КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Особенности температурного режима горизонтальных труб, криволинейных каналов и газоплотных экранов

Горизонтальные и слабонаклонны етрубы. Из гори­зонтальных труб выполняется экономайзер и пароперегреватель, располо­женные в конвективной шахте, радиационные поверхности в прямоточных котлах.

При движении пароводяной смеси в горизонтальных трубах возможны режимы течения (слоистый, волновой, поршневой), при которых верхняя часть трубы непрерывно или периодически омывается паром, а нижняя часть — водой. При обогреве трубы теплоотдача к паровой фазе ниже, чем к жидкой, и это вызывает значительный перегрев верхней части трубы по сравнению с нижней (рис. 9.11). При перепаде температуры по периметру трубы более 50°С, пульсации ее за счет наброса воды на верхнюю часть трубы, происходит разрушение оксидной пленки на поверхности металла и интенсификации коррозионных процессов, появляются усталостные трещи­ны в металле. Расслоенные режимы течения недопустимы. Минимальные массовые скорости, при которых расслоенные режимы переходят в осе- симметричные, составляют при р — 15 МПа и q — 200 кВт/м2: для труб с dBn = 50 мм (pw)mm = 1200-1500 кг/(м2-с); для труб с dm = 20 30 мм (pw)мин = ЮОО - г - 1200 кг/(м2-с). В барабанных котлах с естественной цир­куляцией обеспечить такие массовые скорости не удается, поэтому в них горизонтальные обогреваемые участки не делаются.

Экономайзеры кипящего типа (желательно, чтобы. твых < 0,25) располагаются в зоне невысоких тепловых потоков (q < 20 кВт/м2),

Особенности температурного режима горизонтальных труб, криволинейных каналов и газоплотных экранов

Рис. 9.12. Зависимость критического теп­лового потока qKp от паросодержания х для вертикальных (1) и горизонтальных (2) труб (р = 7 МПа, гир = 680 кг/(м2-с), dSH — 12, 7 мм).

Для них ((pw)mni = 500 - г 700 кг/(м2-с), рекомендуется принимать pw — 800 - г 1000 кг/(м2-с). Для некипящих экономайзеров pw = 500 - г 600 кг/(м2,с).

В прямоточных котлах и барабанных котлах с многократной принуди­тельной циркуляцией в испарительных поверхностях нагрева можно избе­жать расслоенные режимы, приняв pw > 1000 ч-1200 кг/(м2-с). Но и в этих условиях толщина жидкой пленки у верхней образующей трубы меньше, чем у нижней и боковых (средних), жидкая пленка испаряется быстрее и кризис теплообмена на верхней образующей начинается при меньшем зна­чении qKр и хгр (рис. 9.12). Для горизонтальных испарительных труб реко­мендуется принимать граничное паросодержание х10р: прир = 5,0-f 10 МПа •г-гор = 0,2; р = 10 - г 15 МПа жгор = 0,1; р = 15 - f - 17 МГІа хгор = 0. Эти значения меньше, чем при вертикальном расположении труб.

В наклонных парообразующих трубах может возникать асимметрия потока, поэтому область ухудшенного теплообмена в них несколько больше, чем в вертикальных, но меньше, чем в горизонтальных.

Особенности температурного режима горизонтальных труб, криволинейных каналов и газоплотных экранов

Угол от нижней образующей трубы

Рис. 9.11. Перегрев верхней обра­зующей горизонтальной трубы по сравнению с нижней при расслоен­ном режиме течения: 1-3 — р соот­ветственно 11; 18; 22,4 МПа.

Более сильно угол наклона трубы влияет на переход от расслоенных Режимов течения к осесимметричным: при а = 15°(pi/;)Nlim снижается при­мерно в два раза, что уже может быть обеспечено в контурах естественной Циркуляции. Поэтому в этих контурах допускаются обогреваемые участ­ки с углом наклона более 15°. В прямоточных котлах, где массовая ско­
рость выше, расслоение потока практически прекращается при угле поряд­ка 10°. Желательно делать испарительные поверхности нагрева с наклоном более 10°.

При сверхкритическом давлении в зоне больших теплоемкостей в горизонтальных и слабонаклонных трубах теплоотдача по пе­риметру также различается: слои жидкости с меньшей плотностью поднимаются к верх­ней образующей, коэффициент теплоотдачи снижается по сравнению со средним значе­нием и нижней образующей, а температура стенки увеличивается (рис. 9.13).

В горизонтальных пароперегревателях ДКД и СКД расчет теплообмена ведется по тем же зависимостям, что и для вертикаль­ных. При движении в горизонтальной тру­бе однофазной среды различия в плотно­сти среды у верхней и нижней образующих практически нет.

Криволинейные каналы (изо­гнутые трубы) образуются при изготовле­нии змеевиковых поверхностей нагрева (эко­номайзер, пароперегреватель), ширмы. При турбулентном течении в изогнутых трубах воды и пара при ДКД и СКД за счет вто­ричных течений происходит закрутка пото­ка, увеличивается перемешивание. Коэффи­циент а23 в изогнутых трубах выше, чем в прямых. Примерное соотноше­ние:

Of/a 2 = 1 + 3,5-d/Д (9.25)

Где D — диаметр гиба.

Особенности температурного режима горизонтальных труб, криволинейных каналов и газоплотных экранов

Рис. 9.13. Зависимость темпе­ратуры стенки у верхней (1) и нижней (2) образующих го­ризонтальной трубы при СКД от энтальпии (hn) и температу­ры (tn) потока.

При движении двухфазного потока в изогнутых трубах режим течения изменяется под воздействием центробежных (инерционных) сил. С уве­личением скорости потока влияние инерционных сил возрастает и про­исходит разделение потока: вода отжимается к наружной образующей ги­ба, а пар — ко внутренней (рис. 9.14, сечение а). При низком давлении могут возникнуть вторичные токи в сечении трубы (сечение б), которые перераспределяют жидкую фазу по сечению, и она сосредотачивается у внутренней образующей. На криволинейных участках условия для воз­никновения кризиса кипения и перехода в зону ухудшенного теплообме­на могут создаваться раньше (при меньших значениях средних балансовых

Особенности температурного режима горизонтальных труб, криволинейных каналов и газоплотных экранов

Рис. 9.14. Режимы течения двухфазного потока в криволинейном канале при высо­ком (а) и низком (б) давлении.

Паросодержаниях), чем в прямых трубах. С учетом сказанного, выполне­ние криволинейных участков в испарительных поверхностях при ДКД, особенно в зоне высоких тепловых потоков, не желательно. При необ­ходимости изготовления гибов (навивка Рамзина) проводят проверку их температурного режима, устанавливают в углах топки, где тепловые пото­ки ниже.

При сверхкритическом давлении в криволинейных каналах с малым радиусом гиба коэффициент теплоотдачи близок к а2 для прямых труб. В этом случае можно делать поверхности нагрева с изогнутыми трубами.

Газоплотные экраны. В газоплотных экранах трубы соединя­ются в цельносварную панель перемычками. Независимо от конструктив­ного выполнения, половина соединительной перемычки, прилегающая к трубе, называется плавником.

На рис. 9.15 показано конструктивное выполнение плавниковой тру­бы и обозначены основные размеры: S — шаг труб; h — высота плавни - Ка; Ьв, Ьк — толщина плавника в вершине и корне, соответственно. При Равномерном падающем (подводимом) тепловом потоке <7пад воспринятый тепловой поток q и температура стенки трубы и плавника будут нерав­номерными по периметру. Максимальная температура стенки трубы бу­дут на лобовой образующей, а плавника — в его вершине. Из-за гради-

Особенности температурного режима горизонтальных труб, криволинейных каналов и газоплотных экранов

Рис. 9.15. Температурные поля в плавниковой трубе (стрелками показана растечка теплоты в трубе и плавниках).

Ента температуры происходит растечка тепла как по стенке трубы, так и по плавнику.

Температура стенки плавниковой трубы настенной радиационной по­верхности нагрева на лобовой образующей определяется как для гладких труб.

На прочность цельносварных панелей большое влияние оказывает раз­ность температур в свариваемых (соседних) трубах,, вызывающая термиче­ские напряжения в плавниках и трубах. Допускается разность температур рабочей среды в свариваемых трубах не более 50°С. Особенно трудно вы­держать это требование в НРЧ котлов сверхкритического давления, где на фронтовой и задней стенах (реже — на боковых) располагаются рядом па­нели, включенные последовательно по ходу рабочей среды и, соответствен­но, имеющие разную температуру среды. Для выравнивания температуры среды по панелям делают байпас первого хода НРЧ, г. е. через панели про­пускают часть воды, средняя температура ее при этом увеличивается и ста­новится близкой к температуре второго хода; оставшуюся воду направляют по необогреваемым байнасным трубам, после первого хода оба потока воды смешиваются и направляются во второй ход.

Ошипованные трубы. Теплоизоляционная набивка между ши­пами (хромитовая, корундовая, хромомагнезитовая и т. п.) имеет теплопро­водность в 15-25 раз меньше, чем металл шипа (углеродистая сталь, сталь 12Х1МФ, сихромалсвая сталь), поэтому в ножке шипа происходит концен­трация теплового потока в 3-4 и более раза. Это приводит к повышению температуры наружной поверхности стенки и средней по толщине стенки.

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Требования к котельной (топочной) на твердом топливе: основные нюансы от специалистов компании Статус 24

Проектирование и сборка составляющих для системы обогрева должна быть четко согласовано со строительными стандартами к отопительным помещениям.

ТТ котлы, электричество и тепловой насос, как альтернатива газу.

Тарифы на центральное отопление постоянно растут, оплата этой коммунальной услуги отнимает большую часть платежей семьи. Отличным выходом может стать выбор альтернативного источника тепловой энергии, который должен стать энергосберегающим, недорогим и …

Подбор мощности твердотопливного котла.

Наиболее важным параметром, от которого зависит удобство и комфорт использования котла, является его мощность. Неправильно подобранная мощность грозит Вам целым рядом проблем и неудобств. Самой распространенной ошибкой является недостаточная мощность

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.