Тепловой расчет котлоагрегата малой мощности

Первые паровые котлы в начале XIX в. вырабатывали пар давлением 0,5—0,6 МПа и имели производительность сотни килограммов в час. В настоящее время для произ-водства пара применяются котлы, вырабатывающие пар с давлением до 25 МПа (и даже до 31 МПа) и температу¬рой до 570 °С и производительностью до 4000 т/ч.
Интенсивное развитие котельной техники было вызвано ростом промышленного производства и концентрацией вы¬работки электроэнергии в основном на паротурбинных электростанциях. Созданная за годы советской власти котлостроительная промышлен-ность, имеющая котельные заводы,   специализированные научно-исследовательские ин-ституты и другие организации, обеспечивает производство современных котлов, необхо-димых для страны и для экспорта их за рубеж.
Современная котельная установка является сложным сооружением, состоящим из большого количества различ¬ного оборудования и строительных конструкций, связан¬ных в единое целое общей технологической схемой произ¬водства пара. 
Технологическая схема котельной установки видоизменяется в зависимости от ее назначения, производительности, параметров пара, вида топлива, способа его сжигания и местных условий.
В котельных установках, использующих жидкое и газо¬вое топлива, отсутствуют золоулавливающие устройства, оборудование для удаления шлака и золы, значительно упрощаются устройства для хранения (при газовом топли¬ве—отпадают), транспорта и подготовки топлива к сжи¬ганию.
На промышленных предприятиях имеются котельные установки, дополняющие технологические агрегаты, в ко¬торых пар вырабатывается за счет теплоты отходящих га-зов или теплоты, передаваемой их охлаждаемым элементам. В последние годы нашли применение энерготехноло¬гические установки, в которых котел является неотъемлемой частью технологического агрегата.
Оборудование котельной установки условно разделяют на основное (собственно котел) и вспомогательное. Вспо¬могательными называют оборудование и устройства для подачи топлива, питательной воды и воздуха, для удаления продуктов сгорания, очистки дымовых газов, удаления зо¬лы и шлака, паропроводы, водопроводы и др.
Котел состоит из топочной камеры и газоходов, поверхностей нагрева, на-ходящихся под внутренним давлением рабочей среды (во¬ды, пароводяной смеси, пара): экономайзера, испаритель¬ных элементов, пароперегревателя. Испарительные поверх-ности – экраны и 
фестон включены в барабан и вместе с опускными трубами, соединяющими барабан с нижними коллекторами экранов, образуют циркуляционный контур. Поверхности нагре-ва, находящиеся под давлением, объ¬единены барабаном, в котором происходит разделе-ние па¬ра и воды. Перегрев пара осуществляется в пароперегрева¬теле. Подогрев воздуха производится в воздушном подо¬гревателе.
Топливо вместе с воздухом подается через горелки в топочную камеру, где сжига-ется факель¬ным способом. На стенах топочной камеры расположены экраны, состоящие из большого числа вертикальных труб, и на выходе из топки – фестон, которые образуют испари¬тельные поверхности нагрева, получающие часть теплоты продуктов сгорания. Естественная циркуляция воды и пароводяной смеси в системе организуется за счет раз-ности масс столба воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных трубах экранов и фестона.
После топочной камеры продукты сгорания проходят через пароперегреватель, в котором пар перегревается до требуемой температуры, после чего направляется к потре-бителям. После пароперегревателя продукты сгорания проходят через экономайзер, в ко-тором подогревается пи¬тательная вода, и воздушный подогреватель, в котором по-догревается воздух, идущий на сжигание топлива. Охлажденные продукты сгорания уда-ляются из котла.
Имеются разнообразные конструкции котлов. Применяется, например, принуди-тельная циркуляция воды и пароводяной смеси в испарительной системе котла с по-мощью специальных насосов. Испарительные поверхности котлов иногда выполняются в виде трубных поверхностей нагрева, размещенных за топочной камерой. В ряде случа¬ев часть поверхности пароперегревателя размещается в топке, а экономайзер и воздухоподо-греватель выполняются в несколько ступеней и т. д.
Современный котел оснащается системами автоматиза¬ции, обеспечивающими надежность и безопасность его ра¬боты, рациональное использование топлива, поддержа-ние требуемой производительности и параметров пара, повы¬шение производительности труда персонала и улучшение условий его работы и защиту окружающей среды от вред-ных выбросов.