Пароперегрівачі котлів: опис, технічні характеристики, будову, принцип роботи, особливості експлуатації та обслуговування

Пароперегрівачі котлів призначені для отримання пари з сухого або рідкого насиченого складу, що подається в енергетичну систему. У цій сфері потрібна його вироблення з високим термічним показником, який створюється в процесі ентальпії і паросилових циклів.

Загальна інформація

У промислових пароперегревателях котлів невеликої потужності при температурі пари до 500 °С зазвичай встановлюють конвективні модифікації. При великих термічних показниках експлуатують, як правило, об'єднані версії, в яких сполучені пристрої променевого і конвекційного типу. Робочі поверхні пристосування являють собою ширми, що знаходяться безпосередньо в верхньому відсіку топкової камери.


Метал пароперегревательных труб функціонує в критичному температурному режимі, якщо навіть межа одержуваного пара стає не вище 450 градусів. У будь-якому випадку, параметр згоряння діє на оболонку сильніше, ніж на рідину, що переміщається всередині труб. Нижче наведена загальна схема дії приладу.

Особливості

У пароперегревателях котлів інтенсивність нагріву металевих стінок безпосередньо залежить від рівномірності подачі аналогічного показника на змійовики в поперечної частини, а також від різниці середньої температури продуктів згоряння, матеріалу та якості металу. Варто відзначити, що випарні і экономайзерные панелі розглянутих агрегатів при підвищених тепловіддаючих коефіцієнтах від стінки до робочої рідини в самих несприятливих умовах не стають вище при температурі понад 60 °C. Безпосередньо в пароперегрівачі парового котла навіть при 450 °C цей показник максимально близький до межі, орієнтованого на вуглецеву сталь.


Крім того, показник тепловіддачі від стінок до пару набагато нижче, ніж до киплячої рідини. Агрегація між зазначеними ресурсами може призводити до перегріву, відкладень накипу і поломки деталей зазначеного приладу.

Обслуговування

Для зменшення теплової розгортки, в пароперегревателях котлів роблять розосереджене надходження пара по всій довжині загального колектора за рахунок використання труб малого діаметру. Це дозволяє рівномірно розподілити надходження суміші по кожному змійовика. Також для вирішення зазначеної проблеми поділяють агрегат на кілька частин, монтують проміжні колектори і коректують схему підведення пари, в залежності від необхідних значень і зовнішніх особливостей. Значний вплив на надійність функціональності металу надає швидкість пара. Збільшення цього параметра в змеевиках сприяє зниженню температури на стінках труб, при цьому зростає гідравлічний опір апарату. У промислових моделях швидкісний межа варіюється від 20 до 25 метрів в секунду. В такому режимі гідроопір не перевищує 6 % від номінального тиску.

Конвективний пароперегрівач котла

У подібних модифікаціях використовуються різні схеми взаємного переміщення пари і продуктів згоряння. За таким принципом, пристрій підрозділяється на три види:

Прямоточного дії.

Змішаний варіант.

Протиточні моделі.

У першому випадку взаємодія продуктів згоряння і пара йде в одному напрямку. Схема сприяє компенсації різниці температур за рахунок нівелювання низького показника нагріву металу більш високим параметром робочого складу. Це актуально тільки при відсутності солей в насиченому парі. В іншому випадку, вони будуть відкладатися на змеевиках, що призведе до різкого зростання температури металу. Варто відзначити, що середня термічна різниця в протиточному агрегаті вимагає більшої поверхні нагрівання, а це призводить до подорожчання приладу.

Змішана і протівоточная схема

Принцип роботи пароперегрівача котла в змішаному режимі передбачає переміщення робочої суміші і продуктів згоряння, як прямо, так і на протитоку. Процес, що відбувається в різних комбінаціях, вважається найбільш оптимальним для забезпечення різниці температур нагрівання пари і металу стінок, що підвищує ефективність роботи пристосування. Протівоточная схема відрізняється тим, що тут рух пари і відпрацьованих газів виконується в протилежному напрямку. Отже, змійовики, на які впливають продукти згоряння, зустрічають вже перегрітий пар. Цього явно недостатньо для їх охолодження. При цьому метал працює в максимально складних температурних умовах. Порівняно з попередніми системами, в цій схемі термічний напір більше, а поверхня нагріву менше, що сприяє зниження габаритів і ціни приладу.

Пристрій пароперегрівача котла

Розглянуте обладнання виготовляється з суцільнотягнутих труб (діаметр становить від 28 до 42 міліметрів). Ці елементи згинаються за типом змійовиків, кінці яких підключаються до робочого барабану за допомогою розвальцьовування, а до колекторів за допомогою зварювання. Поперечний крок у кожному рядку дорівнює 2-35 d. Колектори зазвичай мають круглу конфігурацію, виготовляються з легованої або вуглецевої сталі, залежно від номінального тиску і типу системи.
Конвективні модифікації розташовуються в горизонтальному каналі між опускним відсіком і топкою. При цьому глибина кожного пакета не перевищує 15 метра. Між комплектами залишають вільний простір не менше 05 м. Це дозволяє полегшити обслуговування і ремонт агрегату. Швидкість продуктів згоряння варіюється від 6 до 14 метрів в секунду. Менший показник буде сприяти занесенню нагрітої поверхні летючої золою, а більший параметр підвищує ймовірність зносу труб за рахунок тертя твердих частинок з металевими стінками. Є горизонтальна або вертикальна підвіска паралельно активованих змійовиків, в залежності від типу розміщення в газоході. Вони зазвичай розміщуються за коридорному принципом, що полегшує чистку від зольних нальотів. Горизонтальне розташування елементів гарантує хороше видалення конденсату після зупинки приладу. Однак це вимагає посилених і складних підвісок щоб уникнути провисання деталей. Вертикальні модифікації легше підвішувати, що спрощує монтаж і надійність, але ускладнює дренаж конденсату.

Застосування

Основне призначення пароперегрівача котла – регулювання температури перегрітої пари з забезпеченням зазначеного показника в широкому діапазоні з урахуванням мінливих термічних навантажень. Коригування здійснюється за допомогою поверхневих охолоджувачів, впорскування води в пару, пропуском частині відпрацювання повз агрегату. Крім того, застосовується рециркуляція продуктів згорання, зміна аеродинамічній, хімічної або випромінюючої структури факела. Поверхневий охолоджувач – це звичайний комплект з пари пакетів U-подібних труб, які всередині пропускають рідинний холодоагент. Зовні деталі обдають пором, який після зіткнення з ними охолоджується.