Парообразующих поверхностей

В случае межвитковых пульсаций колебания расхода возникают в отдельных параллельных трубах поверхности нагрева, причем они сдвинуты по фазе, так что средний расход и перепад давлений между коллекторами поверхности нагрева не изменяются во времени. Межвитковые пульсации возникают в поверхностях нагрева, в которых имеет место сильное изменение плотности рабочей среды (парообразующие поверхности). В большинстве случаев эти колебания не затухают во времени. При малых расходах среды и значительных амплитудах они представляют большую опасность: вызывают периодическое изменение температуры стенки труб, металл при этом испытывает напряжения усталостного характера. С повышением давления и массовой скорости устойчивость поверхности нагрева к возбуждению межвитковых пульсаций вырастает, однако увеличение теплоотвода, наоборот, ее снижает.

зующими поверхностями нагрева большинства котлов являются экраны, расположенные в топке (рис. 3.16), и котельные пучки. Экраны представляют собой ряд панелей с параллельно включенными вертикальными подъемными трубами, соединенными между собой коллекторами. В настоящее время широко применяются газоплотные сребренные и ошипованные экраны. В современных мощных котлах конвективной парообразующей поверхностью нагрева является разводка труб заднего экрана (фестон). Парообразующие поверхности изготовляют из труб диаметром BOSS мм и коллекторов. Барабаны котлов выполняют диаметром 1,2—1,8 м при длине до 18 м.

Доля парообразующей поверхности нагрева в общей поверхности нагрева котла уменьшается с увеличением давления пара, а при критическом и закри-тическом давлении пара парообразующие поверхности нагрева отсутствуют. В таких котлах примерно 35 % теплоты затрачивается на подогрев воды до температуры фазового перехода и 65 % на перегрев пара.

В случае межвитковых пульсаций колебания расхода возникают в отдельных параллельных трубах поверхности нагрева, причем они сдвинуты по фазе, так что средний расход и перепад давлений между коллекторами поверхности нагрева не изменяются во времени. Межвитковые пульсации возникают в поверхностях нагрева, в которых имеет место сильное изменение плотности рабочей среды (парообразующие поверхности). В большинстве случаев эти колебания не затухают во времени. При малых расходах среды и значительных амплитудах они представляют большую опасность: вызывают периодическое изменение температуры стенки труб, металл при этом испытывает напряжения усталостного характера. С повышением давления и массовой скорости устойчивость поверхности нагрева к возбуждению межвитковых пульсаций вырастает, однако увеличение теплоотвода, наоборот, ее снижает.

Величина температурного напора зависит от взаимного направления сред, если в пределах поверхности нагрева изменяются температуры обеих рабочих сред. Если температура одной среды в пределах поверхности не изменяется (парообразующие поверхности нагрева), температурный напор не зависит от взаимного направления движения сред.

казано на рис. 125,а, через барабан в парообразующие поверхности, которые являются первой ступенью; к ним относятся прежде всего те парообразующие поверхности нагрева котла, которые в тепловом отношении сильно нагружены, например стены плавильной камеры. Продувочная вода первой ступени является питающей водой для второй ступени, в которой концентрация солей в воде благодаря дальнейшему парообразованию возрастет еще больше. Продувка из второй ступени является продувкой всего котла и с изменением ее количества изменяется концентрация солей в обеих ступенях парообразования!.

Кривая 4 соответствует характеристике парогенератора, в котором движение рабочего тела организовано по принципу многократной принудительной циркуляции при малой нагрузке и до-критическом давлении и принципу прямоточности при большой нагрузке. В режиме многократной принудительной циркуляции массовая скорость выражается суммой ординат аб — массовой скорости, соответствующей рециркуляции через парообразующие поверхности, и бе — массовой скорости в экономайзере и пароперегревателе. С переходом на прямоточный режим массовая скорость одинакова во всех поверхностях нагрева водопа-рового тракта — ордината а'в'. Таким образом, комбинированная система циркуляции обеспечивает надежное охлаждение всех поверхностей нагрева независимо от нагрузки.

— в опускных трубах 108 Парообразующие поверхности 12, 99, 123 ------ вертикальные 129

Проверка надежности работы поверхности нагрева. Парообразующие поверхности нагрева с принудительным движением рабочего тела часто представляют

Котельные пучки вертикально-водотрубных котлов .... Змеевиковые поверхности нагрева (пароперегреватели, глад-котрубные и плавниковые водяные экономайзеры, парообразующие поверхности нагрева с принудительным дви-

/ — парообразующие поверхности; 2 — ширмовой пароперегреватель; 3, 4 — горячая и холодная секции конвективного пароперегревателя; 5, 7 — вторая и первая ступени водяного экономайзера; 6,8 — вторая и первая ступени трубчатого воздухоподогревателя

Таким же образом определяется температурный напор для парообразующих поверхностей нагрева (температура рабочего тела неизменна) при любой схеме включения.

где Д< — температурный напор между газами и рабочим телом; $ср — средняя температура рабочего тела, равная температуре насыщения tH для парообразующих поверхностей нагрева и полусумме входной и выходной температур рабочего тела для экономайзеров и пароперегревателей.

Температура стенки принимается для парообразующих поверхностей нагрева равной температуре насыщения, для экономайзеров —

Коэфициент теплоотдачи от стенки рабочему телу а2. Для парообразующих поверхностей нагрева и водяного экономайзера значение коэфициента теплоотдачи от стенки рабочему телу велико (3000—12 000 ккал/м"* час °С), и поэтому величиной — можно пренебречь. «2

для парообразующих поверхностей нагрева и гладкотрубных водяных экономайзеров

Температура стенки загрязненной трубы ta определяется по формулам: для парообразующих поверхностей нагрева (фестон, первый котельный пучок)

В результате режимных испытаний определяют минимальную и максимальную допустимые нагрузки котла. Минимальная нагрузка может ограничиваться как устойчивостью работы горелок (проскоком пламени), так и условиями работы парообразующих поверхностей нагрева (устойчивостью циркуляции). Максимальная нагрузка ограничивается недостатком воздуха или тяги, а также предельно допустимым давлением газа у горелок, температурой топочной среды и ухудшением качества пара (унос влаги и сильная влажность). Кроме того, надо учитывать условия сжигания газа в топке и характер работы кипятильных труб, которые могут выйти из строя при высоких местных тепловых нагрузках.

4. Пароперегреватель современного агрегата представляет непосредственное по ходу пара продолжение парообразующих поверхностей, состоящее из ряда трубчатых поверхностей, присоединенных к коллекторам (или с одной стороны непосредственно к барабану котла). Сюда же относится устройство для регулирования температуры перегрева.

5. Хвостовые поверхности агрегата играют существенную роль в общем балансе котельного агрегата. К хвостовым поверхностям относятся: водяные экономай-ееры и воздухоподогреватели, иногда выполняемые в виде двух секций тех и других, чередующихся друг с другом. Следует помнить, что современные водяные экономайзеры являются обычно частью парообразующих поверхностей (кипящие экономайзеры) и для прямоточных котлов высокого давления конструктивно мало отличаются от конвективной части собственно котла.

Таким образом, для предотвращения появления ухудшенного маосообмеиа между ядром потока и пристенным слоем, который приводит к усилению образования отложений на парообразующих 'поверхностях, необходимо поддерживать скорость потока теплоносителя, .при которой усиливается маосообмен, и своевременно устранять отложения с парообразующих поверхностей химическими очистками.

Гидравлическая нестабильность парообразующих поверхностей нагрева