Главная » 2010 » Январь » 6 » Компоновка экономайзера и воздухоподогревателя. Подогрев воздуха и расположение экономайзера и воздухоподогревателя в газовом тракте.
22:09
Компоновка экономайзера и воздухоподогревателя. Подогрев воздуха и расположение экономайзера и воздухоподогревателя в газовом тракте.
ПОДОГРЕВ ВОЗДУХА И РАСПОЛОЖЕНИЕ ЭКОНОМАЙЗЕРА И ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ В ГАЗОВОМ ТРАКТЕ Температура насыщения среды в испарительных поверх¬ностях нагрева при давлении более 1 МПа выше требуемой температуры продуктов сгорания, уходящих из котла, и по¬этому при завершении в них теплоиспользования нельзя обеспечить должную тепловую экономичность установки. Поэтому в современных котлах использование теплоты продуктов сгорания завершается в экономайзере и воздухо¬подогревателе. В экономайзере подогревается питательная вода и иногда происходит ее частичное испарение. В возду¬хоподогревателе осуществляется подогрев воздуха,, подавае¬мого в топку для сжигания топлива. Подогрев поступающе¬го в топку воздуха интенсифицирует радиационное тепло-восприятие экранов и снижает потери от химического и механического недожогов топлива. Наличие экономайзера и воздухоподогревателя при тем¬пературе поступающих в них воздуха и питательной воды меньшей, чем температура насыщения, обеспечивает воз¬можность охлаждения продуктов сгорания до технически и экономически оправданного предела. Температура питательной воды для энергетических кот¬лов с давлением пара более 3,93 МПа согласно ГОСТ при¬нимается равной 150, 215 и 230 °С в зависимости от разви¬тия регенеративного подогрева воды, осуществляемого с целью повышения экономичности работы электростанции. Для котлов производственного назначения температура пи¬тательной воды после ее термической деаэрации составля¬ет 104 °С. Таким образом, для энергетических котлов температура питательной воды выше температуры уходящих из котла продуктов сгорания, и по условиям организации теплообме¬на необходимо применение теплоносителя с более низкой начальной температурой, которым и является воздух. Сле¬довательно, ^тепловосприятие в энергетических котлах долж¬но завершаться в воздухоподогревателе. Конечная темпе¬ратура подогрева воздуха выбирается в зависимости от вида топлива и способа его сжигания. Экономически выгоднее, чтобы температура подогрева воздуха была выше, чем температура питательной воды после экономайзера. Увеличение поверхности нагрева воз¬духоподогревателя при повышенной температуре подогрева воздуха компенсируется уменьшением более дорогой и от- ветственной поверхности нагрева экономайзера. Помимо этого, увеличение температуры подогрева воздуха "на 100 °С повышает примерно на 50 °С температуру горения топлива, что способствует уменьшению необходимых поверхностей нагрева, расположенных в топке, за счет интенсификации радиационного теплообмена. Компоновку экономайзера и воздухоподогревателя выполняют, одноступенчатой и двух¬ступенчатой. Температура подогрева воздуха при одноступенчатой компоновке лимитирована. При противоточном движении продуктов сгорания и воздуха температурный напор в воз¬духоподогревателе непрерывно уменьшается, начиная с хо¬лодного его конца, где эта разница имеет наибольшее зна¬чение Atб=tyx—t'в, до Д/м = ^—^ на горячем конце. Здесь 4. и, /г и ^ух — температуры холодного воздуха, подогре¬того воздуха, продуктов сгорания перед воздухоподогрева¬телем и после него, °С. Таким образом, при повышении ^ средний расчетный температурный напор быстро уменьшается и соответственно увеличивается необходимая поверхность нагрева воздухо¬подогревателя. Снижение температурного напора определя¬ется тем, что объем и теплоемкость греющих продуктов сгорания больше, чем у нагреваемого воздуха. Максималь¬ная температура подогрева воздуха при одноступенчатой компоновке может быть определена из выражения И>в ( ^ — С) = ( /г — /ух) йУг, (13.5) где и =/г—Д/м; йув=(ат—Аат—Да„рис) УВСВ — водяной эквивалент воздуха; шг= Ук01ССо, +^,Сы, + (аух—1)1/1 Св+ 1+*"н1оСн,о — водяной эквивалент продуктов сгорания. Решение уравнения (13.5) дает значение максимальной температуры подогрева, воздуха. По условиям эффективно¬сти теплообмена температурный напор на горячем конце воздухоподогревателя должен быть не ниже 50—60 °С, и то¬гда, например, при гюв/тг=0,7 получаем /в = 270°С. Даль¬нейшее повышение температуры подогрева воздуха при од-ноходовой компоновке нерационально, так как вызывает уменьшение температурного напора на горячем конце воз¬духоподогревателя и соответственно увеличение его поверх¬ности нагрева. При некотором значении {'в получается М"в — =0 и дальнейшее повышение температуры воздуха невоз¬можно. При высоком подогреве воздуха необходимо применение двухступенчатой компоновки экономайзера и воздухоподо¬гревателя, т. е. догрев воздуха в области более высокой температуры продуктов сгорания (рис: 13.3). При этом по условиям теплообмена в экономайзере и технико-экономиче¬ским соображениям температура подогрева воздуха за пер¬вой ступенью воздухоподогревателя, °С, принимается = + (30-н 40), (13.6) где ^в —температура воды на входе в экономайзер, °С. Температуру подогрева воздуха при сжигании природно¬го газа и мазута рекомендуется принимать 200—300 °С, а при слоевом сжигании топлива 200—250 °С. Этим опреде¬ляется возможность применения одноходовой компоновки Экономайзера и воздухоподогревателя для котлов, работа¬ющих на указанных топливах. Для котлов, работающих на .влажном пылевидном твердом топливе, целесообразен подо¬грев воздуха до 350—400 °С, и для таких установок приме¬няется двухступенчатая компоновка. Дальнейшее повыше^ ,ние температуры подогрева воздуха ограничивается необ¬ходимостью применения при ^'>450°С легированных металлов или специальных материалов, или специальных сложных конструкций воздухоподогревателей. Температура продуктов сгорания на входе в трубчатый воздухоподогре¬ватель по условиям окалинообразования трубных досок не должна превышать 530 °С. Рис.13.3.Компоновка экономайзера и воздухоподогревателя.
