Одноступенчатый перегреватель с противотоком

При температурах до 350°С используется такая схема.

Если температура выше, то используется двухступенчатая система, причем I ступень с противотоком, а | | - по прямотоку

Двухступенчатая система t_пв>350°C

Если - пароперегреватель становится конвективно-радиационным или чисто радиационным и выносится уже в топочное пространство.

в) температура подогрева воздуха

В современных КА использование тепла заканчивается в хвостовых поверхностях нагрева: в экономайзере, где подогревается вода, и в воздухоподогревателе, где подогревается воздух, направляемый далее в топку.

Подогрев воздуха на 100° повышает адиабатную температуру в топке на 50°. Это значит, что увеличивается теплоотдача в топке, уменьшается необходимые дорогие экранные поверхности, т.к.

,

где k-увеличивается, H-уменьшается при том же количестве тепла.

Конечная температура горячего воздуха определяется такими фак­торами:

1. видом сжигаемого топлива

2. характеристиками металла, т.е. способностью их противостоять коррозии и другим вредным явлениям, происходящим при высокой температуре.

Температуры подогрева воздуха, рекомендуемые для мощности

D > 20 т/ч

а) для слоевых топок тощие угли,

ПА, А - 150 ÷ 200°С

бурые угли - 150 ÷ 200°С

для высоковлажных - 250°С

б) камерные топки с твердым шлакоудалением маловлажные топлива (Wⁿ < 1,5% ) - до 350°С влажные - несколько выше

высоковлажные ( Wⁿ > 5% ) - до 420°С

в) топки с жидким шлакоудалением

для всех - 300 ÷ 430°С г) газомазутные топки

200 ÷ 300 °С, но для мазута – выше.

Компоновка хвостовых поверхностей

Если температура уходящих газов 130°С, а температура холодного воздуха 30° и при разнице между ними температурой сгорания и холодного воздуха на входе 50°, т.е.

t_у.г..=130°С t_х.в. =30°С Δt_M = 50°С,

то можем получить температуру горячего воздуха.

t_.гв..= 270 °С

По условиям эффективности теплообмена температура на горячем конце воздухоподогревателя не должен быть ниже 50-70°С.

Свыше 270°С (при камерном сжигании топлива) организуется двух­ступенчатая компоновка, и как правило, размещение поверхности да­ется в рассечку с экономайзером.

Двухступенчатая компоновка хвостовых поверхностей нагрева означает вынос воздухонагревателя (второй его ступени) в область более высокой температуры продуктов сгорания, а, следовательно, цель двухступенчатой компоновки - получение максимально воз­можной температуры горячего воздуха.

выбирается по условию теплообмена и эта промежуточная температура должна быть равна t_п.в + (30 ÷ 40), т.к. она идет по тому же газоходу, что и питающая вода. Если будет стремиться к такой температуре, то в экономайзере получим больший перепад Δt, чтобы сократить поверхность экономайзера.

Пример выполнения тепловой схемы

Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на теп­ловую экономичность КА, т.е. КПД КА. При снижении ее на 15-16% можно повысить КПД почти на 1%..

Уменьшение этой температуры связано с ростом поверхности - это удорожание. Поэтому выбор оптимальных температур уходящих газов строится на основе технико-экономических соображений. Принято,чтобы Δt на выходе было ≥ 50°. Для высокосернистых топлив это­го мало, надо стремиться к более высокой температуре уходящих газов, чтобы не было коррозии.

Рекомендуемые значения:

угли сухие 130 - 140°

угли влажные 130 - 150°

высоковлажные 140 - 160°

природный газ 120 - 140°

мазут 150 - 170°

Лекция 16. Испарительные поверхности нагрева

К ним относятся экраны и конвективные испарительные поверхнос­ти или пучки, фестоны.

Экраны - это ряд параллельно включенных труб, образующий фронтальный, задний и боковые поверхности нагрева, обычно без промежуточных коллекторов. Исходя из конструкции крутонаклонные участки (холодная воронка)

Диаметр экранных труб: d =51÷60 мм

Длина экранных труб: l > 10÷15 м

∑f_оп = (30÷50%)

f _оп- суммарное сечение опускных труб. Толщина стенок зависит от давления в барабане (1-2 мм). Экранные трубы должны крепиться таким образом, чтобы обеспечивать перемещение вверх и вниз, т.е. труба (1м) при нагреве на 100°С изменяется на 1 мм, то удлинение экранированных труб может достигать 10 см и более.

Трубы цельнотянутые.

Трубы могут образовывать газоплотную панель - трубы, соединен­ные ребрами на сварке. Это позволяет на 15-20% снизить удельный вес экрана и более надежно защитить обмуровку от растрескивания.

Газоплотная панель состоит из плавниковых труб.

Барабан - самое дорогое устройство в КА. Его величина зависит от мощности КА. Бывает с Д = 0,8 ÷1,5 м , длиной l до 15 м, толщиной δ= 13 ÷ 150 мм.