Тепловой котел конвективный пароперегреватель
 Скачать 0.53 Mb.
|
2.2 Парообразующие поверхности нагрева Процесс генерации пара в котлах с естественной циркуляцией осуществляется в отдельных контурах циркуляции. На рисунке 2.2 изображена схема замкнутого контура, состоящего из двух систем труб - обогреваемых (экранных, парообразующих) 2 и не обогреваемых 5, вверху объединённых барабаном 1, а внизу коллектором 6. Замкнутая система образует циркуляционный контур, который заполняется водой до уровня ниже диаметральной плоскости барабана 1 на 15-20 см. Объём барабана, заполненный водой, называют водяным объёмом, верхнюю часть, занятую паром - паровым объёмом. Поверхность, разделяющую паровой и водяной объёмы, называют зеркалом испарения. При создании в топочной камере зоны высоких температур газов, в обогреваемых газами трубах вода закипает. Далее при подведении тепла к экранным трубам они заполняются пароводяной смесью, имеющей плотность  , которая ниже плотности воды.Не обогреваемые трубы 5 заполнены водой, имеющей плотность воды  при давлении в барабане.Вертикальная плоскость, проходящая вдоль оси нижнего коллектора, условно разделяет гидравлическую систему на две части. С левой стороны от коллектора система подвержена давлению столба воды, заполняющей опускную, не обогреваемую трубу, равному  . С правой стороны система подвержена давлению столба пароводяной смеси, заполняющей обогреваемые трубы, равному  .Разность давлений  называется движущим напором естественной циркуляции: ,где  - движущий напор естественной циркуляции, Па;  - высота контура, м;  и  - плотности воды и пароводяной смеси, кг/м3,  - ускорение свободного падения, м/с2.Обогреваемые трубы получили название подъёмных труб, не обогреваемые трубы - опускных труб. В подъёмных трубах происходит в основном испарение воды. Поток пароводяной смеси обеспечивает охлаждение металла подъёмных труб, обогреваемых продуктами сгорания, и гарантирует их длительную и надёжную работу. Такие котлы получили название паровых котлов с естественной циркуляцией. Величина движущего напора прямо пропорциональна высоте контура  и разности плотностей воды и пароводяной смеси, являющейся функцией интенсивности теплообмена в топке.Отношение массового расхода циркулирующей воды  кг/с, к количеству образовавшегося пара в единицу времени  , кг/с, называется кратностью циркуляции:  .Кратность циркуляции обычно составляет величину от 4 до 30. Расход воды в контуре циркуляции в  раз больше паровой производительности котла.Область перехода от воды к состоянию пара называют зоной фазового перехода [5]. В барабанных котлах высокого давления (10 и более МПа) доля теплоты, затрачиваемой на парообразование, составляет порядка 40%. Парообразующие поверхности находятся в зоне наиболее высоких температур газов и требуют тщательного конструктивного выполнения для обеспечения надёжности работы контуров циркуляции. Котел имеет гладкотрубные экранные поверхности. Трубы в экранных поверхностях расположены с зазором - 4-6 мм. Гладкотрубные экраны применяют в паровых котлах, работающих под разряжением. Экранные поверхности разделены на секции. Экранные трубы каждой секции объединены нижним коллектором. Трубы секций боковых экранов вверху также имеют верхние коллекторы, из которых в барабан идут несколько отводящих труб большего диаметра. Парообразующие трубы фронтового и заднего экранов непосредственно вводятся в разделительный барабан 2. Крепление экранных секций делается вверху: верхний коллектор опирается на горизонтальные балки верхнего перекрытия каркаса котла. Тепловое расширение экранной секции предусмотрено вниз. Нижние коллекторы имеют свободу вертикальных перемещений в пределах расчетного расширения экрана (60-100 мм). Одним из эффективных методов снижения концентрации примесей в кипящей воде и в паре является ступенчатое испарение. За счет частичного упаривания в котловой воде происходит накапливание минеральных веществ. Накапливающиеся в водяном объёме растворённые и взвешенные вещества удаляются из нижних коллекторов и из барабана при периодической и непрерывной продувках. Непрерывная продувка части котловой воды осуществляется из барабана в количестве 0,5-1,5% расхода пара. Периодическую продувку проводят из нижних коллекторов с целью удаления накапливающегося там шлама. 2.3 Устройство пароперегревателя В горизонтальном газоходе котла расположен двухступенчатый конвективный пароперегреватель - первая по ходу газов ступень пароперегревателя 5 и вторая по ходу газов ступень пароперегревателя 6. Насыщённый пар из барабана котла поступает в коллекторы насыщенного пара 7 со встроенными в них поверхностными пароохладителями. На рисунке 2.3 приведена схема двухступенчатого пароперегревателя котла ТП-230-2. Температура перегретого пара в процессе работы котла может изменяться в достаточно широком диапазоне, поскольку она зависит от нагрузки котла, коэффициента избытка воздуха в топке, величины продувки, состояния поверхностей нагрева. Для регулирования температуры перегретого пара применяются пароохладителями поверхностного типа 7 (рисунок 2.1). Пароохладители расположены на стороне сухого насыщенного пара между барабаном котла 1 и пароперегревателем 6 (рисунок 1). Охлаждение пара осуществляется питательной водой, поступающей в пароохладители после II ступени водяного экономайзера 10 (рисунок 2.1). В пароохладителе часть пара конденсируется и его влажность повышается. Процесс регулирования температуры перегретого пара поверхностными пароохладителями на стороне насыщенного пара обладает большой инерционностью, однако, при этом обеспечивается наибольшая надёжность работы пароохладителей. Регулирование температуры перегретого пара осуществляется изменением расхода питательной воды через пароохладитель. После пароохладителя пар поступает во вторую ступень пароперегревателя 9. Трубы пароперегревателя изготовлены из углеродистой стали. Частично перегретый пар поступает во вторую по ходу пара и первую по ходу газов ступень 6, которая состоит из хромомолибденовых труб. Перегретый до температуры 510 0С пар через выходной коллектор пароперегревателя 3 (рисунок 2.3) направляется в главный паропровод станции. На рисунке 4 приведена схема движения пара по пароперегревателю. Из барабана 1 сухой насыщенный пар двумя потоками поступает в пароохладители 2, где происходит его охлаждение, при котором повышается его влажность, затем пар двумя потоками поступает в первую по ходу пара (вторую по ходу газов) ступень пароперегревателя. После прохождения первой ступени конвективного пароперегревателя пар поступает в промежуточные камеры 3. В промежуточных камерах происходит переброс потоков пара по сторонам котельного агрегата. Поток пара, двигавшийся по первой ступени пароперегревателя вдоль правой стороны котла, перебрасывается на левую сторону. Во второй ступени пароперегревателя этот поток будет двигаться вдоль левой боковой стены котла по ходу газов. Зеркально изменяется направление движения потока пара, движущегося по левой стороне котла в первой ступени пароперегревателя. Из промежуточных камер пар двумя потоками поступает во вторую (последнюю) ступень конвективного пароперегревателя. На выходе из второй ступени пар поступает в коллекторы перегретого пара 4. Из коллекторов перегретого пара он направляется в паросборный коллектор 5, где окончательно перемешивается и с заданной температурой через главную паровую задвижку 6 направляется в главный паровой коллектор тепловой электрической станции. |