Воздухоподогреватели

Это обязательный элемент энергетического парового котла, который служит для утилизации тепла продуктов сгорания и повышения температуры . Воздухоподогреватель (ВП): снижает недожог топлива (q₃, q₄); потерю тепла с уходящими газами (q₂); повышает КПД котла, температуру факела и интенсивность радиационного теплообмена.

ВП работают в областях низких температур, что приводит к конденсации водяного пара в холодной части ВП. Если температура стенки труб будет ниже температуры точки росы, то это приведет к образованию жидкой пленки на поверхности металла, вызывающей коррозию и налипание золовых частиц на поверхность труб.

По принципу действия различают рекуперативные ВП (ТВП) и регенеративные ВП (РВП).

Рекуперативные работают с неподвижной поверхностью нагрева, которая представляет собой стальные тонкостенные трубки, соединенные трубными досками. Наружный диаметр труб 40-50мм, при толщине стенки 1,2-1,6мм. Преимущество данных ВП – простота конструкции.

Расположение трубок всегда шахматное. Для получения необходимой скорости перекрестного тока воздуха, трубную систему по высоте разделяют промежуточными перегородками на несколько ходов. Увеличением числа ходов ТВП приближает схему взаимного движения теплообменивающихся сред к противоточной.

Рекуперативный воздухоподогреватель.

1. нижняя трубная доска;

2. трубки поверхности нагрева;

3. разделительная перегородка (отделяет один ход от другого);

4. верхняя трубная доска;

5. колонны каркаса;

6. линзовый компенсатор (компенсирует температурное расширение).

ТВП имеет жесткое крепление к каркасу нижней трубной доски хода или группы ходов. Температурное расширение металла труб ТВП компенсируется работой линзовых компенсаторов на верхней трубной доске.

Недостаток ТВП: малая поверхность нагрева в единице объема.

Регенеративный воздухоподогреватель

РВП представляет собой вращающийся ротор, который разделен на сектора радиальными перегородками. Каждый сектор заполняется теплообменной набивкой, которая выполняется из гофрированных стальных листов.

Теплообменная набивка попеременно омываются, при вращении ротора, газами (воспринимая тепло) и воздухом (отдавая аккумулированное тепло).

Эквивалентный диаметр теплообменной набивки составляет 8-9мм.

1. ротор;

2,3. входной и выходной патрубки по газам;

4,5. входной и выходной патрубки по воздуху;

6,7. ведомая и ведущая шестерни;

8. редуктор;

9. электродвигатель;

10. секторные перегородки;

11. металлическая гофрированная набивка.

Преимущества РВП:

Большая удельная поверхность на единицу объема (м₂/м₃), а следовательно компактность.

Недостатки РВП:

1. большие перетоки воздуха на газовую сторону;

2. более сложная конструкция (по сравнению с рекуперативным ВП);

3. расход энергии на привод.

РВП, как правило, располагается на улице.

ЛЕКЦИЯ №23

Статические и динамические характеристики котла.

В процессе эксплуатации котла могут изменяться, как параметры режима работы котла, так и состав топлива:

D, и т.д.

Все указанные величины определяют величину тепловых потерь и экономичность или .

Одной из задач эксплуатации является поддержание оптимальных режимов работы при данных условиях. Влияние указанных параметров изучается путем проведения испытаний, на основании которых составляется режимная карта эксплуатации котла. Результаты испытаний обрабатываются в виде построения статических характеристик. Статические характеристики отражают влияние перечисленных параметров на определяющие параметры теплообмена и экономичность котла.

Рассмотрим влияние указанных параметров.

1. Паропроизводительность (D) – может изменяться в достаточно широком диапазоне. Для котлов с естественной циркуляцией от 100 до 30%. (минимальная нагрузка ограничена надежностью циркуляции)

Для прямоточных котлов минимальная нагрузка ограничивается условиями (надежностью) охлаждения поверхностей нагрева.

При использовании жидкого шлакоудаления, минимальная нагрузка ограничивается условиями надежного выхода жидкого шлака (Dmin=0.6Dном).

Повышение нагрузки (D) в котлах с естественной циркуляцией требует увеличения расхода топлива или тепловой производительности топки, что ведет к увеличению температуры газов ( ) и скорости газов ( ) в газоходах и приводит к увеличению и снижению . ( ).

Изменение температуры перегретого пара, с ростом паропроизводительности, будет зависеть от соотношения радиационных и конвективных частей пароперегревателя.

Для котлов с естественной циркуляцией, где, как правило, преобладает конвективная часть, она увеличивается.

Увеличение температуры уходящих газов ( ) обуславливает повышение . Потеря тепла снижается с увеличением паропроизводительности. Потери тепла с недожогом топлива (q₃, q₄), с увеличением D, сначала снижаются, в виду повышения температуры процесса горения, а затем начинают возрастать, вследствие сокращения времени пребывания топлива в топке. Оптимальный режим работы котла ( = max), чаще всего имеет место при средней паропроизводительности, для которой минимальна сумма тепловых потерь ( ).

Следует отметить, что с ростом нагрузки котла, сокращается величина присосов воздуха (∆α) в газоходы. Поэтому для неплотных котлов, где величина присосов значительно превышает нормативные значения, потеря тепла с уходящими газами (q₂) может снижаться с повышением паропроизводительности (D), за счет снижения присосов. В этом случае, наиболее экономичный режим работы котла имеет место при максимальной нагрузке.