2.7. Конструктивні елементи котлоагрегатів

Розглянемо конструктивні елементи, пов’язані з пароводяним трактом, тобто елементи, в яких знаходиться вода і пара під тиском, що залежить від робочого тиску на виході з котла.

2.7.1. Парогенеруючі поверхні нагріву котлів

До парогенеруючих поверхонь нагріву котлів відносять екранні поверхні нагріву, розташовані у топці котла, та конвективні поверхні нагріву.

Екранні поверхні нагріву сприймають променеву теплоту від факела, що горить у топці, та конвекцією через омивання екранних труб гарячими газами топки.

Конвективні поверхні нагріву сприймають теплоту лише шляхом конвекції – за рахунок омивання труб конвективного пучка гарячими димовими газами, температура яких нижча температури газів в топці.

Інтенсивність теплосприймання екранними трубами істотно вища, ніж трубами конвективного пучка.

2.7.2. Пароперегрівники

Пароперегрівники відсутні в парових котлах, що продукують насичену технологічну пару.

Енергетична пара є перегрітою по відношенню до стану насичення, за рахунок чого досягається якомога вища ентальпія цієї пари, необхідна для зменшення витрати пари в паровій турбіні.

За способами сприйняття теплоти пароперегрівники можуть бути радіаційними, конвективними, радіаційно-конвективними.

Виготовляють пароперегрівники з цільнотянутих стальних труб із зовнішнім діаметром 28, 32, 38, 42 мм. Колектори пароперегрівника мають зовнішній діаметр від 160 мм до 320 мм.

Радіаційний пароперегрівниик являє собою плоску трубну систему, розташовану на стіні або на стелі топки, яка сприймає теплоту радіаційним способом від факела, що палає в топці.

Конвективний пароперегрівник омивається гарячими димовими газами, що надходять з топки і мають температуру 1000-1200 ^оС.

Радіаційно-конвективний пароперегрівник складається з радіаційної і конвективної частин.

Слід зазначити, що метал труб пароперегрівника працює в найважчих умовах, порівняно з іншими елементами котла. Відносно низька інтенсивність тепловіддачі від димових газів до зовнішньої стінки труби та від внутрішньої стінки до перегрітої пари (фактично газу) при високій температурі пари обумовлює високу температуру стінки труб. Тому труби пароперегрівника виготовляються з найбільш якісної, легованої сталі порівняно з іншими елементами пароводяного тракту.

Схеми включення пароперегрівників

Залежно від взаємного направлення руху димових газів і пари в трубах пароперегрівника розрізняють прямотечійну, протитечійну схему включення конвективних пароперегрівників, а також схеми включення з послідовно-змішаним або паралельно-змішаним потоками пари і газу. Схематично це показано на рис. 2-11.

В димоходах, де розташовані труби поверхонь нагріву пароперегрівника, природною є нерівномірність швидкостей руху димових газів по перетину газоходів (так званий, газовий перенос).

З ним пов’язана нерівномірність нагрівання пари в окремих трубах, якої позбавляються завдяки наявності проміжних колекторів пароперегрівника.

2.7.3. Регулювання температури перегрітої пари

Температура перегрітої пари в процесі роботи котла залежить від продуктивності котла, інтенсивності тепловіддачі від газів до стінки труб, температури живильної води, яка надходить в барабан котла (вона впливає на кількість насиченої пари, що надходить в пароперегрівник з барабана котла), забруднення екранів і поверхні труб пароперегрівника, вологості вугілля і мазуту і т.д.

Зі зростанням продуктивності парового котла теплосприйняття пароперегрівником зростає більшою мірою, ніж продуктивність котла. Збільшується кількість і швидкість димових газів, зростає їх температура, корисна різниця температур при передачі теплоти від газів до пари, що приводить до зростання температури перегрітої пари. Дозволяється відхилення фактичної температури перегрітої пари від паспортного значення не більше, як на 5 ^оС.

Основний спосіб регулювання температури перегрітої пари – зменшення її ентальпії шляхом охолодження в поверхневому теплообміннику-пароохолоднику. Парова камера теплообмінника-пароохолодника використовується як проміжний колектор пароперегрівника.

В окремих конструкціях парових котлів охолодження перегрітої пари здійснюють вприскуванням водяного дистиляту. На рис 2-12 наведена схема включення пароохолодника.