Пароперегреватели. Назначение, устройство, виды. Пароперегреватель котла назначение

описание, технические характеристики, устройство, принцип работы, особенности эксплуатации и обслуживания

Пароперегреватели котлов предназначены для получения пара из сухого или жидкого насыщенного состава, подаваемого в энергетическую систему. В этой сфере требуется его выработка с высоким термическим показателем, который создается в процессе энтальпии и паросиловых циклов.

Общая информация

В промышленных пароперегревателях котлов небольшой мощности при температуре пара до 500 °С обычно устанавливают конвективные модификации. При больших термических показателях эксплуатируют, как правило, комбинированные версии, в которых совмещены устройства лучевого и конвекционного типа. Рабочие поверхности приспособления представляют собой ширмы, находящиеся непосредственно в верхнем отсеке топочной камеры.

Металл пароперегревательных труб функционирует в критическом температурном режиме, если даже предел получаемого пара становится не выше 450 градусов. В любом случае, параметр сгорания действует на оболочку сильнее, чем на жидкость, перемещающуюся внутри труб. Ниже приведена общая схема действия прибора.

Особенности

В пароперегревателях котлов интенсивность нагрева металлических стенок напрямую зависит от равномерности подачи аналогичного показателя на змеевики в поперечной части, а также от разности средней температуры продуктов сгорания, материала и качества металла.

Стоит отметить, что испарительные и экономайзерные панели рассматриваемых агрегатов при повышенных теплоотдающих коэффициентах от стенки к рабочей жидкости в самых неблагоприятных условиях не становятся выше при температуре более 60 °C. Непосредственно в пароперегревателе парового котла даже при 450 °C этот показатель максимально близок к пределу, ориентированному на углеродистую сталь.

Кроме того, показатель теплоотдачи от стенок к пару намного ниже, чем к кипящей жидкости. Агрегация между указанными ресурсами может приводить к перегреву, отложениям накипи и поломке деталей указанного прибора.

Обслуживание

Для уменьшения тепловой развертки, в пароперегревателях котлов делают рассредоточенное поступление пара по всей длине общего коллектора за счет использования труб малого диаметра. Это позволяет равномерно распределить поступление смеси по каждому змеевику. Также для решения указанной проблемы разделяют агрегат на несколько частей, монтируют промежуточные коллекторы и корректируют схему подвода пара, в зависимости от требуемых значений и внешних особенностей.

Значительное влияние на надежность функциональности металла оказывает скорость пара. Увеличение этого параметра в змеевиках способствует снижению температуры на стенках труб, при этом возрастает гидравлическое сопротивление аппарата. В промышленных моделях скоростной предел варьируется от 20 до 25 метров в секунду. В таком режиме гидросопротивление не превышает 6 % от номинального давления.

Конвективный пароперегреватель котла

В подобных модификациях используются различные схемы взаимного перемещения пара и продуктов сгорания. По такому принципу, устройство подразделяется на три вида:

1. Прямоточного действия.
2. Смешанный вариант.
3. Противоточные модели.

В первом случае взаимодействие продуктов сгорания и пара идет в одном направлении. Схема способствует компенсации разницы температур за счет нивелирования низкого показателя нагрева металла более высоким параметром рабочего состава. Это актуально только при отсутствии солей в насыщенном паре. В противном случае, они будут откладываться на змеевиках, что приведет к резкому возрастанию температуры металла. Стоит отметить, что средняя термическая разность в противоточном агрегате требует большей поверхности нагрева, а это приводит к удорожанию прибора.

Смешанная и противоточная схема

Принцип работы пароперегревателя котла в смешанном режиме предусматривает перемещение рабочей смеси и продуктов сгорания, как прямо, так и на противотоке. Процесс, происходящий в различных комбинациях, считается наиболее оптимальным для обеспечения разности температур нагрева пара и стенок металла, что повышает эффективность работы приспособления.

Противоточная схема отличается тем, что здесь движение пара и отработанных газов выполняется в противоположном направлении. Следовательно, змеевики, на которые воздействуют продукты сгорания, встречают уже перегретый пар. Этого явно недостаточно для их охлаждения. При этом металл работает в максимально сложных температурных условиях. По сравнению с предыдущими системами, в этой схеме термический напор больше, а поверхность нагрева меньше, что способствует снижению габаритов и цены прибора.

Устройство пароперегревателя котла

Рассматриваемое оборудование изготавливается из цельнотянутых труб (диаметр составляет от 28 до 42 миллиметров). Эти элементы сгибаются по типу змеевиков, концы которых подключаются к рабочему барабану при помощи развальцовки, а к коллекторам посредством сварки. Поперечный шаг в каждом ряду равняется 2-3,5 d. Коллекторы обычно имеют круглую конфигурацию, изготавливаются из легированной или углеродистой стали, в зависимости от номинального давления и типа системы.

Конвективные модификации располагаются в горизонтальном канале между опускным отсеком и топкой. При этом глубина каждого пакета не превышает 1,5 метра. Между комплектами оставляют свободное пространство не менее 0,5 м. Это позволяет облегчить обслуживание и ремонт агрегата. Скорость продуктов сгорания варьируется от 6 до 14 метров в секунду. Меньший показатель будет способствовать заносу нагретой поверхности летучей золой, а больший параметр повышает вероятность износа труб за счет трения твердых частиц с металлическими стенками.

Имеется горизонтальная либо вертикальная подвеска параллельно активированных змеевиков, в зависимости от типа размещения в газоходе. Они обычно размещаются по коридорному принципу, что облегчает чистку от зольных налетов. Горизонтальное расположение элементов гарантирует хорошее удаление конденсата после остановки прибора. Однако это требует усиленных и сложных подвесок во избежание провисания деталей. Вертикальные модификации легче подвешивать, что упрощает монтаж и надежность, но усложняет дренаж конденсата.

Применение

Основное назначение пароперегревателя котла – регулирование температуры перегретого пара с обеспечением указанного показателя в широком диапазоне с учетом постоянно изменяющихся термических нагрузок. Корректировка осуществляется при помощи поверхностных охладителей, впрыскивания воды в пар, пропуском части отработки мимо агрегата. Кроме того, применяется рециркуляция продуктов сгорания, изменение аэродинамической, химической или излучающей структуры факела. Поверхностный охладитель – это обычный комплект из пары пакетов U-образных труб, которые внутри пропускают жидкостный хладагент. Снаружи детали обдаются паром, который после соприкосновения с ними охлаждается.

fb.ru

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ — Мегаобучалка

Пароперегреватели предназначаются для перегрева насыщенного пара, поступающего из испарительной системы котла, а в установках высокого давления они применяются также для дополнительного вторичного перегрева пара, частично отработавшего в цилиндре высокого давления турбины. Пароперегреватель является одним из основных теплоиспользующих элементов котла и работает в наибо­лее тяжелых условиях. С повышением параметров пара роль и значение пароперегревателя возрастают.

Металл поверхностей нагрева пароперегревателя имеет наибольшую по сравнению с другими теплоиспользующими поверхностями нагрева температуру, что обусловливается высокими температурами пара и большими удельными теп­ловыми нагрузками поверхностей нагрева.

По назначению пароперегреватели разделяют на пер­вичные, в которых перегревается пар начального давления, и промежуточные, используемые для перегрева частично отработавшего пара.

В зависимости от определяющего способа передачи теп­лоты от газов к поверхностям нагрева пароперегреватели разделяют на конвективные, радиационные и полурадиационные. Радиационные пароперегреватели получают тепло излучением и располагаются в зоне высоких температур (в топке). Полурадиационные (ширмовые) пароперегреватели получают тепло излучением и конвекцией, и располагаются, как правило, на выходе из топки. Котлы низкого давления имеют только конвективные пароперегреватели.

Конвективный пароперегреватель выполняют обычно из труб с внутренним диаметром 20–30 мм, образующих зме­евики, ввальцованные или приваренные к круглым коллекторам. Для промежуточных пароперегревателей диаметр труб 54 мм. В газоходе змеевики пароперегревателя рас­полагают вертикально или горизонтально. Змеевики вы­полняют одинарными (однорядные), сдвоенными (двух­рядные) и строенными (трехрядные). Для большей ком­пактности пароперегревателя и обеспечения необходимой скорости пара в мощных котлах применяют двух- и трех­рядные змеевики. Скорость пара в трубах пароперегрева­теля выбирают по условиям температурного режима труб.

Для надежной работы пароперегревателя, помимо обеспечения достаточной скорости потока пара и его рав­номерной температуры по параллельно включенным зме­евикам, необходимо осуществить наиболее рациональную схему включения пароперегревателя по ходу потока про­дуктов сгорания. В зависимости от направления движения потоков пара и продуктов сгорания различают пароперегреватели прямоточные, противоточные и со смешанным направлением потоков

В противоточном пароперегревателе достигается наи­больший температурный напор между продуктами сгора­ния и паром, что уменьшает необходимую поверхность нагрева пароперегревателя и соответственно снижает расход на него металла.

Недостатками противоточной схемы явля­ются размещение последних по ходу пара частей змеевиков в области наиболее высоких температур продуктов сгора­ния и тяжелые температурные условия работы металла труб. При прямоточном пароперегревателе температурный напор меньше, чем при противоточном, однако условия ра­боты металла труб лучше, так как части змеевиков с наи­большей температурой пара обогреваются продуктами сго­рания, охлажденными на входных участках змеевиков. Оптимальной является смешанная схема включения па­роперегревателя, при которой большая и первая по ходу пара часть перегревателя выполняется противоточной, а за­вершение перегрева пара происходит во второй его прямоточной части.

Рис. 10.1. Схемы движения пара в пароперегревателях.

а) — противоток; б) — параллельный ток; в) — смешанные комбинированные схемы

Рис.10.2. Вертикальное расположение и крепление труб пароперегревателя в газоходах котлоагрегатов.

1 — змеевик пароперегревателя; 2 — каркасная балка; 3 — тяга; 4 — полоса; 5 — дистанционная гребенка; 6 — дистанционная планка или угольник; 7 — поверхностный регулятор температуры перегрева пара

Рис. 10.3. Схемы пароперегревателей котлов с различными параметрами пара.

а) – 3,9 МПа, 4400С; б) – 9,8 МПа, 5400С; в) – 13,8 МПа, 5600С; г) – 25 МПа, 5600С

1 – конвективный первичный пароперегреватель; 2 – ширмовый первичный пароперегреватель; 3 – потолочный пароперегреватель; 4 – конвективный промежуточный пароперегреватель; 5 – ширмовый промежуточный пароперегреватель; 6 - экраны

Рис. 10.4. Изменение температуры пара по тракту пароперегревателя в зависимости от размещения пароохладителя.

а) за пароперегревателем; б) в рассечку; в) на выходе насыщенного пара; г) допустимая температура металла труб; 1 - пароохладитель

Рис.10.5. Конвективные пароперегреватели.

1 — трубы пароперегревателя; 2 и 6 — камеры перегретого пара; 3 и 4 барабаны котла; 5 — камера насыщенного пара; 7 — промежуточная камера; 8 — выходная камера; 9 — змеевики; 10 — первая ступень пароперегревателя

Существуют две группы способов регулирования температуры перегретого пара.

Газовые способы:

- изменение положения высоты ядра факела;

- применение обводных (байпасных) газоходов;

- применение рециркуляции газов.

Паровые способы:

- использование поверхностных пароохладителей;

- использование впрыскивающих пароохладителей.

Рис. 10.6. Схемы включения поверхностного пароохладителя.

1 – барабан; 2 – пароохладитель; 3 – отвод охлажденной воды; 4 - экономайзер

Рис. 10.7. Схема регулирования температуры впрыском собственного конденсата.

1 – барабан; 2 – гидрозатвор; 3 – пароохладитель; 4 – емкость конденсата; 5 – коллектор с впрыскивающим устройством; 6 - экономайзер

Рис. 10.8. Комбинированный пароперегреватель котла высокого давления.

1 — барабан котла; 2 — пароохладитель; 3 — змеевики конвективного пароперегревателя; 4 — ширмовый пароперегреватель; 5 — потолочный пароперегреватель

Рис. 10.9. Схема регулирования температуры перегретого пара впрыском собственного конденсата.

1 — конденсатор; 2 — первая часть пароперегревателя; 3 — бак для конденсата; 4 — регулирующий клапан; 5 — слив конденсата в барабан; 6 — сопло; 7 — защитный кожух; 8 — вторая часть пароперегревателя; 9 — труба, отводящая питательную воду к экономайзеру

Рис. 10.10. Регулирование температуры перегретого пара поверхностным пароохладителем, включенным в рассечку перегревателя.

Рис. 10.11. Схема рециркуляции газов.

1 – горелка; 2 – пароперегреватель; 3 – водяной экономайзер; 4 – воздухоподогреватель; 5 – дымосос рециркуляции газов

Рис. 10.12. Схема регулирования температуры перегретого пара рециркуляцией дымовых газов.

1 — дымосос; 2 —газоход водяного экономайзера; 3 — топочная камера; 4 — пароперегреватель

Рис. 10.13. Схема газового регулирования температуры перегрева пара.

а) со свободным газоходом; б) с частично свободным газоходом; в) с заполненным газоходом; г) с заполненным газоходом

Рис. 10.14. Гильза впрыска.

megaobuchalka.ru

Радиационные и ширмовые пароперегреватели. Схема вертикального ширмового пароперегревателя. - 1 Июня 2010

geyz.ru

ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ

Пароперегреватель — устройство, перегревающее пар с целью повышения температуры этого пара, превышающей температуру насыщения. Принципиальная конструкция пароперегревателя представляет собой стальные трубы, имеющие внутренний диаметр до 60 мм, которые укреплены параллельно и присоединены или прямо к барабану котла, или к коллектору — входному, выходному или же промежуточному. Пароперегреватели различаются по направлению движения пара и дымового газа и по расположению пароперегревателя в котле. Направление пара и газа может быть параллельным, противонаправленным и смешанным. От расположения пароперегревателя в котле зависит теплообмен, осуществляющийся в нем. По расположению в котле пароперегреватели бывают радиационными, ширмовыми или конвективными.

Пароперегреватели радиационные расположены в топочной камере на ее потолке или на стенках между трубами испарительных экранов, они получают тепло, которое распространяет факел сжигаемого топлива.Пароперегреватели ширмовые представляют собой отдельные плоские ширмы из параллельных труб, они располагаются перед конвективной частью котла, при выходе из топки. Их теплообмен 3/4 — это излучение или конвекция.

Пароперегреватели конвективные 3/4 — это несколько рядов змеевиков, они располагаются за топкой в газоходе котлоагрегата. Существуют и комбинированные пароперегреватели. Их конструкция включает радиационную, ширмовую, конвективную части и пароохладитель. Пароохладитель 3/4 — это теплообменное устройство, регулирующее температуру перегретого пара перед турбиной или в котле, предотвращающее слишком высокий перегрев пароперегревателя и обеспечивающее нормальные условия работы паровой турбины. Пароохладитель находится в промежуточном коллекторе или на выходе пара из пароперегревателя. Принцип работы пароохладителя состоит в отводе от пара тепла, который осуществляет вода, проходящая по трубам теплообменника, в результате чего происходит охлаждение пара.

Комбинированные пароперегреватели, обеспечивающие большой перегрев пара, используются в котлоагрегатах высокого давления. Пароперегревателями оснащают котлоагрегаты тепловых электростанций, потому что увеличение температуры пара увеличивает эффективность паросиловой установки. В котлоагрегатах среднего или низкого давления с температурой пара до 500 °С используют конвективные пароперегреватели. В котлоагрегатах с давлением пара 14 Мн/м2 используют в дополнение к основным пароперегревателям также и промежуточные, перегревающие отработанный в турбине пар.

enciklopediya-tehniki.ru

Компоновка пароперегревателей

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Поскольку тепловосприятие пароперегревателя при высоком и сверх­критическом давлении пара достаточно большое (35% и более общего тспловосприятия поверхностей котла), его выполняют комбинированным, включающим все три вида (радиационный настенный, полурадиационный ширмовой и змеевиковый конвективный). На рис. 2.10 показан один из первоначальных вариантов такого комбинированного пароперегревателя на барабанных котлах высокого давления.

В целях обеспечения надежности работы металла поверхностей следу­ет учитывать, что радиационный пароперегреватель как правило, получает тепло из области топки, где высокие тепловые потоки, что определяет замет­ное превышение температуры наружной поверхности трубы по отношению к температуре проходящего по ней пара и разверку температур в отдельных (более сильно обогреваемых) трубах по сравнению со средней расчетной.

Поэтому обычно радиационная часть пароперегревателя имеют место на начальном этапе перегрева пара, когда его температура еще невелика, что облегчает условия работы металла. Также с достаточно высокими сред­ними тепловыми напряжениями и в условиях заметной неравномерности температур газового потока работают полурадиационные поверхности, ко­торые обычно располагают в средней зоне перегрева пара. Завершающий Этап перегрева осуществляют в змеевиковых конвективных пакетах, рас­положенных в зоне более низких температур газов и тепловых потоков, но так, чтобы температурный напор в выходном («горячем») пакете был F, e ниже 200-250°С, иначе поверхность пакета, выполненного из наиболее качественной легированной стали, будет чрезмерно большой.

Часто первый конвективный («холодный») пакет устанавливают также в зоне умеренных температур газов. Это позволяет использовать для выпол­нения пакета более дешевую углеродистую сталь (при температуре стенки f <: 450°С). На рис. 2.11 приведены характерные типы компоновок паро - нерегревательных поверхностей для барабанных котлов высокого давления пара (ВД) и прямоточных котлов сверхкритического давления (СКД). Вари­ант (рис. 2.11, а) характерен для котлов относительно небольшой паропроиз - водительности (D < 116,6 кг/с) при давлении парар < 13,8 МПа. Такие па­ровые котлы не имеют промежуточного пароперегревателя, а пароперегре­ватель ВД располагается на выходе из топки и в горизонтальном газоходе. Вариант компоновки (рис. 2.11,6, в) применяется на барабанных ц прямо­точных котлах электрической мощностью 200-300 МВт (D = 186-278 кг/с) с промежуточным перегревом пара. При этом на прямоточных котлах пере­грев пара начинается в экранах средней (СРЧ) и верхней (ВРЧ) радиацион­ных частей топки, как показано на рис. 2.11, Здесь выходная («горячая») ступень пароперегревателя ВД или СКД вынесена в верхнюю часть опуск­ной конвективной шахты, где исключается интенсивное прямое тепловое излучение из ядра факела в топке и ниже температура греющих газов.

На газомазутных (барабанных и прямоточных) котлах горизонтальный газоход может быть развит в глубину (по ходу газов), тогда, в основном, поверхности пароперегревателя (высокого давления и промежуточного пе­регрева) размещаются в нем (рис. 2.11, б, г). Они выполнены вертикальными и подвешены за коллектора, находящиеся в уплотнительном коробе. Такое расположение облегчает систему крепления тяжелых змеевиковых пакетов и обеспечивает наименьшее загрязнение труб снаружи золовыми частица­ми. На рис. 2.11,г показан вариант компоновки поверхностей пароперегре­вателя газомазутного котла СКД большой мощности, отличающийся байпа - сированием по пару части поверхности промежуточного пароперегревателя в целях регулирования температуры пара. В этом случае общая поверх­ность такого пароперегревателя увеличивается, он занимает значительную часть конвективной шахты, а выходная его ступень размещается в конце горизонтального газохода.

Во всех случаях пароперегреватель ВД или СКД размещен по трак­ту газов раньше промежуточного пароперегревателя (в зоне более высоких температур газов). Так как плотность пара в промежуточном пароперегре­вателе и интенсивность теплоотвода от стенки к пару здесь заметно ниже, Чем при ВД, его размещают в зоне температур газов не выше 850°С.

Теплоаккумулятор для котла

Одной из альтернатив газовым отопительным агрегатам являются твердотопливные котлы. Их популярность среди владельцев частных домов, не имеющих подключения к магистральным сетям, растет с каждым днем.

Лучшее обслуживание и эксплуатация котельных

Сервисное обслуживание котельных наравне с правильной эксплуатацией считается невероятно важным фактором. Наша компания предлагает высококачественные услуги в данном направлении. Полный комплекс услуг позволит привести котельную в полный порядок, обеспечить ее …

Какой котел лучше для частного дома? Выбираем с умом

Каждый человек мечтает о комфортном жилье, одним из элементов которого является тепло. Если ваш дом отапливается централизовано, то вопрос становится проще. Но не все жилые здания имеют данные блага цивилизации. …

msd.com.ua

Пароперегреватели. Назначение, устройство, виды.

Пароперегреватель предназначен для повышения температуры пара выше температуры насыщения, соответствующей давлению в котле.

Пароперегреватель ― один из наиболее ответственных элементов котельного агрегата, так как он работает в наиболее тяжелых температурных условиях. Змеевики пароперегревателя и коллекторы выполняются из углеродистой стали.

Каждый пароперегреватель представляет собой системы цельнотянутых параллельных труб диаметром 28–42 мм, изогнутых в виде змеевиков, вальцованных или приваренных к круглым коллекторам. Использование труб небольшого диаметра упрощает гибку змеевиков и увеличивает коэффициент теплоотдачи. Толщина стенок труб зависит от рабочего давления пара и может быть от 3 до 5 мм. Устанавливают пароперегреватели на выходе продуктов сгорания из топки, где их температура находится в пределах 700–900 °С.

По своей конструкции пароперегреватели бывают вертикальные и горизонтальные с поперечным омыванием продуктами сгорания. Наиболее широкое распространение получили исключительно вертикальные, так как их крепление получается более простым.

Надежность работы змеевиков зависит от способа подвода насыщенного пара и отвода перегретого пара из него. В зависимости от направления движения газов и пара различают три основные схемы включения пароперегревателя в газовый поток: прямоточную (рис. 4.18.1 а), противоточную (рис. 4.18.1 б) и комбинированную (рис. 4.18.1 в)

Рисунок 4.18.1. Схемы включения пароперегревателей в газовый поток:

а — прямоточная; б — противоточная; в — смешанная; стрелками показано движение насыщенного пара (НП), перегретого пара (ПП) и продуктов горения (ПГ)

При прямоточном включении направление движения продуктов сгорания и пара по змеевикам совпадают, т.е. в одном направлении. В такой схеме наиболее высокая температура газов находится в области наиболее низкой температуры пара, что в принципе должно было бы обеспечить низкие температуры металла пароперегревателя. Однако при наличии капелек котловой воды, поступающих с насыщенным паром из сепарационных устройств барабана, соли, содержащиеся в них , будут осаждаться на первых рядах змеевиков, что приводит к резкому повышению температуры металла. В прямоточной схеме движения теплоносителей температурный напор (усредненная по поверхности разность температур между греющей и нагреваемой средой) минимален, что требует наиболее развитых поверхностей нагрева.

При противоточной схеме потоки продуктов сгорания и пара направляются навстречу друг другу. В таком случае змеевики, обогреваемые продуктами сгорания с наиболее высокой температурой, встречают уже перегретый пар и охлаждаются при этом недостаточно. В результате металл змеевиков пароперегревателя работает в наиболее тяжелых температурных условиях. Вместе с тем, температурный напор в этой схеме максимальный и необходимая поверхность теплообмена минимальна, но ее можно применять при нагреве пара до 400 °С.

При комбинированном включении часть змеевиков включается в работу по прямоточной схеме, а часть ― по противоточной. Данная схема является наиболее оптимальной по условиям надежности работы. Соотношение противоточной и прямоточной частей пароперегревателя выбирается из условия одинаковых температур металла в начале и в конце змеевика его прямо- точной части.

По тепловосприятию пароперегреватели делятся на конвективные и конвективно-радиационные.

Для котлов низкой и средней мощности используют конвективные пароперегреватели, а для котлов с давлением свыше 40 атм. и при темпера- турах нагрева более 250 °С используют конвективно-радиационные пароперегреватели.

Конвективный пароперегреватель обычно устанавливают в горизонтальном соединительном газоходе между топкой и конвективной шахтой котла.

В конвективно-радиационных пароперегревателях конвективная часть устанавливается в газоходе котла, а радиационная ― в топке котла.

Температуру пара в котлах с давлением до 2,4 МПа не регулируют. При давлениях более 2,4 МПа для регулировки температуры используют редукционно-охладительные установки (РОУ) или промежуточные пароохладители. Установки РОУ устанавливают на выходе пара из пароперегревателя и регулирование осуществляется путем впрыска определенного количества конденсата в пар.

Промежуточные пароохладители устанавливают в рассечку между ступенями пароперегревателя. Пароохладитель представляет собой теплообменник по трубкам которого циркулирует питательная вода, а пар поступает в межтрубное пространство. Регулирование температуры перегретого пара производится изменением количества питательной воды, пропускаемой по трубкам пароохладителя.

Котлы с температурой перегрева пара выше 400 °С должны быть снабжены автоматическими регуляторами температуры перегретого пара.

Пароперегреватель должен иметь манометр, предохранительный клапан, запорную арматуру для отключения пароперегревателя от паровой магистрали, прибор для измерения температуры перегретого пара.

Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 286 | Нарушение авторских прав

mybiblioteka.su

ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛИ

Котельные установки

Полученный в испарительных поверхностях нагрева водяной пар собирается в барабане, проходит сепарирующие устройства и затем может быть направлен непосредственно к потребителю или для повы­шения его температуры в пароперегреватель. При использовании пара для производственных нужд температура пара ограничивается зна­чением в 225—250°С с тем, чтобы к потребителю, даже далеко находя­щемуся, пар поступал с малой степенью влажности. При этих темпера­турах расположение пароперегревателя по ходу продуктов сгорания может быть практически любым — за котлом или за частью пучка кипя­тильных труб, а сам перегреватель может быть выполнен чисто конвек­тивным.

Противоток Параллельный Смешанные комбина­та к рованные схемы ^ —^ Вход насыщенного пара -■*—Выход перегретого пара * Рис. 5-2. Схемы движения пара в пароперегрева­телях: противоток (а), параллельный ток (б), сме­шанные комбинированные схемы (в).
Рис. 5-3. Распределение теплоты» в процентах, воспринятого 1 кг ра­бочего тела в поверхностях нагре­ва: подогревающих воду фц0д; ис­паряющих воду <7Нсп И перегре­вающих пар <7пер.

При использовании пара для выработки электроэнергии выгодно иметь температуру перегрева максимальной. Эта температура опреде­ляется качеством материала труб — стали.

В котельных установках на давление 4,0 МПа (40 кгс/см2) пере­грев пара осуществляют до 450°С; на более высокие давления — до 540—570°С. При высоких температурах пара перегреватель из легиро­ванных сталей размещается сразу же за топочной камерой. При этом пароперегреватель защищен фестоном из кипятильных труб или шир­мами, освещенными факелом из топки, от шлакования (см. рис. 3-25).

В зависимости от направления движения пара через поверхности нагрева перегреватели принято различать (рис. 5-2) с противоточным (а), параллельно-точным (б) и смешанным или комбинированным (в) движением пара.

Наибольшее распространение в котельных агрегатах низкого давле­ния пара имеют противоточные схемы. Для среднего и высокого давле­ния пара применяют схемы со смешанным движением, лри этом имея в виду некоторое снижение температуры металла, что следует из фор­мулы (4-5), вследствие снижения # и величины (?/#-

При любой схеме включения пароперегревателя в поток дымовых газов число параллельных труб, выходящих из коллектора и входящих в него, достаточно велико, из-за чего возникает возможность неравно­мерного распределения расходов пара по змеевикам. Неравномерность может быть следствием разных гидравлических сопротивлений змееви­ков, различной степени обогрева, особенностей выбранной схемы подШ - 184

Да и отвода пара к коллекторам или схемы включений змеевиков и несколько сокращается при равномерном размещении подводящих и от­водящих труб по длине коллектора.

Лишь в котлах малой производительности с небольшим числом змеевиков можно применять торцевой подвод и отвод пара. Иногда змеевики включаются прямо в барабан по его верхней образующей, по­сле всех сепарирующих устройств. Чем выше давление и температура перегрева пара, тем большую долю из общего количества теплоты, воспринимаемой паром, необходимо передать в пароперегревателе (рис. 5-3).

На рисунке ^дер, <7исп и ^Под — количество теплоты, приходящейся на перегрев пара, испарение и подогрев 1 кг воды при различных давле­ниях. Если потребителю требуется перегретый пар повышенных пара­метров р=4 МПа (40 кгс/см2), /Пе=450°, то, как это видно из рис. 5-3, поверхности нагрева, подогревающие воду и перегревающие пар, пере­дают 1 кг рабочего тела около 50% общего количества теплоты, сооб­щаемой в котельном агрегате.

Из рис. 5-3 видно, что с повышением давления доля теплоты, рас­ходуемой на подогрев воды до кипения, заметно возрастает даже при предварительном подогреве воды паром — регенерации.

По положению труб пароперегреватели принято подразделять на вертикальные и горизонтальные. В выпускаемых котлах небольшой производительности низкого и среднего давления пара чаще находят применение пароперегреватели с вертикальным расположением труб (рис. 5-4). Увеличение производительности и давления приводит к горизонтальному расположению труб перегревателя, показанному на рис. 5-5.

При вертикальном расположении труб вся поверхность нагрева па­роперегревателя обычно размещается в газоходе, соединяющем топоч­ную камеру с конвективной шахтой; при горизонтальном — ее размеща­ют и в конвективном газоходе.

Показанный на рис. 5-5 пароперегреватель котельного агрегата, рас­считанного на давление 4,4 МПа и температуру перегретого пара 440°С, частично расположен в газоходе / над топочной камерой и защищен от излучения четырехрядным фестоном, частично в конвективной шахте — газоходе II.

Пар в первую часть перегревателя, размещенную в газоходе II, по­ступает по трубам 1 непосредственно из барабана, затем после неболь­шого перегрева по трубам 3 из камеры 4 пар поступает в пароохлади­тель поверхностного типа 2, а из него в поверхность, расположенную в газоходе I. Перегретый до номинальной температуры пар поступает в выходной коллектор 5.

При вертикальном и коридорном расположении труб перегревателя трубы самоочищаются, что упрощает их очистку и ремонт.

Для дистанционирования и крепления, кроме подвески на трубах, используются углеродистые, жаростойкие, хромистые, хромоникелевые стали и жароупорный чугун. Подвеска вертикальных змеевиков пере­гревателя с помощью полос и тяг к каркасу показана на рис. 5-4,6.

Трубы перегревателя, размещенные на потолке газохода, имеют приваренные проушины — планки и с помощью тяг или крюков крепят­ся к балкам каркаса. При больших размерах поверхностей нагрева пе­регреватель конструктивно выполняют с выходящими из коллектора в одной плоскости несколькими змеевиками, что позволяет уменьшить общие габариты. Для этого применяют малые радиусы гибов змеевиков

Рис. 5-4. Вертикальное распо­ложение и крепление труб па­роперегревателя в газоходах котлоагрегатов малой (а) и средней (б) производитель­ности.

1 — змеевик пароперегревателя; 2 — каркасная балка; 5 —тяга; 4 —по­лоса; 5 — дистанционная гребенка; 6 — дистанционная планка или угольник; 7 — поверхностный регу­лятор температуры перегрева пара.

Узел Е

{2,5—3,0с? н). Змеевики изготовляют из труб с наружным диаметром йа=28, 30, 32 и 38 мм и толщиной стенки 5, равной 2,5—3,5 мм. В газо­ходе змеевики размещают с относительным шагом по ширине оь рав­ным 2,5—3,0.

При установке перегревателя за фестоном из кипятильных труб, при шлакующихся топливах и в области температур, больших, чем 900°С, первые по ходу дымовых газов петли змеевиков (4—8) разрежа - кЗт, увеличивая шаг о. Тепловые перекосы газов и тепловые неравно­мерности по змеевикам в коллекторах перегревателей ликвидируются перемешиванием потоков пара или переводом его из одной половины агрегата в другую.

В коллекторе 7 размещены и устройства для регулирования темпе­ратуры перегрева пара (рис. 5-4). Трубы к коллекторам присоединяют­ся главным образом на сварке через специальные штуцера или непо­средственно и на развальцовке; в последнем случае на противополож­ной образующей выполняется лючковый затвор.

Коллекторы перегревателей изготовляются из цельнотянутых труб, змеевики с коллекторами собирают обычно на заводах-изготовителях в законченные для монтажа блоки.

Для обеспечения надежного охлаждения труб перегревателя и по­лучения в пароперегревателе небольшого падения давления около 10% от давления в 'барабане скорости пара принимаются при низких давле­ниях пара в пределах от 15 до 40 м/с; при средних— 15—25 м/с и при высоких—12—20 м/с. Температура наружной стенки трубы перегрева­теля может быть определена по формуле (4-5).

Регулирование температуры перегретого пара осуществляется не­сколькими способами: с помощью поверхностных охладителей пара, впрыска воды в поток перегретого пара и изменением температуры и расхода дымовых газов.

В котлах малой и средней производительности часто применяют поверхностные охладители пара (см. рис. 5-4 и 5-5), размещенные в про­межуточном коллекторе, куда поступает пар с небольшим перегревом. Схема включения пароохладителя в перегреватель и питательный тракт котла дана на рис. 5-6. Установка поверхностного пароохладителя на стороне насыщенного пара может и приводит к конденсации части пара,

К неравномерному распределе­нию пара по змеевикам и к раз­ным температурам перегретого пара из параллельно включен­ных труб.

При установке пароохла­дителя на стороне перегретого пара защита труб перегрева­теля от пережога невозможна, а конструкция пароохладите­ля усложнена из-за резких ко­лебаний температуры металла и менее надежна по сравнению с пароохладителем на стороне насыщенного пара.

Регулирование впрыском воды может быть осуществле­но подачей питательной воды в поток перегретого пара или подачей в перегретый пар кон­денсата, полученного за счет охлаждения насыщенного пара данного котлоагрегата. При впрыске питательной воды ее качество должно быть близким к конденсату во избежание за­носа перегревателя и после­дующего пароводяного тракта солями.

Впрыск собственного кон­денсата применяется на котло - агрегатах повышенного давле­ния. Конденсат получается за счет пропуска части питатель­ной воды через поверхностный конденсатор /, размещаемый в дополнительном коллекторе и собирается в сосуде 3 (рис. 5-7). Пар из барабана поступает в перегреватель 2 и в конденсатор 1. В конденсаторе пар кон­денсируется за счет отдачи тепла питательной воде, подаваемой из тру­бопровода перед водяным экономайзером.

Полученный конденсат впрыскивается в пар, прошедший часть по­верхностей нагрева пароперегревателя. Подогретая в конденсаторе вода возвращается в экономайзер..

Повышение температуры питательной воды ухудшает охлажде­ние дымовых газов, что приводит к снижению экономичности котло­агрегата.

Газовое регулирование можно осуществить, пропуская часть газов помимо перегревателя или применяя, например, схему, изображенную на рис. 5-8,а, которая основана на возврате (рециркуляции) дымососом / части дымовых газов с температурой ~300°С из газохода 2 за водя­ным экономайзером и на подаче их в топочную камеру 3. При этом количество газовой их температуру в области пароперегревателя 4 мож-

Отношение *пе температур ітп

Рис. 5-8. Схема регулирования температуры перегретого пара рециркуляцией

Дымовых газов.

А — схема отбора дымовых газов: / — дымосос; 2— газоход водяного экономайзера; 3 — топочная камера; 4 — пароперегреватель; б —изменение температуры пара и доли рецирку­лирующих газов с изменением паропроизводительности котлоагрегата.

Но изменять, т. е. влиять на температуру перегретого пара. Подавая дымовые (рециркулирующие) газы в топочную камеру, можно изменить- температуру газов в конце топки и уменьшить тепловосприятие, хотя при этом и увеличивается количество дымовых газов и несколько воз­растает коэффициент теплоотдачи соприкосновением.

Изменение отношений температур не/^пе. ном перегретого пара в за­висимости от количества рециркулирующих дымовых газов ц. и от обще­го их количества при разных нагрузках котлоагрегата показано на графике (рис. 5-8,6).

Для регулирования температуры перегрева в некоторых отечествен­ных и зарубежных конструкциях котлоагрегатов широко используются параллельные газоходы, разделенные плотной перегородкой, в одном из которых расположен перегреватель и в другом — водяной экономай­зер. Шиберы для изменения расхода га'зов через каждый из газоходов установлены за поверхностями нагрева в области пониженных темпе­ратур газов.

Собираетесь приобретать оборудование для обогрева? Присмотритесь к твердотопливным котлам – технике, работающей на самом недорогом и доступном топливе.

Без высокопроизводительных и эффективных твердотопливных отопительных котлов невозможно представить себе жизнь ни одного современного человека. В настоящее время потребительский рынок предлагает широкий ассортимент печных агрегатов например на сайте santehhaus.com.ua, использующих …

Котел включает в себя два независимых пластинчатых теплообменника и трехходовой клапан с электроприводом, что увеличивает скорость нагрева горячей сантехнической воды.

msd.com.ua

Смотрите также

• 
  Эван котлы рф
• 
  Пароперегреватель котла назначение
• 
  Котел пеллетный водогрейный
• 
  Котел водогрейный пеллетный
• 
  Отечественный пеллетный котел
• 
  Котлы уличного исполнения
• 
  Самодельный паровой котел
• 
  Паровой котел самодельный
• 
  Демонтаж котлов расценка
• 
  Котел инверторный электрический
• 
  Котел газлюкс неисправности