Испарительные поверхности нагрева порового котла. Гладкотрубные и газоплотные топочные экраны. Вертикальные топочные экраны котлов с естественной циркуляцией. Топочные экраны прямоточных котлов.

Тепловоспринимающие поверхности нагрева парового котла. Гладкотрубные топочные экраны.

Топочные экраны получают до 50% всего тепловосприятия рабочей среды в котле и находятся в зоне наиболее высоких температур газов, требуют

тщательного конструктивного выполнения для обеспечения надежной работы металла труб.

По конструкции различают экраны гладкотрубные, в которых трубы

расположены вдоль стены топки с небольшим зазором 4…6 мм (рис.),

Рис.Топка с гладкотрубными экранами: 1 - труба; 2 - огнеупорный бетон; 3 -

тепловая изоляция; 4 - уплотнительный слой (обмазка, металлический лист);

и газоплотные, которые могут быть выполнены двух типов: либо из таких же гладких труб, но с вваренными между ними проставками шириной 6-12 мм, либо с применением плавниковых труб, сваренных между собой.

Для создания в топке зоны устойчивого воспламенения малореакционных топлив, требующих высокой температуры для их интенсивного горения, экраны всех типов на соответствующих участках покрывают огнеупорной. Такие экраны называются футерованными экранами.

Гладкотрубные экраны применяются в паровых котлах всех систем, работающих под разрежением газового тракта. При естественной циркуляции в целях повышения надежности движения рабочей среды в трубах топочные экраны располагаются почти исключительно вертикально и в отдельных случаях круто наклонно. Парообразующие поверхности нагрева прямоточных котлов и котлов с многократной принудительной циркуляцией можно ориентировать в пространстве любым способом, выполняя топочные экраны вертикальными, горизонтальными и подъемно-опускными, поскольку здесь есть возможность организации движения пароводяной смеси со скоростью, предотвращающей нарушение гидравлических режимов.

Газоплотные сварные экраны.

Они могут быть выполнены двух типов: либо из таких же гладких труб, но с

вваренными между ними проставками шириной 6-12 мм (рис),

Рис. 2.2б. Топочный гладкотрубный экран экран с вварными проставками (мембранный): 1 - труба; 3 - тепловая изоляция; 4 - уплотнительный слой (обмазка, металлический лист); 5 - металлическая проставка.

либо с применением плавниковых труб, сваренных между собой (рис. 2.2, в). Для создания в топке зоны устойчивого воспламенения малореакционных топлив, требующих высокой температуры для их интенсивного горения, экраны всех типов на соответствующих участках покрывают огнеупорной. Такие экраны называются футерованными

экранами.

Газоплотные сварные экраны имеют на 10…15% меньшую массу металла на единицу лучевоспринимающей поверхности по сравнению с гладкотрубными. Шаг труб увеличен, так как между трубами ввариваются проставки. В таком экране исключены выход отдельных труб из плоскости экрана и ухудшение по этой причине их температурного режима.

Для уменьшения периметра топки газоплотные топочные экраны проектируются на повышенную удельную паропроизводительность. При этом глубину топочной камеры несколько увеличивают, приближая ее к квадратному сечению, имеющему минимальный периметр.

12. Виды пароперегревателей. Компоновка пароперегревателей.Регулирование температуры перегретого пара.

Пароперегреватель – устройство предназначенное для повышения t

насыщения пара (перегрев) при постоянном давлении благодаря передачи пару определённое кол-во теплоты от дымовых газов, проходящих по газовому тракту кот установки.

Их подразделяю на:

- радиационные; - полурадиационные; - конвективные;

В зависимости от преобладания способа передачи теплорадиционные перегреватели располагаются на выходе из топки или в газоходе в зоне высших t.

Конвективный пароперегреватель размещён в зонах более низких t: пароперегреватели устанавливают из труб 25-55 мм в зависимости от направления движения пара и газа они бывают прямоточные, противоточные и со смешанным движением потоков.

Радиционные пароперегреватели конструктивно выполняют ввиде ширм, которые состоят из близкорасположенных труб. В конце труб вварены во входной и выходной коллектор. В котле обычно располагаются несколько рядов ширм н расстоянии 500-1000 мм. Выполняю в виде многорядных змеевиков труб с их вертикальным или горизонтальным расположением. (Рис).

Пароперегреватели устанавливаются в газоходе котла перед экономайзером в зоне с достаточно высокой температурой. Для повышения жаростойкости их изготавливают из перлитных сталей. Расположение труб конвективных пароперегревателей бывает как шахматным так и коридорным.

Регулирование температуры пара высокогодавления основано напонижении температуры по мере перегрева пара при ее превышении заданного значения в регулируемой точке. Поэтому размер поверхности пароперегревателя устанавливают такой, чтобы при нагрузке 0,5D_НОМ без каких-либо воздействий обеспечить номинальный перегрев пара. При нагрузках выше 0,5D_НОМ излишний перегрев пара снимается в пароохладителях.

Регулирование промежуточного перегрева пара обеспечивается путем догрева пара при нагрузках ниже номинальной. Для этих целей применяются как паровые, так и газовые методы регулирования ( рис .1).

Для поддержания установленной температуры пара высокого давления почти исключительно применяются впрыскивающие пароохладители путем ввода (впрыска) в поток частично перегретого пара питательной воды или конденсата, имеющих температуру на 200…300°С ниже охлаждаемого пара.

Впрыскивающий пароохладитель устанавливается на прямом участке паропровода или в коллекторе длиной 6…7 м, охлаждающая вода или конденсат вводится в поток пара через форсунку-распылитель с несколькими отверстиями диаметром 3…6 мм.

13. Низкотемпературные поверхности нагрева. Воздухоподогреватели. Экономайзеры. Коррозия поверхностей нагрева.

Водяной экономайзерпредназначен для нагрева питательной или сетевойводы за счёт теплоты уходящих газов, благодаря чему уменьшаются потери теплоты, и повышается кпд котла.

По типу бывают: -групповые; - индивидуальные;

По материалу: - чугунные; -стальные;

В водяном экономайзере вода попадает питательным насосом, за счёт напора которого и осуществляется её принудительное движение в трубах экономайзера.

В водяном экономайзере может происходить частичное испарение: - кипящий: - не кипящий; Экономайзеры не кипящего типпа: такие экономайзеры собирают из

чугунных ребристых труб с квадратными фланцами, с торцевых сторон которых имеются канавки, в которые укладывается асбест для уплотнения. Отдельные чугунные ребристые трубы соедены меж собой. Бля очистки трубы компонуют в блоки. Дымовые газы в экономайзере могут двигаться в любом направлении, вода должна двигаться строго снизу вверх.

Чугунные водяные экономайзеры выполняются только не кипящими, температура воды на выходе из чугунного экономайзера должна быть меньше температуры насыщения на 20-30С, т к закипание воды в чугунном не допустимо.

Экономайзеры кипящего типа: Выполняется из стальных труб и устанавливается горизонтально в шахматном порядке, они выдерживают высокие давления, в них возможно частичное закипание воды ,но они больше подвержены коррозии и не отключаются от котла.

На входе эконом. кипящего типа устанавливаются такая арматура, как и некипящего типа, а на выходе не устанавливается.

Питательные экономайзеры предназначены бля пропуска питательной воды, а тепловые для сетевой воды, через теплофикационной экономайзер, воду пропускают паралл потокам, в виду большого расхода воды чем в питательном эконом.

Воздухоподогреватели–предназначены для подогрева воздуха за счёттеплоты уходящих топочных газов. Воздух забирается с верхней части котельной, вентилятором подаётся в воздухоподогреватель, и идёт подогрев до 300-400С и поступает в горелки топки, улучшает воспламенение топлива и процесс горения, снижает потери от химического недожога, тем самым повышает кпд.

Воздухоподогреватель расположен обычно после водяного экономайзера, воздух в воздухоподогревателе нагнетается дутьевым вентилятором через выходные короба (воздуховводы) и отводится к горелкам коробами горячего воздуха.

Схемы компоновки водоподогревателей бывают: - многоходовая

однопоточная; - одноходовая однопоточная: - многоходовая двухпоточная.

Классификация конструкций воздухоподогревателей: 1) обычный трубчатый; 2) пластинчатые; 3) змеевиковые; 4) экранные; 5) спиральные.

В отличие от трубчатого регенеративный воздухоподогреватель располагается вне пределов конвективной шахты.

По принципу тепловой работы воздухоподогреватели бывают рекуперативные и регенеративные.

Рекуперативные воздухоподогреватели имеют неподвижную трубчатую поверхность нагрева, через которую непрерывно передается теплота от продуктов сгорания к нагреваемому воздуху.

В регенеративных воздухоподогревателях пластинчатая поверхность нагрева вращается и омывается попеременно продуктами сгорания и воздухом, вначале нагреваясь и затем охлаждаясь, отдавая теплоту нагреваемому воздуху.

Коррозия.Внутри труб происходит нагрев воды,парообразование,в связи сэтим возможна коорозия от газов, растворённых в вроде, а ткже отложение накипи на стенках труб. С наружной стороны поверхности нагрева происходит процесс горения топлива, а также износ и загрязнение летучей золой и сажей. Очистку внешних поверхностей производят с помощью пара или сжатого воздуха.

Высокотемпературная корозия образуется при сжигании топлива, когда в продуктах сграния есть оксислы ванадия, отриц действующих на метал, для его снижения надо сжигать топливо с меньшим коэфф избытка воздуха.

Низкотемпературная коррозия: образуется из за конденсации влаги и продуктов сгорания, т е эффект точки Росы.

14. Газовоздушный тракт парового котла.Тягодутьевые устройства.

Газовоздушный тракт - единая система воздушных коробов и газоходов, обеспечивающая подачу воздуха через воздухоподогреватель и горелки в топку, движение образующихся продуктов сгорания (газов) по газоходам котла и удаление охлажденных газов в дымовую трубу. Движение воздуха и газов в зависимости от мощности и размеров котла может быть организовано за счет естественной тяги или принудительной тяги.

Основная часть воздушного тракта от вентилятора до входа в топку находится под давлением, а газовый тракт под разряжением.

Газовый воздушный тракт рассчитывается на номинальную нагрузку котла. Перепад полных давлений по газовому тракту по уравнению тяги: Δp_n=Δp·ρ₀/1,29 -∑Δp_c+Δp_т’’;

Где Δp– суммарное сопротивление на участке от топки до выхода из дымовой трубы; ∑Δp_c – сумарная самотяга газового тракта; Δp_т’’– разряжение на выходе из топки (20Па).

Формула для расчёта давления в воздушном тракте: Δp_n=Δp-p_c- p_т’.

Где Δp– суммарное сопротивление на участке от забора воздуха до выхода из горелки; p_c – суммарная самотяга воздушного тракта; p_т’– разрядение топки на уровне вывода воздуха.

Тягодутьевые устройствадля горения топлива(дутьё)и удаление дымовогогаза (тяга) могут быть естественными с помощью дымовых труб и с искусственными с применением дутьевого вентилятора и дымососа.

Дымовые газы, пройдя газоход парогенератора, направляются в боров, дымосос и дымовую трубу. Дымовые трубы предназначены для удаления топочных дымовых газов и рассеивания вредных сведений в атмосферн воздух с целью уменьшения их концентрации на уровне дыхания до необходимых параметров.

Высоту дымовой трубы проектируют таким образом, чтобы предотвратить допуск загрязнения воздуха рядом с котлом.

Дымовая труба сама по себе создаёт естественную тягу, а движение топочных газов при этом происходит за счёт гравитац сил, обусловленных разностью плотностей гор воздуха и хол атмосф.

Чем ниже t наружнего воздуха и выше его атм давление, выше температура прод сгорания, тем выше труба и тем естественная тяга больше.

Дымовые трубы сооружают из кирпича,из железобетона и метала.

- кирпичные трубы – ввиде усечёного конуса, нижнюю часть трубы фунтируют, применяются для любых топлив.

- железо-бетонные – высокая мех прочность, но не могут противодействовать сернистым соедениниям, влаги, и повыш t, поэтому внутренюю часть фунтируют кирпичём или изоляцией.

- металические, ствот трубы устанавливают на чугунной плите, делают из листов метала, укрепляют растяжками.

Высота дымовых труб зависит от высоты застройки, предельно допустимых концентраций вредных веществ (ПДК) и может быть от 30 до 180 м.

Дутьевой вентилятор имеет корпус в виде улитки, в котором установленротор с лопатками на оси электродвигатель. При врашении колеса в цетре создаётся разряжение куда через отверстие подаётся новая партия воздуха, и за счёт центробежных сил воздух проталкиется дальше по тракту. Напор вентилятора должен преодолевтаь сопротивление воздушного тракта.

Дымососы– это центробежные вентилятор, только с массивными лопатками ротора. Напор должен преодолевать годравлическое сопротивление всего газового тракта, за вычетом дымовой трубы.

15. Подготовка тв жидкого и газообразного топлива к сжиганию.Подготовка твердого топлива к сжиганию.

Тв. Топливо доставляется по железной дороге. После того как оно поступило его нужно измельчить.

Рис: Кусковое топливо – дробление – дроблёное топливо – в систему пылеприготовления – пыль.

Сушка топлива – процесс термической обработки топлива, при котором сжиг. процент влажности с некоторой начальной величинй W1 до конечной W2. (Сухие топлива – 8-10% влаги; влажные – 15-20%).

Сушилки топлива делятся на:

1) по конструкции на: барабанные, трубчатые, трубы-сушилки.

2) по сушильному агенту: огневые, паровые, пневматические.

Система пылеприготовления – совокупность оборудования, необходимого для разлома топлива, его сушки и подачи готовой пыли в топочные устройства паровых котлов.

Питатель сырого угля – устройство для подачи топлива в мельницу. Сепаратор пыли – устройство предназначенное для выделения крупных

частиц из пылевоздушной смеси, и возващ их обратно в мельницу. Пылеотделитель – устройство по очистке сушильного и трактового

пути от пыли.

Мельница – устройство для размола угля (барабанная или молотковая).

Подготовка жидкого топлива к сжиганию.

В качестве жидкого топлива применяют мазут. Доставка топлива производится железнодорожным, водным, автомобильным способом. Для слива мазута требуется его нагреть до температуры 30–60 С.

В состав мазутного хозяйства входят: приемно-сливные устройства; мазутохранилища (приемные и основные емкости); мазутонасосная (с насосами, подогревателями, фильтрами); паромазутопроводы; система жидких присадок (емкости, подогреватели, насос-дозатор); система пожаротушения.

Жидкое топливо сжигают в распылённом состоянии. Чем лучше распыляется мазут, т е чем меньше капли, тем лучше он перемешивается с воздухом и быстрее происходит его сгорание.

В связи с этим при хорошем распылении сжигание жидкого топлива в высокотемпературных печах, часто производят непосредственно в рабочем пространстве без топки.

Распыление мазута производится посредством форсунок.

Рис. 1.10. Технологическая схема подготовки к сжиганию жидкого топлива: а

- подготовка жидкого топлива (мазута); 1 - мазутохранилище; 2 - паровой теплообменник; 3 - фильтр; 4, 5 - линии рециркуляции мазута; 6 - подвод пара к теплообменнику; 7, 8 - насосы первой и второй ступеней давления; 9 - обратный клапан; 10 - регулятор расхода; 11 - измеритель расхода; 12 - ствол мазутной форсунки; 13 - горелка;

Подготовка газообразного топлива к сжиганию.

Газ поступает на электростанцию от магистрального газопровода или газораспределительной станции (ГРС) с давлением 0,7 — 1,3 МПа. Газохранилищами электростанции не располагают. Для снижения давления поступающего газа до необходимого уровня у горелок (0,13—0,2 МПа) предусматривается его дросселирование.

Сжигание газов производится в топочной камере, куда горючая смесь подаётся через горелки. В топочном пространстве в результате сложных физико-химических процессов, образуется струя горящего газа, называемая факелом.

В зависимости от способа подачи воздуха, необходимого для горения, возможны следующие виды сжигания газов:

– горение однородной газовой смеси, когда сжигается газ, подающейся предварительно в виде горючей смеси.

– диффузорное горение, когда газ и воздух подаются отдельно.

– горение смеси газов с недостаточным количеством воздуха, когда газ подаётся в смеси с воздухом, но количество последнего не достаточно бля полного сгорания.

Газообразное топливо легко смешиваясь с воздухом, поэтому полное горение этого топлива достаточно простое, но высокая стоимость не позволяет пользоваться им для целей отопления и оно применяется лишь в небольших котлах для ход нужд.

Рис. 1. Технологическая схема подготовки к сжиганию газового топлива; дополнительные обозначения: 14 - измеритель давления газа; 15 - предохранительный клапан; 16 - регулятор давления "после себя"; 17 - быстродействующий клапан.