Котельные установки

Паровые методы регулирования промежуточного перегрева

Метод регулирования вторичного перегрева путем байпасирования пара мимо части поверхности нагрева (рис. 12.11) основан на том, что при увеличе­нии или уменьшении расхода пара через конвективную ступень перегревателя существенно изменяется ее средний температурный напор, в меньшей степени - коэффициент теплоотдачи и собственно меняется среднее тепловосприятие ступени. Этот метод был разработан почти одновременно заводом ""Красный котельщик" совместно с ЦКТИ, а также заводом им. Орджоникидзе и приме­няется только в России.

Дополнительная поверхность нагрева, снабженная байпасным устройст­вом, является регулировочной ступенью. Она включается как первая по ходу пара ступень, выполняется из легированной стали (обычно 12x1 МФ) и разме­щается в зоне низких температур газов (менее 600 °С на входе) по соображе­ниям надежной работы труб.

Основным параметром работы этой ступени является коэффициент бай­паса, или доля пара, отводимого помимо ступени:

Где Дб - расход пара через байпасную линию; Дпп - общий расход пара.

Чем меньше (3, тем больше тепловая эффективность ступени.

Недостаток метода - относительно большие капитальные затраты на ма­лоэффективную в тепловом отношении дополнительную поверхность нагрева из легированной стали (а также арматуру, трубопроводы и др.).

Паровые и газопаровые теплообменники.

В последнее время получил широкое распространение способ регулиро­вания температуры пара промперегрева в паро-паровом темплообменнике (рис. 12.12).

Регулирование производится за счет изменения расхода пара через теплообменник. В разных схемах может изменяться либо расход первичного, либо вторичного пара. Это влияет и на температуру первичного пара. Там температура регулируется впрыском. Использование паро-парового теплооб­менника требует увеличения поверхности нагрева первичного пароперегрева­теля.

За рубежом иногда применяется парогазопаровой теплообменник. Это по сути тот же регулятор, что изображен выше, но помещенный в газоход. Пар высокого давления - по внутренним трубам. Этот пароохладитель называется ■""триф люкс".

Принципиальные схемы тепловой связи основного и промежуточного перегревателей при регулировании температуры промперегрева паро - паровыми теплообменниками представлены на рис. 12.13.

Почти все котельные агрегаты отечественных блоков сверхкритического давления пара и частично докритического снабжены подобными теплообменниками.

Теплообменники часто называются в литературе "бифлюкс" и ""триф - люкс".

Во всех случаях теплообменники включаются в первичный паровой тракт после первой ступени перегревателя высокого давления с так называе­мой радиационной характеристикой, отличающейся возрастанием тепловос - приятия при снижении нагрузки.

Схема завода им. Орджоникидзе отличается тем, что первичный пар проходит через теплообменник, а регулирование может осуществляться путем обвода их на стороне пара вторичного перегрева. Пропуск всего первичного пара через теплообменники при большой степени участия их в общем тепло - восприятии вторичного перегревателя обеспечивает благоприятные условия передачи вторично перегреваемому пару большого количества радиационного тепла и ослабление зависимости температуры вторичного перегрева от нагруз­ки. По схеме "а" имеется возможность разместить выходную ступень вторич­ного пароперегревателя в такой температурной зоне, при которой нет необхо­димости специальной защиты ее от чрезмерного повышения температуры ме­талла во время пуска блока и резких сбросов его нагрузки. В то же время эта схема, предусматривающая подачу большого количества тепла уже при номи­нальной нагрузке блока, связана со значительными затратами на дорогостоя­щую и дополнительную поверхность нагрева первичного перегревателя, допол­нительные паропроводы и повышенные гидравлические потери по первичному паровому тракту.

Схема Дюрр "б" построена на противоположных принципах. В ней па­ровые теплообменники при номинальной нагрузке почти не используются и служат дополнительной поверхностью нагрева к конвективному газовому вто­ричному перегревателю. Проход первичного пара мимо теплообменника при этой нагрузке полностью открыт, через теплообменник проходит 5-7 % пер­вичного пара. По мере уменьшения нагрузки клапан байпаса прикрывается, проток первичного пара через теплообменник увеличивается. Существенным недостатком этой схемы является повышенное гидравлическое сопротивление тракта вторичного перегрева и соответственно повышенные энергетические потери.

Схема завода ""Красный котельщик" ""в" занимает промежуточное поло­жение. Преимущество ее перед последней состоит в удобстве автоматизации: в этой схеме регулируемым участком является выходная ступень вторичного перегревателя, а в схеме Дюрр - аналогичная ступень + сам теплообменник. Эта схема предусматривает нерегулируемый пропуск первичного пара через теплообменник. Расход его при номинальной нагрузке устанавливается подбо­ром дроссельной шайбы в байпасной линии. Относительная величина этого расхода сохраняется примерно одинаковой при всех нагрузках.

Недостатки схем с теплообменниками связаны с затратой металла и тру­да на его изготовление, практически не участвующего в полезном теплообме­не. Этот недостаток практически полностью исключается в газо-паро-паровых теплообменниках (""трифлюкс"). В них сами теплообменники размещаются в газоходах котла и вторичный перегрев осуществляется частично паром высо­кого давления, частично дымовыми газами.

Общим недостатком паро-паровых теплообменников является некоторая трудность обнаружения повреждений внутренних трубок теплообменников и ремонта их.

Газопаро-паровой теплообменник (ГППТО) выполняют в виде ширм или конвективного пакета, поверхность нагрева которых состоит из коаксиальных труб. Теплообменник располагают в потоке продуктов сгорания. При этом продукты сгорания обеспечивают почти постоянный обогрев, а температуру пара промперегрева регулируют изменением расхода первичного пара. Окон­чательную температуру первичного пара устанавливают впрыском. В этих ус­ловиях требуется меньшая дополнительная поверхность нагрева основного па­роперегревателя.

Недостатки этой конструкции: сложность организации охлаждения при растопке, пониженная надежность при переменных режимах.