Table Of ContentСоставитель: М.В. КАЛМЫКОВ
УДК 621.1
Конструкция и работа котла ТГМ-84: Метод. указ./ Самар. гос. техн. ун-т; Сост.
М.В. Калмыков. Самара, 2006. 12 с.
Рассмотрены основные технические характеристики, компоновка и описание конст-
рукции котла ТГМ-84 и принципа его работы. Приведены рисунки компоновки котлоагре-
гата со вспомогательным оборудованием, общего вида котла и его узлов. Представлена
схема пароводяного тракта котла и описание его работы.
Методические указания предназначены для студентов специальности 140101 «Тепло-
вые электрические станции».
Ил. 4. Библиогр.: 3 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ
0
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА
Котельные агрегаты ТГМ-84 предназначены для получения пара высокого дав-
ления при сжигании газообразного топлива или мазута и рассчитаны на следующие
параметры:
Номинальная паропроизводительность …………………………….. 420 т/ч
Рабочее давление в барабане ………………………………………… 155 ата
Рабочее давление пара за главной паровой задвижкой ……………. 140 ата
Температура перегретого пара ………………………………………. 550 °С
Температура питательной воды ……………………………………… 230 °С
Температура горячего воздуха
а) при сжигании мазута …………………………………………. 268 °С
б) при сжигании газа ……………………………………………. 238 °С
Котельный агрегат ТГМ-84 вертикально-водотрубный, однобарабанный, П-
образной компоновки, с естественной циркуляцией. Состоит из топочной камеры,
являющейся восходящим газоходом и опускной конвективной шахты (рис. 1).
Топочная камера разделена двухсветным экраном. Нижняя часть каждого боко-
вого экрана переходит в слегка наклонный подовый экран, нижние коллекторы ко-
торого прикреплены к коллекторам двухсветного экрана и совместно перемещаются
при тепловых деформациях во время растопок и остановок котла.
Наличие двухсветного экрана обеспечивает более интенсивное охлаждение то-
почных газов. Соответственно, тепловое напряжение топочного объема этого котла
было выбрано значительно выше, чем в пылеугольных агрегатах, однако ниже, чем в
других типоразмерах газомазутных котлов. Этим были облегчены условия работы
труб двухсветного экрана, воспринимающих наибольшее количество тепла.
В верхней части топки и в поворотной камере расположен полурадиационный
ширмовый пароперегреватель. В конвективной шахте размещены горизонтальный
конвективный пароперегреватель и водяной экономайзер. За водяным экономайзе-
ром имеется камера с приемными бункерами дробеочистки.
Два включенных параллельно регенеративных воздухоподогревателя вращаю-
щегося типа РВП-54 установлены после конвективной шахты. Котел оборудован
двумя дутьевыми вентиляторами типа ВДН-26-11 и двумя дымососами типа Д-21.
Котел неоднократно подвергался реконструкции, в результате чего появилась
модель ТГМ-84А, а затем ТГМ-84Б. В частности, были внедрены унифицированные
ширмы и достигнуто более равномерное распределение пара между трубами. Был
увеличен поперечный шаг труб в горизонтальных пакетах конвективной части паро-
1
перегревателя, благодаря чему уменьшилась вероятность ее загрязнения мазутной
сажей.
2
Р и с. 1. Продольный и поперечный разрезы газомазутного котла ТГМ-84:
1 – топочная камера; 2 – горелки; 3 – барабан; 4 – ширмы; 5 – конвективный пароперегреватель;
6 – конденсационная установка; 7 – экономайзер; 11 – дробеуловитель; 12 – выносной сепарационный циклон
0
Котлы первой модификации ТГМ-84 оборудовались 18 газомазутными горел-
ками, размещенными в три ряда на фронтовой стене топочной камеры. В настоящее
время устанавливают либо четыре, либо шесть горелок большей производительно-
сти, что упрощает обслуживание и ремонт котлов.
ГОРЕЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Топочная камера оборудована 6-ю газомазутными горелками, установленными
в два яруса (в виде 2-х треугольников в ряд, вершинами вверх, на фронтовой стенке).
Горелки нижнего яруса установлены на отметке 7200 мм, верхнего яруса на от-
метке 10200 мм. Горелки предназначены для раздельного сжигания газа и мазута,
вихревые, однопоточные с центральной раздачей газа.
Крайние горелки нижнего яруса развернуты в сторону оси полутопки на 12 гра-
дусов. Для улучшения перемешивания топлива с воздухом горелки имеют направ-
ляющие аппараты, проходя которые воздух закручивается. По оси горелок на котлах
установлены мазутные форсунки с механическим распылом, длина ствола мазутной
форсунки 2700 мм.
Конструкция топки и компоновка горелок должна обеспечивать устойчивый
процесс горения, его контроль, а также исключать возможность образования плохо
вентилируемых зон. Газовые горелки должны устойчиво работать, без отрыва и про-
скока факела в диапазоне регулирования тепловой нагрузки котла. Применяемые на
котлах газовые горелки должны быть аттестованы и иметь паспорта заводов-
изготовителей.
ТОПОЧНАЯ КАМЕРА
Призматическая камера разделена двухсветным экраном на две полутопки.
Объем топочной камеры 1557 м3, тепловое напряжение топочного объема составляет
177000 ккал/м3ּчас. Боковые и задние стены камеры экранированы испарительными
·
трубами диаметром 60 6 мм с шагом 64 мм.
Боковые экраны в нижней части имеют скаты к середине топки с уклоном 15
градусов к горизонтали и образуют под. Во избежании расслоения пароводяной сме-
си в слабонаклонных к горизонтали трубах участки боковых экранов, образующих
под, покрыты шамотным кирпичом и хромитовой массой.
Экранная система с помощью тяг подвешена к металлоконструкциям потолоч-
ного перекрытия и имеет возможность при тепловом расширении свободно опус-
каться вниз. Трубы испарительных экранов сварены между собой прутом Д-10 мм с
интервалом по высоте 4-5 мм. Для улучшения аэродинамики верхней части топоч-
ной камеры и защиты камер заднего экрана от радиации, трубы заднего экрана в
верхней части образуют выступ в топку с вылетом 1,4 м. Выступ образован 70 %
труб заднего экрана.
3
С целью уменьшения влияния неравномерного обогрева на циркуляцию, все эк-
раны секционируются. Двухсветный и два боковых экрана имеют по три циркуляци-
онных контура, задний – шесть.
Котлы ТГМ-84 работают по двухступенчатой схеме испарения. В первую сту-
пень испарения (чистый отсек) включены барабан, панели заднего, двухсветного
экранов, 1-е и 2-е от фронта панели боковых экранов. Во вторую ступень испарения
(солевой отсек) включены 4 выносных циклона (по два с каждой стороны) и третьи
от фронта панели боковых экранов.
К шести нижним камерам заднего экрана вода из барабана подводится по 18-ти
водоопускным трубам, по три к каждому коллектору. Каждая из 6-ти панелей вклю-
чает в себя 35 экранных труб. Верхние концы труб подключены к камерам, из кото-
рых пароводяная смесь поступает по 18-ти трубам в барабан.
Двухсветный экран имеет окна, образованные разводкой труб для выравнива-
ния давления в полутопках. К трем нижним камерам двухсветного экрана вода из
барабана поступает по 12-ти водоопускным трубам (по 4 трубы на каждый коллек-
тор). Крайние панели имеют по 32 экранные трубы, средняя – 29 труб. Верхние кон-
цы труб подключены к трем верхним камерам, из которых пароводяная смесь по 18-
ти трубам направляется в барабан.
К четырем передним нижним коллекторам боковых экранов вода поступает из
барабана по 8 водоопускным трубам. Каждая из этих панелей содержит по 31-й эк-
ранной трубе. Верхние концы экранных труб подключены к 4-м камерам, из которых
пароводяная смесь попадает в барабан по 12-ти трубам.
Нижние камеры солевых отсеков питаются от 4-х выносных циклонов по 4 во-
доопускным трубам (из каждого циклона по одной трубе). Панели солевых отсеков
содержат по 31 экранной трубе. Верхние концы экранных труб подключены к каме-
рам, из которых пароводяная смесь по 8 трубам поступает в 4 выносных циклона.
БАРАБАН И СЕПАРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО
Барабан имеет внутренний диаметр 1,8 м, длину 18 м. Все барабаны изготовле-
ны из листовой стали 16 ГНМ (марганце-никелемолибденовая сталь), толщина стен-
ки 115 мм. Вес барабана около 96600 кг. Барабан котла предназначен для возможно-
сти создания естественной циркуляции воды в котле, очистки и сепарации пара, по-
лучаемого в экранных трубах.
В барабане организована сепарация пароводяной смеси 1-й ступени испарения
(сепарация 2-й ступени испарения выполнена на котлах в 4-х выносных циклонах),
промывка всего пара осуществляется питательной водой с последующим улавлива-
нием влаги из пара. Весь барабан является чистым отсеком. Пароводяная смесь из
верхних коллекторов (кроме коллекторов солевых отсеков) поступает в барабан с
двух сторон и попадает в специальный раздающий короб, из которого направляется
в циклоны, где происходит первичное отделение пара от воды. В барабанах котлов
установлено по 92 циклона – 46 левых и 46 правых.
4
На выходе пара из циклонов установлены горизонтальные пластинчатые сепа-
раторы, Пар, пройдя их, поступает в барбатажно-промывочное устройство. Сюда же
под промывочное устройство чистого отсека подведен пар из выносных циклонов,
внутри которых также организована сепарация пароводяной смеси. Пар, пройдя бар-
батажно-промывочное устройство, поступает к дырчатому листу, где происходит
одновременно сепарация пара и выравнивание потока. Пройдя дырчатый лист, пар
по 32 пароотводящим трубам отводится к входным камерам настенного паропере-
гревателя и 8-ю трубами к конденсатной установке.
Р и с. 2. Двухступенчатая схема испарения с выносными циклонами:
1 – барабан; 2 – выносной циклон; 3 – нижний коллектор циркуляционного контура; 4 – па-
рогенерирующие трубы; 5 – опускные трубы; 6 – подвод питательной воды; 7 – отвод проду-
вочной воды; 8 – водоперепускная труба из барабана в циклон; 9 – пароперепускная труба из
циклона в барабан; 10 – пароотводящая труба из агрегата
На барбатажно-промывочное устройство подается около 50 % питательной во-
ды, а остальная часть ее через раздаточный коллектор сливается в барабан под уро-
вень воды. Средний уровень воды в барабане на 200 мм ниже его геометрической
оси. Допустимые колебания уровня в барабане 75 мм.
Для выравнивания солесодержания в солевых отсеках котлов выполнен пере-
брос двух водоопускных труб, таким образом, правый циклон питает левый нижний
коллектор солевого отсека, а левый питает правый.
5
КОНСТРУКЦИЯ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ
Поверхности нагрева пароперегревателя размещены в топочной камере, гори-
зонтальном газоходе и опускной шахте. Схема пароперегревателя выполнена двух-
поточной с многократным перемешиванием и перебросом пара по ширине котла,
что позволяет выровнять тепловую разверку по отдельным змеевикам.
По характеру восприятия тепла пароперегреватель условно делиться на две час-
ти: радиационную и конвективную. К радиационной части относится настенный па-
роперегреватель (НПП), первый ряд ширм (ШПП) и часть потолочного пароперегре-
вателя (ППП), экранирующего потолок топочной камеры. К конвективной – второй
ряд ширм, часть потолочного пароперегревателя и конвективный пароперегреватель
(КПП).
Радиационный настенный пароперегреватель
Трубы НПП экранируют фронтовую стену топочной камеры. НПП состоит из
шести панелей, две из них имеют по 48, а остальные по 49 труб, шаг между трубами
– 46 мм. В каждой панели 22 трубы опускные, остальные подъемные. Входные и вы-
ходные коллекторы расположены в не обогреваемой зоне над топочной камерой,
промежуточные коллекторы – в не обогреваемой зоне ниже топочной камеры. Верх-
ние камеры при помощи тяг подвешены к металлоконструкциям потолочного пере-
крытия. Крепление труб осуществляется в 4 яруса по высоте и допускает вертикаль-
ное перемещение панелей.
Потолочный пароперегреватель
Потолочный пароперегреватель расположен над топкой и горизонтальным газо-
ходом, состоит из 394 труб, размещенных с шагом 35 мм и соединенных входным и
выходным коллекторами.
Ширмовый пароперегреватель
Ширмовый пароперегреватель состоит из двух рядов вертикальных ширм (по 30
ширм в каждом ряду), расположенных в верхней части топочной камеры и поворот-
ном газоходе. Шаг между ширмами 455 мм. Ширма состоит из 23 змеевиков одина-
ковой длины и двух коллекторов (входного и выходного), установленных горизон-
тально в не обогреваемой зоне.
Конвективный пароперегреватель
Конвективный пароперегреватель горизонтального типа, состоит из левой и
правой частей, размещенных в газоходе опускной шахты над водяным экономайзе-
ром. Каждая сторона в свою очередь делится на две прямоточные ступени.
6
ПАРОВОЙ ТРАКТ КОТЛА
Насыщенный пар из барабана котла по 12-ти пароперепускным трубам поступа-
ет в верхние коллекторы НПП, из которых по средним трубам 6-ти панелей движет-
ся вниз и поступает в 6 нижних коллекторов, после чего поднимается вверх по край-
ним трубам 6 панелей к верхним коллекторам, из которых по 12-и необогреваемым
трубам направляется во входные коллекторы потолочного пароперегревателя. Далее
пар по всей ширине котла движется по потолочным трубам и поступает в выходные
коллекторы пароперегревателя, расположенные у задней стенки конвективного газо-
хода.
Из этих коллекторов пар разделяется на два потока и направляется в камеры па-
роохладителей I ступени, а затем в камеры крайних ширм (7 левых и 7 правых),
пройдя которые оба потока пара попадают в промежуточные пароохладители II сту-
пени, левый и правый. В пароохладителях I и II ступени пар перебрасывается с ле-
вой стороны на правую и, наоборот, с целью уменьшения тепловой разверки, обу-
славливаемой газовым перекосом.
Выйдя из промежуточных пароохладителей II впрыска, пар поступает в
коллекторы средних ширм (8 левых и 8 правых), пройдя которые направляется во
входные камеры КПП. Между верхними и нижними частями КПП установлены
пароохладители III ступени. Далее перегретый пар по паропроводу направляется к
турби нам.
Р и с. 3. Схема пароперегревателя котла:
1 – барабан котла; 2 – радиационная двухходов ая радиационная трубная панель (слева условно
показаны верхние коллекторы, а справа – нижние); 3 – потолочная панель; 4 –впрыскивающий
пароохладнтель; 5 – место впрыска воды в пар; 6 – крайние ширмы; 7 – средние ширмы;
8 – конвективные пакеты; 9 – выход пара из котла
7
