Котлы утилизаторы
ООО "ИЦ КотлоПроект" осуществляет разработку и поставку паровых и водогрейных котлов утилизаторов, предназначенных для утилизации тепла производственных дымовых газов, а также выхлопов газовых турбин и газо-поршневых двигателей.
Конструктивные схемы паровых котлов-утилизаторов могут быть двух типов – газотрубный котел с выносными пароперегревателем и экономайзером или водотрубный котел с естественной или многократно-принудительной циркуляцией (МПЦ).
 |
|
Паровой котел-утилизатор D=24 т/ч, р=1,3 МПа, |
 |
|
Испарительные поверхности нагрева в виде радиационной |
Оптимальный выбор конструктивной схемы зависит от ряда факторов:
- параметров вырабатываемого пара;
- габаритных ограничений и схемы компоновки котла (горизонтальная или вертикальная);
- температуры дымовых газов;
- запыленности и агрессивности дымовых газов;
- ограничением по аэродинамическому сопротивлению.
Газотрубные котлы имеют небольшие габариты, просты в изготовлении. По нашему мнению, данная конструктивная схема предпочтительна при давлении вырабатываемого пара менее р=1,6 МПа (что позволит ограничить толщину обечайки и трубных досок) и относительно небольшом расходе дымовых газов (что позволяет ограничить диаметр барабана).
ООО "ИЦ КотлоПроект" имеет опыт разработки парового газотрубного парового котла-утилизатора с диаметром барабана Ø3600 мм, но эту величину следует, наверно, признать предельно допустимой с точки зрения транспортировки.
В некоторых случаях, вследствие габаритных ограничений или особенностей технологического процесса, возникает необходимость применения газотрубного парового котла вертикальной компоновки. Сепарация пара осуществляется при этом в выносном барабане-паросборнике, соединенном с теплообменником-испарителем опускными и отводящими трубопроводами. В 2016 г. ООО «ИЦ КотлоПроект» были разработаны и сконструированы вертикальные газотрубные паровые котлы для охлаждения контактных газов дегидрирования изобутана, предназначенные для установки на ПАО «Нижнекамскнефтехим». Высота корпуса котлов между трубными досками – 9000 мм, диаметр корпуса (внутренний ) – 2100 мм.
 |
|
Корпус вертикального котла-утилизатора D=7 т/ч, р=1,3 МПа. Диаметр 2100 мм, высота между трубными досками 9000 мм. |
При температуре дымовых газов свыше 650°С необходимо футеровать фронтовую трубную доску и защищать места обварки дымогарных труб с помощью специальных втулок - керамических (ferrules) или из жаростойкой стали.
Исполнение трубных досок с отбортовкой является безусловно предпочтительным, т.к. в этом случае обеспечивается возможность качественного контроля стыкового сварного шва приварки трубной доски к обечайке, а также обеспечивается некоторая компенсация усилия изгиба от разности температурных удлинений соседних труб или других элементов. Отбортовка может быть выполнена либо штамповкой, либо методом обкатки. В случае невозможности (экономической или технологической) применения трубных досок с отбортовкой наши специалисты в состоянии обосновать и подтвердить прочностными расчетами применение плоских трубных досок без отбортовки.
Конструктивная схема с водотрубными котлами не имеет ограничения ни по давлению вырабатываемого пара, ни по количеству направляемых через котел дымовых газов.
Водотрубный котел-утилизатор с МПЦ состоит из нескольких выполненных из змеевиковых труб испарительных, пароперегревательных пакетов и водяного экономайзера, через которые последовательно проходят дымовые газы. Питательная вода подается в барабан, откуда циркуляционными насосами через шламоотделитель направляется в испарительные секции (пакеты). Водотрубный котел-утилизатор с МПЦ может быть спроектирован с невысоким аэродинамическим сопротивлением, изготовление змеевиковых поверхностей нагрева и барабана (диаметром до 1500 мм) не предъявляет специальных требований к технологическим возможностям предприятия-изготовителя.
Основными недостатками схемы с водотрубным котлом-утилизатором с МПЦ являются:
- большие габаритные размеры;
- негазоплотная конструкция (требуются специальные решения, в то время как у газотрубного котла газоплотность обеспечивается изначально);
- необходимость в циркуляционных насосах, что является ключевым недостатком с точки зрения эксплуатационных затрат и надежности.
Водотрубные котлы-утилизаторы с естественной циркуляцией находят свое применение при необходимости установки предвключенной радиационной поверхности нагрева.
При конструировании змеевиковых поверхностей нагрева котлов-утилизаторов мы ориентируемся, как правило, на применение оребренных труб.
Специалисты нашего предприятия готовы выполнить весь комплекс работ по созданию котла-утилизатора на заданные параметры и условия работы – от определении оптимальной конструктивной схемы до разработки и поставки.