ДКВР котлы. Паровой котел ДКВР


Паровой котел ДКВР

Паровые котлы ДКВР, котел типа ДКВР означает следующее: буква Д - двухбарабанный, К - котел, буква В - водотрубный, Р - реконструированный. Цифры в таких котлах означают: самая первая после ДКВР — паропроизводительность т/ч; дальше — давление пара на выходе из котла кгс/см² (для котлов с пароперегревателями - давление пара за пароперегревателем), и последние цифровое обозначение — температура перегретого пара, °С. Типоразмеры котлов можно найти в таблице 1.

Таблица 1. Типоразмеры котлов ДКВР

Паропроизводи-
тельность, т/ч
Давление пара, МПа (кгс/см²)
1,3 (13) 2,3 (23) 3,9 (39)
2,5 ДКВР-2,5-13
4,0 ДКВР-4-13;
ДКВР-4-13-250
6,5 ДКВР-6,5-13;
ДКВР-6,5-13-250
ДКВР-6,5-23;
ДКВР-6,5-23-370
10 ДКВР-10-13;
ДКВР-10-13-250
ДКВР-10-23;
ДКВР-10-23-370
ДКВР-10-39;
ДКВР-10-39-440
20 ДКВР-20-13;
ДКВР-20-13-250
ДКВР-20-23;
ДКВР-20-23-370

Паровой котел такого типа может работать почти на всех видах топлива – на мазуте (жидкое топливо), газе (газообразное топливо) и древесных отходах, углях (твердое топливо). Для определенного вида топлива применяется своя топка и вносятся коррективы в конструкцию при строительстве котла ДКВР. Для работы на твердых породах – углях устанавливают такие топки: ПМЗ-РПК, ПМЗ-ЛРЦ, ПМЗ-ЧЦР, ЧЦР; на древесные отходы – топками Померанцева и предтопками Шершнева.

На рисунке 1 нарисованы схемы различных компоновок строительства котлов ДКВР с разными топками, в таблице 2 показы размеры этих же топок.

Техническая характеристика котлов типа ДКВР приведена в таблице 3.

Схемы компоновок котлов ДКВР

Рис. 1. Схемы компоновок котлов типа ДКВР с различными
топочными устройствами и габаритные размеры

I — котлы ДКВР-2,5; 4 и 6,5 с топкой ПМЗ-РПК; II — котлы ДКВР-2,5; 4 и 10 с топкой для сжигания газа и мазута;
III — котлы ДКВР-2,5; 4; 6,5 и 10 с топкой Померанцева; IV — котел ДКВР-10 с топкой типа ПМЗ-ЧЦР и ПМЗ-ЛРЦ;
V — котлы ДКВР 2,5; 4 и 10 с топкой Шершнева; VI — котел ДКВР с решеткой типа ЧЦР;
VII — котел ДКВР-20 с решеткой типа ЧЦР; VIII — котлы ДКВР-2,5; 4 и 6,5 в облегченной обмуровке и обшивке с топкой для сжигания газа и мазута; IX — котел ДКВР-10 в облегченной обмуровке с топкой для сжигания газа и мазута (с двухступенчатым испарением);
X — котел ДКВР-10-39 с топкой Померанцева;
XI — котел ДКВР-10-39 с топкой типа ПМЗ-РПК; XII - котел ДКВР-20 с решеткой типа ПМЗ-ЧЦР и ПМЗ-ЛЦР; XIII — котлы ДКВР-10 и 20 с топкой для сжигания газа и мазута (с двухступенчатым испарением)

Таблица 2. Масса и габаритные размеры котлов типа ДКВР
с различными топочными устройствами

Тип топки Тип обмуровки Масса металла
под давлением, кг
Масса котла в
объеме поставки
завода
Габаритные размеры, мм
А′ А В С
Котел ДКВР-2,5-13
Газомазутная топка Тяжелая
Облегченная
4781
4816
6920
13 916
4120
3920
5913
5530
4340
4345
3200
2430
Топка типа ПМЗ-РПК Тяжелая
Облегченная
4781
4825
7047
12 120
4120
3920
5810
5530
4340
4345
3200
2430
Топка Шершнева Тяжелая 4805 7697 4120 6120 7740 3200
Топка Померанцева " 4807 8379 4120 7455 4340 3200
Котел ДКВР-4-13
Газомазутная топка Тяжелая

Облегченная
6513
7259
6489
8919
9243
17097
5410
5410
5897
7203
7203
6895
4345
4345
4345
3200
3200
2430
Топка типа ПМЗ-РПК Тяжелая

Облегченная
6500
6759
6489
9198
9525
15331
5410
5410
5897
7040
7040
6895
4345
4345
4345
3200
3200
2430
Топка Шершнева Тяжелая 6052
6632
9751
10001
5410
5410
7460
7460
7745
7745
3200
3200
Топка Померанцева " 6445
6589
10432
10732
5410
5410
7668
7668
4345
4345
3200
3200
Котел ДКВР-6,5-13
Газомазутная топка Тяжелая

Облегченная
9008
8370
8547
11864
12220
21719
6520
6520
6427
8526
8526
8390
4345
4345
4345
3830
3830
3110
Топка типа ПМЗ-РПК Тяжелая

Облегченная
8968
8537
8546
11995
12276
20190
6520
6520
6427
8210
8210
8390
4345
4345
4345
3830
3830
3110
Топка Шершнева Тяжелая 8922
9001
13290
13591
6520
6520
8670
8670
8345
8345
3830
3830
Топка Померанцева " 9909
9934
14969
15273
9070
9070
9870
9870
4345
4345
3870
3870
Котел ДКВР-6,5-23
Газомазутная топка Тяжелая

Облегченная
11015
11511
10410
13946
14544
23904
6520
6520
6427
8526
8526
8590
4345
4345
4345
3830
3830
3110
Топка типа ПМЗ-РПК Тяжелая

Облегченная
10951
11539
10419
14042
14638
23231
6520
6520
6727
8210
8210
8390
4345
4345
4345
3830
3830
3110
Топка Шершнева Тяжелая 10887
11411
15340
15945
6520
6520
8670
8670
8345
8345
3830
3830
Топка Померанцева " 11931
12399
17059
17205
9070
9070
9870
9870
4345
4345
3870
3870
Котел ДКВР-10-13 (высокая компоновка)
Газомазутная топка Тяжелая 11131
11292
15709
15420
6860
6860
8850
8850
6315
6315
3830
3830
Топка типа ПМЗ-ЛРЦ " 11069
11131
16370
16639
6860
6860
8760
8760
6315
6315
3830
3830
Топка типа ПМЗ-ЧЦР " 11069
11131
16370
16639
6860
6860
8760
8760
6315
6315
3830
3830
Топка типа ПМЗ-РПК " 10275
11124
15968
16275
6860
6860
8450
8450
6315
6315
3830
3830
Топка типа ПМЗ-ЧЦР " 11551
11515
17522
17781
6860
6860
9200
9200
6315
6315
3830
3830
Топка Шершнева " 11394
11448
17842
18059
6860
6860
10760
10760
9590
9590
3830
3830
Топка Померанцева " 11949
12026
18467
18809
6860
6860
10111
10111
6315
6315
3830
3830
Котел ДКВР-10-13 (низкая компоновка)
Газомазутная топка Тяжелая
Облегченная
11766
11605
16721
31780
8460
8145
10560
10355
5855
5410
3830
3156
Котел ДКВР-10-23 (высокая компоновка)
Газомазутная топка Тяжелая

Облегченная
13955
13216
12280
12480
18443
17588
29677
29495
8460
8460
8175
8175
10560
10560
10355
10355
5855
5855
5410
5410
3830
3830
3156
3156
Топка типа ПМЗ-ЛРЦ Тяжелая 13216
13955
18538
19379
6860
6860
8760
8760
6315
6315
3830
3830
Топка типа ПМЗ-ЧЦР " 13216
13955
18538
19379
6860
6860
8760
8760
6315
6315
3830
3830
Топка типа ПМЗ-РПК " 13238
13948
18185
18990
6860
6860
8450
8450
6315
6315
3830
3830
Топка типа ЧЦР " 13727
11366
19618
20443
6860
6860
9200
9200
6315
6315
3830
3830
Топка Шершнева " 12564
14296
19972
20691
6860
6860
10760
10760
9590
9590
3830
3830
Топка Померанцева " 14132
14873
20663
21533
6860
6860
10111
10111
6315
6315
3830
3830
Котел ДКВР-10-39 (низкая компоновка)
Газомазутная топка Тяжелая 22783
24288
32375
35672
8430
8430
8430
8430
5660
5660
3830
3830
Топка ПМЗ-РПК " 21859 37401 8430 10885 5660 3830
Топка Померанцева Облегченная 22330 60858 9645 14505 6900 3150
Котел ДКВР-20-13 (блочные котлы)
Газомазутная топка Облегченная 17905
18042
44242
45047
9775
9775
12000
12000
7660
7660
3215
3215
Топка типа ПМЗ-ЛРЦ " 18042
18405
43926
44347
9775
9775
12000
12000
7660
7660
3215
3215
Топка типа ЧЦР " 17320
18915
42848
43247
8950
8950
11175
11175
7660
7660
3215
3215
Котел ДКВР-20-23 (блочные котлы)
Газомазутная топка Облегченная 20965
20118
46987
47837
9775
9775
12000
12000
7660
7660
3215
3215
Топка типа ПМЗ-ЛРЦ " 20218 46690 9775 12000 7660 3215
Топка типа ПМЗ-ЧЦР " 21226 47139 9775 12000 7660 3215
Топка типа ЧЦР " 20320
21300
45648
46081
8950
8950
11175
11175
7660
7660
3215
3215

Таблица 3. Техническая характеристика котлов типа ДКВР

Наименование ДКВР-2,5-13 ДКВР-4-13 ДКВР-6,5-13 ДКВР-10-13 ДКВР-10-39-440 ДКВР-20-13
Паропроизводительность, кг/ч 2,5 4,0 6,5 10,0 10,0 20,0
Давление пара, МПа, (кгс/см²) 1,3 (13) 1,3 (13) 1,3 (13) 1,3 (13) 3,9 (39) 1,3 (13)
Температура перегретого пара, °С Насыщенный Насыщенный Насыщенный Насыщенный 440 Насыщенный
Поверхность нагрева котла, м²:
 радиационная
 конвективная
 общая
 пароперегревателя


17,7
73,6
91,3
-


21,4
116,9
138,3
-


27,9
197,4
225,8
-


47,9
229,1
227,0
-


34,5
176,5
211,0
68,0


51,3
357,4
408,7
-
Объем, м³:
 паровой
 водяной

1,57
4,0

2,05
5,55

2,55
7,80

2,63
9,11

1,45
7,0

1,80
10,5
Объем воды по водоука-
зательному стеклу, м³
0,64 0,84 1,04 1,07 0,6 0,45
Время испарения этого объема, мин 14 11,5 9,0 5,8 2,9 1,3
Коэффициент полезного действия, % при сжигании:
каменного угля Qрн=25100 кДж/кг (6000 ккал/кг) 81,9 82,1 83,1 83,5 78,7 83,6
бурого угля Qрн=10500 кДж/кг (2500 ккал/кг) 75,6 75,8 76,7 77,5 - 77,2
газа Qрн=35700 кДж/кг (8525 ккал/кг) 90,0 90,8 91,8 91,8 - 90
мазута Qрн=38400 кДж/кг (9170 ккал/кг) 89,6 89,8 - - - 89,6
Расход топлива, кг/ч:
каменного угля Qрн=25100 кДж/кг (6000 ккал/кг) 320 540 860 1310 - 2290
бурого угля Qрн=10500 кДж/кг (2500 ккал/кг) 820 1380 2210 3370 - 5660
газа Qрн=35700 кДж/кг (8525 ккал/кг) 210 310 550 840 - 2060
мазута Qрн=38400 кДж/кг (9170 ккал/кг) 200 320 - - - 1960

Примечания:

  1. Коэффициенты полезного действия, приведены в таблице, и расходы топлива относятся к котельным агрегатам с чугунными экономайзерами.
  2. 4,1868 кДж/кг=1 ккал.

Конструктивная схема ДКВР-2,5; ДКВР-4; ДКВР-6,5; ДКВР-10

Паровые котлы ДКВР-2,5; котлы ДКВР-4; котлы ДКВР-6,5 и котлы ДКВР-10 имеют одинаковую конструктивную схему (рис.2) и эта конструктивная схема не зависит от топки, которую будут устанавливать к паровому ДКВР.

Схема котел ДКВР-6,5

Рис. 2. Паровой котел ДКВР-6,5-13-23 в тяжелой
обмуровке с топкой типа ПМЗ-ЛРЦ
2700×3000 мм для сжигания каменных и бурых углей:

1 - верхний барабан; 2 - нижний барабан; 3 - коллектор бокового экрана; 4 - опускная труба; 8 - отвод пара; 9 - продувочный трубопровод; 10 - предохранительные клапаны; 11 - обдувочное устройство; 12 - вентилятор возврата уноса; 13 - пневмомеханический забрасыватель топлива; 14 - решетка обратного хода; 15 - камера догорания

Конструктивная схема котлов таких как ДКВР предполагает верхний барабан – длинный, а нижний барабан – короткий. Барабаны в котлов размещены вдоль оси котла и соединяются между собой трубами, которые образуют конвективный пучок. Спереди конвективного пучка имеет место топочная экранированная камера. А боковые экраны в котлах ДКВР завальцованы или приварены в верхнем барабане к нижнему коллектору.

Особенность топочной камеры в котлах ДКВР есть то, что ее разделяют от самой топки и камеры дожигания – перегородкой из шамотного кирпича. Это сделано с целью, чтобы пламя не затягивало в конвективный пучок. А сам конвективный пучок разделен на два газоходы, и газы при входе в конвективный пучок и выход этих же газов из котла - сделано так, что они проходят асимметрично. Если нужен паровой котел ДКВР с перегретым паром - пароперегреватель устанавливают в первом газоходе и отказываются от части кипятильных труб.

Надежность котлов ДКВР при низком уровне воды повышается подводом воды из нижнего – по соединительным и из верхнего барабана – по опускным трубам в коллекторы, также эта схема уменьшает отложения шлама в верхнем барабане.

Барабаны для котлов ДКВР изготавливают из низколегированной стали 16ГС, верхний и нижний барабан имеют одинаковый диаметром – 1000 мм, толщина стенки барабанов у котлов ДКВР давлением 1,3 МПа (13 кгс/см²) – 13 мм, а у котлов ДКВР давлением 2,3 МПа (23 кгс/см²) – 20 мм.

У паровых котлах ДКВР с одноступенчатым испарением на 6,5 и 10 т/ч с рабочим давлением 1,3 и 2,3 МПа (13 и 23 кгс/см²) устанавливают лазовые затворы и на передних днищах верхних барабанов.

Для предотвращения перегрева верхних барабанов у котлов ДКВР устанавливают пробки из легкоспланой стали (свинец С2 или С3 по ГОСТ 3778-56 – 90 %, олово О1 или О2 по ГОСТ 860-60 – 10+2 %) по нижней образующей этих барабанов. Плавления пробок происходит при температуре 240-310 °С. При этой температуре образуются отверстия в пробках и начинает выходить пароводяная смесь – сигнализатор перегрева котла (нужно принять меры для остановки котла парового ДКВР).

Питания котлов ДКВР питательной водой происходит в верхнем барабане. Также в верхнем барабане установлены штуцеры с запорной и регулирующей арматурой для непрерывной продувки. В нижнем барабане также есть трубы для прогрева паром при растопке и периодической продувке котла ДКВР.

Радиус изгиба труб конвективного пучка равно 400 мм, при этом радиусе изгиба чистка внутренней поверхности труб не представляет труда.

Паровые котлы которые имеют давления 1,3 МПа трубы камер завод-изготовитель ставит Ø 219×8 мм, а котлы ДКВР с давлением 2,3 МПа – Ø 219×10 мм. Конвективные трубы, экранные и трубы камеры изготавливают из углеродистой стали марок 10 и 20.

В табл. 4 приведена конструктивная характеристика котлов типа ДКВР.

Таблица 8. Конструктивная характеристика котлов типа ДКВР

Наименование ДКВР-2,5-13 ДКВР-4-13 ДКВР-6,5-13 ДКВР-10-13 ДКВР-20-13
Внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов, мм 1000 1000 1000 1000 1000
Толщина стенки барабанов, мм 13 13 13 13 13
Длина цилиндрической части, мм:
 верхнего барабана
 нижнего барабана

3310
1200

5010
1800

6315
2700

6510
3000

4500
4500
Диаметры, мм:
 передних опускных труб
 экранных и кипятильных труб

127×4
51×2,5

140×4,5
51×2,5

159×4,5
51×2,5

159×4,5
51×2,5

-
51×2,5
Шаг труб бокового экрана, мм 80 80 80 80 80
Число труб бокового экрана, шт 23×2=46 30×2=60 37×2=74 28×2=56 120
Общее число экранных труб, шт. 66 80 96 118 164
Шаг конвективных труб, продоль-
ный×поперечный, мм
100×110 100×110 100×110 100×110 100×110
Число конвективных труб, шт.:
 по оси барабана
 в поперечном сечении котла
 всего

10+1 экр
20
200

16+1 экр
20
320

23+1 экр
22
506

27+1 экр
22
594

43
22
946

Для пароперегревателей завод-изготовитель применяет трубы Ø 32×3 мм из углеродистой стали марки 10. Пароперегреватели для разных котлов по производительности отличаются только числом параллельных змеевиков. Для котлов давлением 1,3 МПа и 2,3 МПа трубы камер пароперегревателей имеют Ø 133×5 мм. Для этих же котлов пароперегреватель изготавливают одноходовым без пароохладителя.

Паровой котел ДКВР-2,5; ДКВР- 4 и котел ДКВР-6,5 устанавливают на сварную раму, а котел паровой высокой компоновки ДКВР-10-13 не имеет опорной рамы.

У паровых котлов ДКВР-10 экран передний и фронтовой устанавливается на обвязочный каркас, а боковые экраны на специальные опоры.

В паровых котлах нет силового каркаса, а есть только обвязочный каркас и применяется для крепления обшивки в котлах с легкой обмуровкой.

Также котлов типа ДКВР можно использовать как теплофикационных. Самые оптимальные схемы: установка теплообменника отдельно от самого котла и включение в циркуляцию теплообменника, размещенного над котлом. Работа котла ДКВР в водогрейном режиме приводит к интенсивной коррозии поверхностей нагрева с обеих сторон – газовой и водяной. Также испытывают разрушения и поверхности барабанов, а еще больше когда котел ДКВР работает на топливе, содержащее много серы.

Схема котла ДКВР-20

Паровые котлы ДКВР-20 поставляются частями – тремя блоками (блок передний, топочные задние блоки и конвективный пучок).

Паровые котлы ДКВР-20 имеют двухступенчатую схему испарения, что позволяет увеличить при ограниченном объеме верхнего барабана котла диапазон используемых для питания природных вод. У первую ступень испарения входит пучок конвективный, экран фронтовой, экран задний и боковые заднего топочного блока. А боковые экраны переднего топочного блока входят во вторую ступень испарения. Во второй ступени испарения сепарационными устройствами являются выносные циклоны центробежного типа. Циркуляционные контуры второй ступени испарения замыкаются через выносные циклоны и их опускные трубы; первой ступени испарения – через опускную часть конвективного пучка. Из нижнего барабана в выносные циклоны осуществляется питание циркуляционного контура второй ступени.

Посмотреть схемы присоединений ступеней испарения по водяной стороне в котлах ДКВР-20-13 можно на рисунке 3. На рисунке 3а показана двухсторонняя схема питания, где каждый циклон соединяется с нижним барабанов, продувку в этой схеме проводят из каждого циклона.

На рисунке 3б показана односторонняя схема питания – циклоны последовательно подключаются к нижнему барабану, а продувка только из левого, последнего по ходу воды циклона.

Комбинированная схема питания представлена на рисунке 3в, в этой схеме левый циклон присоединяется к нижнему барабану. Комбинированная схема более надежна за одностороннюю и двухстороннюю схему и завод-изготовитель рекомендует переходит на комбинированную – при периодической продувке котла не происходит резкое снижения уровня воды в выносных циклонах.

Схема котла ДКВР-20

Рис. 3. Соединение выносных циклонов с нижним барабаном котла ДКВР-20:

а - двухсторонняя схема питания; б - односторонняя схема питания; в - комбинированная схема питания

Также стоит отметить такую особенность котлов ДКВР-20 – одиннадцать процентов водяного объема парового котла составляет вторая ступень испарения, а паропроизводительность 25-35 % (вода во второй ступени снижается быстрее, в сравнении с первой).

Циркуляционная схема котла приведена на рис. 4. Питательная вода по питательным трубопроводам 15 поступает в верхний барабан 16, где смешивается с котловой водой. Из верхнего барабана по последним рядам труб конвективного пучка 18 вода опускается в нижний барабан 17, откуда по подпиточным трубам 21 направляется в циклоны 8. Из циклонов по опускным трубам 26 вода подается к нижним каме­рам 24 боковых экранов 22 второй ступени испарения, пароводяная смесь поднимается в верхние камеры 10 этих экранов, откуда посту­пает по трубам 9 в выносные циклоны 8, в которых разделяется на пар и воду. Вода по трубам 31 опускается в нижние камеры 20 экранов, отсепарированный пар по перепускным трубам 12 отводится в верх­ний барабан. Циклоны соединены между собой перепускной трубой 25.

Экраны первой ступени испарения питаются из нижнего барабана. В нижние камеры 20 боковых экранов 22 вода поступает по соединитель­ным трубам 30, в нижнюю камеру 19 заднего экрана по другим трубам. Фронтовой экран 2 питается из верхнего барабана - вода поступает в ниж­нюю камеру 3 по опускным трубам 27.

Пароводяная смесь отводится в верхний барабан из верхних камер 10 боковых экранов первой ступени испарения по пароотводящим трубам 28, из верхней камеры 11 заднего экрана трубами 29, из верхней камеры 7 фронтового экрана трубами 6. Фронтовой экран имеет рециркуляционные трубы 5.

В верхней части парового объема верхнего барабана установлены жалюзийные сепарационные устройства с дырчатыми (перфорированными) листами.

В верхнем барабане (в водяном объеме) установлен корытообразный направляющий щит. Для изменения направления движения потока пароводяной смеси, выходящей из промежутка между стенками барабана и направляющим щитом, над верхними кромками направляющего щита установлены продольные отбойные козырьки.

Схема циркуляции котла ДКВР-20

Рис. 4. Схема циркуляции котла ДКВР-20:

1 - вторая ступень испарения; 2 - фронтовой экран; 3 - камера; 4 - непрерывная продувка; 5 - рециркуляционные трубы; 6 - перепускная труба из верхнего коллектора в барабан; 7, 10, 11 - верхние камеры; 8 - выносные циклоны; 9 - перепускные трубы из верхней камеры в выносной циклон; 13 - патрубок отвода пара; 14 - сепарационное устройство; 15 - питательные линии; 16 - верхний барабан; 18 - конвективный пучок; 19, 20, 23, 24 - нижние камеры; 21 - подпиточные трубы; 26 - опускные трубы; 27, 29, 30, 31 - перепускные трубы;
28 - пароотводящие трубы.