Конвективной поверхности

15. Максимально допустимая температура газов (°С) перед первой по ходу газов конвективной поверхностью, установленной в опускной конвективной шахте

15. Максимально допустимая температура газов (°С) перед первой по ходу газов конвективной поверхностью, установленной в опускной конвективной шахте

В случаях факельного сжигания угольной пыли и мазута излучение пламени и светящихся газов является мощным фактором интенсификации теплопередачи. В современных крупных паровых котлах по сравнению с конвективной поверхностью нагрева радиационная поверхность нагрева воспринимает большее количество тепла, и, как правило, почти исключительно за счет лучеиспускания топочного объема, в связи с чем она и назы-

15 м/сек, либо щирмовой поверхности их сопротивлением и самотягой следует пренебречь (см. пп. 2-5 и 2-12) и йт относить к сечению перед последующей конвективной поверхностью. В котлах малой мощности с горизонтальным разворотом газов й'т обычно относится к сечению перед котельным пучком или перед фестоном, расположенным до перегревателя.

Задача усложняется техническими требованиями и ограничениями, накладываемыми на выбор компоновочных вариантов. Так, для получения достаточно стабильной характеристики основного пароперегревателя tne = / (Dne) ПРИ частичных нагрузках необходимо выдержать определенное соотношение количеств тепла, передаваемых пару в радиационных и в конвективных поверхностях нагрева. Температура газов перед первой конвективной поверхностью нагрева, а также перед экономайзером и воздухоподогревателем не должна превышать предельных значений, зависящих от свойств сжигаемого топлива, от способов топливосжигания и шлакоудаления, от сортов металла и типов конструкций. Температурные напоры в поверхностях нагрева не могут быть отрицательными или равными нулю. Для всех последовательно расположенных теплообменников в полурадиационной, основной конвективной и хвостовой частях агрегата требуется выдерживать общие габариты газоходов. Причем ограничения на предельные размеры агрегата также являются общими для различных узлов.

Сущность технических ограничений может быть легко сформулирована математически. Так, приведенный выше пример нежестких ограничений по компоновке полурадиационной и конвективной частей основного пароперегревателя можно записать следующим образом: в интервале температур продуктов сгорания, используемом в конвективных газоходах котлоагрегата, должно располагаться не менее п' поверхностей нагрева (например, одной) из полной совокупности поверхностей нагрева основного пароперегревателя, имеющих индексы i', i" , ..., ix. Ограничение на допустимую величину температуры газов перед первой конвективной поверхностью можно удовлетворить, если все пароперегревательные поверхности, на входе в которые температура газов оказывается выше допустимой, рассчитывать как ширмовые поверхности нагрева. Положительность температурного напора в поверхностях нагрева можно проверять при их размещении на данном участке газохода, исключая из рассмотрения те поверхности нагрева, для которых температурный напор хотя бы на одном из концов оказывается неположительным. Единые габариты по тракту греющего теплоносителя (например, ширину газоходов) можно выдерживать, задаваясь для всех последующих участков теми же величинами, которые получаются на первом рассмотренном участке, либо на участке, где габаритами лимитируются скорости теплоносителей. Та-

данный способ регулирования оказывается весьма благоприятным для вторичного перегревателя с развитой конвективной поверхностью нагрева, размещенной Б области газов с относительно умеренными температурами, как это довольно часто выполняется с целью создания надежного температурного режима т;руб перегревателя в случае сброса нагрузки турбины.

данной группы имеют конструктивное сходство как с жа-ротрубными, так и с водотрубными котлами. Отличаются они от первых развитой конвективной поверхностью, от вторых — наличием внутренней топки (жаровой трубы).

Жаротрубно-водотрубные котлы характеризуются развитой конвективной поверхностью нагрева. Поэтому температура уходящих газов в данных котлах резко снижена, и соответственно повышен к. п. д. котла (до 70%). И тем не менее по весовым и габаритным показателям, отнесенным к часовой производительности паротрубно-'водотрубные котлы не уступают котлам, имеющим слаборазвитые конвективные поверхности нагрева.

Количество тепла, воспринимаемого конвективной поверхностью нагрева, определяется разностью теплосодержаний дымовых газов перед поверхностью нагрева и по выходе из нее. В свою очередь разность теплосодержаний зависит от разности температур газов.

где Як — расчетная конвективная поверхность .нагрева по наружной (газовой) стороне, м2; Вр — расчетный расход топлива, кг/ч; QK — количество тепла, воспринятого рассчитываемой конвективной поверхностью нагрева, ккал/кг; fep — расчетный коэффициент теплопередачи, ккал/м2 • ч • град; А/ — .температурный напор, °С.

Часть поверхности нагрева котла принимает тепло радиацией (излучением) от раскаленного слоя топлива и от факела, заполняющего топку. Эта часть поверхности нагрева называется радиационной поверхностью нагрева. Другая (остальная) часть поверхности нагрева принимает тепло от газообразных продуктов сгорания главным образом конвекцией; она называется конвективной поверхностью нагрева.

Особенность расчета котлов состоит в том, что его принято осуществлять для 1 кг твердого и жидкого и 1 м3 газообразного топлива. В этом случае Q — теплота, отданная продуктами сгорания 1 кг (м3) топлива и равна разности энтальпий продуктов сгорания до (Я') и после (Н") рассматриваемой конвективной поверхности, т. е.

Для первой по ходу газов конвективной поверхности перегревателя, расположенной за ширмой и фестоном,

Для первой по ходу газов конвективной поверхности перегревателя, расположенной за ширмой и фестоном,

зиным (рис. 58). Питательная вода насосом подается в водяной экономайзер 7, из которого она поступает в радиационную испарительную поверхность нагрева 2, расположенную в нижней части топочной камеры. Далее пароводяная смесь направляется в коллекторы и змеевики конвективной поверхности нагрева 5, расположенной в газоходе за пароперегревателем. В этой зоне происходит окончательное испарение воды и интенсивное выпадение солей, которые практически не переходят в пар и концентрация которых по мере испарения воды увеличивается. Если котел работает с докритическим давлением, в этой зоне происходит отделение пара от воды.

В котлах малой мощности в основном используется конвективный теплообмен, и поэтому конфигурация и способ размещения конвективной поверхности' нагрева долгое время являлись основными признаками для деления паровых котлов на конструктивные типы.

Первые серии мощных отечественных котлов были сконструированы по типу трёхба-рабанных котлов с сильноразвитыми конвективными пучками и относительно небольшим экранированием топки (фиг. 9), которое, впрочем, постепенно всё более и более увеличивалось. Эти котлоагрегаты выпускались на давление пара 32—35 кг/см2, производительностью от 40 до 180 т/час, как со слоевыми, так и с пылеугольными топками. Из-за большого количества тяжёлых барабанов, с одной стороны, и малой тепловой нагрузки конвективной поверхности нагрева, омываемой большей частью продольным потоком газа,— с другой, на такие котлы расходовалось много металла. Экономичность трёхбарабанных котлов была

Размеры испаряющей конвективной поверхности нагрева по мере повышения давления всё более сокращаются. Всё большее распространение получают кипящие экономайзеры.

тельностью от 4 до 30 Гкал/ч выполнены в транспортабельном изготовлении таким образом, что могут поставляться одним транспортабельным блоком (теплопроиз-водительностью до 6,5 Гкал/ч) и двумя транспортабельными блоками (теплопроизводительностью от 10 до 30 Гкал/ч). Топочная камера в этой серии котлов имеет горизонтальную компоновку и полностью экранирована трубами, образующими радиационную поверхность нагрева. Котлы отличаются лишь глубиной топочной камеры и конвективной шахты. Конвективная поверхность нагрева расположена в вертикальной конвективной шахте. Газомазутные котлы типа КВ-ГМ-50 и КВ-ГМ-100 выполнены по П-образ-ной схеме. Котлы типа КВ-ГМ-180 выполнены по Т-образной схеме. Все котлы новой серии для удаления наружных отложений с труб конвективной поверхности нагрева снабжаются дробеочисти-тельными установками. При разработке конструкции котлов новой серии преследовались следующие основные положения: обеспечение максимальной степени заводской блочности с целью удешевления стоимости и сроков проведения монтажных работ и максимальная однотипность деталей элементов и отдельных узлов для котлов различной теплопроизводительности при сжигании различных видов топлива.

робе котла, который крепится на фронтовом экране к вертикальным камерам. Каждая горелка снабжается автономным вентилятором первичного воздуха. При работе на мазуте котлы оборудуются дробе-очистительной установкой для удаления наружных отложений с труб конвективной поверхности нагрева. На рис. 2.13 представлен габаритный чертеж котла типа КВ-ГМ, а в табл. 2.9 приведены технико-экономические показатели котлов этой серии.

Ширмы расставлены таким образом, что трубы образуют шахматный лучок с шагами Si=64 мм и s2—40 мм. Передняя стена шахты, являющаяся одновременно задней стеной топки, выполнена цельносварной и отделяет топочную камеру от конвективной поверхности нагрева. В нижней части стены трубы разведены в четырехрядный фестон с шагами s1=256 мм и s2=180 мм. Все трубы, образующие переднюю, боковые и заднюю стены, вварены непосредственно в камеры 0 219.Х'Ю мм.

Чтобы иметь приемлемую (180— 200°С) температуру уходящих газов, давление в барабане принимается 2—3 кгс/см2, что обеспечивает температуру воды на входе в котел 135°С и разность температур в последних рядах конвективной поверхности 45—65°С.