КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ
Компоновка пароперегревателей
Поскольку тепловосприятие пароперегревателя при высоком и сверхкритическом давлении пара достаточно большое (35% и более общего тспловосприятия поверхностей котла), его выполняют комбинированным, включающим все три вида (радиационный настенный, полурадиационный ширмовой и змеевиковый конвективный). На рис. 2.10 показан один из первоначальных вариантов такого комбинированного пароперегревателя на барабанных котлах высокого давления.
В целях обеспечения надежности работы металла поверхностей следует учитывать, что радиационный пароперегреватель как правило, получает тепло из области топки, где высокие тепловые потоки, что определяет заметное превышение температуры наружной поверхности трубы по отношению к температуре проходящего по ней пара и разверку температур в отдельных (более сильно обогреваемых) трубах по сравнению со средней расчетной.
Поэтому обычно радиационная часть пароперегревателя имеют место на начальном этапе перегрева пара, когда его температура еще невелика, что облегчает условия работы металла. Также с достаточно высокими средними тепловыми напряжениями и в условиях заметной неравномерности температур газового потока работают полурадиационные поверхности, которые обычно располагают в средней зоне перегрева пара. Завершающий Этап перегрева осуществляют в змеевиковых конвективных пакетах, расположенных в зоне более низких температур газов и тепловых потоков, но так, чтобы температурный напор в выходном («горячем») пакете был F, e ниже 200-250°С, иначе поверхность пакета, выполненного из наиболее качественной легированной стали, будет чрезмерно большой.
|
|
|
|
|
Рис. 2.11. Компоновка пароперегревателей в барабанных и прямоточных паровых котлах: а — в барабанном котле высокого давления; б — то же в котле большой мощности; в — в прямоточном котле при сверхкритическом давлении и сжигании твердого топлива; г — то же при сжигании газа и мазута; 1 — топочная камера; 2 — конвективная шахта; 3 — радиационный потолочный и настенный пароперегреватель; 4 — радиационные топочные панели; 5 — уплогнительный короб потолка котла (шатер). Виды пароперегревателей: ШП — полурадиационный ширмовый; ЛП — ленточный; КП — змеевиковый конвективный; ПрП — промежуточный. Другие обозначения: НРЧ — нижняя радиационная часть; СРЧ — средняя радиационная часть; ВРЧ — верхняя радиационная часть; ЦВД — цилиндр высокого давления турбины; ЦНД — цилиндр низкого давления турбины; ППТО — паро-паровой теплообменник. |
Часто первый конвективный («холодный») пакет устанавливают также в зоне умеренных температур газов. Это позволяет использовать для выполнения пакета более дешевую углеродистую сталь (при температуре стенки f <: 450°С). На рис. 2.11 приведены характерные типы компоновок паро - нерегревательных поверхностей для барабанных котлов высокого давления пара (ВД) и прямоточных котлов сверхкритического давления (СКД). Вариант (рис. 2.11, а) характерен для котлов относительно небольшой паропроиз - водительности (D < 116,6 кг/с) при давлении парар < 13,8 МПа. Такие паровые котлы не имеют промежуточного пароперегревателя, а пароперегреватель ВД располагается на выходе из топки и в горизонтальном газоходе. Вариант компоновки (рис. 2.11,6, в) применяется на барабанных ц прямоточных котлах электрической мощностью 200-300 МВт (D = 186-278 кг/с) с промежуточным перегревом пара. При этом на прямоточных котлах перегрев пара начинается в экранах средней (СРЧ) и верхней (ВРЧ) радиационных частей топки, как показано на рис. 2.11, Здесь выходная («горячая») ступень пароперегревателя ВД или СКД вынесена в верхнюю часть опускной конвективной шахты, где исключается интенсивное прямое тепловое излучение из ядра факела в топке и ниже температура греющих газов.
На газомазутных (барабанных и прямоточных) котлах горизонтальный газоход может быть развит в глубину (по ходу газов), тогда, в основном, поверхности пароперегревателя (высокого давления и промежуточного перегрева) размещаются в нем (рис. 2.11, б, г). Они выполнены вертикальными и подвешены за коллектора, находящиеся в уплотнительном коробе. Такое расположение облегчает систему крепления тяжелых змеевиковых пакетов и обеспечивает наименьшее загрязнение труб снаружи золовыми частицами. На рис. 2.11,г показан вариант компоновки поверхностей пароперегревателя газомазутного котла СКД большой мощности, отличающийся байпа - сированием по пару части поверхности промежуточного пароперегревателя в целях регулирования температуры пара. В этом случае общая поверхность такого пароперегревателя увеличивается, он занимает значительную часть конвективной шахты, а выходная его ступень размещается в конце горизонтального газохода.
Во всех случаях пароперегреватель ВД или СКД размещен по тракту газов раньше промежуточного пароперегревателя (в зоне более высоких температур газов). Так как плотность пара в промежуточном пароперегревателе и интенсивность теплоотвода от стенки к пару здесь заметно ниже, Чем при ВД, его размещают в зоне температур газов не выше 850°С.
