Коэффициент тепловой разверки. Допустимая тепловая разверка, разверочные характеристики.

Тепловая разверка.Для обеспечения надежности очень важно, чтобы все параллельные трубы поверхности нагрева работали в расчетных (средних) условиях. Практически имеют место неодинаковые гидравлические ха­рактеристиками труб (различие в диаметре, длине, шероховатости, влияние коллекторов, влияние нестабильности в работе парообра­зующих труб) и неодинаковыми тепловыми характеристиками труб (различный обогрев вследствие неодинакового их расположения по отношению к потоку продуктов сгорания, неодинакового шлакования, загрязнения и т. п.).

Различие гидравлических и тепловых ха­рактеристик труб в особенности проявляется в агрегатах большой мощности, так как с уве­личением размеров поверхностей нагрева одновременно возрастает и неизбежность от­клонения режима отдельных элементов от расчетного. Распределение рабочего тела по трубам в этих условиях различно, и удельная энтальпия его на выходе из отдельных труб значительно отличается от среднего значения. В некоторых из них может возникнуть опас­ный температурный режим. Трубы, находящиеся в наиболее опасных температурных условиях, называют разверенными.

– тепловая разверка т. е. отклонением тепловосприятия отдельных труб от сред­него, – среднее тепловосприятие труб.

Допустимая тепловая разверка.устанавливают исходя из конкретных условий работы поверхности нагрева. Для п/п, выходные участки труб которых работают почти в предельных температурных условиях, допустимая тепловая разверка не должна пре­вышать 15% общего тепловосприятия п/п. В целях á надежно­сти трубную систему п/п сек­ционируют по тракту пара.

Экономайзеры размещают в области уме­ренного обогрева: протекающая ч/з них вода имеет сравнительно низкую температуру. Тепловую разверку для экономайзера можно допустить 50% и более. Поэтому секциониро­вание экономайзера по тракту воды не всегда обязательно.

В парообразующих трубах из-за сравни­тельно невысокой t кипения при отсутствии нарушения режима течения, а ⇒, при интенсивном отводе тепла t стенки труб превышает t рабочего тела всего лишь на 20—30°С. Здесь также можно было бы допустить значи­тельную тепловую разверку, но в этих поверх­ностях нагрева возможен ухудшенный температурный режим, особенно при интенсивном обогреве. Поэтому допустимая тепловая раз­верка для них не превышает 20—40%.

В котлах СКД наибольшая чувствитель­ность к неравномерностям тепловосприятия приходится на зону больших теплоемкостей, в которой с изменением энтальпии рабочей среды наиболее сильно изменяются ее теплофизические свойства. Поэтому построение ха­рактеристик для этой зоны осо­бенно важно.

Разверочные хар–ки.Представляют собой графические зависимости tст , коэффициента гидр. разверки (W –рсход раб. среды) от коэф–та тепловой разверки (уд. тепловосприятия пов–ти). И определяют ⇒:

Вследствие неодинакового обогрева отдельных труб из–за тепловой разверки плотность рабочей среды в них становится также неодинаковой, и это сказывается на значении так назы­ваемого нивелирного напора (составляющей напора, определяе­мой массой столба воды в трубе), который â там, где обогрев больше среднего, и á там, где обогрев меньше. В à разность статических напоров на концах труб, определяющая расход рабочей среды в них, становится еще á àгидравлическая неравномерность в панели усиливается. При некоторых критических значениях нагрузки котла неравномерность обогрева различных труб па­нели может оказаться настолько значительной, что в наименее обогреваемых трубах нивелирный напор окажется больше раз­ности давлений в коллекторе. В этом случае рабочая среда в наименее обогреваемых трубах начнет двигаться в обратную сторону, т. е. сверху вниз, и произойдет опрокидывание цирку­ляции рабочей среды. Промежуточным режимом является пре­кращение движения рабочей среды в трубе и образование па­ровых пробок – застой циркуляции. В этом случае из–за резкого ухудшения теплообмена возможен перегрев металла труб и их повреждение.

Вопрос № 168

Влияние отложений на температурный ре­жим поверхностей нагрева.

В эксплуатации почти всегда су­ществует потенциальная угроза образования отложений примесей, находящихся в воде в растворенном и взвешенном состояниях.

При наличии отложений на внутренней поверхности нагрева температура стенки опре­деляется по формуле

Чем á слой отложений и â их теплопроводность тем áтермическое сопротивление переходу теплоты от стенки к рабочей среде через этот слой à á температура стенки. Теплопроводность отложений зависит от состава примесей в во­де и колеблется в очень широких пределах: от 0,1—0,5 Вт/(м-К) для минеральных и до 3—5 Вт/(м-К) для железоокислых отложе­ний. Поскольку теплопроводность отложений существенно < теплопроводности метал­ла, поэтому даже небольшие отложения при толщине слоя в десятые доли миллиметра и интенсивном обогреве, характерном для то­почных экранов, могут приводить к высоким значениям температур, недопустимым по условиям надежной работы металла поверх­ностей нагрева. Слой отложений растет со временем работы агрегата, и это ограничивает длительность непрерывной его работы. По­этому одной из важнейших задач является предотвращение или ограничение образования отложений на поверхностях нагрева со сторо­ны рабочей среды.

Вопрос № 169