Методы предотвращения тепловой разверки

Как уже отмечалось, тепловая разверка возникает, если трубы в элементе отличаются геометрическими характеристиками, обогреваемыми длинами, тепловосприятием и расходами среды. Из анализа влияния этих причин на тепловую разверку можно рекомендовать следующие способы снижения тепловой разверки.

1. Для выравнивания расходов по отдельным трубам и, следовательно, уменьшения влияния гидравлической и тепловой неравномерности в элементах с принудительным движением среды рекомендуется использовать установку шайб на входе в обогреваемые трубы. Коэффициент гидравлической неравномерности и, следовательно, коэффициент гидравлической разверки при этом могут меняться в значительных пределах. Специальным подбором сопротивления шайб в отдельных трубах можно приблизить к единице, т.е. существенно снизить влияние тепловой и гидравлической неравномерности. Установку в каждую трубу шайбы со "своим" сопротивлением называют индивидуальным шайбованием. В тубах с большим обогревом отношение больше, чем в других, поэтому для них необходимо предусматривать шайбы с меньшим сопротивлением.

Более просто осуществляется уравнительное шайбование, при котором во всех трубах устанавливаются шайбы с одинаковым сопротивлением. При этом увеличивается крутизна характеристики, что и уменьшает гидравлическую разверку (рис. 42).

Рис. 42. Влияние шайбования на разверку расходов

Как видно из рисунка при установке шайб на трубах расход увеличивается и приближается к расходу в средних трубах, т.е. гидравлическая разверка уменьшается.

При уравнительном шайбовании тем ближе к единице, чем больше коэффициенты сопротивлений шайб. Стремление получить возможно меньшую гидравлическую разверку при уравнительном шайбовании потребует соответствующего увеличения перепадов давления и, следовательно, приведет к большим расходам.

Выравнивание расходов по трубам целесообразно проводить, когда в элементе произведение близко к единице, т.е. для конвективных поверхностей нагрева. В пароперегревателях при этом необходимо учитывать влияние на распределение расходов схемы включения коллекторов. Для конвективных ступеней пароперегревателя (КПП) рекомендуется использовать П-схему включения коллекторов, обеспечивающую более равномерное распределение расходов по трубам по сравнению со схемой Z.

Снижение тепловой разверки в ширмовом пароперегревателе следует обеспечивать следующими методами:

· Использовать Z-схему включения коллекторов, так, чтобы на первых обогреваемых трубах был наибольший расход среды;

· Первые 2-3 трубы использовать в качестве "обвязочных" с меньшими обогреваемыми длинами. Это приведет к снижению полных коэффициентов сопротивлению и уменьшению тепловосприятия этих труб.

2. Снизить влияние неравномерности тепловосприятия по ширине газохода на тепловую разверку можно разбиением ступени КПП на две и размещением их в одном газоходе. В этом случае удается снизить исходную тепловую неравномерность по ширине газохода.

Так, если разместить КПП по всей ширине газохода (рис. 44а), коэффициент неравномерности тепловосприятия по ширине элемента будет равен,

a

тр

2

q

q

q

2

q

q

q

т р

q

тр

q

a

)

б

)

Рис. 44 Влияние разбиения ступени КПП на неравномерность тепловосприятия

а в случае разбиения КПП на две ступени коэффициенты неравномерности на боковых элементах первой и второй ступеней (рис. 44б) будут равны

и

Коэффициенты и больше исходного и приближаются к единице, что свидетельствует об уменьшении влияния неравномерности тепловосприятия на элементы ступеней КПП.

3. Для снижения тепловой разверки рекомендуется ограничивать приращение энтальпии в элементах. В экранах это обеспечивается установкой промежуточных коллекторов (разъемов топки). В пароперегревателях увеличивается число ступеней. При этом в выходной ступени, как имеющей наибольшую температуру среды, рекомендуется приращение энтальпии выбирать не более
~ 35 – 40 ккал/кг (145 – 170 кДж/Н).

4. В пароперегревателях предусматриваются перебросы среды из одной части газохода (по ширине) в другую. Этим обеспечивается хорошее перемешивание среды и прохождение зон с различной тепловой неравномерностью (выравнивается влияние несимметричности распределения тепловых потоков).

5. Для уменьшении влияния тепловой неравномерности рекомендуется уменьшить ширину элемента (секционирование), что приближает к единице.

6. В экранах паровых котлов СКД следует выбирать энтальпию среды на входе так, чтобы ее значение не совпадало с экстремальным.

Дата добавления: 2014-01-04