Компоновка котлоагрегата. 
Паровые и водогрейные котлы

Компоновкой котла называют взаимное расположение газоходов и направление движения в них продуктов сгорания. Различают П-, Т-, N-, U-образную, четырехходовую и башенную компоновки (рис. 21.1).

П-образная компоновка — наиболее распространенная (рис. а). В подъемной шахте располагается топочная камера, в опускной — конвективные поверхности нагрева.

паровой водогрейный котел компоновка.

Ее преимущество — подача топлива и выход газов производятся в нижней части агрегата, что удобно для вывода жидкого шлака и установки дробевой очистки конвективных поверхностей нагрева. Тягодутьевые машины устанавливают на нулевой отметке, что исключает вибрационные нагрузки на каркас котла. Недостатки компоновки: в связи с раз­воротом на 180° возникают неравномерности омывания поверхностей нагрева продуктами сгорания и концентрации золы по сечению конвективной шахты.

Для уменьшения глубины конвективной шахты и высоты соединительного газохода в мощных котлах применяют Т-образную компоновку с двумя конвективными шахтами, расположенными по обе стороны топки (рис. б). Суммарное сечение обеих конвективных шахт увеличивается при сохранении обычных габаритов и способов крепления конвективных поверхностей нагрева. Тягодутьевые машины также устанавливаются на нулевой отметке. Т-образная компоновка особенно подходит для котлов, работающих на топливе с абразивной золой (типа экибастузских), для которых в целях уменьшения золового износа ограничивают скорость продуктов сгорания. Однако при такой компоновке возникают конструктивные затруднения в отводе продуктов сгорания от двух конвективных шахт. Конструкция Т-образного котла сложнее П-образного, она требует и большего расхода металла.

Иногда применяют, особенно часто в ФРГ, где принята верхняя установка дымососов, трехходовую компоновку (рис. в). В этом случае топка и конвективный газоход имеют подъемное движение продуктов сгорания, а соединительный газоход — опускное. При сжигании очень зольных топлив, имеющих легкоплавкую золу (сланцы), применяют четырехходовую компоновку (рис. г). Характерная особенность такой компоновки — наличие промежуточных газоходов, в которых во избежание шлакования проходных сечений в зоне высоких температур размещены разреженные поверхности нагрева (например, ширмы).

В мощных котлах с наддувом иногда применяют башенную компоновку (рис. д). Здесь продукты сгорания в топке и конвентивной шахте движутся только вверх. Такая компоновка обладает следующими достоинствами: минимальная площадь агрегата в плане; равномерное омывание конвективных поверхностей нагрева продуктами сгорания из-за отсутствия поворотов газов; минимальное газовое сопротивление благодаря отсутствию опускных газоходов и поворотов газов. К недостаткам компоновки этого типа относятся: трудность в создании конструкции для опирания конвективных поверхностей нагрева, размещение на большой высоте выходных пакетов пароперегревателей, вентиляторов и дымососов, невозможность применения дробевой очистки конвективных поверхностей. Существуют полубашенные компоновки, в которых регенеративный воздухоподогреватель и тягодутьевое оборудование устанавливаются внизу, соединяясь с башенной частью котла незаполненным поверхностями нагрева опускным газоходом.

Башенная компоновка более целесообразна для газомазутных котлов с наддувом и при установке воздухоподогревателей, воздуходувок и дымовой трубы на их каркасе, что требует усиления его конструкции. Башенная компоновка целесообразна и для котлов, сжигающих бурые многозольные угли, так как при такой компоновке удается избежать поворота оголенных продуктов сгорания и связанного с ним интенсивного золового износа конвективных поверхностей нагрева.

В U-образной двухходовой компоновке (рис. е) продукты сгорания в топке движутся вниз, а в конвективной шахте — вверх (инвертный вариант). Горелки расположены на потолке топочной камеры. Достоинства такой компоновки: факел хорошо заполняет топочную камеру, пароперегреватели расположены низко (короче паропроводы к турбинам), аэродинамическое сопротивление воз­душного тракта минимально (воздухоподогреватель находится вблизи горелок). Недостатки: транспортировка топлива на большую высоту и расположение на большой высоте вентиляторов, дымососов и золоуловителей. U-образная компоновка с инвертной топкой может использоваться при сжигании газа, мазута, а также твердого топлива при удалении шлака в твердом состоянии.

В котлах большой мощности возникают дополнительные требования к компоновке, выдвигаемые их конструкцией. Эти требования вызваны большими размерами агрегата в плане, необходимостью применения вторичного перегрева пара и повышения надежности котла, работающего в блоке с турбиной.

Уменьшения пролета потолочных балок достигают при разделении топки и конвективной шахты на две части. Образуется паровой котел в виде двух корпусов (каждый со своим каркасом и отдельной обмуровкой), в которых поверхности нагрева расположены симметрично (двухкорпусная симметричная компоновка). При наличии отключающей арматуры отдельного корпуса и симметричных обоих корпусов технологическая схема соответствует дубль-блоку. В дубль-блоке симметричная компоновка позволяет работать с половинной мощностью блока на одном корпусе при остановленном другом, что несколько улучшает маневренные свойства, но удорожает установку и повышает удельный расход топлива на 1 кВт * ч, так как при работе на одном корпусе с половинной нагрузкой блока гидравлическое сопротивление перегревателя соответствует номинальному. Экономичность турбины на частичных нагрузках тоже снижается.

В двухи многоходовых схемах движения газов топку и газоходы выполняют с промежутком между ними и самостоятельной обмуровкой или без промежутка с общей разделяющей стенкой из плотных экранов Их называют соответственно разомкнутыми (рис. а, б, г, е) и сомкнутыми (рис. в, ж) газоходами. Для размещения воздухоподогревателей либо используют нижнюю часть конвективной шахты, либо их выносят за пределы котла или даже за пределы главного здания. Этим освобождается место для установки горелок или при необходимости для применения дробевой очистки конвективных поверхностей нагрева.