Охлаждаемых элементов

/ — цех разделения воздуха; 2 — центробежный компрессор; 3 — воздухоподогреватель; 4 — система подготовки и ввода ионизирующей присадки; 5 — камера сгорания; 6 — магнит; 7 — МГД-канал; 8 — инвертор; 9 — трансформатор; 10 — парогенератор; 11 — ре-дукционно - охладительное устройство; 12 — охладители конденсата; 13 — конденсат-ный насос; 14 — гидромеханическая система ввода присадки; 15 — центробежный дымосос; 16 — дымовая труба; 17 — конденсатные насосы; 18 — теплообменник; 19 — насос технической воды; 20 — градирня; 21 — компрессор подачи горючего (природного газа); 22 — редуктор.

Пар из главного паропровода поступает через водоотделитель / в распределительный коллектор 2, от которого по отдельным паропроводам направляется к установкам предприятия. Пункт оснащен электронными контрольно-измерительными приборами, установленными на щите 3. Конденсат, поступающий от установок, предварительно направляется в охладители конденсата 4, представляющие собой обычные подогреватели, которые охлаждаются холодной водопроводной водой.

В данном случае, установлены три сетевых насоса (СН), работающие параллельно (один ив них может служить резервом). Вода под напором проходит сначала охладители конденсата бойлеров (ОК), представляющие поверхностные подогреватели воды, отнимающие тепло от конденсата перед возвратом его в баки станции. Эти охладители конденсата устанавливаются не всегда. Вода, подогретая в охладителях конденсата, поступает далее в два параллельно в'ключенных основных бой-

Пар поступает в пиковый бойлер ив котла «ли отбора высокого давления через задвижку В Д. Конденсат, образовавшийся в пиковом бойлере, поступает в расширитель Р, где давление его снижается до давления пара, поступающего в основные бойлеры. При снижении давления конденсата, имеющего температуру насыщения пара, питающего пиковый бойлер, часть конденсата испаряется и полученный пар смешивается с паром из отбора низкого давления, идущим в основные бойлеры (ЯД). Конденсат же пикового бойлера, охлажденный до температуры насыщения пара низкого давления, смешивается с конденсатом основных бойлеров и поступает на дальнейшее охлаждение в охладители конденсата, отдуда откачивается конденсатными двумя насосами (КН), ив которых один резервный, в баки станции.

продувка может доходить до 50%. Продувочная вода уносит с собой довольно значительное количество 4тепл а, так как температура ее равна температуре насыщения вторичного пара. Поэтому для уменьшения потерь с продувкой устанавливают охладитель продувка ОП, который одновременно служит для подогрева воды, поступающей в паропреобразова-тель. Кроме того, для охлаждения конденсата первичного пара, выходящего из паропреобразователя с температурой насыщения первичного пара, устанавливают охладители конденсата ОК, также служащие для подогрева воды, питающей паропреобразователь. Вода подается под напором насосов ПН и предварительно проходит очистку в водоподготови-тельной установке ВП парообразователя.

1 — газгольдер; 2 — воздухоразделительный агрегат; 3—система азотно-водяного охлаждения; 4 — турбокомпрессор; 5 — станция выпаривания; 6 — станция дозирования; 7 — станция распределения; 8 — блок трансформаторов; 9 —инвертор; 10 — блок трансформаторов; // — реактор; 12 — парогенератор; 13 — дымососы; 14 — дымовая труба; 15, 16 — двухступенчатый турбулентный газопромыватель; 17 — циклон-каплеуловитель; 18 — пенный аппарат; 19 — конденсатный насос; 20 — охладители конденсата; 21 — технологические конденсаторы; 22 — пускосбросный сепаратор; 23 — редукционно-охладительные установки; 24— питательные электронасосы; 25 — деаэратор; 26 — полюсы магнита; 27 — МГД-канал; 28 — конденсатные насосы; 29, 30 — теплообменники; 31 — конденсатные насосы; 32 — камера сгорания; 33 — автоматический регулятор; 34— смесительный воздуховод; 35 — воздухонагреватель; 36 — автоматический регулятор; 37 — воздухоиагнетатель; 38 —камера рулонных фильтров; 39 — градирня; 40 — напорные водоводы; 41 — сливной трубопровод; 42 — насосы технической воды

Теплообменное оборудование регенеративной схемы. Под теплообменным оборудованием системы регенерации паротурбинной установки принято понимать подогреватели низкого давления, охладители конденсата и дренажей, деаэраторы, испарители и подогреватели высокого давления. Удельный вес этого оборудования с ростом единичных мощностей турбоагрегатов, начальных параметров пара и температур

испарителей поступает в охладители конденсата КИ1 и КИ2, а из последних направляется в деаэратор (6 ат).

Установка охладителя конденсата греющего пара (дренажей) какого-либо подогревателя приводит к уменьшению количества отбираемого из турбины пара на этот подогреватель и к некоторому увеличению расхода пара из отбора с меньшим давлением; это несколько повышает тепловую экономичность установки (примерно на 0,01—0,03 % на один охладитель). Охладители конденсата (табл. 3.21) предназначены также для предотвращения вскипания воды в трубопроводах (за регулирующим клапаном), по которым конденсат из подогревателя с более высоким давлением перепускается в подогреватель с более низким давлением.

Охладители конденсата АО «Энергомаш» типа ОВ применяются в тепловых схемах ПТУ мощностью 50—1200 МВт и представляют собой водо-во-дяные теплообменники вертикального исполнения с U-образными (кроме ОВ-140М), как правило стальными, трубками диаметром 22x2 мм; схема движения теплоносителей — противоточная (рис. 3.63). Кожух, охватывающий трубный пучок снаружи, и вытеснитель, установленный в центре пучка, сводят к минимуму протечки охлаждаемого конденсата мимо трубного пучка. Внутри трубок движется нагреваемая вода.

Типы устанавливаемых подогревателей выбираются по каталогам в соответствии с расчетом (см. рис. 3.82, табл. 3.29). Охладители конденсата обязательны в установках с давлением 3,4 МПа с деаэраторами атмосферного типа, так как закачка в них конденсата сетевых подогревателей с температурой выше 104 "С может вызвать вскипание воды. Конденсатных насосов должно быть не менее двух, в том числе один резервный.

Широкое распространение в настоящее время получили системы испарительного охлаждения элементоЕ! высокотемпературных печей. В печах многие элементы приходится делать из металла — прежде всего это несущие и поддерживающие балки, на них ложится большая нагрузка, которую не выдержат огнеупорные материалы. Практически невозможно делать из огнеупоров и подвижные элементы, особенно те, которые должны герметично закрываться, например завалочные окна, шиберы, перекрывающие проходное сечение газоходов, и т. д. Но металлы могут работать только при умеренных температурах до 400— 600 °С, а температура в печи много выше. Поэтому металлические элементы печей делают полыми и внутри них циркулирует охлаждающая вода. Для исключения образования накипи и загрязнений внутри охлаждаемых элементов вода должна быть специально подготовленной.

Все эти недостатки исключаются, если в охлаждаемые элементы печи подают воду из контура циркуляции парового котла-утилизатора (рис. 24.5). Охлаждаемые элементы печи здесь выполняют роль испарительной поверхности, в которой теплота уже не сбрасывается в окружающую среду, а идет на выработку пара. Питание котлов осуществляется химически очищенной водой, поэтому накипи и загрязнений внутри охлаждаемых элементов не образуется и срок их службы в 1,5—3 раза больше, чем при охлаждении необработанной проточной водой.

Система испарительного охлаждения может работать и как самостоятельный паровой котел, но мощность его будет слишком малой. При комплексном подходе к утилизации теплоты от газов и охлаждаемых элементов конструкции печи значительно сокращаются затраты на вспомогательное оборудование, коммуникации, обслуживание и т. д.

В судовых и стационарных ГТУ, выполняемых по схеме рис. 4.17, имеется возможность дальнейшего увеличения температуры газа при одновременном повышении 7iK и соответственно КПД установки. Для применения высоких температур Тг необходимо вводить интенсивное охлаждение проточной части и, в первую очередь, лопаток, поскольку жаропрочность металлических сплавов ограничена. В настоящее время практически ни одна ГТУ (или ГТД) не выполняется без охлаждения лопаток. Накоплен большой опыт конструирования охлаждаемых элементов турбин, разработаны методы расчета охлаждаемых лопаток, внедрены и постоянно совершенствуются способы изготовления лопаток.

зуемый в производстве серной кислоты, снабжен барабаном-сепаратором 5, куда поступает пароводяная эмульсия из охлаждаемых элементов 8 и из кипятильных трубок 6. Пар из барабана-сепаратора 5 направляется в пароперегреватель 3 и отсюда при 703 — 723 К передается потребителям. Горячая вода, отделенная в сепараторе, вновь направляется циркуляционным насосом 7 в охлаждаемые элементы 8 и кипятильные трубки 6. Поступающая в барабан-сепаратор 5 вода предварительно очищается, нагревается и деаэрируется.

При водяном охлаждении повышение температуры охлаждающей воды во избежание образования накипи на охлаждаемых элементах допускается не более чем на 15—20°С. При этом не используется огромное количество тепла, отводимого от охлаждаемых элементов металлургических печей, ввиду его низкого потенциала. Перевод элементов доменных печей (холодильников, воздушных фурм, клапанов горячего дутья) на испарительное охлаждение дает большие технологические преимущества, так как увеличивается срок службы охлаждаемых элементов, сокращается расход охлаждающей воды и, следовательно, расход электроэнергии на ее перекачку.

Некоторые детали закрытых электроферросплавных печей работают в тяжелых температурных условиях. Для повышения срока службы их охлаждают водой. Расход воды и потери тепла с охлаждающей водой зависят в основном от размеров и числа охлаждаемых деталей и составляют 8—12% электрической мощности печи. В среднем для всех печей потери с охлаждающей водой составляют примерно 10%. На этих печах вместо водяного может быть применено испарительное охлаждение, которое позволяет в 40—50 раз сократить расход воды, а также исключает прогорание и коробление охлаждаемых элементов. Испарительное охлаждение может быть низкого давления без использования пара и среднего давления (р^\,0 МПа) с использованием пара для целей теплоснабжения завода.

Для использования тепла охлаждения металлургических агрегатов применяются системы испарительного охлаждения. При переводе охлаждаемых элементов металлургических печей с водяного на испарительное охлаждение увеличивается срок их службы, сокращается расход охлаждаемой воды, а следовательно, и электро-

энергии на ее перекачку, что дает значительный народнохозяйственный эффект [7]. Но основной эффект достигается за счет того, что вырабатываемый при этом пар используется для нужд теплоснабжения. Давление вырабатываемого пара зависит от конструкции охлаждаемых элементов. В СИО доменных печей можно получать пар давлением до 0,8 МПа, в СИО мартеновских печей—• до 1,8 МПа, а в СИО нагревательных печей — до 4,5 МПа.

Производительность СИО зависит от тепловой мощности печи и количества охлаждаемых элементов и колеблется в очень широких пределах — от 2—4 до нескольких десятков гигаджоулей в час.

В настоящее время применяется испарительное охлаждение элементов доменных печей (холодильников и воздушных фурм), клапанов воздухонагревателей, а также практически всех охлаждаемых элементов мартеновских и нагревательных печей.