Профили паровых котлов.

1) П – образный:

Позиции

1 – топка.

2 – газоходы.

Недостаток неравномерное заполнение топки и газоходов продуктами сгорания.

2) Т – образный:

Недостаток сложность отвода уходящих газов дымососами.

3) Башенный:

Достоинство: 1) отсутствие дымососа

2) равномерное омывание поверхностей газами

Компоновка и тепловая схема парового котла.

Это взаимное расположение газоходов и поверхностей нагрева.

Для произвольной поверхности:

i″

0,99

Т епловосприятие: Q = = Q_бал = .

Уравнение теплопередачи: Q_т = .

Общее тепловосприятие: .

Температура стенки трубы поверхности нагрева:

t_ст

t_о

= => – температура наружной стенки трубы.

Д ля чистых труб => .

Основная задача эксплуатации сводится к тому, чтобы :

1) ↓t_р.ср. нельзя, т.к. t_р.ср. = f(Р_п).

2) ↓q нельзя, т.к. при ↓q → ↑↑Н.

3) ↑α₂ ~

Требования к компоновке:

1) Поверхности с высокой температурой рабочей среды, размещать в месте с высокой температурой газов (↑t_р.с. → ↑ ).

2) Осуществлять противоточную схему движения (∆t_прот. > ∆t_прям.).

3) Выполнять требования обусловленные надёжностью работы металла труб (t_ст < ).

Тепловая схема котла:

пер. пар

Пе

Т.Э.

эко

пит. вода

ВЗП

Е-500-14-545 ГМ

Гидродинамика парового котла.

Для нормальной работы котла необходим надёжный теплоотвод от поверхности нагрева к рабочей среде, чтобы имело место неравенство t_ст < . Условия охлаждения металла зависят от режима течения и структуры рабочей среды.

Характеристики движения потока:

Массовое паросодержание: Х = кг/кг.

Массовая скорость: кг/(м²·с). = 1500÷2000 кг/м²с

Приведённые скорости воды и пара: м/с, м/с.

С

Это удельные объемы

корость циркуляции: м/с.

Скорость пароводяной смеси: м/с.

Объёмное паросодержание: , где – истинное паросодержание, а – характеризует относительную скорость потоков (W_п и W_см). Для подъёмных труб топочных экранов W_п > W_см, поэтому β > .

1) с ↑Х → ↑β.

2) с ↑Р → ( → 1) → (β → Х)

4МПа

0

Режимы течения и структура рабочей среды в испарительных поверхностях нагрева.

Зависит от:

1) Х.

2) q.

3) W_потока.

4) Р

а) Вертикальный испарительный участок(размерность α₂- ):

↑α₂ = 2÷6·10³ ↑↑α₂ = 50÷100 ↑α₂ ↑α₂ ↓↓α₂ α₂ α₂

t₀=t_нас

Х₀=0

р q

вода 1. Х < 20% 2.Х₂>X₁ 3.X₃>60% 4.X₄>90%

1 ­– пузырьковый режим.

d_пуз ≈ 1÷2 мм. = 0,34·Р^0,43·q^0,7, от обоих параметров степенная зависимость с различной кривизной.

с ↑Р → ↑t_нас → ↓σ_пуз → ↓d_пуз → ↑α₂.

с ↑q → ↑Кол-во пузырей → ↑α₂.

2 – снарядный режим (пробковый)

Х₂ > Х₁.

3 – стержневой.

Х₃ > 60%.

4 – эмульсионный.

Х₄ > 90%.

Лекция №15

б) Горизонтальный испарительный участок:

Д

₂

α₂<1

W<0.5 м/с

ополнительное влияние здесь оказывает скорость потока.

Т.к. ρ_в/ρ_п=700,то

при ↓W за счёт разности плотностей воды и пара происходит расслоение смеси с захлёстыванием верхней образующей. Это приводит к перегреву и разрыву труб в результате длительного влияния усталостных напряжений.

П

о.п.

ри W < 0,5 м/с происходит перегрев и пережог верхней образующей.

Д ля исключения пережога:

1

Огнеупорное покрытие

) > 0,4.

2 ) защита слабонаклонных участков огнеупорным материалом (под).