Паровые котлы Е(ДЕ) предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого для технологических нужд промышленных предприятий, а также систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Котлы двухбарабанные вертикально-водотрубные выполнены по конструктивной схеме «Д», характерной особенностью которой является боковое расположение топочной камеры относительно конвективной части котла. Основными составными частями котлов являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок и образующие топочную камеру левый топочный экран (газоплотная перегородка), правый и задний топочные экраны, а также трубы экранирования фронтовой стенки топки. Во всех типоразмерах котлов внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов составляет 1000 мм. Длина цилиндрической части барабанов увеличивается с повышением паропроизводительности котлов от 2250 мм для котлов 4 т/ч до 7500 мм для котлов 25 т/ч. Расстояние между осями барабанов 2750 мм. Барабаны изготавливаются из стального листа по ГОСТ 19281-89 и ГОСТ 5520-79 из стали марок 16ГС и 09Г2С ГОСТ 19281-89 или с сочетанием этих марок сталей и имеют толщину стенки 13 и 22 мм для котлов с рабочим абсолютным давлением соответственно 1,4 и 2,4 МПа (14 и 24 кгс/см2). Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах имеются лазы. Конвективный пучок образован коридорного расположенными по всей длине цилиндрической части барабанов вертикальными трубами Д51х2,5 мм, присоединяемыми к верхнему и нижнему барабанам. Ширина конвективного пучка составляет 1000 мм для котлов паропроизводительностью 10; 25 т/ч и 890 мм - для остальных котлов. Продольный шаг труб конвективного пучка 90 мм, поперечный - 110 мм (кроме среднего, расположенного по оси барабанов шага, равного 120 мм). Трубы наружного ряда конвективного пучка устанавливаются с продольным шагом 55 мм; на вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда отверстий. В конвективных пучках котлов 4; 6,5 и 10 т/ч устанавливаются продольные чугунные или ступенчатые стальные перегородки. Котлы 16 и 25 т/ч перегородок в пучке не имеют. Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой (левым топочным экраном), в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок. Трубы газоплотной перегородки, правого бокового экрана, образующего также под и потолок топочной камеры, и трубы экранирования фронтовой стенки вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Поперечное сечение топочной камеры для всех котлов одинаково. Ее средняя высота составляет 2400 мм, ширина - 1790 мм. Глубина топочной камеры увеличивается с повышением паропроизводительности котлов от 1930 мм для ДЕ-4 т/ч до 6960 мм для ДЕ-25 т/ч. Трубы правого топочного экрана Д51х2,5 мм устанавливаются с продольным шагом 55 мм; на вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда отверстий. Экранирование фронтовой стенки выполняется из труб Д51х2,5 мм. Газоплотная перегородка изготовлена из труб Д51х2,5 мм или Д51х4 мм, установленных с шагом 55 мм. На вводе в барабаны трубы также разводятся в два ряда отверстий. Вертикальная часть перегородки уплотняется вваренными между трубами металлическими проставками. Участки разводки труб на входе в барабаны уплотняются приваренными к трубам металлическими пластинами и шамотобетоном. Основная часть труб конвективного пучка и правого топочного экрана, а также трубы экранирования фронтовой стенки топки присоединяются к барабанам вальцовкой. Для увеличения прочности вальцовочных соединений в стенках отверстий барабана, просверленных под вальцуемые трубы, накатано по одному кольцевому углублению. При вальцовке металл трубы заполняет углубление, создавая лабиринтное уплотнение. Трубы газоплотной перегородки присоединяются к барабанам электросваркой или вальцовкой; часть труб газоплотной перегородки, правого топочного экрана и наружного ряда конвективного пучка, которые устанавливаются в отверстиях, расположенных в сварных швах или околошовной зоне, крепятся к барабану электросваркой или вальцуются. Исполнение заднего экрана топки возможно в двух вариантах:
1. Трубы заднего экрана топки Д51х2,5 мм, установленные с шагом 75 мм, привариваются к верхнему и нижнему коллекторам экрана Д159х6 мм, которые в свою очередь, привариваются к верхнему и нижнему барабанам. Концы коллекторов заднего экрана со стороны, противоположной барабанам, соединяются необогреваемой рециркуляционной трубой Д76х3,5 мм; для защиты рециркуляционных труб и коллекторов от теплового излучения в конце топочной камеры устанавливаются две трубы Д51 х2,5 мм, присоединяемые к барабанам вальцовкой.
2. С - образные трубы Д51х2,5 мм, образующие задний экран топки, устанавливаются с шагом 55 мм и присоединяются к барабанам вальцовкой. Пароперегреватели котлов 4; 6,5 и 10 т/ч выполнены змеевиковыми из труб Д32х3 мм.
Пароперегреватель одноступенчатый, устанавливается за первой частью конвективного пучка в месте поворота конвективного газохода. Насыщенный пар из верхнего барабана одной перепускной трубой направляется во входной верхний коллектор пароперегревателя Д159х6 мм. Выход перегретого пара осуществляется из нижнего коллектора.
На котлах 16 и 25 т/ч на давление 1,4 и 2,4 МПа с перегревом пара 225 °С и 250 °С пароперегреватели вертикальные, дренируемые, из двух рядов труб Д51 х2,5 мм. Трубы наружного ряда при вводе в коллекторы Д159х6 мм обсажены до Д38 мм. Пароперегреватель двухступенчатый располагается в начале конвективного пучка (напротив выходного окна из топки). Наружный ряд пароперегревателя, выполненный из обсаженных труб, служит одновременно частью ограждающей стенки блока котла. Насыщенный пар из верхнего барабана направляется перепускными трубами Д108х4,5 мм в верхний коллектор первой ступени перегрева, расположенной второй по ходу газов. Пройдя трубы первой ступени перегрева, нижний коллектор Д159х6 мм и трубы второй ступени перегрева, пар подается на выход через верхний коллектор Д159х6 мм.
Пароперегреватель котла Е-25-2,4-380ГМ (ДЕ-25-24-380ГМ) змеевиковый из труб Д38х3 мм, двухступенчатый и располагается в начале конвективного пучка по всей ширине газохода. Для регулирования температуры перегрева применяется поверхностный пароохладитель, размещенный в нижнем барабане котла, и два регулирующих клапана.
Насыщенный пар из верхнего барабана перепускными трубами Д108х4,5 мм направляется в верхний коллектор первой ступени перегрева (второй по ходу газов). Пройдя по змеевикам первой ступени, пар из нижнего выходного коллектора направляется либо двумя трубами Д108х4,5 мм в пароохладитель, либо одной трубой Ж108х4,5 мм в нижний коллектор второй ступени перегрева (первой по ходу газов). Пройдя вторую ступень, пар через верхний коллектор подается на выход. Коллекторы пароперегревателя выполнены из труб Д159х6 мм. Котлы паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч выполнены с одноступенчатой схемой испарения. В котлах 16; 25 т/ч - двухступенчатая схема испарения. Во вторую ступень испарения, при помощи поперечных перегородок в барабанах, включена задняя часть левого и правого экранов топки, задний экран и часть конвективного пучка, расположенная в зоне с более высокой температурой газов. Питание второй ступени испарения осуществляется из первой ступени по перепускной трубе Д108 мм, проходящей через поперечную разделительную перегородку верхнего барабана. Контур второй ступени испарения имеет необогреваемые опускные трубы Д159х4,5 мм. Опускным звеном циркуляционных контуров котлов 4; 6,5 и 10 т/ч, и первой ступени испарения котлов 16 и 25 т/ч являются последние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвективного пучка. В водяном пространстве верхнего барабана находятся питательная труба и отбойные щиты, в паровом объеме - сепарационные устройства. В нижнем барабане размещается устройство для парового прогрева воды при растопке, перфорированный трубопровод продувки и патрубки для спуска воды. В качестве первичных сепарационных устройств используются установленные в верхнем барабане отбойные щиты и направляющие козырьки, обеспечивающие подачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств применяются дырчатый лист и жалюзийный сепаратор. Отбойные щиты, направляющие козырьки, жалюзийные сепараторы и дырчатые листы выполняются съемными для возможности полного контроля и ремонта вальцовочных соединений труб с барабаном и самого барабана. Все сепарационные устройства крепятся к полухомутам, приваренным к барабану, с помощью шпилек и гаек. Разборка и сборка жалюзийных сепараторов и дырчатых листов выполняется поэлементно. Разборка отбойных щитов начинается с нижнего щита. Сборка сепарационных устройств осуществляется в обратной последовательности. При сборке паросепарационных устройств следует обратить особое внимание на создание плотности в местах соединения отбойных щитов между собой и в местах крепления их к полухомутам, а также в местах присоединения направляющих козырьков к полосе со шпильками; установить новые паронитовые прокладки, смазанные графитом. При необходимости корректировки водно-химического режима котлов ввод фосфатов следует предусмотреть в питательную линию между экономайзером и котлом.
На котлах паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч предусмотрена непрерывная продувка из нижнего барабана и периодическая из нижнего коллектора заднего экрана (в случае, когда задний экран имеет коллектора). На котлах паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч, у которых задний экран топки выполнен из С-образных труб Д51 мм, периодическая продувка котлов совмещена с непрерывной, осуществляемой из фронтового днища нижнего барабана; врезку трубопровода периодической продувки рекомендуется выполнить в промежутке между запорным и регулирующим органом на линии непрерывной продувки.
Котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч имеют непрерывную продувку из второй ступени испарения (соленый отсек) верхнего барабана и периодическую продувку из чистого и соленого отсеков нижнего барабана, и нижнего коллектора заднего экрана (в случае, когда задний экран имеет коллектора).
Выход дымовых газов из котлов паропроизводительностью 4; 6,5 и 10 т/ч осуществляется через окно, расположенное на задней стенке котла. На котлах паропроизводительностью 16 и 25 т/ч выход дымовых газов - через окно в левой боковой стенке котла в конце (по ходу газов) конвективного пучка.
Для очистки наружной поверхности труб конвективного пучка от отложений котлы оборудуются стационарными аппаратами обдувки или устройствами газоимпульсной очистки (ГИО). Схему системы ГИО котлов типа ДЕ и экономайзеров чугунных блочных типа ЭБ
Аппарат обдувки имеет трубу с соплами, которую необходимо вращать при проведении обдувки. Наружная часть аппарата крепиться к обшивке левой конвективной стенки котла. Вращение обдувочной трубы производиться вручную с помощью маховика и цепи.
Для обдувки используется насыщенный или перегретый пар работающих котлов при давлении не менее 0,7 МПа. Устройство ГИО состоит из смесителя газа и воздуха, импульсной камеры, блока зажигания и управления (БЗУ). Работа ГИО осуществляется следующим образом: в смеситель установки подается газ (природный, пропан, водород, ацетилен) из цехового газопровода или от баллонов, туда же вводится воздух (компрессорный, от нагнетателя или вентилятора) в соотношении близком к стехиометрическому.
Смесь по смесепроводу подается в импульсную камеру. После заполнения камеры смесью от БЗУ подается импульс высокого напряжения (5-10 киловольт) на источник воспламенения (автомобильную свечу). Пламя, проходя по смесепроводу, который выполняет и функцию пламяпровода, саморазгоняется до перехода в область детонационного горения и вызывает взрыв газовоздушной смеси в импульсной камере (около 1 мс); на выходе из камеры генерируется ударная волна большой мощности со значительным перепадом давления на фронте. Поступая в газоход котла через выхлопное сопло, ударная волна разрушает и сбивает отложения с поверхностей нагрева. Количество взрывных импульсов и их периодичность задаются БЗУ. Для удаления сажевых отложений из конвективного пучка на левой стенке котла устанавливаются лючки. У всех котлов имеются три лючка-гляделки - два на правой боковой и один на задней стенках топочной камеры. Лазом в топку могут служить отверстие взрывного клапана или фурма горелки.
Взрывные клапаны на котлах 4; 6,5; 10 т/ч располагаются на фронте котла. На котлах 16 и 25 т/ч три взрывных клапана - один на фронтовой стенке и два на газоходе котла.
Котлы изготавливаются на заводе в виде одного транспортабельного блока, смонтированного на опорной раме и включающего в себя: барабаны, трубную систему, пароперегреватель (для котлов с перегревом пара), каркас, изоляцию и обшивку.
Котлы также могут быть изготовлены блоком без установленных на заводе изоляции и обшивки; в этом случае изоляция и обшивка блока котла осуществляется на монтаже в порядке, описанном ниже. Плотное экранирование боковых стенок (относительный шаг труб S=1,08), потолка и пода топочной камеры позволяет применить на котлах легкую изоляцию толщиной 100 мм, укладываемую на слой шамотобетона толщиной 15-20 мм, нанесенного по сетке. В качестве изоляции применяются асбестовермикулитовые плиты или равноценные им по теплофизическим свойствам.
Обмуровка фронтовой стенки выполняется из огнеупорного шамотного кирпича класса А или Б, диатомового кирпича, изоляционных плит; обмуровка задней стенки - из огнеупорного шамотного кирпича и изоляционных плит. Для уменьшения присосов воздуха изоляция снаружи покрывается металлической листовой обшивкой толщиной 2 мм, которая приваривается к каркасу.
Обмуровочные и изоляционные материалы заводом не поставляются.
Техническая документация на выполнение изоляции высылается проектным организациям и заказчикам. Блоки котлов, в маркировке которых последняя буква - О, изготавливаются и поставляются заводом в изоляции и обшивке.
В качестве изоляции на этих котлах применяется муллитокремнеземистый войлок МКРВ-200 ГОСТ 23619-79 и минеральная вата повышенной температуростойкости ТУ36.16.22-31-89, укладываемые между плотными ограждающими поверхностями нагрева и обшивкой котла.
Для уплотнения межтрубных зазоров при входе в барабаны, в взрывных клапанах, фланцах горелки, крышках лаза и других узлах используется асбестовый картон КАОН-1-5 ГОСТ 2850-80 и асбестовый шнур ШАОН 22 ГОСТ 1779-83. Листы обшивки поставляемых в изоляции блоков котлов, имеют толщину 3 мм, 2 мм - для котлов, поставляемых без изоляции, и привариваются по всему контуру примыкания к элементам каркаса. Подробнее об изоляции (обмуровке) котлов сказано в разделах, посвященных монтажу и ремонту котлов. Опорная рама воспринимает нагрузку от элементов котла, работающих под давлением, котловой воды, а также обвязочного каркаса, изоляции и обшивки. Нагрузка от элементов котла, работающих под давлением, и котловой воды передается на опорную раму через нижний барабан.
Для установки нижнего барабана в конструкции опорной рамы предусмотрены фронтовая и задняя поперечные балки с опорными подушками, а также опоры - две справа от барабана (со стороны топки) на поперечных балках и две слева от барабана на продольной балке.
Нижний барабан на фронте котла закрепляется неподвижно посредством приварки барабана к поперечной балке опорной рамы через кольцо и неподвижными опорами. Каркас и обшивка со стороны фронта котла крепятся к нижнему барабану также неподвижно. Тепловое расширение нижнего барабана предусмотрено в сторону заднего днища, для чего задние опоры выполнены подвижными. На заднем днище нижнего барабана устанавливается репер для контроля за тепловым расширением барабана (котла). Установка реперов для контроля за тепловым расширением котлов в вертикальном и поперечном направлениях не требуется, так как конструкция котлов обеспечивает тепловое перемешение в этих направлениях.
Для сжигания топочного мазута и природного газа на котлах устанавливаются газомазутные горелки ГМП и ГМ.
Основными узлами горелок являются газовая часть, лопаточный аппарат для завихрения воздуха, форсуночный узел с основной и резервной паромеханическими форсунками и захлопками, служащими для закрывания отверстий снятой форсунки.
На фронте горелки предусмотрена установка гляделки и запально-защитного устройствa. Rамера сгорания двухступенчатого сжигания топлива, устанавливаемая на котлах 25 т/ч, включает в себя наружный корпус, внутреннюю и наружную обечайки и тангенциальный завихритель воздуха.
Топливо в полном количестве подается в горелку ГМП-16, установленную с фронта камеры сгорания двухступенчатого сжигания топлива. Туда же, через кольцевую щель, образованную наружным корпусом и внутренней обейчаткой камеры сгорания, подается первичный воздух (70% от общего количества воздуха, необходимого для полного сгорания топлива); вторичый воздух (30% от общего количества) поступает через кольцевую щель и тангенциальный завихритель камеры. Направления вращения первичного и вторичного воздуха совпадают.
Камера сгорания двухступенчатого сжигания топлива защищена от излучения факела огнеупорной кладкой из шамота класса «А». Амбразура горелки ГМП-16 конического типа с углом раскрытия 35° на сторону, у горелок ГМ-10, ГМ-7, ГМ-4,5 и ГМ-2,5 - конического типа с углом раскрытия 25° на сторону.
Горелки ГМ-7, ГМ-4,5 и ГМ-2,5 по воздуху - вихревые, горелка ГМ-10 - прямоточно-вихревая. Котлы являются сеймостойкими при сейсмическом воздействии интенсивностью до 9 баллов (по шкале MSK-64) включительно.
Конструкция котлов постоянно совершенствуется, поэтому отдельные узлы и детали могут несколько отличаться от описанных в инструкции.
