Низкотемпературные поверхности нагрева (нтпн)

К низкотемпературным поверхностям нагрева (НТПН) относятся поверхности, расположенные за конвективным пароперегревателем в конвективной шахте: водяной экономайзер (ЭКО) и воздухоподогреватель (ВП).

Компоновка НТПН зависит от требуемой температуры горячего воздуха.

Различают два вида компоновок: последовательную, когда за экономайзером располагается ВП; или в рассечку (двухступенчатая компоновка).

ВП является поверхностью нагрева, которая работает при минимальном температурном напоре и при минимальном коэффициенте теплопередачи (К); поэтому поверхность нагрева ВП превышает любую поверхность нагрева пароводяного тракта. Отношение водяных эквивалентов воздуха и газов.

, так как и .

Поэтому при противоточной схеме включения минимальный температурный напор ВП наблюдается с горячей стороны, так как воздух нагревается быстрее, чем охлаждаются продукты сгорания.

Пр. сгорания

Воздух

Для снижения разности температур необходимо увеличить поверхность нагрева. Экономически целесообразно иметь >30-40^oC.

Для экономайзера, где теплоемкость воды много выше теплоемкости газов минимальная при противотоке наблюдается с холодной стороны, так как вода нагревается медленнее, чем охлаждаются продукты сгорания.

Рассмотрим одноступенчатую (последовательную) компоновку поверхностей нагрева и график изменения температур теплообменивающихся сред

Такая компоновка применяется, когда требуется температура горячего воздуха не выше 300-350°С.

Для сжигания низкореакционных твердых топлив необходима более высокая температура горячего воздуха ( = 350-450°С). В этом случае применяется двухступенчатая компоновка НТПН или «в рассечку».

При двухступенчатой компоновке возрастает высота конвективной шахты, соответственно увеличиваются затраты металла и более высокими становятся присосы воздуха.

Водяные экономайзеры (эко)

В ЭКО воспринимается от 10 до 20% тепла, которое выделяется при сгорании топлива( ). Наиболее распространенным типом ЭКО являются стальные гладкотрубные, змеевиковые экономайзеры; схема включения – противоточная.

Используются трубы с . Для удобства эксплуатации и ремонта высота пакетов не должна превышать 1,5 м. Концы змеевиков соединяются коллекторами, которые могут располагаться за пределами газохода, но для снижения присосов или уплотнения конвективной шахты могут быть расположены и внутри газохода. В этом случае они играют роль опорной конструкции.

Движение воды в экономайзере всегда восходящее, что обеспечивает свободный выход с водой газов, выделяющихся при нагревании, и пара.

ЭКО: кипящие и некипящие.

Конструктивно они выполняются одинаково. В кипящем ЭКО максимальное паросодержание не должно превышать 25%.

Для обеспечения надежной работы ЭКО приняты следующие минимальные скорости воды в змеевиках:

ил - для некипящего экономайзера.

Этой скорости достаточно, чтобы пузырьки газов не скапливались в шероховатостях на верхней образующей труб. В противном случае, пузырьки агрессивных газов (О₂, СО₂) приведут к коррозии металла.

- для кипящего конвективного экономайзера.

Данной скорости достаточно для того, чтобы не наблюдалось расслоения пароводяной смеси, которое приводит к перегреву верхней образующей труб змеевиков.

Надежность работы экономайзера, особенно при сжигании высокозольных твердых топлив, также зависит от расположения змеевиков по отношению к фронту котла. Различают расположение перпендикулярное фронту и параллельное фронту.

Схема I (расположение перпендикулярное фронту)

1. ЭКО;

2. водоперепускные трубы;

3. барабан.

Схема II (расположение параллельное фронту)

В схеме I износу будут подвергаться все змеевики вблизи задней стенки.

В схеме II интенсивнее изнашиваться будет та часть змеевиков, которая лежит в области вблизи задней стенки.

В схеме I змеевики более короткие, вследствие чего облегчается их крепление