КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Принципы компоновки поверхностей парового котла

Как известно из гл. 1, паровой котел состоит из трех основных эле­ментов: топочная камера с развитым радиационным теплообменом, газоход пароперегревателя (горизонтальный) со смешанным радиационно-конвек- тивным теплообменом и конвективная шахта с развитым конвективным теплообменом. Взаимное расположение газоходов и направление движе­ния в них продуктов сгорания определяет профиль парового котла. Наибо­лее распространенным является П-образный профиль котла, но возможны и другие варианты, о чем будет сказано ниже. Последовательность располо­жения поверхностей нагрева вдоль газового тракта объединяется понятием компоновка поверхностей нагрева парового котла.

Компоновка поверхностей в газоходах котла оказывает непосредствен­ное влияние на общие размеры котла, расход высококачественного металла для выполнения его поверхностей и надежность работы котла. Поверхность нагрева с определенной средней температурой рабочей среды может быть размещена в разных температурных зонах газового тракта. Выгоднее поме­стить ее в зоне с более высокой температурой продуктов сгорания, тогда за счет более интенсивного теплообмена в этой зоне заметно уменьшается размер поверхности нагрева, но одновременно растет рабочая температура металла, и для обеспечения надежности потребуется использовать более высококачественный и дорогой металл для труб поверхности. С учетом различной температуры рабочей среды в поверхностях нагрева и различ­ной интенсивности отвода теплоты от металла, что определяет его мак­симальную температуру, возможны многочисленные варианты размещения поверхностей вдоль газового тракта, т. е. многочисленные варианты ком­поновок. Отсюда возникает задача оптимизации компоновки поверхностей с целью снижения металлоемкости и стоимости парового котла в целом.

Основные принципы оптимизации конструкции парового котла сводят­ся к следующим положениям.

В топочной камере парового котла имеют место самые высокие теп­ловые потоки на экранные поверхности, но за счет плотного расположения труб у стен топки этот тепловой поток воспринимает только лобовая сторо­на трубы, т. е. «работает» на тепловосприятие примерно половина наружной поверхности трубы. В зоне конвективного теплообмена заметно ниже ин­тенсивность тепловых потоков, но здесь в тепловосприятии участвует вся наружная поверхность трубы. К тому же надо учесть, что радиационный теплообмен резко снижается с понижением температуры, а конвективный — зависит от скорости газов и величины температурного напора между газо­вым потоком и рабочей средой. Раздел между поверхностями с преимуще­ственным радиационным и конвективным теплообменом находится в зоне выхода из топки.

В итоге оптимальное соотношение доли радиационного и конвективно­го теплообмена в котле определяется выбором температуры газов на выходе из топки при которой удельное тепловосприятие единицы поверхности трубы примерно одинаково как от радиационного, так и конвективного теп­лообмена. В зависимости от технологии производства поверхностей, сред­ней стоимости металла, используемого для поверхностей котла, значение - 1 250 - f - 1 300°С. Указанное оптимальное значение д" можно иметь только при сжигании топлив, не имеющих золы (газ, мазут). В остальных случаях (твердые топлива) для исключения шлакования плотных радиаци - онно-конвективных поверхностей, расположенных на выходе из топки, при­ходится снижать эту температуру до значения 1 050-1 150°С и, тем самым, развивать топочные экраны (или сильно разреженные ширмы) в верхней части топки, работающие в этой области температур с низкой эффективно­стью.

Поверхности нагрева вдоль газового тракта (с учетом снижения темпе­ратуры газов по тракту) следует размещать таким образом, чтобы в каждой из них существовал достаточный перепад температур между греющими газами и тепловоспринимающей рабочей средой, что обеспечивает ее теп­ловую эффективность. Это положение формулируется следующим образом: поверхности нагрева располагают вдоль газового тракта по мере уменьше­ния средней температуры рабочей среды в них (рис. 6.8). Действительно, средняя температура £0.пе > *п. пе > ^эк > t. Bl]. Таким образом, обеспечи­вается общее противоточное движение греющей газовой среды и рабочей сРеды в котле в целом, что требует минимальной затраты поверхностей н^грева. Исключение из этого общего принципа имеет место в поверхно-

Тл

УГ

Vr

У а

ТЭ

Эк

Пп

Вп

Оп

Рис. 6.8. Компоновка поверхностей вдоль газового тракта: ТЭ - топочные экраны; ОП — основной перегреватель; ПГ — промежуточный перегреватель; ЭК — эконо­майзер; ВП — воздухоподогреватель; Тл — топливо; УГ — уходящие газы.

Сти топочных экранов. Как правило, в них поступает рабочая среда после конвективного экономайзера и выходит либо в виде кипящей воды и пара (котлы с естественной циркуляцией), либо частично перегретого (прямо­точные котлы). Здесь самые высокие тепловые напряжения поверхности и температура продуктов сгорания. Поэтому на первое место выступает за­дача надежности работы металла поверхностей. При размещении в топке поверхностей пароперегревателя (согласно общему принципу) невозможно обеспечить надежность работы металла, так как теплоотвод к пару заметно слабее, чем к кипящей жидкости.

Уменьшение размеров каждой поверхности можно обеспечить при со­хранении противоточного движения газовой и рабочей среды в пределах поверхности. Так делают во всех конвективных поверхностях, пока тем­пература металла не достигнет предельного значения для данной марки стали. В поверхностях, где достигается наиболее высокая температура рабо­чей среды (ОП, ПП) по условиям надежности металла, приходится частич­но (на части поверхности) переходить на прямоточное движение сред (см. рис. 6.8), размещая самые «горячие» трубные змеевики в зоне пониженных температур газов и тепловых потоков и обеспечивая тем самым надежную работу металла. Варианты взаимного расположения пакетов пароперегре­вателей в разных типах паровых котлов (компоновки пароперегревателей) показаны в § 2.3.

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

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

Промышленный парогенератор Genel

Парогенератор Genel – это устройство, которое предназначено для производства влажного и сухого пара в сфере обслуживания и для использования в производственных процессах. Прежде чем приобрести данное оборудование необходимо обратить внимание на …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

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