Классификация пароперегревателей
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
°ботой 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.
Классификация пароперегревателей
Пароперегреватель предназначен для перегрева поступающего в него насыщенного пара до заданной температуры. Он является одним из наиболее ответственных элементов установки, так как температура пара здесь достигает наибольших значений и размещается он в зоне высокой температуры газов.
По виду тепловосприятия пароперегреватели различают конвективные, располагаемые в конвективном газоходе и получающие теплоту конвекцией, и радиационные, устанавливаемые на стенах топочной камеры и получающие теплоту радиацией. Имеются еще и полурадиационные ширмовые пароперегреватели; их располагают в верхней части топки и частично в горизонтальном газоходе между радиационными и конвективными поверхностями нагрева.
По назначению они делятся на основные, в которых перегревается пар ВД или СКД, и промежуточные, в которых перегревается пар, частично отработавший в турбине.
Конвективные пароперегреватели выполняют из стальных труб внутренним диаметром 20-30 мм. В промежуточных пароперегревателях внутренний диаметр достигает 50 мм.
Обычно для пароперегревателей применяют гладкие трубы. Они технологичны и дешевле ребристых. Гладкие трубы меньше подвержены наружным отложениям и легче подвергаются очистке. Недостаток гладкотрубных поверхностей нагрева - ограниченное тепловосприятие при умеренных скоростях газового потока. Учитывая, что теплопередача через поверхность нагрева лимитируется наружным теплообменом , предложили конструкции с наружным оребрением труб. Различают продольное оребрение и поперечное оребрение.
На мощных энергетических блоках применяют промежуточный перегрев пара. Поскольку давление вторично-перегретого пара невелико (3-4 МПа), гидравлическое сопротивление промежуточного пароперегревателя должно быть небольшим (0,2-0,3 МПа). Это ограничивает массовую скорость пара и соответственно требует применения труб значительного диаметра, что снижает коэффициент теплоотдачи на внутренней стенке. Низкие значения коэффициента теплоотдачи при интенсивном обогреве поверхности промперегревателя, особенно на выходе из него, вызывают в ряде случаев недопустимое повышение температуры перлитной стали, из которой выполняется пароперегреватель, и требуют перехода на дорогую и технологически более сложную аустенитную сталь. Уменьшить температуру стенки промежуточного перегревателя можно, расположив его в зоне умеренного обогрева, однако это связано со значительным увеличением его поверхности нагрева, что экономически невыгодно. Интенсифицировать внутренний теплообмен в выходной (горячей) части перегревателя можно применением труб с внутренним продольным оребрением. Такая конструкция, развивая внутреннюю поверхность, существенно уменьшает температуру стенки.
Из труб пароперегревателя образуют змеевики с радиусами гибов не менее 1,9d. Концы змеевиков приваривают к коллекторам круглого сечения. Различают змеевики одно и многозаходные. В котлах большой мощности пароперегреватели выполняют с большим числом заходов змеевиков. При этом затрудняются условия крепления концов труб в коллекторе, уменьшается его прочность. Поэтому в многозаходных поверхностях нагрева применяют перчаточную конструкцию присоединения змеевиков к коллекторам.
В зависимости от направления движения потоков пара и продуктов сгорания различают прямоточные, противоточные и смешанные схемы пароперегревателей.
В противоточном пароперегревателе достигается максимальный температурный напор между продуктами сгорания и паром, что уменьшает поверхность нагрева и расход металла. Недостатком схемы является опасность пережога последних по пару змеевиков, так как здесь пар наиболее высокой температуры встречается с продуктами сгорания, также имеющими наибольшую температуру, и металл труб находится в тяжелых температурных условиях. При прямотоке температурный напор меньше, чем при противотоке. Однако условия работы металла лучше, так как змеевики с наибольшей температурой пара обогреваются продуктами сгорания, уже частично охлажденными на входном