Главная » 2016 » Февраль » 12 » Пароперегреватели котлов. Конструкция и принцип работы.
20:45
Пароперегреватели котлов. Конструкция и принцип работы.
Пароперегреватели котлов.
Получение перегретого пара из сухого насыщенного осуществляется в пароперегревателе. Рис. 7.7. 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)
Пароперегреватель — один из наиболее ответственных элементов котельного агрегата, так как из всех поверхностей нагрева он эксплуатируется в наиболее тяжелых температурных условиях. Змеевики пароперегревателя и коллекторы, выполненные из углеродистой стали, могут работать при температурах перегрева до 425 °С. По способу тепловосприятия пароперегреватели подразделяются на конвективные, радиационно-конвективные и радиационные. В котельных агрегатах низкого и среднего давлений используются конвективные пароперегреватели с вертикальным или горизонтальным расположением труб. Для получения пара с температурой перегрева более 500 °С применяют комбинированные пароперегреватели, т.е. такие, в которых тепловосприятие в одной части поверхности происходит за счет излучения, а в другой — путем конвекции. Радиационная часть поверхности нагрева пароперегревателя расположена в виде ширм непосредственно в верхней части топочной камеры. В зависимости от направления движения газов и пара различают три основные схемы включения пароперегревателя в газовый поток: прямоточную (рис. 7.7, а) — газы и пар движутся в одном направлении; противоточную (рис. 7.7, б) — газы и пар движутся в противоположных направлениях; смешанную (рис. 7.7, в) — в одной части змеевиков пароперегревателя газы и пар движутся прямоточно, а в другой — в противоположных направлениях. В случае прямоточной схемы наиболее высокая температура газов соответствует области наиболее низкой температуры пара. В принципе это должно обеспечивать низкие температуры металла пароперегревателя, однако при наличии капель котловой воды, поступающих с насыщенным паром из сепарационных устройств барабана, соли, содержащиеся в данных каплях, будут осаждаться на первых рядах змеевиков, приводя к резкому повышению температуры металла. Кроме того, при такой схеме движения теплоносителей температурный напор (усредненная по поверхности разность температур греющей и нагреваемой сред) минимален, что требует увеличения необходимой поверхности пароперегревателя. При противотомной схеме движения змеевики, обогреваемые продуктами горения с наиболее высокой температурой, встречают уже перегретый пар и охлаждаются при этом недостаточно. В результате, несмотря на то, что металл змеевиков пароперегревателя работает в наиболее тяжелых температурных условиях, температурный напор в этой схеме максимальный, а необходимая поверхность теплообмена минимальна, что позволяет делать пароперегреватели с такой схемой движения весьма компактными. Оптимальной по условиям надежности работы является смешанная схема включения пароперегревателя, при которой первая по ходу пара часть пароперегревателя выполняется противоточной, а завершение перегрева пара происходит во второй его части при прямоточном движении теплоносителей. При этом в части змеевиков, расположенных в области наибольшей тепловой нагрузки пароперегревателя (в начале газохода), будет умеренная температура пара, а завершение процесса его перегрева происходит при меньшей тепловой нагрузке. Соотношение противоточной и прямоточной частей пароперегревателя выбирается из условия одинаковых температур металла в начале и в конце змеевика его прямоточной части. Вертикальный конвективный пароперегреватель (рис. 7.8) обычно устанавливают в горизонтальном соединительном газоходе между топкой и конвективной шахтой котла. Такой пароперегреватель изготовляют из цельнотянутых труб внутренним диаметром 20...30 мм, образующих змеевики, ввальцованные или приваренные к круглым коллекторам J и 4. Насыщенный пар из барабана 1 котла по потолочным трубам поступает в змеевики 7 первой ступени пароперегревателя. На этой ступени пар вначале движется противоточно, а затем прямоточно по отношению к дымовым газам. Из первой ступени частично перегретый пар направляется в промежуточный коллектор 4, в котором расположен поверхностный пароохладитель (регулятор перегрева пара). В змеевики регулятора перегрева пара подается питательная вода, а в межтрубное пространство — пар, который частично охлаждается, омывая более холодные поверхности труб. Регулирование перегрева пара осуществляется изменением количества питательной воды, пропускаемой через пароохладитель. Из регулятора перегрева пара пар поступает в змеевики второй ступени пароперегревателя, в которой движется сначала противоточно, а затем противоточно по отношению к газовому потоку. Перегретый пар из второй ступени пароперегревателя направляется в выходной коллектор J, на котором установлена главная паровая задвижка 2. Змеевики пароперегревателя с помощью подвесок 6 подвешиваются к потолочным балкам 5. Заданное расстояние между отдельными змеевиками поддерживается с помощью дистанционных планок 8 и дистанционных гребенок 9. Рис. 7.8. Вертикальный конвективный пароперегреватель: 1 — барабан котла; 2 — главная паровая задвижка; 3 — выходной коллектор перегретого пара; 4 — промежуточный коллектор с поверхностным пароохладителем; 5 — балка для подвески змеевиков; 6 — подвеска змеевиков; 7— змеевик первой ступени пароперегревателя; 8 — дистанционная планка; 9 — дистанционная гребенка; 10 — змеевик второй ступени пароперегревателя; ПГ — продукты горения; — движение пара
Температуру пара в котлах с давлением до 2,4 МПа не регулируют, а в котлах с давлением 3,9 МПа и выше регулируют следующими способами: впрыском конденсата в пар; в поверхностных пароохладителях; с помощью газового регулирования путем изменения расхода продуктов горения через пароперегреватель либо перемещения положения факела в топке с помощью поворотных горелок. Пароперегреватель должен быть оборудован манометром, предохранительным клапаном, запорным вентилем для отключения пароперегревателя от паровой магистрали, прибором для измерения температуры перегретого пара.
