Пароперегреватели

Получение перегретого пара из сухого насыщенного осуществляется в пароперегревателе. Промышленные паровые котлы в основном вырабатывают насыщенный или слабоперегретый пар. В энергетических котлах необходимо вырабатывать пар с высоким перегревом. В промышленных и энергетических паровых котлах небольшой мощности при перегреве пара до 500 °С обычно устанавливают конвективные пароперегреватели, т. е. такие, в которых передача теплоты осуществляется в основном за счет конвекции. Для получения пара с температурой перегрева более 500 °С применяют комбинированные пароперегреватели, т. е. такие, в которых часть поверхности получает теплоту за счет лучеиспускания, а другая часть - конвекцией. Радиационная часть поверхности нагрева пароперегревателя располагается в виде ширм непосредственно в верхней части топочной камеры.

В конвективных пароперегревателях применяются различные схемы взаимного движения продуктов сгорания и пара. В соответствии с этим конвективный пароперегреватель может быть прямоточным, противоточным или смешанным. У прямоточных пароперегревателей продукты сгорания и пар движутся в одном направлении. При такой схеме движения наиболее высокие температуры продуктов сгорания компенсируются наиболее низкой температурой пара, что обеспечивает низкие температуры металла пароперегревателя. Однако это происходит только при отсутствии солей в насыщенном паре. При наличии солей отложение их будет происходить в змеевиках пароперегревателя, подверженных наибольшему обогреву, что приведет к резкому повышению температуры металла. При противоточной схеме движения продукты сгорания и пар движутся в противоположных направлениях. При такой схеме змеевики, обогреваемые продуктами сгорания с наиболее высокой температурой, встречают уже перегретый пар он охлаждаются явно недостаточно. В результате металл змеевиков пароперегревателя работает в наиболее тяжелых температурных условиях. В то же время соли, содержащиеся в насыщенном паре, выпадают в змеевиках, обогреваемых продуктами сгорания с более низкой температурой. По сравнению с предыдущей схемой здесь температурный напор больше, а поверхность нагрева пароперегревателя получается меньшей и более дешевой. При смешанном взаимном движении продуктов сгорания и пара используется как прямоток, так и противоток в различных комбинациях. При этих схемах создаются наиболее благоприятные температурные условия работы пароперегревателя, а его поверхность нагрева наименьшая.

Пароперегреватели выполняются из цельнотянутых труб диаметром от 28 до 42 мм, изгибаемых в змеевики. Поперечный шаг в ряду часто равен (2-2,5)d и реже (3-3,5)d. Концы змеевиков пароперегревателя присоединяются к барабану парогенератора обычно развальцовкой, а к коллекторам - сваркой. Коллекторы пароперегревателя чаще всего имеют круглую форму и выполняются из углеродистой или легированной стали в зависимости от давления и температуры перегретого пара.

Конвективные пароперегреватели располагают в горизонтальном газоходе между топкой и опускной шахтой или в самой опускной шахте. При установке в горизонтальном газоходе глубина каждого пакета пароперегревателя не более 1500 мм, между пакетами оставляют свободное пространство не менее 500 мм для выполнения ремонтных работ и осмотров. Скорость продуктов сгорания в пароперегревателе обычно принимают 9-14 м/с, но не меньше 6 м/с во избежание заноса его поверхности нагрева летучей золой. При больших скоростях и сжигании высокозольных топлив имеется опасность истирания труб летучей золой.

Арматура пароперегревателя состоит из трех запорных вентилей. Один из них— между котлом и пароперегревателем— в некоторых конструкциях отсутствует, что вполне целесообразно, так как обеспечивается сообщение пароперегревателя с паровым пространством котла при растопке.

На пути от перегревателя к главной магистрали обыкновенно ставят два вентиля; это позволяет надежнее отключать от постоянно действующей магистрали неработающие котлы и концентрировать управление в пределах котла. При коротких участках один вентиль может и не устанавливаться. Иногда с целью регулирования перегрева пара линию перегретого пара объединяют с линией насыщенного.

Проектная поверхность пароперегревателя рассчитана так, чтобы при любом сочетании влияющих факторов (самом плохом) эта поверхность обеспечивала минимально допустимую температуру перегрева, тогда при всех других сочетаниях факторов в этой поверхности перегрев будет излишним. Он снимается путем охлаждения пара водой в пароохладителе.

Тема № 16