Конвективных газоходов

В вертикально-водотрубных котельных агрегатах старых конструкций смывание труб в конвективных газоходах было выполнено главным образом продольным.

Образованию триоксида серы способствуют каталитические реакции, особенно в конвективных газоходах котла. Поэтому приведенная на рис. 1.8 кривая действительного содержания SOs в продуктах сгорания может иметь, в зависимости от интенсивности каталитических процессов, различные уровни.

Формула (4.21) описывает коррозию хромированных труб, работающих в НРЧ, а также в конвективных газоходах. Это следует из рис. 4.38, где приведена зависимость глубины коррозии хромированных труб от параметра коррозионной стойкости хромового покрытия {линия /), рассчитанная на основе формулы (4.21), а также экспериментально установленные глубины коррозии хромированных труб, работающих как в НРЧ, так и в конвективных поверхностях нагрева. '

глубина коррозии нехромированных труб в конвективных газоходах во всех случаях в 10 и более раз больше, чем глубина коррозии хромированных труб.

Введение подогрева воздуха дало возможность не только облегчить подсушку и воспламенение влажных топлив, но и значительно увеличить тепловую нагрузку испаряю дих поверхностей нагрева, в особенности радиационных, а также повысить к. п. д. котло-агрегатов за счёт более глубокого охлаждения дымовых газов. Подогрев воздуха приводит к повышению температуры газов как в топке, так и в ближайших к топке конвективных газоходах, благодаря чему увеличивается разность температур между газами и водой или паром, а следовательно, повышается и количество тепла, передаваемого расположенным на этих участках поверхностям нагрева. Таким образом рациональное применение воздухоподогревателей даёт возможность несколько уменьшать размеры необходимой рабочей поверхности нагрева котлов.

менения в конвективных газоходах котла: первая составляющая в связи с возможным некоторым повышением ?ух может увеличиться, но вторая составляющая, существенно зависящая от начального влагосодержания газов d\, которое приближенно равно 150/а, заметно уменьшается с ростом а. Многочисленными расчетами и испытаниями контактных экономайзеров установлено, что при увеличении а на выходе из котлов, к которым установлены контактные экономайзеры, их теплопроизво-дительность уменьшается, несмотря на увеличение количества дымовых газов, поступающих в экономайзеры.

котла. Остальные поверхности нагрева располагаются во втором и третьем конвективных газоходах и в выносных теплообменниках со стационарным кипящим слоем. Первичный воздух подается под воздухораспределительную решетку, вторичный - в надслоевой объем.

Компоновка газоходов котла выполняется по двух- или трехходовой схеме. Топка котла футерована и в ней могут отсутствовать поверхности нагрева. Поверхности нагрева располагаются во втором и третьем конвективных газоходах, а также в выносном теплообменнике стационарного кипящего слоя. Отсутствие поверхностей нагрева в топке дает возможность создать хорошие условия для выгорания топлив и подавления вредных выбросов, не связывая эти процессы с получением пара (рис. 5.27). Материал слоя, уловленный циклоном, проходит через теплообменник и затем через систему труб и пневматический клапан вводится в топку. Скорость газов, а следовательно, и количество рециркулируемых частиц определяются нагрузкой котла.

На первой стадии мелкие частицы переносятся к поверхности трубы под действием радиометрических сил — тер-мофореза [36]. С увеличением скорости потока перенос за счет радиометрических сил уменьшается и при больших скоростях практически исчезает [37]. Поэтому термофорез играет существенную роль в переносе частиц лишь к экранным поверхностям. Следует учесть также, что в топке температурный градиент значительно выше, чем в конвективных газоходах, что усиливает радиометрический перенос к экранным трубам [35].

Продолжительность стабилизации связана с изменением температурного режима и определяемых им условий теплопередачи. Дымовые газы находятся в парогенераторе 6—8 сек, их общая теплоемкость составляет сотые доли процента теплоемкости парогенератора, и поэтому их прямым влиянием на стабилизацию можно пренебречь. Вместе с тем температура газа зависит от температуры омываемых им поверхностей нагрева. В топке это влияние пренебрежимо мало, так как теплопередача определяется разностью четвертых степеней температуры. В конвективных газоходах изменения температуры пара, воды и металла влияют на теплопередачу тем сильнее, чем меньше разность температур, и пренебрегать ими нельзя. Стабилизация температуры по пароводяному тракту является одним из признаков стабилизации режима в целом.

Чаще всего отсосные термопары применяют в конвективных газоходах, где температура газов ниже 1000—1 100° С. В этих условиях температура неохлаждаемой несущей трубы получается на 100—150° С ниже, а это уже область, в которой могут работать легированные стали. Учитывая, что корпус трубы несет нагрузку только от собственного веса, а срок ее службы исчисляется часами, перлитные слабо легированные молибденовые стали можно применять при температурах до 800—900° С, а аустенитные жаропрочные — до 1 100° С.

где Q2, Qa, Q*, Qs —- потери теплоты соответственно с уходящими газами, от химической неполноты сгорания топлива, от механического недожога, через ограждения топки и конвективных газоходов.

Компоновка котла — взаимное расположение его радиационных и конвективных газоходов (рис. 112). Котлы имеют П-, Т-, U-, башенную и многоходовую компоновки. В отечественной энергетике наибольшее распространение получили П- и Т-образные компоновки (рис. 112, а, б). Топка в них занимает подъемный (радиационный) газоход. В соединительном (горизонтальном) и опускном (конвективном) газоходах расположены перегреватели, экономайзеры, выносные переходные зоны, трубчатые воздухоподогреватели. Для котлов типа Е возможна компоновка с совмещением стен радиационного и конвективного газоходов. Преимуществом П- и Т-образных компоновок является возможность размещения тяжелого тягодутьевого оборудования на нулевой отметке. В результате каркас котла или здания освобождается от вибрационных нагрузок, возникающих при работе дымососов и вентиляторов. Для очистки поверхностей нагрева, расположенных в опускном газоходе, от загрязнений может быть применена дробеочистка.

Вместо решения уравнений подбором целесообразно применить следующий графический способ. Для расчета конвективных газоходов

Заканчивают тепловой расчет определением невязки теплового баланса, т. е. суммированием количества теплоты, воспринятого отдельными поверхностями нагрева в топочной камере « газоходах и найденного из уравнений теплового баланса для топки и конвективных газоходов с поверхностями напрева. Величина невязки баланса теплоты при правильном выполнения расчета должна !быть незначительной и не превышать 0,6% от располагаемого количества теплоты.

Компоновка котла — взаимное расположение его радиационных и конвективных газоходов (рис. 112). Котлы имеют П-, Т-, U-, башенную и многоходовую компоновки. В отечественной энергетике наибольшее распространение получили П- и Т-образные компоновки (рис. 112, а, б). Топка в них занимает подъемный (радиационный) газоход. В соединительном (горизонтальном) и опускном (конвективном) газоходах расположены перегреватели, экономайзеры, выносные переходные зоны, трубчатые воздухоподогреватели. Для котлов типа Е возможна компоновка с совмещением стен радиационного и конвективного газоходов. Преимуществом П- и Т-образных компоновок является возможность размещения тяжелого тягодутьевого оборудования на нулевой отметке. В результате каркас котла или здания освобождается от вибрационных нагрузок, возникающих при работе дымососов и вентиляторов. Для очистки поверхностей нагрева, расположенных в опускном газоходе, от загрязнений может быть применена дробеочистка.

На современных ТЭС используется пар с давлениями сверхкритическими или докритическими, но достаточно высокими. Пар для них применяется только перегретый, причем температуры пара в обоих случаях превышают 500°С. Такие параметры пара после котла получаются потому, что теплоносителем для котла являются продукты сгорания топлива, температура которых как в топке, так и после нее, т. е. в начале конвективных газоходов, существенно превышает температуры перегретого пара. Иными словами, выбор температуры пара не зависит от его давления. На рис. 5.3 приведена 7 —s-диаграмма цикла перегретого пара докритических давлений, показано преимущество перегретого пара перед насыщенным при равных давлениях. В первом случае работа определяется площадью аа'вгдд'а;

потеря тепла в окружающую среду в ккал/кг (п — число конвективных газоходов); Ht — поверхность нагрева рассчитываемого газохода, т. е наружная поверхность труб, омываемая газами, в мг (для воздухоподогревателя поверхность нагрева подсчитывается как средняя между поверхностью, омываемой газами, и поверхностью, омываемой воздухом); Д/,-° С — температурный напор (средняя разность температур между газами и рабочим телом в рассчлтываемом газоходе); kj — коэ-фациент теплопередачи в рассчитываемом газоходе в ккал/м2час °С.

Обмуровка стен вертикальных конвективных газоходов выполняется из огнеупорного кирпича низких марок (шамот класса В) или из огнеупорного бетона и теплоизоляционных материалов. Температура огнеупорности кирпича принимается на 100—125° С выше температуры омывающих газов.

Мембранные панели применяют в экранах топок, ширм, двухсветных экранов, ограждений конвективных газоходов стационарных паровых котлов. Они представляют собой конструкцию, образованную сваренными между собой прямыми или гнутыми плавниковыми металлургического производства, сребренными тем или иным способом, и гладкими трубами с полосами между ними. Панели изготовляют: из плавниковых труб сваркой их между собой по вершинам ребер; из гладких труб с приваренными между ними полосами; из сребренных труб сваркой их по вершинам ребер; из плавниковых и сребренных труб сваркой полос между ребрами (рис. 3.21).

Весьма эффективным мероприятием по снижению интенсивности низкотемпературной коррозии и уменьшению заноса хвостовых поверхностей нагрева является сжигание мазута с малыми избытками воздуха а= = 1,01-^-1,02. Однако внедрение этого мероприятия осложняется из-за необходимости обеспечения высокой плотности топки и конвективных газоходов для сведения до минимума присосов, а также неприспособленностью существующих в настоящее время горелочных устройств и систем регулирования для обеспечения процесса сжигания с малыми избытками воздуха. При снижении избытка воздуха в ряде случаев возрастают потери с механическим недожогом: мелкие частицы кокса дают сажу, отлагающуюся на поверхностях нагрева и способную к самовозгоранию (Ново-Рязанская ТЭЦ и др.).

агрегаты, но с сомкнутыми газоходами и отдельно расположенным воздухоподогревателем. За воздухоподогревателем установлена ступень грубой очистки дымовых газов от твердых частиц. Котлы - с естественной циркуляцией, подвесной конструкции. В расположенных в слое испарительных поверхностях осуществлена принудительная циркуляция. Стены обоих конвективных газоходов, воздушный короб и воздухораспределительная решетка выполнены из газоплотных сварных панелей и являются составной частью испарительного контура.