Способи регулювання температури перегрітої пари

Перегріта пара має найвищу температуру робочого середовища в котлі. Тому метал пароперегрівача, особливо в вихідних пакетах, має найбільш високу температуру з усіх поверхонь нагріву, схильних до внутрішнього тиску, він працює практично у межі своїх можливостей. Підвищення температури окремих труб пароперегрівача на 15 - 20 ° С призводить до скорочення терміну їх служби приблизно в 2 рази.

У парових котлах великої потужності з великим поперечним перерізом газоходів спостерігається значна нерівномірність обігріву по ширині і висоті горизонтального газоходу.

Зменшення впливу нерівномірності обігріву по ширині газоходу досягається секціонуванням пароперегрівача по ширині з обов'язковим перебросом полупотоков пара на протилежні сторони газоходу після кожної секції по глибині. Перекидання пара здійснюється або спеціальними труба ми, або за рахунок руху пара уздовж колектора. Останнє більш ефективно, оскільки в колекторах перемішується пар кожного полупотока, а перемішування піддається значно менша частка потоку пара, що залежить від числа перепускних труб.

Так як радіаційні та напіврадіаційні пароперегрівачі піддаються інтенсивному обігріву, то температура їх труб перевищує температуру пара на 70 - 100 ° С. Надійність охолодження труб досягається в цьому випадку застосуванням порівняно високій швидкості пара. Її значення пов'язано з щільністю потоку пара, яка визначається тиском і температурою. Для досягнення однакового охолоджуючого ефекту металу пар більш високого тиску (більшою щільності) може мати меншу швидкість.

Регулювальна характеристика - залежність температури перегрітої пари від навантаження котла, різна для пароперегрівачів різних систем. Характерною особливістю радіаційного пароперегрівача є зниження температури перегрітої пари з підвищенням навантаження.

Малюнок 2.33 - Секціонування конвективного пароперегрівача:

а) з перебросом пара пропускними трубами; б) з перебросом пара уздовж колектора; 1 - вхідний колектор; 2 - змійовики пакета; 3 - вихідний колектор; 4 - проміжний колектор; 5 - паросборная камера; 6 - перепускні труби.

У радіаційні поверхні нагрівання кількість переданої теплоти залежить від теоретичної температури згоряння палива, ступеня чорноти топки і теплової ефективності екранів. Ці величини дуже слабо залежать від кількості палива, що спалюється, а отже, і від навантаження. Тому в радіаційному пароперегрівнику тепловоспріятіе зростає повільніше збільшення витрати пари через нього, в зв'язку, з чим питомий тепловоспріятіе (на одиницю витрати пара) знижується. Характерною особливістю радіаційного пароперегрівача є зниження температури перегрітої пари з підвищенням навантаження (рисунок 2.34, крива 1).

В конвективному пароперегрівнику кількість проходять через нього продуктів згоряння збільшується майже пропорційно збільшенню навантаження, і це збільшує конвективну тепловіддачу пропорційно швидкості газів в ступеня 0,6-0,65. Через зменшення прямої віддачі в топці і відповідно зростання температури продуктів згоряння на виході з топки збільшується температурний напір. Ці обставини призводять до більш швидкого зростання температури перегрітої пари в порівнянні з темпом зростання навантаження котла (крива 3).

Малюнок 2.34 - Регулювальні характеристики пароперегрівачів:

1 - радіаційного; 2 - конвективного; 3 - комбінованого.

При відповідному підборі розмірів радіаційної та конвективної частин пароперегрівача теоретично можна було б домогтися сталості температури перегрітої пари (лінія 2). Однак в реальних умовах температура перегрітої пари буде змінюватися внаслідок зміни експлуатаційних факторів: температура живильної води; надлишок повітря в топці; шлакування екранів топки і пароперегрівача; вологість палива.

Розрізняють два основні методи регулювання температури перегріву пари: паровий і газовий.

Парове регулювання засноване на зниженні ентальпії пари або шляхом відбору від нього частки теплоти живильній воді, або шляхом вприскування в нього знесоленої води і її випаровування.

Парове регулювання здійснюється в двох варіантах:

- охолодження пара в поверхневих пароохолоджувача - теплообмінниках;

- впорскування в потік перегрітої пари чистого конденсату - колючі пароохолоджувачі.

Ці методи зазвичай застосовуються для регулювання температури свіжої пари. Для регулювання температури вторинно перегрітої пари також застосовують парове регулювання, проте зазвичай воно засноване на перерозподілі теплоти між свіжим і вторинно перегрітою парою.

Газове регулювання засноване на зміні теплосприй поверхні нагрівання з газовою боку до значення, необхідного для отримання заданого рівня температури перегрітої пари. До цих методів належать рециркуляція продуктів згоряння, байпасірованіе частини потоку продуктів згоряння повз поверхні нагрівання пароперегрівача, зміна положення факела в котельній камері. Газове регулювання застосовується для регулювання температури вторинно перегрітої пари, а при його відсутності іноді і для регулювання температури свіжої пари.