2.5. Пароперегреватели

2.5.1. Конструкции пароперегревателей

Элементы пароперегревателя. Пароперегреватель предназначен для пе­регрева поступающего в него пара до заданной температуры. В пароперегрева­теле современного котла различают радиационную, полурадиационную (ширмовую) и конвективную части.

Радиационная часть походит по конструкциям на экраны и подобно им расположена на стенах и потолке топки.

Как и в экранах, трубы радиационной части пароперегревателя воспри­нимают лучистое тепло, выделяемое топочными газами.

Конвективная часть пароперегревателя расположена вне топки котла. У котлов среднего давления в конвективных газоходах находится обычно весь пароперегреватель. У большинства котлов высокого и сверхкритического дав­ления - лишь его часть. Эта поверхность нагрева представляет собой трубные пакеты, в которых дымовые газы проходят между находящимися друг от друга на расстоянии порядка 100мм горизонтальными змеевиками (рис. 32, 33). Ос­новное количество тепла передается конвекцией.

В котлах среднего давления на перегрев пара затрачивается до 20% теп­ла, воспринимаемого котельным агрегатом от дымовых газов. В этих условиях пароперегреватель относительно невелик и может быть размещен между кон­вективными поверхностями нагрева.

В современных котлах, работающих на параметры пара Р = 140 кгс/см и t = 570 °С, на долю пароперегревателя приходится около 35% воспринимаемо­го котлом тепла, а при наличии промежуточного перегрева пара - до 50% теп­ла.

Такой пароперегреватель не может состоять только из конвективных трубных пакетов, он должен воспринимать и часть выделяемого в топке лучи­стого тепла.

Ещё большая доля лучистого тепла приходится на пароперегреватель в котлах сверхкритического давления.

По назначению пароперегреватели делятся на первичные, в которых пе­регревается пар высокого давления, и промежуточные, служащие для пере­грева пара, возвращаемого из турбины.

Схемы движения пара в пароперегревателе. Направление движения пара в змеевиках пароперегревателя может совпадать с направлением движения га­зового потока - прямоточное - или быть ему противоположным - противоточное.

При прямоточной схеме движения пара (рис. 34) требуется большая по­верхность нагрева пароперегревателя, что вызвано относительно низким тем­пературным перепадом (температурным напором) между дымовыми газами и паром. Кроме того, при такой схеме возможны пережоги труб в первых змее­виках (по ходу пара), так как соли, уносимые паром из барабана котла откла­дываются в них больше, чем в последних змеевиках.

В современных паровых котлах эту схему применяют редко.

При противоточной схеме движения (рис. 34, о) при прочных равных ус­ловиях требуется меньшая поверхность нагрева, но повышается температура нагрева труб в выходных змеевиках пароперегревателя, что может вызвать их пережег.

Смешанная схема движения газов и пара (рис. 34, в) наиболее надежна в эксплуатации. В этом случае входные змеевики (по ходу пара), в которых на­блюдаются наибольшие отложения солей, и выходные змеевики с паром максимальной температуры отнесены в область умеренных температур дымовых газов.

Общий вид конвективного вертикального пароперегревателя котла сред­ней мощности представлена на рис. 35.

Насыщенный пар поступает из барабана 1 котла в змеевики первой сту­пени б пароперегревателя, включенные по промывочной схеме, нагревается в них и направляется в регулятор перегрева 3. Перерыв пара до заданной темпе­ратуры происходит в змеевиках второй ступени 9 пароперегревателя, вклю­ченных по смешанной схеме.

Вверху змеевики крепятся путем подвешивания их к балкам 4 потолоч­ного перекрытия котла, а внизу они имеют необходимые дистанционные креп­ления 7, 8.

К промежуточной камере (коллектору) (пароохладителю) и выходному коллектору перегретого пара змеевики присоединяют сваркой.

Камеры 2, 3 пароперегревателя изготовляют из стальных труб диамет­ром 133 мм, а змеевики из стальных труб диаметром 32, 38 или 42 мм с тол­щиной стенки 3-3,5 мм.

Материалом для труб змеевиков и камер (коллекторов) служит углеро­дистая качественная сталь марок 10 или 20.

В некоторых случаях последним по ходу пара змеевики изготовляют из легированных сталей 12ХМ, 15Х1МФ и др.