Конструкция пароперегревателей

Пароперегреватель - один из наиболее ответственных элементов котельного агрегата: температура рабочего агента в нем больше, чем в других частях котельного агрегата, а поэтому стенки его трубок нагреваются больше по сравнению с трубами котла. При высоком перегреве пара их выполняют из высококачественной стали. Учитывая это, следует стремиться к максимальному уменьшению поверхности нагрева пароперегревателя, особенно для котлов с высоким давлением и высокой температурой перегрева пара. Это достигается установкой его возможно ближе к топочному устройству, обычно за первым газоходом, где газы имеют наивысшие температуры.

Конструкция пароперегревателя несложна и состоит из ряда параллельно включенных труб, обычно диаметром 38 3 или 32 3 мм, изогнутых в виде петлеобразных змеевиков, развальцованных своими концами в коллекторах-паросборниках прямоугольного или круглого сечения. Для возможности развальцовки концов труб в коллекторах оставляют лючки, обычно один на четыре трубы.

Если необходимо получить пар с температурой свыше 450°С, поверхность нагрева первого газохода очень сильно уменьшают, оставляя в нем лишь несколько рядов кипятильных труб для защиты пароперегревателя от пережога слишком горячими газами, покидающими топку. В котлах, где требуется получить очень высокий перегрев пара (550°С и более), часть поверхности нагрева перегревателя размещают непосредственно в топке (радиационные пароперегреватели). При П-образной компоновке котельного агрегата пароперегреватель обычно располагают в соединительном газоходе между топкой и шахтой с конвективными поверхностями нагрева.

Допускается как вертикальное, так и горизонтальное расположение змеевиков пароперегревателя. Однако за последние годы применяют пароперегреватели исключительно с вертикальными змеевиками, так как крепление змеевиков в них получается более простым и надежным.

При конструировании пароперегревателей скорость пара в них принимают в пределах 25-10 м/сек; причем, чтобы не получить слишком больших гидравлических потерь, ее принимают тем меньше, чем больше давление пара.

В пароперегревателе кроме нагрева пара происходит также и некоторое испарение котловой воды, уносимой с насыщенным паром из барабана котла. Явление это нежелательное, так как вызывает накипь в змеевиках, очищать которую из-за сложной их формы трудно. Учитывая это, приходится очень тщательно следить за качеством котловой воды и работой паросепарационных устройств.

При растопке котла, когда пар через пароперегреватель еще не идет, возможен пережог трубок, поэтому предлагалось перед растопкой пароперегреватель заливать водой. Однако эта мера приносит больше вреда, чем пользы, так как из воды в змеевиках откладывается накипь. В начале растопки температура газов еще невелика и конденсата, оставшегося в змеевиках после остановки котла, вполне достаточно для их охлаждения. В дальнейшем, когда котел начинает прогреваться сильней, в нем уже идет процесс парообразования. Пар можно выпускать через пароперегреватель в атмосферу, охлаждая тем самым его змеевики.

Большое значение для надежной работы пароперегревателя имеет равномерность расхода пара по отдельным змеевикам. При большой разнице в расходе пара некоторые змеевики сильно перегреваются и возможен их пережог. Положение еще осложняется в связи с тем, что при большой ширине современных котлов температура газового потока различна в отдельных местах, а это в свою очередь еще больше увеличивает температурную разрегулировку по змеевикам. Равномерность расхода пара по змеевикам обычно обеспечивается, если скорость пара вдоль оси коллекторов в два раза меньше, чем в змеевиках. Температурная разрегулировка резко уменьшается, если устанавливать промежуточные коллекторы, где происходит перемешивание пара.