паровой котёл

парово́й котёл

Агрегат для получения пара с давлением выше атмосферного за счёт теплоты, выделяющейся в топке при сжигании топлива. Рабочее тело большинства паровых котлов – вода. Основными видами топлива для паровых котлов служат газ, мазут и угольная пыль. Паровые котлы применяют на тепловых электростанциях для снабжения паром паровых турбин; в промышленных и отопительных котельных для выработки пара и горячей воды на технологические и отопительные нужды; на судах.

Первые промышленные котлы построили изобретатели паровых машин Д. Папен, Т. Севери и Т. Ньюкомен. Котлы представляли собой железный бак, под которым разводили огонь в топке. Но поверхность нагрева воды в них была очень мала. Поэтому главной задачей усовершенствования стало увеличение поверхности нагрева. Сначала котёл приобрёл форму длинного цилиндра, окружённого каменной кладкой; под ним разводили огонь. Затем появился котёл с помещёнными внутри горизонтальными дымогарными трубами, со всех сторон окружёнными водой. Через эти трубы проходили горячие газы. Постепенно для увеличения поверхности нагрева воды число этих труб увеличивалось, а их диаметр уменьшался. На паровозах и пароходах применяли такие дымогарные котлы. Но давление в них удавалось поднять только до 15–18 атмосфер, а тепло горячих газов использовалось неэффективно. Затем были созданы водотрубные котлы, в которых вода проходит через множество длинных, тонких труб, омываемых горячими газами. В таких котлах значительно увеличилась поверхность нагрева воды, производительность достигла сотен тонн пара в час, а его давление – 20 атмосфер. Были разработаны прямоточные котлы, в которых вода испаряется по мере движения по десяткам очень длинных труб, располагаемых в шахте котла зигзагообразно.

В топочной камере котла происходит сгорание топлива и частичное охлаждение продуктов сгорания в результате лучистого теплообмена между нагретыми газами и покрывающими стены топочной камеры трубами (топочными экранами), по которым циркулирует охлаждающая их вода или пар. На выходе из топки газы имеют температуру ок. 1000 °C. Для использования теплоты отходящих газов их пропускают сначала через пароперегреватель, затем через водяной экономайзер, в котором подогревается поступающая в котёл вода, и далее через воздухоподогреватель, где газы охлаждаются до 130–170 °C. Охлаждённые газы, пройдя устройства очистки от золы и серы, выбрасываются дымовой трубой в атмосферу. Твёрдые продукты сгорания топлива, уловленные в котле, удаляются через системы золоудаления и шлакоудаления. На современных мощных тепловых электростанциях применяют паровые котлы производительностью до 4000 т/ч при давлении 25 МПа и температуре 570 °C.