Пароперегреватели котлов: описание, технические характеристики, устройство, принцип работы, особенности эксплуатации и обслуживания

Подписаться Редактировать статью

Пароперегреватели котлов предназначены для получения пара из сухого или жидкого насыщенного состава, подаваемого в энергетическую систему. В этой сфере требуется его выработка с высоким термическим показателем, который создается в процессе энтальпии и паросиловых циклов.

Пароперегреватели для котла

Общая информация

В промышленных пароперегревателях котлов небольшой мощности при температуре пара до 500 °С обычно устанавливают конвективные модификации. При больших термических показателях эксплуатируют, как правило, комбинированные версии, в которых совмещены устройства лучевого и конвекционного типа. Рабочие поверхности приспособления представляют собой ширмы, находящиеся непосредственно в верхнем отсеке топочной камеры.

Металл пароперегревательных труб функционирует в критическом температурном режиме, если даже предел получаемого пара становится не выше 450 градусов. В любом случае, параметр сгорания действует на оболочку сильнее, чем на жидкость, перемещающуюся внутри труб. Ниже приведена общая схема действия прибора.

Схема включения пароперегревателей

Особенности

В пароперегревателях котлов интенсивность нагрева металлических стенок напрямую зависит от равномерности подачи аналогичного показателя на змеевики в поперечной части, а также от разности средней температуры продуктов сгорания, материала и качества металла.

Стоит отметить, что испарительные и экономайзерные панели рассматриваемых агрегатов при повышенных теплоотдающих коэффициентах от стенки к рабочей жидкости в самых неблагоприятных условиях не становятся выше при температуре более 60 °C. Непосредственно в пароперегревателе парового котла даже при 450 °C этот показатель максимально близок к пределу, ориентированному на углеродистую сталь.

Кроме того, показатель теплоотдачи от стенок к пару намного ниже, чем к кипящей жидкости. Агрегация между указанными ресурсами может приводить к перегреву, отложениям накипи и поломке деталей указанного прибора.

Пароперегреватели для водяного котла

Обслуживание

Для уменьшения тепловой развертки, в пароперегревателях котлов делают рассредоточенное поступление пара по всей длине общего коллектора за счет использования труб малого диаметра. Это позволяет равномерно распределить поступление смеси по каждому змеевику. Также для решения указанной проблемы разделяют агрегат на несколько частей, монтируют промежуточные коллекторы и корректируют схему подвода пара, в зависимости от требуемых значений и внешних особенностей.

Значительное влияние на надежность функциональности металла оказывает скорость пара. Увеличение этого параметра в змеевиках способствует снижению температуры на стенках труб, при этом возрастает гидравлическое сопротивление аппарата. В промышленных моделях скоростной предел варьируется от 20 до 25 метров в секунду. В таком режиме гидросопротивление не превышает 6 % от номинального давления.

Конвективный пароперегреватель котла

В подобных модификациях используются различные схемы взаимного перемещения пара и продуктов сгорания. По такому принципу, устройство подразделяется на три вида:

  1. Прямоточного действия.
  2. Смешанный вариант.
  3. Противоточные модели.

В первом случае взаимодействие продуктов сгорания и пара идет в одном направлении. Схема способствует компенсации разницы температур за счет нивелирования низкого показателя нагрева металла более высоким параметром рабочего состава. Это актуально только при отсутствии солей в насыщенном паре. В противном случае, они будут откладываться на змеевиках, что приведет к резкому возрастанию температуры металла. Стоит отметить, что средняя термическая разность в противоточном агрегате требует большей поверхности нагрева, а это приводит к удорожанию прибора.

Монтаж пароперегревателей

Смешанная и противоточная схема

Принцип работы пароперегревателя котла в смешанном режиме предусматривает перемещение рабочей смеси и продуктов сгорания, как прямо, так и на противотоке. Процесс, происходящий в различных комбинациях, считается наиболее оптимальным для обеспечения разности температур нагрева пара и стенок металла, что повышает эффективность работы приспособления.

Противоточная схема отличается тем, что здесь движение пара и отработанных газов выполняется в противоположном направлении. Следовательно, змеевики, на которые воздействуют продукты сгорания, встречают уже перегретый пар. Этого явно недостаточно для их охлаждения. При этом металл работает в максимально сложных температурных условиях. По сравнению с предыдущими системами, в этой схеме термический напор больше, а поверхность нагрева меньше, что способствует снижению габаритов и цены прибора.

Схема регулировки пароперегревателя

Устройство пароперегревателя котла

Рассматриваемое оборудование изготавливается из цельнотянутых труб (диаметр составляет от 28 до 42 миллиметров). Эти элементы сгибаются по типу змеевиков, концы которых подключаются к рабочему барабану при помощи развальцовки, а к коллекторам посредством сварки. Поперечный шаг в каждом ряду равняется 2-3,5 d. Коллекторы обычно имеют круглую конфигурацию, изготавливаются из легированной или углеродистой стали, в зависимости от номинального давления и типа системы.

Конвективные модификации располагаются в горизонтальном канале между опускным отсеком и топкой. При этом глубина каждого пакета не превышает 1,5 метра. Между комплектами оставляют свободное пространство не менее 0,5 м. Это позволяет облегчить обслуживание и ремонт агрегата. Скорость продуктов сгорания варьируется от 6 до 14 метров в секунду. Меньший показатель будет способствовать заносу нагретой поверхности летучей золой, а больший параметр повышает вероятность износа труб за счет трения твердых частиц с металлическими стенками.

Имеется горизонтальная либо вертикальная подвеска параллельно активированных змеевиков, в зависимости от типа размещения в газоходе. Они обычно размещаются по коридорному принципу, что облегчает чистку от зольных налетов. Горизонтальное расположение элементов гарантирует хорошее удаление конденсата после остановки прибора. Однако это требует усиленных и сложных подвесок во избежание провисания деталей. Вертикальные модификации легче подвешивать, что упрощает монтаж и надежность, но усложняет дренаж конденсата.

Устройство пароперегревателя

Применение

Основное назначение пароперегревателя котла – регулирование температуры перегретого пара с обеспечением указанного показателя в широком диапазоне с учетом постоянно изменяющихся термических нагрузок. Корректировка осуществляется при помощи поверхностных охладителей, впрыскивания воды в пар, пропуском части отработки мимо агрегата. Кроме того, применяется рециркуляция продуктов сгорания, изменение аэродинамической, химической или излучающей структуры факела. Поверхностный охладитель – это обычный комплект из пары пакетов U-образных труб, которые внутри пропускают жидкостный хладагент. Снаружи детали обдаются паром, который после соприкосновения с ними охлаждается.


Свершилось! Карта с паролями от Wi-Fi всех аэропортов мира
Советы туристам
Спираль Фибоначчи: почерк Творца, который вы можете увидеть в совершенно разных объектах природы (видео)
Наука
Что форма носа может сказать о вашей личности?
Психология
Как львицы отбивают своих детенышей от крокодила? Видео
Природа
Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для тех, кому за 30, 40, 50, 60
Волосы
Что нужно делать после интимной близости: 9 правил
Сексуальность