Классификация пароперегревателей по виду тепловосприятия и их конструкции.

П/п предназначен для пере­грева поступающего в него насыщенного пара до заданной температуры. Он является одним из наиболее ответственных элементов установ­ки, так как температура пара здесь достигает наибольших значений и размещается он в зо­не высокой температуры газов.

По виду тепловосприятия п/п различают конвективные, располагаемые в конвективном газоходе и получающие теплоту конвекцией, и радиационные, устанавли­ваемые на стенах ТК и получа­ющие теплоту радиацией. Имеются еще и полурадиационные ширмовые п/п; их располагают в верхней части топки и частично в горизонтальном газоходе между радиационными и конвективными поверхно­стями нагрева.

По назначению они делятся на основные, в которых перегревается пар ВД или СКД, и промежуточные, в которых перегревается пар, частично отработавший в турбине.

Обычно для п/п приме­няют гладкие трубы. Они технологичны и де­шевле ребристых. Гладкие трубы меньше под­вержены наружным отложениям и легче под­вергаются очистке. Недостаток гладкотрубных поверхностей нагрева — ограниченное тепловосприятие при умеренных скоростях газового потока. Учитывая, что теплопередача через поверхность нагрева лимитируется наружным теплообменом a1<a2, предложили конструк­ции с наружным оребрением труб. Различают продольное оребрение (из плавниковых труб) и поперечное оребрение (трубы с поперечными кольцевыми ребрами).

На мощных энергетических блоках приме­няют промежуточный перегрев пара. Посколь­ку давление вторично-перегретого пара невелико (3—4 МПа), гидравлическое сопротивле­ние промежуточного п/п должно быть небольшим (0,2—0,3 МПа). Это ограни­чивает массовую скорость пара и соответст­венно требует применения труб значительного диаметра, что снижает коэффициент теплоот­дачи на внутренней стенке. Низкие значения коэффициента теплоотдачи а2 при интенсив­ном обогреве поверхности п/п, особенно на выходе из него, вызывают в ряде случаев недопустимое á температу­ры перлитной стали, из которой выполняется п/п, и требуют перехода на дорогую и технологически более сложную аустенитную сталь. â температуру стенки промежуточного п/п можно, расположив его в зоне умеренного обогрева, однако это связано со значительным увеличе­нием его поверхности нагрева, что экономи­чески невыгодно. Интенсифицировать внутрен­ний теплообмен в выходной («горячей») части п/п можно применением труб с внут­ренним продольным оребрением. Такая конструкция, развивая внутреннюю по­верхность, существенно â температу­ру стенки.

Из труб п/п образуют зме­евики. Кон­цы змеевиков приваривают к коллекторам круглого сечения. Различают змеевики одно- и многозаходные (рис. 18.2,а—г). В котлах большой мощности п/п выпол­няют с большим числом заходов змеевиков. При этом затрудняются условия крепления концов труб в коллекторе, уменьшается его прочность. Поэтому в многозаходных поверх­ностях нагрева применяют «перчаточную» конструкцию присоединения змеевиков к кол­лекторам (рис. 18.2,д).

В зависимости от направления движения потоков пара и продуктов сгорания различают прямоточные, противоточные и смешанные схемы п/п (рис. 18.3).

В противоточном п/п (рис. 18.3,а) достигается максимальный тем­пературный напор м/у продуктами сгора­ния и паром, что уменьшает поверхность на­грева и расход металла. Недостатком схемы является опасность пережога последних по пару змеевиков, так как здесь пар наиболее высокой температуры встречается с продуктами сгорания, также имеющими наибольшую температуру, и металл труб находится в тя­желых температурных условиях. При прямо­токе (рис. 18.3,6) температурный напор мень­ше, чем при противотоке. Однако условия работы металла лучше, так как змеевики с наибольшей температурой пара обогревают­ся продуктами сгорания, уже частично охлаж­денными на входном участке п/п. Оптимальных условий надежности и умеренной стоимости конвективного п/п достигают в смешанной схеме (рис. 18.3,в, г).

Змеевики п/п располагают вертикально и горизонтально. Вертикальные п/п более удобны в конструк­тивном отношении, проще, и надежнее их крепление, они меньше подвержены шлакова­нию, но недренируемы, т. е. невозможен непо­средственный слив конденсата, что вызывает стояночную коррозию и некоторые трудности при растопке котла. Горизонтальные п/п конструктивно более сложны в части креплений, но допускают полный слив конденсата, что упрощает эксплуатацию.

Вопрос № 171