Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2022-07-03 | 51 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Экономайзеры для нагрева питательней воды и воздухоподогрева- тели для нагрева дутьевого воздуха находятся в конце конвективного газохода и омываются газами с низкой температурой, поэтому их часто называют низкотемпературными или хвостовыми поверхностями. Из всех поверхностей нагрева котла, находящихся под давлением, в эконо- майзере температура металла труб имеет наименьшее значение. Уста- новка воздухоподогревателя увеличивает экономичность котла главным образом за счет снижения потерь с уходящими газами, а также позволя- ет значительно улучшить процесс горения топлива, особенно при сжи- гании низкокачественных и мало реакционных топлив, снизив потери в
топке
q 3 и
q 4 и увеличив передачу теплоты радиацией по сравнению с
менее эффективной теплоотдачей конвекцией.
Предварительный нагрев воздуха, подаваемого в топку для горе- ния, позволяет повысить теоретическую температуру сгорания топлива. Обычно увеличение температуры нагрева воздуха на 100 °С повышает температуру горения примерно на 3540 °С. Снижение температуры уходящих газов на каждые 10 °С за счет установки хвостовых поверх- ностей нагрева повышает КПД парогенератора примерно на 0,5 %. Об- щий низкий уровень температур металла стенок труб хвостовых по- верхностей нагрева делает вероятными их коррозионные повреждения вследствие конденсации влаги из дымовых газов и соединения с SO. Кроме того, экономайзер и воздухоподогреватель больше чем другие поверхности котла, страдают от золового износа и отложений летучей золы на трубах. Характерным для хвостовых поверхностей нагрева яв- ляется также низкий температурный напор, особенно на входе в эконо-
|
майзер и на выходе из холодной части воздухоподогревателя. Поэтому основной задачей при разработке конструкций хвостовых поверхностей нагрева являются: интенсификация теплообмена и создание компактных малогабаритных элементов с умеренной затратой металла, которые бы подвергались минимальному золовому износу, загрязнению и коррозии.
Водяные экономайзеры
Водяной экономайзер располагается за паровым котлом по ходу то- почных газов и предназначается для нагрева питательной воды перед поступлением ее в котел; при этом дополнительно используется тепло отходящих газов, что повышает экономичность котлоагрегата. В совре- менных котельных установках применяют в основном два типа эконо- майзеров: чугунные ребристые и стальные змеевиковые.
Чугунные ребристые экономайзеры системы ВТИ устанавливаются на котлах с рабочим давлением до 22 ати. Они состоят из отдельных чу- гунных ребристых труб, внутренний диаметр которых равен 60 мм и длин приблизительно 2 м. Ребра на трубах служат для увеличения по- верхности нагрева и лучшей передачи тепла от горячих газов к воде. На конце каждой ребристой трубы имеется крепежный фланец.
На рис. 2.2.1 представлен общий вид водяного экономайзера с реб- ристыми чугунными трубами 1, которые соединяются между собой при помощи горизонтальных и вертикальных калачей 2, чем обеспечивают проход воды последовательно через все трубы экономайзера.
Рис. 2.2.1. Чугунный ребристый экономайзер:
1 ребристые трубы; 2 соединительные калачи
Движение воды в нем должно быть направлено снизу вверх для удаления воздуха во избежание гидравлических ударов. При этом вода сначала проходит последовательно через все трубы нижнего ряда, затем переходит по вертикальному калачу в следующий горизонтальный ряд и т. д. Поверхность нагрева экономайзера набирается из отдельных стан- дартных труб, количество которых определяется тепловым расчетом.
Чугунные экономайзеры, изготовленные из специального высоко- качественного чугуна, применяются на давление до 60 атм.
|
Достоинство чугунных экономайзеров заключается в том, что они более устойчивы по сравнению с остальными в отношении внутренней и наружной коррозии. Кроме того, при ремонте калачи могут сниматься и трубы сравнительно легко очищаются от шлама.
Недостатками чугунных водяных экономайзеров являются большие габариты и относительно небольшой коэффициент теплопередачи, вы- званный значительными диаметрами труб и малыми скоростями газов, а также недостаточная устойчивость чугуна в случае появления гидрав- лических ударов. Температура питательной воды в чугунных экономай- зерах должна быть всегда на 4050 °С ниже температуры котловой воды в барабане.
Совершенно не допускается вскипание воды в экономайзере, при котором могут появиться гидравлические удары. Поэтому при растопке котла, когда расхода воды в экономайзере нет, во избежание ее вскипа- ния необходимо отводить воду из экономайзера через так называемую сгонную линию. В питательный или дренажный бак.
По этой же причине котлоагрегаты с чугунными экономайзерами оборудуются обходными газоходами, через которые пропускаются газы при растопке котлов.
Стальные змеевиковые экономайзеры применяются для котлов среднего и высокого давления. Они бывают двух типов: экономайзеры кипящего Типа, в которых происходит частичное испарение воды (до 1525 %), и экономайзеры некипящего типа.
Кипящие экономайзеры составляют как бы часть поверхности на- грева котла. Они не отключаются ни по водяной, ни по газовой стороне. Поэтому между ними и котлом не ставится никакой арматуры. Запор- ный вентиль и обратный клапан на питательной линии крепится на вхо- де в водяной экономайзер. Температура питательной воды в экономай- зерах некипящего типа так же, как и в чугунных, должна быть на
4050 °С ниже температуры котловой воды в барабане.
На рис. 2.2.2 представлена схема устройства водяного стального змеевикового экономайзера. Конструкция его аналогична конструкции пароперегревателя. Он состоит из водяных камер (коллекторов) 1, змее-
виков 2 и из стальных труб 3 наружным диаметром 3851 мм и толщи- ной стенок 35 мм, в зависимости от давления. Концы змеевиков вваль- цовываются в отверстия коллекторов или привариваются к штуцерам, вваренным в камеры. Трубы большого диаметра, по которым вода под- водится к экономайзеру и отводится из него, присоединяются к коллек- торам посредствам сварки. Змеевики экономайзера обычно располага- ются в шахматном порядке. В зависимости от размера экономайзера по высоте он делится на отдельные пакеты (группы), которые устанавли- вают на некотором расстоянии друг от друга. Пространство между па- кетами используется для ремонта экономайзера и для очистки его от зо- лы. Кроме того, такое разделение способствует лучшему перемешива- нию газов и равномерному распределению их по сечению газохода.
|
Рис. 2.2.2. Водяной экономайзер змеевиковый:
1 нижний входной коллектор; 2 верхний входной коллектор; 3 змеевики; 4 опорные стойки змеевиков; 5 опорная балка с воздушным охлаждением; 6 спуск воды; 7 обмуровка
Змеевики экономайзера в газоходе располагаются горизонтально. Они крепятся при помощи опорных стоек, опирающихся на пустотелые блоки, Охлаждаемые воздухом. Для предохранения блока от высоких температур они покрываются снаружи тепловой изоляцией (торкретом).
Неравномерное распределение воды в отдельных змеевиках эконо- майзера может привести к неполадкам и авариям. В некипящих эконо- майзерах в этом случае может произойти закипание воды, иногда запа-
ривание змеевиков (т. е. образование в них пара) и даже пережог их (при высокой температуре дымовых газов). Поэтому скорость воды в некипящих экономайзерах должна быть не менее 0,30,4 м/с. На выход- ной части кипящих экономайзеров эта скорость должна быть не менее 1 м/с во избежание перегрева змеевиков в случае расслоения пароводя- ной смеси. Для увеличения скорости воды в экономайзере при очень широких газоходах, применяют схему с двукратным движением воды, т. е. разделяют экономайзер на две последовательно включенные сек- ции. Скорость газов в экономайзере обычно бывает 1012 м/с, а для многозольных топлив не больше 910 м/с.
Чаще всего в экономайзере подогревается питательная вода, кото- рая затем направляется в барабан котла. В этом случае экономайзер на- зывается питательным. В отдельных случаях в экономайзере нагревает- ся вода, используемая затем на нужды теплоснабжения, и он называется в этом случае теплофикационным. Обычно в современных котельных применяют индивидуальные экономайзеры, т. е. каждый котел оборудо- ван собственным питательным экономайзером.
|
В старых котельных с низким КПД вследствие высокой температу- ры уходящих газов устанавливают иногда групповые теплофикацион- ные экономайзеры.
Их установка, кроме положительного фактора повышения КПД котельной, имеет целый ряд недостатков. Это, прежде всего, постоянное изменение уровня нагрева воды при остановке нагрева котлов или при резком колебании нагрузок, снижается температура стенок металла по- верхностей низкотемпературную коррозию.
Все экономайзеры независимо от их назначения должны быть обо- рудованы контрольно-измерительными приборами, арматурой и пре- дохранительными устройствами (рис. 2.2.3).
Во избежание перегрева экономайзера во время растопки котла нижняя входная камера соединяется при помощи так называемой ре- циркуляционной линии с водяным объемом верхнего барабана котла. Таким образом, экономайзер включается в циркуляцию котла, и котло- вая вода может перетекать из барабана котла в экономайзере по мере отвода горячей воды или пароводяной смеси из экономайзера в барабан.
На этой линии устанавливается запорный вентиль, который при нормальной работе, когда находится в закрытом состоянии. В котлах со ступенчатым испарением линия рециркуляции присоединяется к чисто- му отсеку барабана.
При эксплуатации барабана экономайзера необходимо следить, чтобы зола не накапливалась в трубах, для чего экономайзер следует систематически обдувать. Отложения золы усиливаются при снижении
скорости газов до 3 м/с и ниже. При частичном заносе экономайзера зо- лой большее количество газов устремляется в ту его часть, которая име- ет меньшее сопротивление. В таких местах газы движутся с большой скоростью и вызывают чрезмерный износ труб летучей золой.
Рис. 2.2.3. Схема расположения контрольно-измерительных приборов
на экономайзере:
1 задвижки; 2 предохранительные клапаны; 3 манометр; 4 термометры; 5 вантуз
Воздухоподогреватели
По принципу работы воздухоподогреватели делятся на рекупера- тивные и регенеративные. В рекуперативных передача теплоты от пото- ка продуктов сгорания к нагреваемому воздуху происходит непрерывно через разделяющие эти потоки металлические стенки поверхностей на- грева (труб или пластин). В регенеративных воздухоподогревателях имеющаяся металлическая набивка (пластины, шары и т. п.) поперемен- но то нагреваются в потоке дымовых газов, то охлаждаются в воздуш- ном потоке, отдавая ему полученную аккумулированную теплоту. Реку- перативные подогревателя подразделяют по виду применяемого мате- риала на чугунные, стальные и неметаллические, а по конструктивному оформлению на пластинчатые и трубчатые. У чугунных воздухопо- догревателей толщина теплопередающей поверхности обычно равна 6 мм, а у стальных 0,52,0 мм. Поверхности нагрева чугунного воздухо- подогревателя состоит чаще всего из горизонтальных овальных чугун- ных труб. Продукты сгорания проходят между ними, а воздух внутри них. Трубы снабжены наружными и внутренними ребрами, увеличи- вающими их поверхность нагрева. В последние годы чугунные возду- хонагреватели в котлостроении практически не применяются, так как
|
они громоздки, имеют большую массу, обладают плохой техноло- гичностью (невозможность сварки), хрупкостью. К преимуществам от- носятся стойкость против коррозии и жаростойкость, позволяющие обеспечить нагрев воздуха до 450 °С
По уровню нагрева воздуха все воздухоподогреватели делятся на низкотемпературные (150200 °С), среднетемпературные (200350 °С), высокотемпературные (350450 °С) и радиационные (450700 °С). Од- ной из первых конструкций стальных воздухоподогревателей были пла- стичные, представляющие собой систему чередующихся вертикальных и горизонтальных каналов из стальных листов толщиной 23 мм. По вертикальным каналам притекают газы, а по горизонтальным воздух вниз или вверх в зависимости от расположения воздухоподогревателя.
Из-за значительной неравномерности температурного поля по всей по- верхности отдельных листов происходят их коробление, разрыв свар- ных швов, уменьшение отверстий, что приводит к их разбиванию лету- чей золой. Все эти недостатки привели к тому, что в настоящее время пластичные воздухоподогреватели практически не применяются.
Трубчатые воздухоподогреватели являются наиболее распростра- ненными для котлов малой и средней мощности. Для их изготовления обычно при меняют стальные трубы из Ст 20 диаметром 51×1,5; 40×1,5 или 25×1,5 мм.
При меньшем диаметре труб воздухоподогреватель имеет меньшие наружные размеры. Тонкостенные трубы нельзя вальцевать и их прива- ривают к трубным доскам. Трубчатый воздухоподогреватель состоит из пучка параллельных труб, расположенных в шахматном порядке и при- соединенных к трубным доскам. Трубы вместе с верхней и нижней трубными досками составляют секцию или «куб». Поверхность нагрева зависит от числа труб в кубе и их длины. Воздухоподогреватель может состоять из одного или нескольких кубов. Снаружи воздухоподогрева- тель имеет плотные стенки и воздухоперепускные короба (рис. 2.2.4).
В вертикальном воздухоподогревателе газ движется внутри труб, а воздух в межтрубном пространстве; в горизонтальном воздухоподог- ревателе наоборот. Для создания поперечного обтекания труб возду- хом в вертикальном воздухоподогревателе устанавливают промежуточ- ные трубы-доски.
В зависимости от скорости воздуха и величины поверхности нагре- ва, воздухонагреватели выполняют одно и многоходовыми (рис. 2.2.5).
Число ходов и скорость воздуха связаны между собой: при увели- чении числа ходов увеличивается скорость воздуха. Применение труб малого диаметра привело к созданию конструкции так называемого ма- логабаритного воздухоподогревателя. Для сохранения прежнего значе-
Рис. 2.2.4. Схема трубчатого двухъярусного воздухоподогревателя:
1 вход газов; 2 выход газов; 3 вход воздуха; 4 выход воздуха; 5 ниж- няя секция (кубы) воздухоподогревателя; 6 верхние секции воздухоподогревателя; 7 и 8 перепускные короба для воздуха; 9 наружный компенсатор; 10 место ус-
тановки экономайзера; 11 компенсатор на перепускном коробе
Рис. 2.2.5. Схема компоновки воздухоподогревателей а многоходовая поточная; б одноходовая однопоточная; в, г многоходовые двухпоточные
В последние годы иногда применяют так называемые обращенные воздухоподогреватели, в которых в отличие от обычных продукты сго- рания проходят в межтрубном пространстве, а нагреваемый воздух внутри труб.
Преимущество обращенных трубчатых воздухоподогревателей со- стоит в том, что трубчатые доски вынесены из зоны обогрева и работа- ют при более низких температурах. К их недостаткам можно отнести более высокую, по сравнению с традиционными, загрязненность золой. В ряде случаев при, необходимости нагрева воздуха до более высоких температур (400 °С и выше) применяют различные не традиционные конструкции воздухоподогревателей: змеевиковые из плоских и спи- ральных змеевиков (рис. 2.2.6, в и д), преимущества которых состоят в высокой компактности при относительно большой длине труб и в удач- ном решении вопросов компенсации температурных удлинений, и ра- диационные панельные, располагаемые в топке и другой зоне высокой температуры.
Рис. 2.2.6. Классификация конструкций воздухоподогревателей а обычные трубчатые; б обращенные трубчатые; в змеевиковые; г экранные; д спиральные
В последние годы в котлах большой производительности получили широкое распространение регенеративные воздухоподогреватели. Реге- неративный вращающийся воздухоподогреватель (РВП) состоит из ци- линдрического ротора, медленно вращающегося вокруг вертикальной оси, и из патрубков, через которые к ротору подводятся и отводятся дымовые газы и воздух (рис. 2.2.7).
Рис. 2.2.7. Один из вариантов аппаратов регенеративного вращающегося
воздухоподогревателя:
1 вал ротора; 2 газовые патрубки; 3 верхний подшипник; 4 патрубки для воздуха; 5 радиальное уплотнение ротора, препятствующее перетеканию воз- духа в газовые потоки; 6 электродвигатель с редуктором; 7 наружное уплотне-
ние ротора; 8 наружный кожух; 9 ротор
Находящиеся в роторе стальные пластины попеременно то нагре- ваются проводящим потоком продуктов сгорания, то, попадая в воз- душный поток, отдают воздуху полученную от газов теплоту и охлаж- даются. Основными преимуществами таких воздухоподогревателей яв- ляются их сравнительно малые массы и наружные размеры; к главным недостаткам относятся повышенная стоимость изготовления и труд- ность их уплотнения, вследствие чего в продукты сгорания попадает больше воздуха, чем в воздухоподогревателях трубчатого типа.
Широкое применение РВП получили благодаря ряду их преиму- ществ по сравнению с трубчатыми, а именно:
• меньшие затраты металла;
• возможность использования неметаллической антикоррозийной поверхности нагрева без ухудшения теплообмена;
• меньшие габариты по высоте;
• простая организация обдувки и промывки поверхности нагрева от золовых отложений.
В качестве поверхности нагрева (набивки) используют керамиче- ские блоки, эмалированные листы стали, стеклянные и керамические шарики и т. п. Однако вследствие ряда эксплуатационных недостатков эти набивки пока еще не получили широкого распространения.
Наряду с достоинствами, РВП имеет существенные конструктив- ные и эксплуатационные недостатки, а именно:
• наличие вращающихся элементов;
• наличие системы водяного охлаждения ротора и подшипников;
• сложность уплотнения и повышенные перетоки воздуха в газо- вый поток (от 10 до 20 %).
|
|
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!