Поверхностный теплообменник

ры типа КУ за мартеновскими печами и системы испарительного охлаждения мартеновских печей. Тепло отработавшего пара молотов и прессов используется в обычных или специальных утилизационных бойлерах для нагрева теплофикационной воды [42]. Одна из схем использования отработавшего пара в поверхностном подогревателе показана на рис. 3-7. По такой схеме используется замасленный пар от прессов и молотов. Отработавший пар с абсолютным давлением 0,13— 0,15 МПа через набивкоуловитель 1 и маслоотделитель2 поступает в аккумулятор 3, а оттуда в поверхностный подогреватель 4, где нагревает теплофикационную воду из сети до 95—ЮО'°С. Вода из сети в подогреватель подается насосом 5. При низкой температуре наружного воздуха, когда сетевую воду требуется нагреть до более

Тепловые схемы современных промышленных и отопительных котельных весьма разнообразны. Различия обусловлены особенностями теплоносителя (перегретый или насыщенный пар, горячая вода без непосредственного разбора ее из сети или с водоразбором и т. д.), особенностями генератора тепла (паровой или водогрейный котел, котел-утилизатор, система испарительного охлаждения), наконец, способом передачи тепла потребителю (выдача острого пара, передача тепла через поверхностный подогреватель или водоводяной теплообменник, использование промежуточного водоподогревателя — бойлера, совмещение последнего с котлом).

2. Поверхностный подогреватель с дренажным насосом (рис. 23). Этот подогреватель термодинамически менее эффективен, так как в нем Тв2< Ts (p), однако насос здесь требуется только для части расхода конденсата отбора, поэтому он может быть меньше, чем при смешивающем подогревателе. Выход из строя насоса (или его регулирования) требует закрытия запорных органов а и б, после чего установку можно эксплуатировать дальше.

4. Поверхностный подогреватель с последующим охладителем (рис. 25). Подобная схема позволяет произвести термодинамическое улучшение подогревателя, уменьшив среднюю температурную разность. Для этого конденсат греющего пара направляется в специальный охладитель //, где его температура снижается с Ts (р)доГь Конструктивно можно соединить I и II части в одном корпусе подогревателя.

Предположим, что даны температуры входа и выхода питательной воды для подогревателя, который питается паром, отобранным от турбоагрегата при давлении PI. Если применяется поверхностный подогреватель, то в каждом месте следует оставить положительный температурный градиент, который должен составлять от 2 до 5° С (см. рис. 22—26). Отсюда определяется давление р! в подогревателе с номером i. Давление отбора у турбины из-за потерь давления в трубопроводе от места отбора до подогревателя будет несколько выше р,- ж 1,05р!.

Охлаждение выпара деаэратора производится конденсатом турбины на пути его в деаэратор. Подогрев не может быть выше, чем температура деаэрированной воды (выпара) за вычетом величины недогрева, т. е tod = td — & =^ td — 5° С. А так как в деаэратор должна быть подана вода с температурой выше, чем температура деаэрированной воды, т. е. ?„0^ td-\-lQ0 С, то непосредственно перед таким деаэратором должен быть установлен поверхностный подогреватель, нагревающий воду на (1д-^-\0)—(td — 5) =5=15° С и имеющий подвод пара с температурой насыщения, равной tH=.tnd -i-u^na + S^^-j-lS0 с

Поверхностный подогреватель для давления пара 6 ата турбины АК-25 не рассчитан на полное^ давление питательной воды (ъ 125 amd) и должен быть заменен новым подогревателем. Для уменьшения числа поверхностных подогревателей в. д. и улучшения теплового баланса деаэратора устанавливаем новый деаэратор повышенного давления взамен подогревателя в. д. турбины АК-25.

Деаэратор. Если оставить прежний атмосферный деаэратор и установить новый поверхностный подогреватель на отборе бапга, то горячие дренажи из пвд и л! вносят в имеющийся деаэратор атмосферного типа избыточное тепло; как показывает расчет, при этом

Пример 39. В качестве примера тепловой схемы современной крупной конденсационной электростанции может служить схема (принципиальаая)(фиг. 101). На этой станции отсутствуют поперечные связи мзж-ду турбинами и между котлами по пару и по питательной воде. Число котлов равна числу турбин, и каждый котел по 195 т/час непосредственно соединяется с турбиной 50 тыс. кет, 85 ата, 488°. ТурЗина имзет четыре регенеративных нерегулируемых отбора. Конденсат из конденсатора турбины, обеспечивающего вакуум 97,5% при нагрузке агрегата 30 тыс. кет, прокачивается 2 конденсатными насосами сначала через эжекторные подогреватели, а затем через поверхностный подогреватель низкого давления, в котором нагре-

Конденсат из конденсатора Турбины (см. схему) проходит последовательно смешивающий подогреватель № 3, поверхностный подогреватель № 2 и поступает в смешивающид подогреватель № 1. Подогрева-

/ — исходная вода; 2—поверхностный подогреватель; 3 — осветлитель; 4 — ввод извести; 5—ввод коагулянта; в — промежуточный бак; 7 — перекачивающий насос; 8— механический фильтр; 9 — на ионитовые фильтры или на потребление; 10 — сброс осадка в канализацию; // — греющий пар; 12—конденсат греющего пара.

6.4. Пар из отбора турбины (см. рис. 6.14) с давлением р„,б можно использовать не только для теплофикации, но и для подогрева конденсата, поступающего из конденсатора в котел. Где нужно установить поверхностный теплообменник — до или после конденсатного насоса, подающего в котел конденсат. Повысит ли это КПД цикла?

Поверхностный теплообменник AKL 5 45

1—3 — поверхностный теплообменник при коэффициенте избытка воздуха в газах соответственно 1,6; 1,4; 1,2; 4—6 — контактный теплообменник, противоток: 4—&г>1Чр' 5— S2 = 9 , 6 — 92 < 4 ; 7—9 — контактный теплообменник, прямоток; 7— 9j < 9 ,8—

Конструктивно контактно-поверхностные экономайзеры отличаются от контактных в основном тем, что в состав первых помимо собственно контактной камеры включен водо-водяной промежуточный поверхностный теплообменник, в котором вода, нагреваемая в контактной камере путем соприкосновения с дымовыми газами, потребителю не поступает, а служит промежуточным теплоносителем, нагревающим водопроводную воду. Таким образом снимается вопрос о возможном изменении качества воды при контакте ее с газами. Назначение поверхностного теплообменника в такой схеме — глубокое охлаждение воды первого контура, чтобы обеспечить достаточно глубокое охлаждение дымовых газов, и нагрев воды, подаваемой потребителям, до температуры, наиболее приемлемой по технико-экономическим соображениям. Несмотря на достаточно высокий коэффициент теплопередачи в промежуточных теплообменниках, все же по металлоемкости они вполне соизмеримы с контактными экономайзерами. Поэтому приходится поддерживать перепад температур в промежуточном теплообменнике на уровне не менее 8—10 °С, чтобы площадь поверхности нагрева и металлоемкость его обеспечивали достаточно высокие экономические показатели. Весьма желательно устройство внутри контактной камеры (или вне ее) декарбонизатора, позволяющего снизить содержание СС>2 в воде первого контура, повысить ее рН и тем самым понизить как уровень коррозионной активности воды, так и скорость коррозии в этом контуре.

Латгипропромом совместно с Рижским политехническим институтом при содействии Госстроя СССР и Госстроя ЛатвССР разработана и активно внедряется конструкция так называемого контактного теплообменника с активной насадкой (КТАН) (рис. П-7). Разработаны 10 типоразмеров КТАНов расчетной тепловой мощностью от 0,1 до 12 МВт. В отличие от АЭМ-0,6, у которого поверхностный теплообменник является самостоятельным узлом, не связанным жестко с контактным экономайзером, в КТАНе промежуточный теплообменник приварен к корпусу агрегата, что снижает его ремонтоспособность и надежность. Разумеется, устройство встроенной теплообменной поверхности весьма заманчиво, так как делает агрегат более компактным и при прочих равных условиях уменьшает расход металла на изготовление собственно теплообменника (следует

/ — форсуночная камера; 2 — поверхностный теплообменник; 3 —< каплеуловитель; 4 — циркуляционный насос.

Температура газов на входе в экономайзер ^ = 160-г-165 °С, на выходе из него /ух = 25н-35 °С. При работе на газе вода в контактном экономайзере нагревалась до 40—50, а при работе на мазуте — не превышала 42 °С, что объясняется меньшим влагосодержанием продуктов сгорания мазута [94]. Столь низкая температура уходящих из экономайзера дымовых газов объясняется весьма низкой (не выше 16—17 °С) для двухкон-турных систем температурой воды на входе в контактную камеру, а это, в свою очередь, низкой температурой воды (около 2 °С) на входе в промежуточный водо-водяной поверхностный теплообменник п. Напомним, что и экономайзер, и промежуточный теплообменник работают при противотоке теплоносителей. Расход воды в I контуре, циркулировавшей через контактный экономайзер Wi, до 95 т/ч. Соответственно расход нагреваемой водопроводной воды Wz достигал 130—140 т/ч.

Проведенное нами приближенное сопоставление показало, что по металлоемкости конденсационный поверхностный теплообменник, изготовленный из сребренных труб, почти не уступает чисто контактному, а может быть, даже выгоднее. Контактно-поверхностные теплообменники по металлоемкости уступают лучшим поверхностным. Аэродинамическое сопротивление контактных и конденсационных поверхностных теплообменников примерно одинаковое. Определенные преимущества контактных теплообменников — весьма простые технология и материал изготовления (листовая сталь). Для поверхностных конденсационных агрегатов серьезной технологической операцией служит оребрение гладких труб, а применение более дефицитных труб — несомненным недостатком.

Основная часть регенеративного (сетевого) пароводяного подогревателя— поверхностный теплообменник с конденсацией греющего пара. Для этого теплообменника величина недогрева до насыщения Ф и температура питательной (сетевой) воды на выходе t"a.s при известных значениях температуры питательной воды на входе ?п.ъ и температуры насыщения греющего пара ts определяются по

Каждый поверхностный теплообменник рассматривается при моделировании на ЭВМ как многомерный динамический объект с распределенными параметрами, имеющий в наиболее общем случае в качестве входных координат отклонения от исходного стационарного сс-состояния: температуры АО (энтальпии Дг), давления Ар, расхода 6?>2 во входном сечении потока рабочей среды; температуры А/, расхода 6?>г во входном сечении потока греющих газов и радиационного теплового потока из топки 8q.

/ — верхний барабан когла; 2 — запорные игольчатые вентили; 3 — расширитель; 4 — дроссельный регулирующий вентиль; 5 — охладитель для отбора проб котловой воды; 6 — химически очищенная вода; / — поверхностный теплообменник; 8 — расширитель (бар-ботер).