3. Пароперегреватели

Пароперегревателями называют такие поверхности нагрева котла, в которых происходит перегрев сухого насыщенного пара до необходимой температуры. Эти поверхности нагрева могут быть выполнены: радиационными - в виде экрана в топке котла; радиационно-конвективными - в виде притопочного трубного пучка; конвективными -в виде конвективного пучка труб, расположенного в том или ином месте газохода котла. В отличие от испарительных поверхностей нагрева, в пароперегревателях всегда имеет место принудительное движение среды (пара) за счет разности давлений в паровом коллекторе и за главным стопорным клапаном котла. Это обстоятельство дает больше свободы в выборе конструктивных схем пароперегревателей.

В судовых и корабельных котлах место пароперегревателя в газовом тракте котла определяется стремлением одновременно удовлетворить следующим основным требованиям:

• обеспечить надежность и простоту конструкции;

• обеспечить поддержание постоянной температуры перегретого пара на разных режимах нагрузки котла;

• сократить площадь поверхности нагрева пароперегревателя.

• .В настоящее время в судовых и корабельных котлах встречаются следующие типы пароперегревателей:

Вертикальный петлевой пароперегреватель

Эти пароперегреватели располагают обычно либо в газоходе за конвективным испарительным пучком, либо внутри испарительного пучка. По перепускной трубе насыщенный пар из парового коллектора поступает в коллектор пароперегревателя с заднего фронта и далее, двигаясь к переднему фронту, совершает несколько ходов по трубам последовательно включенных групп петель (на данном рисунке изображен 4-х ходовой петлевой пароперегреватель).

Недостатки петлевого пароперегревателя:

• петлевая конструкция не позволяет производить тщательную внутреннюю чистку труб;

• наличие одного коллектора не дает возможности постановки пароперегревателя на долговременное мокрое хранение;

• большая длина петель, закрепленных только в одном коллекторе, не обеспечивает достаточной жесткости трубной системы.

Вертикальный двухколлекторный пароперегреватель, совмещенный в одном газоходе с испарительным пучком:

Такой тип пароперегревателя обычно совмещается в одном газоходе с периферийным испарительным пучком так, что каждый из них занимает примерно половину длины котла.

Рис. 23. Схемы пароперегревателей судовых паровых котлов: а - вертикальный петлевой; б - вертикальный двухколлекторный; в - горизонтальный змеевиковый. НП - насыщенный пар; ПП - перегретый пар; ДГ - дымовые газы.

Компоновочная схема имеет следующие преимущества:

• позволяет придать конструкции пароперегревателя необходимую жесткость;

• обеспечивает тщательную внутреннюю чистку и надежное сухое и мокрое хранение;

• позволяет поместить трубную систему пароперегревателя в область более высоких температур.

Недостатки данной схемы пароперегревателя:

• требуется постоянный контроль за состоянием газового заслона кирпичной кладки, разделяющей испарительный и перегревательный пучки труб;

• совмещение водяного коллектора и коллектора пароперегревателя в один пароводяной коллектор создает неблагоприятные условия для теплового расширения металла, особенно в период разводки котла.

Вертикальный двухколлекторный пароперегреватель, расположенный за конвективным парообразующим пучком:

В этом типе пароперегревателя несколько первых рядов труб одновременно служат для перепуска пара из парового коллектора в нижний коллектор пароперегревателя. В паровом коллекторе насыщенный пар поступает в пароперепускную выгородку, куда выведены первые ряды труб ПП, и делает первый ход в нижний коллектор ПИ Отсюда перегреваемый пар совершает еще два хода по трубам остальных рядов между нижним и верхним коллекторами пароперегревателя.

В конструкции такого пароперегре­вателя меньше внутренних сочленений и он проще. Но при этом паровой коллектор загромождается деталями пароперепускной выгородки, уменьшается объем парового пространства, усложняется вальцовка труб, разборка и сборка внутренних частей во время чистки и ремонта.

Горизонтальный змеевиковый пароперегреватель:

Этот тип пароперегревателя располагается обычно в газоходе котла за парообразующим пучком либо внутри конвективного парообразующего пучка. Форма его трубной системы не связана с формой топки и прилегающих к ней испарительных пучков, вследствие чего змеевиковые пароперегреватели оказываются наиболее компактными. Пар движется сверху вниз навстречу движущимся газам по параллельным змеевикам, замкнутым ^раздающий и собирающий коллекторы.

Недостатками данной схемы являются:

• невозможность полного осушения трубной системы ПП, что вызывает коррозию внутренних поверхностей труб;

• невозможность проведения качественной внутренней чистки поверхностей труб;

• недостаточная жесткость конструкции;

• выход из строя одной из труб значительно уменьшает поверхность нагрева ПП.