Преимущества прямоточного парогенератора

Использование водяного пара актуально для многих производственных сфер: от атомных электростанций (АЭС) и Теплоэлектростанций (ТЭС) до пищевой промышленности и прачечных. В соответствии с технологическим процессом, экономическими соображениями и требованиями безопасности не везде целесообразно применять большие барабанные или жаротрубные котлоагрегаты. Технологии развития котлостроения во второй половине ХХ века, развитие автоматических систем пароснабжения и конденсатоотвода, применение природного газа в качестве топлива позволили совершенствовать конструкции паровых котлов и вывести процессы генерации пара на новый уровень. Одним из результатов такой эволюции являются паровые котлы с малым количеством котловой воды, в частности – прямоточные парогенераторы.

Конструктивные особенности

Прямоточным называют агрегат, в котором преобразование воды в пар происходит при однократном прохождении рабочей среды через нагревательные поверхности. В таких котлах отсутствует чёткое разделение рабочих зон, процесс происходит беспрерывно, с переходом всего объёма подаваемой жидкости в пар. В зависимости от типа помещения и месторасположения в нём, прямоточный промышленный парогенератор может быть представлен как в вертикальном, так и горизонтальном исполнении.
Как и для любого парового котла, для прямоточного парогенератора необходимо обязательная подготовка питательной воды. Для удаления кислорода, обычно, применяют термическую деаэрацию, для прямоточных парогенераторов допускается применение химической деаэрации, что ведёт к уменьшению стоимости котельной и значительному уменьшению её габаритных размеров. При определёных условиях, для повышения КПД котлоагрегата, исользуется экономайзер. В прямоточных котлах, где нет чёткого разделения зон нагрева и парообразования, экономайзер добавляется за счёт увеличения длины змеевиковой части, поэтому габариты парогенератора увеличиваются в незначительной степени. Таким образом конструкция змеевикового (прямоточного) парогенератора подразумевает, что питательная вода подаётся в экономайзер (зона предварительного нагрева), в котором за счёт тепловой энергии дымовых газов происходит предварительный нагрев питательной воды до температуры ~60…100ºС, затем вода поступает в зону догрева до температуры парообразования, откуда попадает в паровое пространство, где происходит превращение воды в пар и его незначительный перегрев. В змеевиковых (прямоточных) парогенераторах давление пара на выходе должно быть больше примерно в 2…3 раза, чем рабочее давление на выходе из котла. Поэтому такие котлы, в обязательном порядке, комплектуются редуктором пара, который поддерживает требуемое рабочее давление на выходе из котла, и плунжерным питательным насосом, который может обеспечить давление котловой воды до 30 бар.

Преимущества применения:

• малый объём котловой воды – безопасность;
• в соответствии с п. 8.23 СП 89.13330.2016, прямоточные паровые котлы разрешается устанавливать в производственных помещениях, непосредственно у паропотребляющего оборудования;
• достижения высоких значений КПД;
• быстрый выход на рабочие параметры с холодного состояния (~5…10 минут);
• компактные габариты;
• быстрое реагирование на изменения потребности в паре, что снижает расход топлива;
• модели поставляются в модульном исполнении, что обеспечивает простоту монтажа;
• простой доступ к змеевику позволяет оперативно проводить техническое обслуживание;
• широкие возможности применения (медицина, строительство, химическая, нефтегазовая и легкая промышленность).

Недостатки применения:

• высокое давление котловой воды;
• применение менее надёжных плунжерных питательных насосов для поддержания давления котловой воды до 25бар;
• обязательное использование редуктора пара;
• высокие нагрузки на змеевик, что приводит к применению более дорогостоящих материалов и в итоге высокая стоимость парогенератора.

Вертикальные водотрубные парогенераторы BOOSTER, с малым количеством котловой воды, обладают всеми преимуществами прямоточных паровых котлов, а в виду водотрубной конструкции трубного пучка, лишены недостатков прямоточных котлов.

Котлы BOOSTER в базовой комплектации могут оснащаться экономайзером, и модулируемой горелкой, что повышает их эффективность. Подбор мощности и комплектации парового агрегата должен производиться специалистами после комплексной оценки производственных нужд.