8. Характеристики и виды движения водного теплоносителя в паровых котлах Гидродинамика водного теплоносителя в паровых котлах
 Скачать 4.43 Mb.
|
10.5.Влияние внутритрубных отложений на температурный режим обогреваемых труб парового котлаПитательная вода, поступающая в паровой котел, содержит определенное количество примесей (оксид железа, меди и других металлов, соли жесткости, кислород, углекислоту и т.д.). По мере прохождения водного теплоносителя по пароводяному тракту котла часть примесей осаждается на внутренней поверхности трубы. При контакте теплоносителя со стенкой происходит коррозия металла, продукты коррозии частично переходят в воду, а частично остаются на поверхности металла. Суммарное количество продуктов коррозии на поверхности и осадившихся на стенке из потока воды примесей представляет собой внутритрубные отложения. Наличие отложений на внутренней поверхности обогреваемой трубы несколько повышает коэффициент теплоотдачи α2, а слой отложений представляет собой дополнительное термическое сопротивление. Внутритрубные отложения имеют капиллярно-пористую структуру, диаметр капилляров составляет от 0,5 до 8…10 мкм, количество их достигает 3000…5000 на 1 мм2. Шероховатая поверхность отложений интенсифицирует теплообмен в области однофазного потока, а в зоне ухудшенного теплообмена (на закризисном участке) повышает теплоотдачу в 2-6 раз. Пористая структура отложений способствует усилению парообразования, так как увеличивается число центров парообразования, с другой стороны - паровая пленка у стенки образуется при меньших значениях паросодержания, поэтому кризис теплоотдачи наступает при тепловых потоках, более низких, чем на чистой внутренней поверхности трубы. Термическое сопротивление слоя отложений значительно повышает температуру стенки трубы (на несколько десятков градусов) и поэтому обязательно учитывается при анализе температурного режима трубы. Перепад (разность) температур в слое отложений ∆tотл определяется тепловым потоком qвн = μβqмакс, толщиной слоя δотл и его теплопроводностью λотл. Толщина слоя отложений составляет десятки и сотни микрометров, коэффициент теплопроводности достаточно низкий, λотл = 0,3…3,0 Вт/(м∙К). Значение ∆tотл определяется по формуле
где исходное изменение температуры в слое отложений, отнесенное к qвн=100 кВт/м2, находят по номограмме рис.10.16 в зависимости от λотл, Вт/(м∙К), и δотл, мкм.  Из (рис. 10.16) видно, что при δотл =100 мкм, λотл = 1,0 Вт/(м∙К), qвн =100 кВт/м2 изменение температуры в слое отложений составляет 10°С. В зоне высоких тепловых потоков (qвн = 500…800 кВт/м2) значение  На то же значение ∆tотл увеличится средняя температура стенки tстср и температура наружной поверхности tстн . Для обеспечения надежности работы трубы при высоких температурах металла применяют жаропрочную и жаростойкую сталь. |
