Рис. 7.1. Схемы движения воды, пароводяной смеси и пара в котлах с циркуляцией теплоносителя: а — естественной; б — принудительной многократной; в — принудительной прямоточной; 1 — барабан; 2 — пароперегреватель; 3 — водяной экономайзер; 4 — питательный насос; 5 — обогреваемые (подъемные) трубы; 6 — опускные трубы; 7— циркуляционный насос; 8 — испарительная поверхность нагрева; 9 — тепловой поток, действующий в направлении, показанном стрелкой
Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды различаются по производительности, конструктивным формам, принципу действия, используемым видам топлива. По способу организации движения воды и пароводяной смеси они могут быть разделены на две группы: • котлы с естественной циркуляцией (рис. 7.1, а) • котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси) (рис. 7.1, б, в), которые в свою очередь разделяются на котлы с многократной принудительной циркуляцией (см. рис. 7.1, б) и прямоточные (см. рис. 7.1, в).
В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды — котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу. Современные паровые котлы с естественной циркуляцией выполняются из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (барабанами). Одна часть труб, называемых «подъемными трубами», обогревается факелом и продуктами горения топлива (q — падающий тепловой поток), а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По не обогреваемым опускным трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан). Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью давлений столбов воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных трубах. Кратность циркуляции (отношение расхода воды через циркуляционный контур к количеству пара, производимого в нем) в таких котлах от 10 до 100. В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса. В этих котлах достигается кратность циркуляции от 5 до 10. В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции равна единице, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар. В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один заход от начальной до конечной температуры.
