Влияние пароперегревателя на глубину разгрузки котлов

Пароперегреватель является наиболее теплонапряженным элементом парового котла. На рисунке ниже показано распределение теплоты между экономайзерными, испарительными и пароперегревательными поверхностями. Как видно из рисунка расположенного ниже, суммарное тепловосприятие пароперегревательных поверхностей нагрева возрастает с повышением номинальных параметров пара с 30 % у котлов 14 МПа до 70 % у прямоточных котлов сверхкритического давления. В котлах 10 МПа все пароперегревательные поверхности являются конвективными, и он установлен в поворотной камере топки, в то время как у котлов 14 МПа значительная часть пароперегревателя выполнена в виде радиационных поверхностей, расположенных в верхней части топочной камеры. Еще больше развиты радиационные поверхности в пароперегревателях котлов сверхкритического давления. Эти конструктивные особенности определяют температурный режим металла труб пароперегревателей и минимальные нагрузки котлов разных типов по условиям надежного охлаждения этих труб.

Диаграмма распределения общего тепловосприятия в котельных агрегатах между экономайзерными (1), парогенерирующими (2) и пароперегревательными (3) поверхностями нагрева в зависимости от номинальных параметров пара

Диаграмма распределения общего тепловосприятия в котельных агрегатах между экономайзерными (1), парогенерирующими (2) и пароперегревательными (3) поверхностями нагрева в зависимости от номинальных параметров пара

При снижении нагрузки котлов уменьшается расход пара через пароперегреватель, а следовательно, массовая и линейная скорость пара. В результате этого температура перегрева пара на выходе из радиационного пароперегревателя повышается, так как лучистая энергия факела поглощается здесь меньшим количеством пара. В ширмовых пароперегревателях, включенных между радиационными и конвективными поверхностями, продолжается интенсивный теплообмен, лучистый, и конвективный, так что суммарное тепловосприятие ширм мало зависит от нагрузки. Поэтому дополнительный перегрев пара, возникший в радиационных панелях, сохранится и на выходе из ширм, причем температура его может значительно превышать расчетную температуру пара. Одновременно из-за снижения линейной скорости парового потока резко ухудшается теплоотдача металла. Совокупное действие обеих этих причин приводит при пониженной нагрузке котла к значительному возрастанию температуры металла труб пароперегревателя.

Зависимость температуры наружной поверхности труб пароперегревателя от скорости пара при различных тепловых нагрузках

Зависимость температуры наружной поверхности труб пароперегревателя от скорости пара при различных тепловых нагрузках

Как видно из рисунка выше, при тепловых нагрузках 300 кВт/м2, обычных в зоне радиационных панелей, и при условии применения для труб пароперегревателя хромомолибденованадиевой стали 12Х1МФ с предельной допустимой рабочей температурой 575 °С, скорость пара должна быть не меньше 5 м/с. Эта скорость соответствует расходу пара примерно 0,5*Dном и, таким образом, минимальная нагрузка барабанного котла 14 МПа с комбинированным пароперегревателем по условиям надежности металла труб пароперегревателя составляет около 50 % паропроизводительности. У барабанных котлов 10 МПа, имеющих только конвективный пароперегреватель, этот минимум может быть несколько ниже (около 40%). У прямоточных котлов 14 МПа ограничения минимальной нагрузки по условиям надежности пароперегревателя те же, что и у барабанных котлов такого же давления, а у котлов сверхкритического давления 25 МПа, трубы пароперегревателей которых выполнены из жаропрочной стали аустенитного класса с допустимой рабочей температурой 650 °С, минимальная нагрузка может быть такой же, как у барабанных котлов с конвективным пароперегревателем/

Необходимо отметить затруднения с поддержанием температуры перегрева вторичного пара, возникающие при малых нагрузках котлов с вторичным пароперегревателем, расположенным обычно в опускной (конвективной) шахте. В некоторых случаях именно пароперегреватель котла ограничивает глубину его разгрузки, заставляя значительно повышать коэффициент избытка воздуха (до 3,0) для поддержания в норме температуры вторичного перегрева пара.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector