Советское котлостроение создало свои оригинальные типы котлов большой мощности. На
Рис. 16. Экранный котел советского производства; паропроизводительность 140—160 т в час. Отопление мазутом.
рис. 16 дан образец котла конструкции ЦКБК.
Это — экранный котел на 120—160 ш пара в час, работающий на мазуте. В настоящее время
Рис. 17. Продольный разрез советского прямоточного котла СПП 200/140. Паропроизводительность 160/200 m/ч.; давление 140 атм. Температура перегретого пара 47 5—500°: 1 — возможное место отбора горячих дымовых газов для подсушки угля, 2 — конвекционный перегреватель высокого давления, 3 — вторичный перегреватель, 4 — коллектор вторцчного перегревателя, 5 — конвекционный котел (испарительная зона), 6 — воздушный подогреватель, 7 — выход дымовых газов, 8 — воздух от вентилятора, 9 — спуск золы из бункеров, 10 — предохранительные клапаны, 11 — выходной коллектор радиационной части, 12 — входной коллектор вторичного перегревателя, 13 — газовые предохранительные клапаны, 14 — трубы радиационной части котла, 15—12 шт. пылеугольных горелок, 1 6 — подвод вторичного воздуха, 17 — входной коллектор радиационной части, 18—48 нефтяных механических форсунок.
(1937) новые типы котлов создаются Центральным конструкторским бюро котельных заводов, Центральным котлотурбинным ин-том иБюро прямоточных котлов. Последнее проектирует прямоточные котлы своей конструкции на давление 100 атм. и выше. На рис. 17 показана схема такого котла, установленного в Москве на Тепло-электроцентрали.
Теория парового котла. История развития К. п. от самых начальных их форм до современных новейших типов показывает, как первоначально весьма простая конструкция постепенно усложнялась, как к ней присоединялись добавочные устройства, так что в конце концов получился весьма сложный агрегат, состоящий из ряда отдельных частей, имеющих каждая свое назначение. Приведенный выше обзор далеко не исчерпывает всего разнообразия типов котлов и их тогіок. По во множестве существующих конструкций можно отличить общие родовые признаки. Котельный агрегат развился из первоначального аппарата для испарения воды путем дифференциации его частей и добавления к ним новых, имеющих каждая свое особое назначение. Современный котельный агрегат, как видно из предыдущего, состоит из следующих видов рабочих поверхностей: радиационная и конвективная поверхность испарения, или собственно котел, перегреватель, подогреватель питательной воды (экономайзер) и подогреватель воздуха, подаваемого в топку. Чтобы понять, почему возникли все эти части и как изменялось с развитйем котла соотношение между их поверхностями, надо рассмотреть рабочий процесс котла, состоящий в теплообмене между горячими газами и стенками котла.
Тепловой баланс котла. Рабочий процесс парового котла состоит в передаче тепла, развивающегося при горении топлива, поверхности нагрева. Поэтому большое значение для оценки работы котла имеет его тепловой баланс, показывающий, какая часть тепла газов используется котлом на парообразование и в чем состоят потери, имеющие место в котле. Забрасываемое в топку топливо обладает способностью развить при полном горении определенный тепловой эффект. Из этого тепла, представляющего теплотворную способность топлива а о калорий тепла на 1 кг топлива, в котле може? быть использована для парообразования только некоторая часть qlt остальная же часть представляет потери, неизбежные при работе котла. Прежде всего горение в топке всегда идет неполно, и часть теплотворной способности, заключенной в топливе, не реализуется в топке.
Если, напр., под котлом сжигается казенный уголь, то часть его qt проваливается сквозь прозоры колосников, остается несгоревшей в шлаках и уносится с летучей золой в дымоходы. Кроме этой «механической» неполноты горения, в топке может быть еще и «химическая» неполнота горения и связанная с ней потеря тепла q3.
Например, углерод топлива не весь сгорит в СО!, а часть его может сгореть неполно, образовав окись углерода СО и развив при этом значительно меньдіий тепловой эффект. Точно так же могут сгореть неполно продукты возгонки угля, и в продуктах горения окажутся несгоревший водород, метан и другие горючие газы. Таким образом, в топке разовьется меньше тепла, чем могло дать топливо, на величину q, + q3. Следующие две потери происходят при отдаче пламенем и газами своего тепла поверхности нагрева. Во-первых, часть их тепла передается через стенки обмуровкй и рассеивается в окружающей среде, во-вторых, газы не могут быть охлаждены ниже температуры стенок котла, к-рым они отдают свое тепло; в действительности же они имеют температуру значительно выше этой последней. Чем выше их температура, тем больше тепла уносится дымовыми газами в трубу; называя эту потерю д4, а потерю тепла через обмуровку котла q5, имеем еще две потери — q4+g5.
Если котел работает в стационарном состоянии, то его баланс тепла дается равенством: q0 = Qi + Qi + Q3 + Q4 + 4 — g5, а коэффициент полезного действия его равен:
Уменыпение потерь достигается различными способами. Потери на охлаждение q3 вообще невелики и могут быть сведены до величины меньше 1% правильной конструкцией обмуровки. Потери в трубу q4 зависят как от температуры уходящих газов, так и от их объема. Чем меньше дано избытка воздуха к теоретически необходимому для горения, тем меньше будет потеря в трубу; однако, при уменыпении количества воздуха до теоретически необходимого получить полное горение в топке очень трудно. Существует нек-рый оптимум величины избытка воздуха, при к-ром сумма потерь q4 + q3 становится наименьшей, при этом q3 равняется обычно 1—2%.
В зависимости от рода топлива этот оптимальный избыток достигает 0, 20—0, 50 от теоретического. Превышение теоретического воздуха в 2 и даже в 3 раза, как это получается у неопытных кочегаров, увеличивает потерю д4 в два и более раз. Потери на механическую неполноту сгорания топлива зависят в значительной степени от рода топлива, от конструкции топки и умения кочегара управлять горением топлива в слое и в топочном пространстве. При умелом обслуживании она может быть сведена к 1—2%. Таким образом, кпд котла определяется,
