Классификация пароперегревателей
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
Классификация пароперегревателей
Баланс тепла котельного агрегата
Полнота передачи теплоты топлива в котле к рабочей среде определяется КПД котла брутто. Последний определяется как отношение количества теплоты, воспринятой рабочей средой Q1, кДж/кг твердого и жидкого топлива, к располагаемой теплоте рабочей массы топлива, Qрр, кДж/кг:
=
Располагаемая теплота сжигаемого топлива в общем случае определяется по формуле
=
где Qрн - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг;
Qтл - физическая теплота поступающего на горение твердого или жидкого топлива, кДж/кг;
Qв.внш. - количество теплоты, полученной поступающим в котел воздухом при подогреве его вне агрегата, чаще всего в калориферах, кДж/кг;
Qп.ф. - теплота пара, используемого в паромеханических форсунках для распыления мазута, кДж/кг;
Qк - теплота разложения карбонатов минеральной массы твердого топлива, кДж/кг (учитывается при сжигании сланцев).
Физическая теплота поступающего топлива определяется его температурой
Где стл - удельная теплоемкость топлива, кДж/(кгК); tтл - температура топлива, С.
Использованное количество теплоты в паровом котле можно выразить также через тепловосприятия отдельных поверхностей нагрева котла:
где Qт.к. - тепловосприятие рабочей среды в поверхностях топочной камеры, кДж/кг; Qкпе, Qвт - тепловосприятие пара в конвективных поверхностях основного и промежуточного перегревателей, кДж/кг; Qэк - тепловосприятие экономайзера, кДж/кг.
Часть располагаемой теплоты топлива в процессе работы котла неизбежно теряется и составляет тепловые потери. Распределение теплоты, поступающей в паровой котел, на полезно используемую теплоту и потери положено в основу составления теплового баланса парового котла. Уравнение теплового баланса отвечает установившемуся тепловому режиму работы котла, его обычно записывают в отношении к 1 кг или 1 м3 сжигаемого топлива:
Qpp=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
тепловые потери
Если разделить левую и правую части уравнения на Qpp и выразить в процентах, то получим:
100=q1+q2+q3+q4+q5+q6
Условный коэффициент полезного действия
котельный агрегат пароперегреватель
Для сопоставления экономичности работы топочных устройств пользоваться условным коэффициентом полезного действия топки:
Отношение количества полезно используемого тепла на 1 кг сжигаемого топлива к располагаемому теплу называется коэффициентом полезного действия котельного агрегата , умножая который на 100 получают выраженное в процентах полезно использованное тепло:
При тепловом расчете котельного агрегата, зная величину всех его потерь, коэффициент полезного действия находят из баланса тепла:
Конструирование 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 383 или 323 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 450С, 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 (550С 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 р?/p>