Паровые котлы и тепловые агрегаты тепловых станций: принцип работы парового котла

Система трубопроводов, по которой осуществляется движение теплоносителя, называется циркуляционным контуром. Пар, образовавшийся в испарителях, затем проходит через так называемые паросепараторы, которые являются обязательной составляющей жаротрубных паровых котлов. Именно здесь из пара и выделяются капельки влаги. Теперь, после того как пар становится сухим, он движется к перегревателю по паропроводу. Здесь пар и нагревается до необходимых температур. Следовательно, описанное устройство получения пара можно сравнить с системой сообщающихся сосудов, где нагретая пароводяная смесь имеет меньшую плотность по сравнению с холодной водой.

В результате этой разницы вода постоянно выталкивает пароводяную смесь в верхнюю часть устройства, где с помощью сепаратора пар отделяется от воды. После этого вода вновь попадает в резервуар, а пар — в паропровод, находящийся в зоне сгорания топлива. В итоге вода, находящаяся в газообразном состоянии, разогревается еще больше, что приводит к значительному увеличению давления пара. После того, как характеристики пара достигли нужных параметров, он может применяться либо для получения электрической энергии, либо для вращения турбин различных агрегатов, в том числе и для отопления помещений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одним из самых значимых достижений в мире в области теплоэнергетики конца ХХ века стало внедрение суперсверхкритических котлов. В настоящее время они способны эксплуатироваться при выходном давлении пара около 30 МПа и температуре 600−650°С. Это стало возможным благодаря разработкам в области технологии материалов, которые могут применяться в условиях высокой температуры и давления.

В «большой энергетике» уже применяются котлы (чаще их называют «парогенераторами») производительностью более 4000 т/ч. Такие котлы обеспечивают паром энергоблоки 1000−1300 МВт на электростанциях в США, России, Японии и в некоторых странах Европы. В настоящее время ведутся работы по разработке новых современных моделей паровых котлов для энергоблоков тепловых электростанций. При этом котлы проектируются как на суперсверхкритические, сверхкритические, так и докритические характеристики пара. Например, на двух энергетических блоках ТЭС «Нейвели» (Индия), мощность каждой которой составляет по 210 МВт соответственно, установлены котлы серии ЕП-690−15,4−540 ЛТ. Они предназначены для эксплуатирования на низкокалорийных индийских лигнитах [8]. Это барабанные котлы с естественной циркуляцией, докритического давления с промперегревом, однокорпусные, с твердым шлако-удалением, башенного типа.

Паропроизводительность такого котла 690 т/ч, параметры пара — давление 15,4 МПа на выходе из котла и 3,5 МПа на выходе из промпароперегревателя, температура пара 540 °C [6]. Стоит отметить, что энергетическая политика стран СНГ базируется на эксплуатировании двух основных типов паровых котлов — прямоточных и котлов с естественной циркуляцией. В других странах наравне с прямоточными котлами широко применяются котлы с принудительной циркуляцией. Кроме основных — паровых котлов высокого и сверхкритического давления — на ТЭС в настоящее время используются и другие типы котлов: пиковые водогрейные котлы, котлы для сжигания углей в кипящем слое, котлы с циркуляционным кипящим слоем и котлы-утилизаторы. Некоторые из них и станут прообразом котлов для будущего развития теплоэнергетики. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫГОСТ 26 691−85. Теплоэнергетика. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1986.

Гусев Ю. Л. Основы проектирования котельных установок. М.: Стройиздат, 1973.

Делягин Г. Н. и др. Теплогенерирующие установки. М.: Стройиздат, 1986.

Левченко Г. Н. и др. Модернизированный паровой котел паропроизводительностью 1000 т/ч для ТЭЦ-27 ОАО «Мосэнерго». — «Тяжелое машиностроение», 1999, № 12, с. 2. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. М.: Энергоатомиздат, 1998.

Справочник. Тепловые и атомные электрические станции. Под ред. Григорьева В. А. и Зорина В. М. М.: «Энергоиздат», 1982.

Чубарь Л.С. и др. Совершенствование теплофикационных водогрейных котлов. «Теплоэнергетика», 1999, № 9, с. 39. Эсгеркин Р. И., Несерлин А. С., Певзнер М. И. Методы теплотехнических испытаний при сжигании газа. М: «Недра», 1981.