Основные элементы паровых котлоагрегатов

Пароподогреватель предназначен для перегрева поступающего в него пара, до заданной температуры. В современных котлоагрегатах пароподогреватель является ответственным элементом, так как поверхность нагрева находится в тяжелых температурных условиях. Пароперегреватель представляет собой систему параллельно включенных змеевиков из стальных труб малого внутреннего диаметра d=20 – 40мм, омываемых с наружной стороны дымовыми газами в зависимости от определяющего способа передачи теплоты от газов к пароперегревателю они бывают радиационные полурадиационные и конвективные.

1. барабан 2. потолочный перегреватель

3. радиационный перегреватель

4. конвективный пароперегреватель

5. полурадиационный перегреватель

6. регуляторы перегрева

Радиационный пароперегреватель выполняется из труб диаметром d=27-54мм. При высоких параметрах пара их размещают в топочной камере и большую часть теплоты они получают от излучения факела. Конвективные пароперегреватели располагаются в горизонтальном газоходе или в начале конвективной шахты в виде плотных пакетов, образованных змеевиками с диаметром d=2,5-3мм. В зависимости от направления движения потоков пара и газов различают конвективные пароперегреватели, прямоточные, противоточные и смешанные, концы перегревателей привариваются к корректору.

При схеме с прямоточным направлением пара перегреватель работает в облегченном температурном режиме, но требуется наибольшая поверхность нагрева.

При противотоке возможно получение наибольшего температурного напора и наименьшую площадь поверхности нагрева, но эту схему можно применять при небольшом перегреве пара (375-450⁰С) и начальной температурой газа 800-900⁰С.

В случае высокого температурного перегрева пара применяют смешанную схему, которая отличается надежностью при хорошем теплообмене. Температура перегретого пара должна поддерживаться постоянной. Для этого используют регулирующие устройства называемые пароохладители. Наибольшее распространение получили пароохладители впрыскивающего типа, в которых регулирование производится путем впрыскивания обессоленной воды (конденсатор) в поток пара вода впрыскивается 2/3 ряд отверстий.

В котлах средней производительности применяют поверхностные пароохладители, которые размещают на входе пара в пароперегреватель, к коллектору пар подводится через змеевики, внутри коллектора течет вода, температура пара регулируется количеством воды.

Экономайзеры

Экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды теплотой уходящих газов. Экономайзер позволяет экономить топливо до 5-12% от общего количества топлива. Экономайзеры, в зависимости от степени подогрева воды, делятся на:

1. кипящие

2. некипящие.

В некипящих температура воды на выходе поддерживается ниже температуры насыщения на 30⁰С, а в кипящих – вода нагревается до температуры кипения и частично испаряется. По материалу, из которого сделаны экономайзеры, можно выделить чугунные литые, стальные змеевиковые. Используются чугунные экономайзеры при давлении 2,8 МПа. Достоинство чугунного экономайзера: небольшая стоимость, коррозийная устойчивость. Набираются они из чугунных горизонтальных трубок диаметром 60-75мм. Трубы собираются с помощью калачей и бывают некипящего типа.

Старинные змеевиковые экономайзеры устанавливают на котлах средних и высоких давлений. Выполняются они из труб диаметром 30-40мм. Коэффициент теплоотдачи у стальных экономайзеров, благодаря большой скорости прохождения дымных газов, в 3-4 раза выше, чем у чугунных.

1. Змеевик 2. Опорная стойка

При сжигании топлива с большим содержанием серы на поверхности труб экономайзера, когда температура стенки змеевика ниже температуры росы (т.е. температура конденсации водяных паров, содержащихся в дымных газах) происходит образование серной кислоты, вызывающую коррозию металла. Для предотвращения коррозии температура поверхности нагрева должна быть чуть выше точки росы на 10-12⁰С. Поэтому питательную воду, имеющую температуру ниже точки росы предварительно нагревают, для этого используют отработанный пар. Верхние ряды экономайзера подвержены износу золой, для предотвращения этого на трубы крепят защитные накладки. Таким образом, теплота уходящих газов, передаваемой питательной воде в экономайзере в виде горячей воды по поступательному барабану котла, повышая КПД котла.