Предупреждение АВАРИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ
УСЛОВИЯ РАБОТЫ МЕТАЛЛА ТРУБ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ
Пароперегреватель — это устройство для повышения температуры пара выше температуры насыщения, соответствующей давлению в стационарном котле.
Перегреватель современного котла выполняется, как прлвило, из нескольких частей (пакетов) с радиационным, полурадйационным и конвективным тепловосприятием.
. Условия работы металла труб перегревателя во многом, зависят от способа его расположения в газоходе. 4
По конструктивным и компоновочным признакам различают вертикальные и горизонтальные перегреватели. Достоинством первых являются простота креплений и малая загрязненность, недостатком — недренируемость. Крепление горизонтальных более сложно, но имеется, возможность дренирования воды.
По взаимному направлению движения греющей и обогреваемой сред различают прямоточные и противоточные схемы перегревателей. При противотоке поверхность нагрева, получается наименьшей, но последние змеевики работают в тяжелых температурных условиях.
Параллельный ток (прямоток) увеличивает надежность работы, но требует увеличения поверхности нагрева. Нередко применяют смешанную противоточно-прямото^ную схему.
В типовых схемах перегревателей широко применяются ширмовые ступени, которые отличаются достаточно сложной конфигурацией и работают в условиях больших, не - равномерностей тепловосприятий как между отдельными ширмами, так и между трубами в пределах каждой ширмы.
Чем ближе температура перегретого пара к предельно допустимой температуре металла, тем выше требования к равномерности температурного режима металла труб отдельных витков.
Средняя температура трубы перегревателя по толщине стенки не должна превышать допустимую по условиям длительной прочности, максимальная (т. е. на наружной поверхности) — предельную по условиям окалинообразо - вания или изменения структуры металла (с учетом развер - ки температур по трубам перегревателя).
Гидравлические схемы перегревателей выбираются по условиям обеспечения минимальных разверок температур по трубам при наименьших потерях давления пара. Наиболее распространенными являются так называемая П - схема и схема с рассредоточенным подводом и Отводом пара.
Трубы перегревателя работают в тяжелых условиях из-за' высоких температуры и давления перегретого пара, а также из-за расположения труб в зонах радиации топки и коррозионной активности дымовых газов.
При работе котла на металл труб пароперегревателя оказывают одновременное воздействие:
Высокотемпературные топочные газы различной агрессивности, зола, шлак (на наружную поверхность труб) и водяной пар (на внутреннюю поверхность);
Колебания температуры металла из-за работы при переменных режимах или при периодической корректировке соотношения вода — топливо в случае эксплуатации прямоточного котла на базовом режиме;
Напряжения в стенках труб от внутреннего давления и тепловые напряжения, вызываемые неравномерными тепловыми потоками и нестационарными режимами эксплуатации.
Трубы перегревателей омываются дымовыми газами с температурами, достигающими перед конвективными перегревателями 1000—1100 °С. Часть поверхности нагрева пароперегревателей иногда помещают вблизи выхода из топочной камеры, в верхней ее части (ширмовые полурадиационные перегреватели), или на стенках топки (радиационные перегреватели), где температуры газов еще более высоки и тепловосприятие труб из-за лучистого обогрг-^ па велико: ' • ' ' 1
Максимальная (допустимая по условиям окалинообра - зования) температура металла1 труб из применяемых для перегревателей котлов перлитной 12Х1МФ и аустенитной Х18Н12Т сталей при сжигании мазута должна составлять соответственно не более 585 и 610 °С. Значит, їіри температуре свежего пара 545 °С запас по температуре металла п& следней ступени перегревателя ограничен и создается опасность превышения допустимой температуры металла змеевиков.
Топочная неравномерность в конвективных перегревателях усугубляется шлакованием труб. В результате температура металла отдельных змеевиков может сильно отличаться от среднего значения.
Конвективные промежуточные перегреватели, расположенные в зоне умеренных тепловых нагрузок, работают достаточно надежно. Условия работы радиационного промежуточного перегревателя гораздо тяжелее в силу малых значений коэффициента теплоотдачи..
|
На рис. 5.1 показаны диаграмма максимально допустимой температуры пара и ее изменение в перегревателе котла ТПП-312 при нагрузках 70 и 100 % номинальной. К металлу труб перегревателей предъявляются следующие требования: достаточная жаропрочность, обеспечивающая надежную работу поверхности нагрева в течение расчетного периода; стабильность структуры и свойств металла в течение всего периода эксплуатации; хорошая свариваемость труб, |
Условия работы металла труб тем благоприятней, чем меньше температура пара, температурная разверка • по змеевикам, тепловая нагрузка, толщина стенки труб.
