Пароперегреватели

Главная  »  Продукция  »  Узлы и поверхности нагрева котлов  »  Пароперегреватели

Назначение и область применения

Пароперегреватель - устройство, предназначенное для получения перегретого пара с температурой выше, чем температура насыщения в барабане котла при том же давлении, что и в котле. Он является одним из наиболее ответственных элементов котельного агрегата, так как температура пара в нем достигает наибольших значений и металл перегревателя работа­ет в условиях, близких к предельно допустимым. Змеевики пароперегревателя и коллекторы, выполненные из углеродистой стали, могут работать при температурах перегрева до 425 °С.  В свою очередь, насыщенный перегретый пар значительно повышает коэффициент полезного действия котла.

По назначениям пароперегреватели делятся на основные, в которых перегревается пар высокого давления или сверх критического давления (СКД); промежуточные, в которых перегревается пар, частично отработавший в турбине.

Типы пароперегревателей:

Пароперегреватели по способу тепловосприятия подразделяются:

1. Конвективные пароперегреватели (располагаются в конвективном газоходе и получают теплоту конвекцией).

2. Радиационные пароперегреватели (устанавливаются на стенах топочной камеры и получают теплоту радиацией).

3. Ширмовые пароперегреватели, радиационно-конвективные (располагаются в верхней части топки и частично в горизонтальном газоходе между радиационными и конвективными поверхностями нагрева).

В котельных агрегатах низкого и среднего давлений используются конвективные пароперегреватели с вертикальным или горизонтальным расположением труб.

Для получения пара с температурой перегрева более 500 °С применяют ширмовые, комбинированные пароперегреватели, т.е. такие, в которых тепловосприятие в одной части поверхности происходит за счет излучения, а в другой — путем конвекции. Радиационная часть поверхности нагрева такого пароперегревателя расположена в виде ширм непосредственно в верхней части топочной камеры.

Устройство и принцип действия:

1. Конвективные пароперегреватели

В зависимости от направления движения потоков пара и продук­тов сгорания в пакетах конвективных пароперегревателей   различают три схемы движения потоков:

  1. Прямоточное
  2. Противоточное
  3. Смешанное

Направление движения греющей и нагреваемой среды у прямоточного пароперегревателя совпадают, а у противоточного направлены в противоположные стороны.

Рис. 1 – Схемы движения пара и продуктов сгорания в конвективных пароперегревателях:

а – прямоточное; б – противоточное; в – смешанное.

В противоточном пакете паропе­регревателя достигается   максимальный    температурный напор между продуктами сгорания и паром, что уменьшает поверхность нагрева и расход металла.                                               

Недос­татком   схемы   является   опасность пережога последних по ходу пара участков змеевиков, так как здесь пар наиболее высокой температуры встречается с продуктами сгорания, также имеющими наибольшую тем­пературу и металл труб находится в тяжелых температурных условиях.

По    схеме   противотока    работают только   конвективные   поверхности, омываемые газами температурой не выше 600 – 850 °С в зависимости от качества металла.

При прямотоке темпе­ратурный напор получается меньше, чем при противотоке и, соответст­венно,   увеличивается    необходимая поверхность нагрева. Однако усло­вия работы металла лучше, так как участки змеевиков    с    наибольшей температурой    пара    обогреваются продуктами сгорания, уже частично охлажденными.

В смешанной схеме взаимного движения пара и продуктов сгорания достигаются оптимальные условия надежности и умеренной стоимости конвективного пароперегревателя.

Конвективные пароперегревате­ли выполняют из стальных труб наружным диаметром 32— 42 мм для высокого и сверхкрити­ческого давления и толщиной стен­ки 5—7 мм. Различают змеевики одно- и многорядные. Они отличаются числом рядов параллельных труб, выходящих из коллектора.

При большой тепловой мощности котла змеевики паропере­гревателя выполняют обычно в три-четыре ряда труб, при этом затруд­няются условия для приварки концов труб в коллекторе, увеличивается число сверлений в нем и уменьшается его прочность.

Рис. 2 – Схема вертикального конвективного пароперегревателя:

1 – барабан котла; 2 – главная паровая задвижка; 3 – выходной коллектор перегретого пара; 4 – промежуточный коллектор с поверхностным пароохладителем; 5 – балка для подвески змеевиков; 6 – подвеска змеевиков; 7 – змеевик первой ступени пароперегревателя; 8 – дистанционная планка; 9 – дистанционная гребенка; 10 – змеевик второй ступени пароперегревателя; ПГ – продукты горения.

2. Радиационные пароперегревате­ли

При небольшой поверхности ра­диационный пароперегреватель ба­рабанного парового котла обычно занимает потолок топки, а если этого недостаточ­но, то его размещают и на верти­кальных ее стенах.

 На­стенные перегреватели, выполнен­ные в виде панели на всю высоту топки, оказываются   менее   надежными и так отвод теплоты от ме­талла к пару во много раз слабее, чем к кипящей воде. Особенно тя­желый режим имеет металл труб настенного перегревателя при сни­женных нагрузках, когда расход па­ра в трубах заметно снижается.

3. Ширмовые пароперегреватели

Ширмовые пароперегреватели представляют собой систему труб, образующих плоские плотные панели с входными и выходными коллекторами.

Ширмы размещают в верхней части топки на расстоя­нии 600 – 1000 мм одна от другой вертикально или горизонтально.

Они являются радиационно-конвективными поверхностями, так как их тепловосприятие складывается из значитель­ной доли радиационного излучения от ядра факела и раскаленных га­зов в объеме между ширмами и до­ли конвективного теплообмена.

Газы омывают ширмы продоль­но-поперечным потоком со скоро­стью 5 – 8 м/с.

Ширмовые перегре­ватели обычно получают 20 – 40% всего тепловосприятия пароперегре­вателя.

Ширмы могут изготавливаться из плавниковых труб. Они меньше шла­куются и легче очищаются от наруж­ных загрязнений.

В Тюменской области выросла добыча нефти в I полугодии 2018 года
Добыча нефти в Тюменской области (без учета автономных округов) в I полугодии 2018 года выросла на 6,6%, попутного газа - на 7,2%. Об этом заявила директор областного департамента недропользования и экологии Жанна Злобина.
Эксперты назвали европейские страны с самым доступным бензином
Специалисты агентства РИА Рейтинг составили перечень стран Европы с наиболее доступным бензином.