1.5.4. Поверхности нагрева паровых котлов

В паровых котлах имеются следующие поверхности нагрева: экономайзеры, испарительные элементы, пароперегреватели и воздухоподогреватели.в

Все эти элементы подвержены воздействиям высоких температур и агрессивных сред (котловая вода и пар при высоких давлениях, с одной стороны и дымовые газы, с другой стороны).

1.5.4.1. Экономайзеры

Экономайзеры представляют собой обычные подогреватели питательной воды, использующие теплоту уходящих дымовых газов. Вода как рабочее тело паросиловой установки поступает в змеевики экономайзера под действием давления, создаваемого питательным насосом. Конструктивными деталями экономайзера являются трубы и коллекторы, изготовленные из качественной углеродистой стали (рис.23).

Рис.23 Конструкция трубного пакета, узлов и деталей стального экономайзера:

1―ввод питательной воды; 2―ввод подогретой воды; 3―змеевики; 4―опорные стойки; 5―лазы в газоходы; 6―обмуровка боковой стенки; 7―предохранительные прутки; 8―вид износа трубы без прутков; 9―защитная накладка; 10―соединительный патрубок.

Питательная вода движется снизу вверх, против направления движения дымовых газов. Так как в топке имеется некоторое разряжение, то через неплотности обмуровки могут наблюдаться присосы воздуха. Для снижения присосов при монтаже стараются резко сократить количество проходов труб через обмуровку установкой соединительных патрубков (10) между змеевиками и коллекторами.

Так как частицы золы, уносимые дымовыми газами, обладают абразивным свойством, то наружные поверхности труб экономайзера, особенно первые ряды, подвержены износу. Для уменьшения износа приваривают стальные прутки (7), которые изменяют аэродинамику набегающего газового потока.

К скорости воды в экономайзерных трубках предъявляются следующие требования: при номинальной мощности котла скорость воды должна лежать в пределах 0,4÷2,0 м/с, так как при таких скоростях будет равномерная раздача воды по трубам и из-за повышенных гидравлических сопротивлений экономайзера и перерасхода электроэнергии на привод питательного насоса.

1.5.4.2. Испарительные поверхности нагрева

Испарительные поверхности ― это поверхности парового котла, в которых происходит испарение воды до температуры кипения. Это котельные пучки труб, омываемые горячими топочными газами, фестон на выходе газов из топки, настенные топочные экраны с радиационным обогревом.

Испарительные радиационные поверхности нагрева котла размещаются в топочной камере в радиационной шахте, а конвективные ― в послетопочных газоходах агрегата, то есть в конвективной шахте.

1.5.4.3. Пароперегреватели

Рис.25 Основные конструктивные элементы пароперегревателей:

1―барабан; 2―двухходовая панель радиационного настенного топочного перегревателя; 3―подвесные вертикальные полурадиационные перегревательные ширмы на выходе из топки; 4―конвективный змеевиковый вертикальный перегреватель; 5―конвективный змеевиковый выходной перегреватель; 6―потолочная трубная панель перегревателя; 7―впрыскивающий пароохладитель; 8―выходной коллектор перегретого пара; 9―входной коллектор подвесных труб; 10―выходной коллектор подвесных труб; 11―подвысные трубы перегревателя; 12―опорная планка; 13―змеевики горизонтального перегревателя; 14―горелка.

В

1 2 3 4 5 6 Рис. 24.

пароперегревателях перегрев пара выше температуры насыщения необходим для повышения термического КПД электростанций и предупреждения эрозии лопаточного аппарата проточной части турбины . Перегрев пара осуществляется в трубчатых поверхностях, которые из способа передачи теплоты от дымовых газов можно классифицировать так:радиационные поверхности (передача тепла радиацией), конвективные поверхности (передача тепла конвекцией) и радиационно-конвективные поверхности (рис.25).

Радиационная поверхность нагрева (2) пароперегревателя обычно размещается на стенах топки. Поверхность радиационно-конвективная выполняется в виде U-образных ширм (3) и потолочных панелей (6), а конвективные поверхности в виде змеевиковых пакетов (4 и 5).

Различают перегреватели по способу крепления змеевиков: вертикальные (4) ― первичного перегревателя и горизонтальные (5) ― вторичного.