évaporation partielle de l'eau entrant dans la chaudière. De par leur conception, les économiseurs d'eau sont divisés en serpentins en acier et en fonte nervurée.

Les économiseurs à serpentin en acier sont utilisés pour les chaudières fonctionnant à des pressions supérieures à 2,3 MPa. Ce sont plusieurs sections constituées de bobines d'acier d'un diamètre de 28 ou 32 mm avec des parois de 3 ou 4 mm d'épaisseur. Les extrémités des tuyaux des serpentins sont soudées dans des chambres d'un diamètre de 133 mm situées à l'extérieur du revêtement de la chaudière.

De par la nature du travail, les économiseurs à serpentin en acier sont de type non bouillant et bouillant. Dans les économiseurs de type non bouillant, l'eau d'alimentation n'est pas chauffée au point d'ébullition, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de vaporisation en eux. Les économiseurs de type bouillant permettent l'ébullition et la vaporisation partielle de l'eau d'alimentation. D'après le schéma de connexion des économiseurs de type non bouillant et bouillant, on peut voir que l'économiseur de type bouillant n'est pas séparé du tambour de la chaudière par un dispositif de verrouillage et fait partie intégrante de la chaudière.

Les économiseurs nervurés en fonte utilisés pour les chaudières basse pression sont constitués de tubes à ailettes en fonte à ailettes carrées. Les tuyaux en fonte sont assemblés en groupes et reliés entre eux par des rouleaux coulés à brides. L'eau d'alimentation s'écoule vers le haut à travers le système de tuyauterie vers les gaz de combustion. Pour nettoyer les tubes à ailettes des cendres et de la suie, des soufflantes sont installées entre les différents groupes de tubes.

Riz. 3. Surchauffeur vertical convectif d'une chaudière à vapeur de moyenne puissance: 1 - tambour, 2 - chambre à vapeur surchauffée, 3 - chambre intermédiaire servant de régulateur de surchauffe de la vapeur, 4 - faisceau, 5 - suspension, 6. 9 - serpentins, 7 -bar, 8 - peigne

Riz. 4. Régulateur de surchauffe: 1, 12 - chambres de sortie et d'entrée d'eau, 2 - raccord, 3 - bride avec couvercle, 4 - tuyaux d'alimentation en vapeur, 5 - supports, 6 - boîtier, 7 - tuyaux de sortie de vapeur, 8 - auge en métal , 9 - carte à distance, 10 - bobines, 11 - boîtier

Avantages des économiseurs en fonte : leur résistance accrue aux dommages chimiques et leur coût inférieur par rapport à ceux en acier. Cependant, dans les économiseurs en fonte, en raison de la fragilité du métal, la vapeur n'est pas autorisée, ils ne peuvent donc être que de type non bouillant.

Les économiseurs d'eau en acier et en fonte des chaudières modernes sont fabriqués sous forme de blocs; ils sont livrés montés.

Réchauffeur d'air - un dispositif pour chauffer l'air avec des produits de combustion de combustible avant de l'alimenter dans le four de la chaudière, composé d'un système de tuyaux droits dont les extrémités sont fixées dans des plaques tubulaires, d'un cadre et d'un revêtement métallique. Les réchauffeurs d'air sont installés dans le conduit de la chaudière derrière l'économiseur - disposition à un étage ou dans une "coupe" - disposition à deux étages.

Le tambour de la chaudière est un cylindre en acier spécial pour chaudière 20K ou 16GT (GOST 5520-79 *), avec des fonds sphériques aux extrémités. Sur un ou les deux côtés du tambour, il y a des trous d'homme de forme ovale. Les tuyaux de tamis, de convection, de descente et de sortie de vapeur sont fixés au tambour par évasement ou soudage.

Riz. 5. Section économiseur : 1.2 - chambres d'entrée et de sortie d'eau, 3 - pieds de support, 4 - serpentins, 5 - poutre de support

Riz. Fig. 6. Schémas d'activation des économiseurs de types non bouillant (a) et bouillant (b): 1 - vanne, 2 - clapet anti-retour, 3.7 - vannes pour alimenter la chaudière à travers et au-delà de l'économiseur, 4 - soupape de sécurité, 5 - chambre d'admission, 6 - économiseur, 8 - tambour de chaudière

Les fûts des chaudières de petite et moyenne puissance sont fabriqués avec un diamètre de 1000 à 1500 mm et une épaisseur de paroi de 13 à 40 mm, selon la pression de fonctionnement. Par exemple, l'épaisseur de paroi des ballons des chaudières de type DE, fonctionnant à une pression de 1,3 MPa, est de 13 mm, et pour les chaudières fonctionnant à une pression de 3,9 MPa, de 40 mm.

Des dispositifs d'alimentation et de séparation sont placés à l'intérieur du tambour, ainsi qu'un tuyau pour le soufflage continu. Les raccords et les canalisations auxiliaires sont reliés à des raccords soudés au tambour. Le tambour, en règle générale, est fixé sur le châssis de la chaudière avec deux roulements à rouleaux, qui effectuent leur libre mouvement lorsqu'ils sont chauffés.

Riz. 7. Économiseur de bloc à une colonne: 1 - bloc, 2 - soufflante, 3 - collecteur (chambre), 4 - câble de raccordement, 5 - tuyau

La dilatation thermique du système tuyau-tambour de la chaudière est assurée par la conception des supports des tambours et des chambres. Le tambour inférieur et les chambres (collecteurs) des écrans de la chaudière ont des supports qui leur permettent de se déplacer dans un plan horizontal et d'exclure tout mouvement vers le haut. Et l'ensemble du système de tuyauterie de la chaudière, ainsi que le tambour supérieur, basé sur le système de tuyauterie, ne peuvent se déplacer que vers le haut pendant la dilatation thermique.

Dans d'autres chaudières de puissance moyenne, les supports des chambres supérieures et des tambours sont fixés dans le plan vertical.

Riz. 8. Réchauffeur d'air : 1.3 - plaques tubulaires supérieures et inférieures, 2 - tuyau, 4 - cadre, 5 - gaine

Riz. 9. La disposition du puits de convection: a - à un étage, 6 - à deux étages; 1 - réchauffeur d'air, 2 - économiseur d'eau, 3,7 - économiseurs d'eau des deuxième et premier étages, respectivement. 4 - poutre de support d'économiseur d'eau refroidie, 5.9 - réchauffeurs d'air des deuxième et premier étages, respectivement, 6 - poutre de support de réchauffeur d'air, 8 - compensateur, 10 - colonne de cadre

Riz. 10. Support à rouleaux du tambour de la chaudière: 1 - tambour, 2 - rangée supérieure de rouleaux, 3 - rangée inférieure de rouleaux, 4 - coussin de support fixe, 5 - poutre de cadre

Dans ce cas, les tubes radiants, ainsi que les chambres inférieures, se déplacent verticalement vers le bas. Les chambres inférieures sont maintenues des mouvements transversaux par des supports de guidage, qui n'autorisent que le mouvement vertical des chambres. Pour que les tubes de rayonnement ne sortent pas du plan de l'écran, tous les tubes sont en outre fixés sur plusieurs niveaux de hauteur. La fixation intermédiaire des tuyaux d'écran en hauteur, en fonction de la construction du revêtement, est fixe, reliée au cadre ou mobile - sous la forme de courroies de renforcement. Le premier type de fixation est utilisé pour le revêtement, basé sur la fondation ou le cadre de la chaudière, le second - pour le revêtement des tuyaux.

Le libre mouvement vertical du tuyau lorsqu'il est fixé au châssis de la chaudière est assuré par un espace dans le support soudé au tuyau. La tige, fixée rigidement dans le cadre, exclut la sortie du tuyau du plan de l'écran.

Riz. Fig. 11. Fixation des tuyaux des surfaces chauffantes au cadre, assurant leur mouvement: a - verticalement, b - horizontalement; 1 - support, 2 - tuyau, 3 - nervure de protection, 4 - tige, 5 - pièce encastrée, 6 - ceinture de renfort

- Surfaces chauffantes

Utilisation : en génie thermique, en particulier dans la fabrication de générateurs de vapeur. L'essence de l'invention : l'augmentation de la fabricabilité de l'installation et de la réparation est assurée par le fait que dans la surface de chauffage par convection contenant les collecteurs d'entrée 1 et de sortie 2, des tuyaux chauffés 3 installés verticalement, des tuyaux d'espacement 4, situés dans des niveaux horizontaux 5 sur des lignes droites les tronçons verticaux des tubes chauffés 4 et sont rigidement fixés deux à deux entre eux le long de la périphérie de la surface convective, et une paire de tubes entretoises 4 ne recouvre qu'une rangée de tubes chauffés 3. 4 ill.

SUBSTANCE : l'invention concerne le génie thermique et peut être utilisée dans la construction de générateurs de vapeur. Lors du fonctionnement du générateur de vapeur, notamment sur combustible de scorification ou fioul à haute teneur en soufre, une quantité importante de scorie se dépose sur les surfaces de chauffe verticales, qui sont généralement situées dans une cheminée horizontale. Les foyers de scorification intensive sont des endroits où les marches transversales entre conduites verticales sont réduites du fait de leur sortie du plan de conception (hors plage). À ces endroits, le débit et la vitesse des gaz de combustion sont fortement réduits, ce qui contribue encore au décrassage des surfaces chauffantes. De plus, l'agencement extérieur des canalisations, notamment dans le sens transversal de déplacement des gaz de chauffage, aggrave les conditions de nettoyage avec soufflantes ou autres dispositifs. Divers appareils non refroidis actuellement utilisés en matériaux résistants à la chaleur brûlent rapidement sous l'influence de hautes températures et les composants agressifs (soufre, vanadium) des gaz de chauffage. Application propre, c'est-à-dire. connectés en parallèle avec les tuyaux chauffés de la surface chauffante, les tuyaux chauffés entretoises entraînent des conditions inégales pour leur fonctionnement, car. les tuyaux d'espacement diffèrent nécessairement en longueur et en configuration des tuyaux principaux, ce qui réduit la fiabilité de la surface de chauffe. Conception connue de la surface de chauffage par convection, dans laquelle l'espacement des tuyaux chauffés est réalisé par des entretoises non refroidies en fonte résistante à la chaleur. Par exemple, sur la chaudière TGMP-204.L'inconvénient de cette conception est la fragilité des entretoises, car dans des conditions de températures élevées de gaz et de composants agressifs des produits de combustion du combustible, elles brûlent et s'effondrent rapidement, ce qui conduit à une violation des distances entre les tuyaux chauffés de la surface chauffante, contribue à leur dérive avec les cendres et les scories, à la détérioration du transfert de chaleur et à la diminution de la fiabilité du générateur de vapeur. La plus proche de celle revendiquée est la conception de la surface de chauffage par convection, contenant les collecteurs d'entrée et de sortie, les tuyaux chauffés disposés verticalement et les niveaux horizontaux de tuyaux d'espacement installés, refroidis par le fluide de travail et équipés de pointes formant des cellules, dont chacune abrite un tuyau vertical. En général, tous les tuyaux d'espacement reliés entre eux par des pointes forment une grille rigide horizontale à travers laquelle passent les tuyaux chauffés de la surface chauffante.. Des surfaces chauffantes, il est absolument impossible d'écarter les tuyaux verticaux chauffés pour faciliter l'accès à la zone endommagée. Ceci s'applique également aux tubes d'espacement eux-mêmes, équipés de pointes. Pour accéder à une zone endommagée, il est nécessaire de couper un grand nombre de tuyaux non endommagés dans des endroits accessibles avec leur restauration ultérieure. L'expérience d'exploitation de cette surface sur les chaudières TGMP-204 confirme ce qui précède. Le but de l'invention est d'éliminer ces défauts, ainsi que d'améliorer la fabricabilité de l'assemblage et de la réparation. Cet objectif est atteint par le fait que dans la surface de chauffage par convection contenant les collecteurs d'entrée et de sortie, des tuyaux chauffés installés verticalement et des tuyaux d'espacement situés dans des niveaux horizontaux, des tuyaux d'espacement sous forme de niveaux horizontaux sont placés sur des sections verticales droites de tuyaux chauffés, reliés rigidement par paires le long de la surface convective périphérique, et chaque paire mentionnée ne couvre qu'une rangée de tuyaux chauffés. L'essence de l'invention est illustrée par des dessins, qui montrent : sur la Fig. 1 est une vue générale de la surface chauffante convective, à la Fig. 2 coupe selon A-A de la Fig. 1 sur la Fig. 3 est une coupe selon B-B sur la Fig. 2 sur la fig. 4 est une coupe selon B-B de la Fig. 2. surface convective le chauffage contient des collecteurs d'entrée 1 et de sortie 2, des tuyaux chauffés 3 installés verticalement, des tuyaux d'espacement 4, réalisés sous la forme d'étages horizontaux 5, placés sur des sections droites de tuyaux 3 le long de la hauteur de la surface parallèlement au mouvement des gaz de chauffage et par paires couvrant chaque rangée de ces tuyaux. Les tuyaux 4 sont rigidement reliés entre eux par soudure 6 le long de la périphérie de la surface chauffante. La surface de chauffage par convection fonctionne comme suit. Quand ça change état thermique Dans le générateur de vapeur, les tubes d'espacement 4 maintiennent chaque rangée de tubes chauffés 3 dans le même plan, tendant à sortir de la plage en raison d'un chauffage irrégulier. Le maintien du classement des tuyaux 3 assure des vitesses de gaz uniformes sur toute la largeur du conduit de gaz, réduit la possibilité de dérive des cendres dans ses sections individuelles et améliore également les conditions de nettoyage à l'aide de soufflantes ou d'autres dispositifs. Le maintien en rang des canalisations chauffées 3 améliore sensiblement les conditions de leur inspection et de leur réparation.,