Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Конвективные поверхности нагрева котлов. Водный режим котельных агрегатов. – 2 часа 1 страница




 

Элементы паровых котельных агрегатов. Испарительные поверхности нагрева. Циркуляция.

 

Участие испарительных поверхностей нагрева, т. е. кипятильных пучков и топочных экранов вертикально-водотрубных котлов, а также топочных экранов и фестонов котельных агрегатов экранного типа, в процессе паро­образования в котле непрерывно уменьшается с повышением давления пара. Если в котлах низкого давления, производящих насыщенный пар, испари­тельные поверхности нагрева составляют 100% общей поверхности нагре­ва, то в котельных агрегатах закритического давления испарительные по­верхности нагрева почти полностью отсутствуют, так как в закритической области вода, достигшая температуры кипения, переходит в пар без допол­нительной затраты тепла. В котельных агрегатах закритического давле­ния приблизительно 35% используемого в них тепла затрачивается на по­догрев воды до температуры парообразования, а 65% расходуется на пере­грев пара.

Система испарительных поверхностей нагрева определяется типом ко­тельного агрегата.

Испарительные системы котлов с естественной циркуляцией показаны на рис. 16-1 и 16-2.

Испарительные поверхности нагрева вертикально-водотрубных котельных агрегатов (рис. 16-1) состоят из развитого пучка кипя­тильных труб 2, ввальцованных в верхний 1 и нижний 3 барабаны, топоч­ных экранов 6, питаемых водой из котельных барабанов через опускные 7 и соединительные 4 трубы из камер (коллекторов) 5.

Барабаны вертикально-водотрубных котлов изготовляют из лис­товой стали сварными диаметром 1 000—1 500 мм. Поскольку эти котлы предназначены для работы при давлении 14—40 aтм, толщина стенки бара­бана получается относительно небольшой. Например, для котлов типа Д КВР на давление 14 aтм толщина стенки барабана диаметром 1 000 мм равна 13 мм, на давление 24 aтм при том же диаметре барабана — 20 мм и на дав­ление 40 aтм при диаметре барабана 960 мм — 40 мм. Штампованные днища барабанов имеют специальные лазы, закрываемые люками.

Коллекторы выполняют обычно из труб диаметром до 219 мм; экранные трубы присоединяют к ним сваркой.

Испарительные поверхности нагрева котельных агрегатов экран­ного типа (рис. 16-2) состоят из барабана 2, системы экранных труб 6 и 7 с нижними 9 и 10 и верхними 4 и 5 экранными коллекторами, си­стемы опускных труб 8 и системы соединительных труб 3.



Рис. 16-1. Испарительные поверхности нагрева вертикаль вертикально-водотруб­ного котла.


Барабаны изготовляют сварными, днища — штампованными. Диа­метр барабана в зависимости от паропроизводительности котельного агре­гата и давления пара составляет 1 200—1 800 мм при длине, достигающей ~ 18 м. Толщина стенки барабана для котлов с давлением 100 aтм составляет 90—100 мм, а для котлов с давлением 140 aтм — еще больше. Эк­ранные коллекторы выполняют из бесшовных труб с наружным диаметром до 426 мм. Тру­бы экранной системы бесшовные с наружным диаметром 51—60мм; их присоединяют к коллек­торам на сварке, к барабанам при среднем дав­лении—вальцовкой, а при высоком давлении— сваркой.

 

Рис 16-1 Испарительные поверхности

нагрева котельного агрегата экранного Рис. 16-3 Схема контура

типа естественной циркуляции

воды.

Для обеспечения надежной работы и рас­четной производительности котельного агрегата большое значение имеет правильная организа­ция движения воды в испарительных поверхно­стях нагрева. Надежная работа может быть обеспечена только в том случае, когда вода, дви­жущаяся в кипятильных и экранных трубах, ра­ботающих при повышен­ной температуре, создаст необходимое охлажде­ние металла этих труб, так как снижение меха­нической прочности ме­талла при повышении температуры может при­вести к разрушению их. Расчетная паропроизводительность достигается тем, что при правильно организованном движе­нии воды и пароводяной смеси обеспечивается эффективное использо­вание всех труб испари­тельной поверхности на­грева котла.

Естественная цир­куляция в кипятильных и экранных трубах про­исходит под действием гравитационных сил, обусловливаемых разностью плотностей воды и пароводяной смеси, находящихся в поле тяготения. Для возможности возникновения естественной циркуляции должен существо­вать замкнутый циркуляционный контур (рис. 16-3), состоящий из двух систем вертикальных или наклонных труб, соединенных последовательно и заполненных водой. Если этот контур попадает в такие условия, что одна система труб обогревается больше, чем другая, или одна система труб обо­гревается, а другая — нет, то вода, заполняющая контур, приходит в дви­жение, причем находящаяся в сильно обогреваемых трубах вода начинает подниматься, а находящаяся в менее обогреваемых или совсем не обогре­ваемых трубах — опускаться. Причиной, вызывающей это движение, явля­ется уменьшение плотности воды в более обогреваемых трубах в результа­те повышения ее температуры. Вследствие этого давление на воду в нижней части контура, вызванное силой тяготения, становится неодинаковым и вода приходит в движение. Если подвод тепла к контуру приведет к парооб­разованию в обогреваемых трубах, то это еще больше увеличит разность плотностей воды и пароводяной смеси, и скорость движения — циркуля­ция — усилится. Скорость циркуляции будет возрастать с увеличением обо­грева трубы, так как при этом усиливается интенсивность парообразова­ния в трубе и в большей степени уменьшается плотность пароводяной смеси. Так как причиной возникновения естественной циркуляции является сила тяжести, то естественная циркуляция будет происходить тем эффективнее, чем выше будет величина ускорения силы тяжести и наоборот.

Отношение количества воды, вошедшей в испарительный контур, к количеству пара, который вырабатывается за то же время этим контуром, называют кратностью циркуляции. Для котлов с естествен­ной циркуляцией кратность циркуляции колеблется от 8 до 50.

Паровые котлы, как правило, имеют по два-три и более параллельно работающих циркуляционных контура. Например, испарительная поверх­ность нагрева котла ДКВР, показанная на рис. 16-1, имеет три циркуляцион­ных контура: один, образуемый кипятильными трубами котла, и два, образуемые экранами. Часть питательной воды, поступающей в верхний ба­рабан 1 котла по группе кипятильных труб, являющихся опускными, про­ходит в нижний барабан 3. Здесь вода разделяется на три потока: один из них по группе кипятильных труб, являющихся подъемными, возвращается в верхний барабан в виде пароводяной смеси, а два других по соединитель­ным трубам 4 проходят в нижние коллекторы 5 экранов, затем в экранные трубы и, наконец, также в виде пароводяной смеси, в верхний барабан котла. Другая часть питательной воды, поступающей в котел, из верхнего бараба­на котла по опускным трубам 7 также поступает в коллекторы б, увеличивая надежность питания их.

В циркуляционных контурах экранного котельного агрегата (рис. 16-2) вода из барабана 2 по опускным водоподводящим трубам 8 поступает в пе­редний и задний нижние коллекторы 9 и в нижние боковые коллекторы 10. Из названных коллекторов вода распределяется по экранным трубам 6 и 7, покрывающим стены топки. Поднимаясь по экранным трубам, вода под действием лучистой теплоты факела частично испаряется, образуя пароводяную смесь. Из экранных труб пароводяная смесь по соедини­тельным трубам 3 поступает в барабан 2, в котором пар отделяется от воды и выходит из барабана по паропроводу 1, а вода возвращается в циркуляционный контур.

Описанная схема циркуляции носит принципиальный характер. В каждом конкретном котельном агрегате экранного типа она приобре­тает свои отличительные особенности.

Нарушение циркуляции обычно вызывается тепловой и гидравлической неравномерностью работы параллельно включенных труб. В этом отноше­нии различают опрокидывание циркуляции, возникновение свободного уровня воды в трубах и расслоение потока пароводяной эмульсии.

Под опрокидыванием циркуляции понимают яв­ление, когда в результате общих нарушений нормального режима работы котла (неравномерное распределение температуры по ширине котла, шлако­вание и др.) слабо обогреваемые подъемные трубы, выведенные в водя­ной объем котла, начинают работать как опускные. Так как при этом скорость воды в этих трубах обычно оказывается незначительной и непосто­янной, то образующиеся в воде паровые пузыри попеременно либо очень медленно всплывают, либо так же медленно сносятся потоком вниз. Проис­ходящее при этом объединение паровых пузырей может достигнуть пре­дела, когда значительная часть трубы заполняется паром. Это вызывает резкое повышение температуры стенки трубы, так как величина коэффици­ента теплоотдачи от стенки трубы к пару в несколько десятков раз меньше величины коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к кипящей воде.

Если при этом температура стенки трубы превысит допустимую по условиям прочности металла, труба может разорваться.

Свободный уровень воды может образоваться в слабо обогре­ваемых трубах, выведенных в паровое пространство барабана, при параллель­ной работе их с сильно обогреваемыми трубами. В этом случае может возникнуть такой режим, при котором вся циркулирующая вода начнет поступать только в сильно обогреваемые трубы. В результате в слабо обо­греваемых трубах появится свободный уровень воды, так как высота столба воды в них, уравновешивающая высоту столба более легкой пароводяной смеси в сильно обогреваемых трубах, станет меньше высоты трубы. Отрезок трубы над свободным уровнем окажется заполненным паром; охлаждение этой части трубы из-за малой теплоотдачи от внутренней ее поверхности к пару прекратится, и труба может постепенно нагреться до опасной тем­пературы и разорваться.

Расслоение потока может возникнуть при движении парово­дяной смеси с небольшой скоростью в горизонтальных и слабонаклонных трубах: по нижней части трубы начинает двигаться вода, а по верхней — пар. В результате такого расслоения отвод тепла от верхней части трубы уменьшается, что может привести к чрезмерному повышению температуры металла и разрыву трубы.

Так как нарушение интенсивного охлаждения кипятильных труб, на­ступающее при опрокидывании циркуляции, образовании свободного уров­ня в трубах и расслоении пароводяной смеси, может привести к аварийному выходу котла из работы, то при проектировании циркуляционных схем паровых котлов уделяют большое внимание исключению возможности возникновения этих ненадежных режимов работы.

При проектировании топочных экранов стремятся по возможности вы­ровнять тепловосприятие всех труб каждого контура. Для этого, в част­ности, прибегают к секционированию экранов, при котором трубы, покры­вающие каждую стену топки, разделяют на секции по ширине стены с самостоятельными подводом воды и отводом пароводяной смеси. Стре­мятся также повысить кратность циркуляции в экранных контурах, что достигается по возможности предельным уменьшением сопротивления опускных и пароотводящих труб путем увеличения их сечения и выпол­нения пароотводящих труб минимальной длины при увеличении высоты экранов.

Испарительные системы котлов с многократной принудительной циркуляцией выполняют различно. Их основной особенностью является исполь­зование труб небольшого диаметра: 42—32 мм, а иногда и менее. Циркуля­ция в этих котлах происходит под действием внешних сил, что достигается установкой насосов. При этом, однако, действие гравитационных сил сох­раняется, но оно перестает быть решающим. Кратность циркуляции в котлах с многократной принудительной цир­куляцией составляет 5—10.

Основной особенностью работы котлов с многократной принудительной циркуляцией является неравномерное распределение воды по параллельно включенным трубам контура, которое проявляется значительно сильнее, чем в котлах с естественной циркуляцией. Это объясняется тем, что в кон­турах котельных агрегатов с принудительной циркуляцией гидродинамиче­ское сопротивление труб оказывается значительно большим, чем в контурах с естественной циркуляцией.

Указанная неравномерность распределения воды приводит к значительной неравномерности — разбегу величин энтальпии пароводяной смеси на выходе из различных труб контура, что может повлечь за собой перегрев металла тех труб, в которые поступает мало воды, и как следствие к их разрушению. Такую неравномерность устраняют установкой в трубах дросселирующих шайб.

В прямоточных котлах движение воды и пароводяной смеси определя­ется теми же уравнениями и носит тот же характер, что и в котлах с много­кратной принудительной циркуляцией, с той, однако, разницей, что вода и пароводяная смесь проходят через испарительную систему однократно.

Сепарирующие устройства барабанных паровых котлов предназнача­ются для отделения от насыщенного пара, образовавшегося в котле, содер­жащихся в нем капель воды. В этих каплях в растворенном состоянии на­ходится соответствующее количество тех примесей, которые содержатся в котловой воде; таким образом, с этими каплями пар, выходящий из ба­рабана котла, выносит некоторое количество минеральных примесей.

После испарения капель воды, в пароперегревателе вынесенные соли отлагаются на внутренней поверхности змеевиков, вследствие чего ухудша­ются условия теплообмена и возникает нежелательное повышение темпера­туры трубок пароперегревателя. Соли могут также отложиться в армату­ре паропроводов, приводя к нарушению ее плотности и в проточной части паровой турбины, приводя к снижению экономичности ее работы и созда­вая вибрацию.

Капли воды образуются при прохождении пара через поверхность воды в барабане (зеркало испарения). Проходя через воду, пар разрывает ее поверхностный слой, в результате чего образуются капли, ко­торые выбрасываются в паровое пространство барабана, причем мелкие капли уносятся паром. Унесенную влагу разделяют на грубодисперсную (сепарируемую), которую можно сравнительно легко отделить от пара ме­ханическими средствами, и мелкодисперсную (несепарируемую), которую механическими средствами отделить от пара не удается.

Влажный пар характеризуется влажностью его и солесодержанием. Влажностью насыщенного пара называют отношение массы содер­жащейся в нем влаги к общей массе влажного пара, выраженное в процен­тах.

Солесодержанием пара называют отношение произведения средней влажности насыщенного пара и содержания солей в котловой воде к 100.

С п= W Cк.в./100, мг/кг

 

где W — средняя влажность насыщенного пара, %

Cк.в — содержание солей в котловой воде, мг/кг.

Влажность пара, выходящего из барабана котла, увеличивается с по­вышением паронапряжения зеркала испарения, т. е. с возрастанием отношения часового количества пара, произведенного кот­лом (м3/ч), к площади зеркала испарения (м2), с повышением паронапря­жения парового объема котла, т. е. с повышением отношения часового количества пара, произведенного котлом (м3/ч), к объему парового пространства барабана (м3), и с подъемом уровня воды в барабане.

Осложнения, вызываемые уносом котловой воды, требуют снижения влажности и солесодержания пара, выходящего из барабана котла. В прин­ципе это может быть достигнуто уменьшением рабочего паронапряжения зеркала испарения и парового объема барабана. Однако для котла данной производительности уменьшение этих параметров связано с увеличением размеров барабана котла и, следовательно, удорожанием его; поэтому та­кой способ снижения влажности пара не является целесообразным.

Снижения влажности пара достигают рациональной организацией ввода пароводяной смеси в барабан, обеспечением равномерного распреде­ления пара в паровом пространстве барабана, а также установкой специаль­ных устройств — сепараторов, предназначенных для отделения ка­пель котловой воды от пара. В сепараторах используют различные механи­ческие эффекты, как-то гравитацию, инерцию, пленочный эффект и др.

Гравитационная сепарация осуществляется, естественно, в процессе движения пара в барабане котла вверх, к выходу из него. Для выравнивания скорости подъема пара по барабану в его водяное простран­ство (рис. 17, а) погружают дырчатый лист 1. Для дополнительного вы­равнивания скорости подъема пара в барабане ставят пароприемный дыр­чатый лист 2, что также улучшает гравитационную сепарацию.

Инерционная сепарация (рис. 17, б и в) осуществляется соз­данием резких поворотов потока пароводяной смеси, поступающей в бара­бан котла из экранных или кипятильных труб, путем установки отбойных щитков 3. В результате вода из пароводяной смеси как более плотная (инертная) выпадает из потока, а пар как менее плотный (инертный) поднимает­ся к выходу их барабана. Сепарация может быть улучшена установкой на пути пара жалюзийной решетки 4, в которой пар претерпевает дополни­тельные изменения направления движения, в результате чего (также под воздействием силы инерции) происходит дополнительное отделение ка­пель воды от пара.

 

Рис. 17. Схемы сепарационных устройств.

а — погружной дырчатый лист; б—отбойные и распределительные щитки; в — жалюзийный сепаратор; г — внутрибарабанный циклон; д — швеллерковый сепаратор.

На инерционном принципе построена и циклонная сепара­ция (рис. 17, г), осуществляемая подачей пароводяной смеси в центро­бежные циклоны 5, в которых вода отбрасывается к стенкам и затем стекает в водяное пространство барабана, а пар выходит через цент­ральную трубу циклона. Циклонная сепарация очень эффективна. Циклоны можно устанавливать в барабане либо выносить наружу.

Пленочная сепарация основана на том, что при ударе влажного пара о развитую твердую увлажненную поверхность мельчайшие частицы влаги, содержащейся в паре, прилипают к этой поверхности, образуя на ней сплошную водяную пленку. Влага в этой пленке дер­жится достаточно крепко и не отрывается струей пара, но вместе с тем при вертикальном или наклонном расположении стенки беспрепятственно и беспрерывно стекает. Эффект пленочной сепарации используется в швеллерковых сепараторах (рис. 17, д), в которых разви­тая твердая поверхность для образования пленки создается системой на­клонно расположенных и входящих один в другой швеллерков 6.

Применение сепарационных устройств позволяет снизить содержание влаги в паре до 0,1—0,15%.

При высоком давлении водяной пар приобретает свойство непосредствен­но растворять некоторые твердые примеси, содержащиеся в котловой воде, причем это свойство его резко усиливается с повышением давления. В частности, при давлении 70 aтм пар начинает растворять заметное количество кремниевой кислоты и хлористого натрия. При снижении давления эти примеси выделяются, образуя твердые отложения на металлических повер­хностях. В частности, кремниевая кислота начинает отлагаться в виде SiO2 на лопатках паровых турбин в области давлений ниже 20 aтм, нарушая нор­мальную работу турбины.

Таким образом, при высоком давлении загрязненность пара, произво­димого котлом, начинает определяться не только величиной механического уноса капель котловой воды, но и растворимостью в паре содержащихся в воде нелетучих соединений. В результате в котлах высокого давления ме­ханическая сепарация не может обеспечить надлежащее качество пара.

Поскольку при данной влажности солесодержание пара изменяется пропорционально солесодержанию котловой воды, содержание солей в паре можно снизить уменьшением содержания солей в котловой воде. Это, одна­ко, нецелесообразно, так как требует усиленной продувки котла. В связи с этим для котлов высокого давления применяют схему уменьшения солесодержания пара промывкой его питательной водой. Пар после пред­варительной сепарации из него капель котловой воды направляют в про­мывочное устройство, в котором он проходит (барботирует) через слой пи­тательной воды. Солесодержание питательной воды обычно в несколько десятков раз меньше солесодержания котловой воды, поэтому в результате такой промывки солесодержание пара резко снижается, поскольку соли его растворяются в промывочном воде.

Промывка пара питательной водой приводит также к тому, что содер­жание в промытом паре растворенных твердых веществ и, в частности, кремниевой кислоты уменьшается в десятки раз. При этом эффект промывки оказывается тем большим, чем больше количество промывающей питатель­ной воды. На промывку поступает вода, прошедшая водяной экономайзер; количество воды, подаваемой на промывку, составляет обычно 25—100% общего количества питательной воды.

 

Пароперегреватели

 

Пароперегреватель, обычно отсутствующий в промышленных котель­ных агрегатах либо служащий только для небольшого перегрева пара, в энергетических котельных агрегатах становится особенно важной поверх­ностью нагрева. Это обусловлено тем, что с повышением давления и темпе­ратуры пара относительная доля тепла, расходуемого на перегрев, заметно возрастает, поскольку с ростом температуры перегретого пара его энталь­пия увеличивается, а с повышением давления насыщенного пара она умень­шается.

Различают пароперегреватели конвективные и комбинированные.

 
 

Конвективный пароперегреватель размещают в газоходе котельного агрегата, обычно сразу же за топкой, отделяя его от топки двумя-тремя

 

Рис. 18-1. Пароперегреватель котельного агрегата типа ДКВР.

рядами кипятильных труб в вертикально-водотрубных кот­лах или небольшим фестоном, образованным трубами заднего экрана, в котельных агрегатах экран­ного типа. Комбини­рованный паропере­греватель состоит из кон­вективной части, разме­щаемой там же, где и конвективный паропере­греватель, а также радиационной и полурадиацион­ной частей, размещаемых в топке.

Конвективный паро­перегреватель устанавли­вают в котельных агрега­тах низкого, среднего и — в отдельных случаях, вы­сокого давления, когда температура перегретого пара не превышает 440— 510° С. В котельных агре­гатах высокого и закритического давления, когда возникает необходимость очень высокого перегрева пара, устанавливают паро­перегреватели комбиниро­ванного типа.

В мощных котельных агрегатах высокого и закритического давления различают также первич­ный и промежуточный па­роперегреватели. В пер­вичном пароперегрева­теле осуществляют пер­вичный перегрев произ­веденного котлом пара перед подачей его в турби­ну. В промежуточ­ном пароперегревателе повторно перегревают пар, после того как он прохо­дит часть высокого давления турбины, до температуры, близкой к на­чальной.

Изготовляют пароперегреватели из стальных труб наружным диа­метром от 28 до 42 мм, изгибаемых в змеевики большей частью с вертикаль­ным расположением их. Скорость пара в трубах пароперегревателя выби­рают, исходя из условия обеспечения надежности температурного режима труб, руководствуясь значениями массовой скорости для первичных пароперегревателей 500—1 200 кг/м2ч. При выборе скорости движения пара учитывают, что гидравлическое сопротивление пароперегревателя не должно превышать 10% рабочего давления пара. Большинство паро­перегревателей имеет специальное устройство для регулирования темпе­ратуры пара.

Конвективный пароперегреватель котла ДКВР (рис. 18-1) изготовля­ется из стальных цельнотянутых труб 3 диаметром 32 x 3 мм. Входные концы труб пароперегревателя развальцованы в верхнем барабане 1 котла, выходные приварены к камере перегретого пара 2, которая у котлов давле­нием 14 и 24 атм. выполнена из трубы диаметром 133 X 5 мм, а у котлов давлением 40 amм — из трубы диаметром 133 X 16 мм. Для возможности выноса пароперегревателя при ремонте через левую боковую стену котла змеевики имеют чередующийся шаг: 90 и 60 мм, а крайние трубы кипятиль­ного пучка в области пароперегревателя расположены с шагом 150 мм.

Узел А

Рис. 18-2. Конвективный пароперегреватель котельного агрегата экранного

типа, а—общий вид; б—детали крепления.

Пароперегреватели унифицированы по профилю для котлов на давле­ния 14 и 24 amм и для котлов на давление 40 amм; кроме того, они унифициро­ваны для всех котлов по диаметру труб и камер. В котлах различной паропроизводительности пароперегреватели различаются числом параллельно включенных змеевиков. Число петель в змеевике изменяется от одной при перегреве пара до 250° С до пяти при перегреве пара до 440° С. Паропере­греватели котлов на давление 14 и 24 amм выполняют одноходовыми, на давление 40 атм — двухходовыми.

Конвективный пароперегреватель котельных агрегатов экранного типа обычно выполняют из двух последовательно расположенных групп змееви­ков. На рис. 18-2 показан пароперегреватель экранного котельного агрега­та с естественной циркуляцией. Насыщенный пар из барабанакотла поступает в камеру 2, из которой он проходит в систему змеевиков 6 второй по ходу газов ступени паропере­гревателя. В этой ступени пар движется навстречу потоку дымовых газов, т. е. здесь осуществляется противоточное движение теплоносителей, кото­рое характеризуется большим значением величины усредненного перепада температур, что повышает эффективность использования поверхности на­грева для передачи заданного количества тепла.

Пройдя вторую ступень пароперегревателя, частично перегретый пар поступает в ее выходную камеру 4, служащую промежуточной камерой. От­сюда пар через систему перепускных труб передается во вторую промежуточ­ную камеру 5, которая вместе с тем является входной камерой в первую по ходу газов ступень пароперегревателя 1. Трубки этой ступени собирают так,

Рис. 18-3. Конвективно-радиационный пароперегреватель котла экранного типа.

чтобы обеспечить движение пара по смешанной прямоточно-противоточной схеме, облегчающей условия работы первых по ходу газов рядов пароперегревательных трубок, так как в них поступает пар относительно низ­кой температуры. Пройдя первую ступень пароперегревателя, окончатель­но перегретый пар направляется в камеру перегретого пара 3, а из нее — в главный паропровод.

Коэффициент теплопередачи в пароперегревателе зависит от рода сжигаемого топлива, главным образом от его влажности и содержания водорода. Поэтому для получения одинаковой температуры перегретого
пара в котельных агрегатах, предназначенных для работы на различных
видах топлива, приходится в каждом случае устанавливать пароперегрева­тели с поверхностями нагрева различной величины. Для упрощения этой
задачи при изготовлении котельного агрегата на заводе поверхность нагре­ва первой по ходу газовой группы змеевиков пароперегревателя выполняют
одинаковый для всех выпускаемых котлов данного типа, а поверхность на­грева змеевиков второй группы изменяют в зависимости от характеристики
сжигаемого топлива. При этом положение камер и подвесок и конструкция
потолка остаются неизменными.

Комбинированный пароперегреватель котельного агрегата высокого давления, состоящий из конвективной, радиационной и полурадиационной частей, схематически показан на рис. 18-3. Пар из барабана 1 поступает в радиационную часть 2, размещенную на потолке топочной камеры, затем в полурадиационную часть 3, выполненную в виде ширмового пароперегре­вателя, размещенного на выходе из топки, и далее по потолочным трубам 4 — в первую ступень конвективного пароперегревателя 5. Пройдя эту ступень, пар через пароохладитель 6 и вторую ступень конвективного паро­перегревателя 7 выходит в сборный коллектор (камеру) перегретого пара.

Радиационная часть пароперегревателя характерна тем, что она, так же как и топочные экраны, воспринимает тепло путем излучения от факела. Ее размещают не только на потолке топочной камеры, но и на стенах ее, часто между трубами экрана. Полурадиационные ширмовые пароперегреватели выполняют в виде отдельных плоских ширм из параллель­но включенных труб. Эти ширмы размещают параллельно на расстоянии 500 — 2000мм на выходе из топки перед фестоном. Тепло ширмовый паропе­регреватель воспринимает как конвекцией от дымовых газов, омывающих его трубы, так и излучением слоя этих газов, проходящих между отдельными ширмами.

Гидродинамика пароперегревателя характеризуется неравномерностью распределения и перегрева пара по параллельно включенным трубам. Концентрированный ввод пара во входной коллектор приводит к тому, что пар распределяется по отдельным многочисленным параллельно включен­ным трубам пароперегревателя неравномерно. В результате в тех трубах, в которые поступает мало пара, температура его на выходе из трубы полу­чается более высокой, чем пара на выходе из тех труб, в которые поступает много пара. Это явление дополнительно осложняется еще тем, что по ширине газохода трубы пароперегревателя обогреваются дымовыми газами нерав­номерно; в средней части газохода трубы получают больше тепла, чем по его краям.

Отношение максимального приращения энтальпии пара в отдельной трубе пароперегревателя ∆iтр к среднему для всего пароперегревателя ∆iпп равное:

 

ρ =∆iтр /∆iпп




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 2787; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.052 сек.