2.1 Экранные поверхности нагрева

Система испарительных поверхностей различных котлов разнообразна. В вертикально-водотрубных котлах (рисунок 1, а) она состоит из развитого пучка кипятильных труб 2, ввальцованных в верхний 1 и нижний 3 барабаны, топочных экранов 6, питаемых водой из котельных барабанов через пускные трубы 7 и соединительные 4 из камер (коллекторов 5).

Испарительные поверхности нагрева котельных агрегатов экранного типа (рисунок 1.б) состоят из барабана 1, системы экранных труб 6 с нижними 8 и 9 и верхними 5 экранными коллекторами, систем опускных 7 и соединительных 10 труб.

Рисунок 1.-Экранные поверхности нагрева котлов:

а-вертикално-водотрубных;б-зеркального типа:

1 и 3- верхний и нижний барабаны; 2 и 7- кипятительные и опускные трубы;-4 и 10 - соединительные трубы; 5,8 и 9- коллекторы; 6 -топочные экраны

2.2 Топочные экраны.

Это секции из параллельно включённых труб, покрывающих стены топки.

Типы экранов:

1) Гладкотрубный:

d × δ = 60 × 3 мм. Обычно используют сталь Сm 20.

Применяют в котлах малой и средней мощности.

2) Шиповой:

К трубам привариваются (перпендикулярно осям) прутки (шипы d_ш = 10 мм, h_ш = 25 мм). Применяют в топках с жидким шлакоудалением для ускорения воспламенения топлива и улучшения вывода шлака в чистом виде.

3) Газоплотный (из плавиковых труб):

Т акие экраны непроницаемы для газов (∆α = 0).

Преимущества:

повышается тепловосприятие экранов и отсутствуют присосы в топку.

3.Пароперегреватели (конвективные, радиационные, широмовые).

Прошедший сепарацию пар поступает на пароперегреватель ,который предназначается для повышения температуры и энтальпии пара, полученного в котле с целью повышения экономичности паросиловой установки.

Различают обычно 3 вида пароперегревателя:

• конвективный пароперегреватель;

• радиационный пароперегреватель;

• полурадиационный или ширмовый пароперегреватель.

Конвективный пароперегреватель размещается в газоходе котельного агрегата, обычно сразу же за топкой. Данная поверхность является основным элементом котлоагрегата , так как из всех поверхностей нагрева котельной установки поверхность пароперегревателя находится в самых тяжелых условиях.

Поэтому в зависимости от направления движения газа и пара различают 3 основные схемы включения пароперегревателя в газовый поток:

• Прямоточное (при котором движение газа и пара осуществляется параллельно);

• Противоточное (движение газа и пара осуществляется навстречу друг другу);

• Смешанное.

Рисунок 1.-

При противоточной схеме пароперегревателя достигается наибольшая разность температуры дымовых газов и пара, поэтому при противотоке поверхность нагрева пара пароперегревателя получается наименьшей.

Средний температурный напор при прямоточной схеме меньше, чем у противоточной , поэтому требуется большая поверхность нагрева пароперегревателя.

При противотоке через трубки переднего ряда протекает перегретый пар, поэтому передневых (одной) ряд трубок находятся в тяжелых температурных условиях ,так как они обогреваются газами с наивысшей температурой. В результате чего, стенки их подвержены большей опасности пережога, чем в первой стенке.

При выборе схемы включения пароперегревателя руководствуются следующими соображениями:

• Минимальная поверхность нагрева;

• Надежный температурный режим наиболее теплонапряженной трубки пароперегревателя.

Изготавливают пароперегреватель из стальных труб наружным диаметром от 28-42 мм, изгибаемых в змеевики с большой частью вертикального их расположения.

Скорость пара в трубах пароперегревателя выбирают из условия обеспечения надежности температурного режима труб.

Пароперегреватели котлов на давление 1,4 и 2,4 МПа 14 и 24 кгс/см²) выполняют одноходовыми (рисунок 2, а), а на давление 3,9 МПа 40 кгс/см²) — двухходовыми (рисунок 2, б). Кроме того, в котельных агрегатах используют и горизонтальные конвективные пароперегреватели (рисунок 2, в).

Температура пара в котлах с давлением 1,4 и 2,4 МПа не регулируется, а с давлением 3,9 МПа регулируется поверхностными пароохладителями которые работают на котловой или питательной воде, просты и надежны в эксплуатации.

Вывод:

Пароперегреватели служат для нагрева пара от температуры насыщения до требуемой температуры (t_н = 200÷340ºС, t_пе = 440÷545ºС).

Перегрев необходим по следующим причинам:

1) Повышается КПД теплоэнергетической установки в целом и, как следствие, снижается расход топлива.

2) Повышается надёжность работы турбины в связи с повышением степени влажности пара на выходе:

Питання для самоперевірки до теми № 7

1. Які схеми пароперегрівників застосовуються в сучасних котлах великої потужності? Вкажіть їх конструктивні характеристики.

2. Зобразіть схему комбінованого пароперегрівника в газовому потоці і вкажіть рух пари в ньому і місце його розташування.

3. Для чого служить проміжний пароперегрівник? Визначте особливості його конструкції, роботи й місця розташування.

5. Які причини розходження в температурі пари при зміні навантаження в радіаційному і конвективному пароперегрівниках?

6. Обладнання регенеративних повітропідігрівників. Вкажіть на переваги й недоліки їх роботи.

Література: [69-77, 84-86, 90-106; 10, с. 7-18, 48-60, 84-90, 129-150].