Поверхностный и впрыскивающий пароохладитель

Каждый ПП имеет свою регулировочную характеристику. Ее вид зависит от того, какой тип теплообмена протекает в поверхностях ПП. Если ПП имеет чисто радиационную характеристику, то температура пара (приращение энтальпии пара) с ростом нагрузки уменьшается:

∂ine”/∂D < 0 ∂Δi/∂D < 0

Подробнее:

Q = η (ψРППFРПП)/(ψсрFср) QЛТ = λϕ[QТ — lT”]

С ростом нагрузки полезное тепловыделение в топке несколько возрастает за счет роста температуры горячего воздуха. Однако значительно быстрее увеличивается температура газов на выходе. Поэтому с ростом нагрузки QT↑, но слабо, а lT”↑ — сильно, поэтому λϕ[QТ — lT”]↓. Если температура питательной воды остается неизменной iпв = const, то отношение

Bp/D = (∑DiΔi (100-q4))/[QнрηD 100] ≈ const

остается точным с точностью до изменения КПД котла.
Если энтальпия питательной воды возрастает iпв↑, то с ростом D

Bp/D ↑ так как Δi↑

Q = k Δt H
WГ↑ т.к. VГ↑ αK
ν↑ {αK Δt}
D↑ ρW↑ W↑α2

С увеличением паропроизводительности котла растет быстрее чем расход топлива. В котле есть поверхности нагрева, где теплообмен осуществляется как за счет конвекции, так и за счет излучения — ширмы. Их характеристика близка к нейтральной, и она может быть как слабо конвективной, так и слаборадиационной. В общем случае ПП состоит из поверхностей с разной природой теплообмена, и его суммарная характеристика формально может быть любой. Чтобы получить нейтральную характеристику достаточно иметь 60% радиационных поверхностей нагрева и 40% конвективных. Однако реализация такого ПП теоретически возможна лишь на прямоточных котлах, где перегрев пара осуществляется в экранах ВРЧ. Котлы барабанного типа, обычно состоят из ширмовых и конвективных поверхностей, поэтому их суммарная характеристика конвективная. Приблизить характеристику к нейтральной для барабанного возможно лишь за счет расположения РПП целиком на фронтовой стене. Такое решение было реализовано ТП-98 и Т-92. Однако оба они являлись негазоплотными. При газоплотоном исполнении такое решение невозможно, так как различие температур металла испарительных экранов и труб ПП будет превышать 70°C. Даже если характеристика будет нейтральной в котле все равно необходимо предусматривать средство регулирования температуры ПП.

Причины:
1. Нестабильность состава топлива
2. Нарушение воздушного режима
3. Изменение температуры ПВ
4. Загрязнение экранов топки или труб ПП
5. Нестабильность в работе пылепитателей

На регулирование температуры ПП возлагаются задачи:
1. Обеспечение на выходе из ПП tne0 — 10 < tne < tne0 + 5, где tne0 — температура перегрева по ГОСТ 3619-79.
2. Защита выходных витков ПП от пережога
3. Обеспечение номинальной температуры ПП по тракту высокого давления в диапазоне нагрузок от Dмин÷Dмакс, а температуры пара промПП — в диапазоне нагрузок от 100% до 60%.

Существующие методы регулирования температуры ПП делятся на два класса:
1. Паровые
2. Газовые

В первом случае мы влияем на рабочее тело, во втором – на потоки теплоносителя.

Поверхностный пароохладитель

Поверхностный ПП – теплообменник не смешивающего типа. Пар идет внутри трубок, вода омывает трубы снаружи. ППП позволяет иметь очень большое значение Δiрег до 50 ккал/кг. Но есть и недостаток:
1. Инерционность ПП как объекта регулирования. Из-за большой массы металлы, процесс изменения температуры перегрева во времени имеет запаздывание до 300 с, что исключает его использование при температуре 550.
2. Из-за не плотности при сварке ПВ может попасть в паровой тракт (соли отлагаются внутри ПП или выносятся в турбину (растет температура и КПД ступени и прочностные характеристики лопаток))

Их область применения до 220 т/ч. Число таких регуляторов, как правило, один на нитку. Если регулятор установить до ПП, то это приведет к значительному запаздыванию во времени, при котором не выполняются ни функции регулирования, ни вопросы прочности. Если установить его в самом конце, то это не предотвращает от перегрева выходные ступени ПП. Поэтому его обычно устанавливают в рассечку за 50 ккал/кг до выхода. При этом, тепловосприятие делится между ступенями в соотношении: 0,6 — на горячую, и 0,4 — на холодную.

При этом питательная вода сразу направляется в пароохладитель. Вода нагревается в пароохладителе на величину

Δiрег = ip — ip” = ine(D) — ine0

ΔiПВ = ΔiрегD/(D+DПРОД)

Если котел работает на одном топливе, то Δiрег ≤ 25 ккал/кг. При ГМ Δiрег ≤ 50 ккал/кг.

Впрыскивающий пароохладитель

Охлаждающая среда вводится непосредственно в паровой тракт. Ввод среды осуществляется в паропроводы между ступенями ПП. Он не инерционен. В качестве впрыска либо ПВ, либо, на барабанных котлах, собственный конденсат. Впрыск всегда используется как аварийное средство. Как средство регулирования температуры пара промПП, применяется только в сочетании с другими способами так, как экономически впрыск в тракт низкого давления не выгоден: 1% впрыска приводит к снижению КПД цикла на 0,1%, так как вода впрыска не проходит через ЦВД и не совершает там работы. Поэтому если он есть, то он используется не как основной и составляет не более 1,5%.

Число впрыскивающих пароохлдителей обычно равно 2 на котел. В барабанных котлах сумма впрысков меньше4%, в прямоточных – от 5 до 8%. В котлах типа Е впрыск устанавливается перед выходной ступенью ПП высокого давления, и наиболее тяжелыми ПП – ширмами. В прямоточных котлах — перед выходной конвективной ступенью и после регулятора пара промПП (после ППТО). Если ППТО отсутствует, то впрыск устанавливается после встроенной задвижки. В колах барабанного типа рис. Здесь поверхность ПО также избыточна. То есть при впрыске питательной воды ПП выполняет функции подогревателя, испарителя и перегревателя по расходу впрыска ΔQne = Dвпр/Bp(ine-iпв).

В прямоточном котле нельзя говорить о том, что впрыск регулирует температуру перегретого пара. Впрыск в прямоточных котлах используется как средство динамического регулирования температуры перегрева, позволяющий нам иметь временной интервал для устранения дисбаланса между теплотой, вводимой в котел с топливом и паропроизводительностью котла.

Впрыск собственного конденсата
Имеет место только на котлах типа Е. Суть: Учитывая ухудшенной качество питательной воды мы получаем таки конденсат, используя часть пара из барабана. В данной схеме из барабана отбирается часть насыщенного пара. Он охлаждается водой нагревательного тракта. Часто вода на получение СК направляется либо после первой ступени ЭК либо после первого пакета одноступенчатого ЭК. Обычно 2-3 впрыска на котел. Устанавливается перед ширмами, в рассечку между ширмами и перед выходной ступенью. Количеств первого впрыска выбирается таким образом, чтобы энтальпия за ним превосходила насыщение на 20. Общая величина впрыска 4-6. Имеются установки, где конденсат получается в избытке. Т.е. впрыска больше истинного количества конденсата, впрыскиваемого в ПО. В этом случае избыток насосами сбрасывается в барабан. Но на практике обычно используется схема с точным соответствием. Принцип регулирования основан на том, что изначально поверхность ПП избыточна, а затрачивание теплоты на испарение и перегрев среды в количестве Dвпр. В этом случае ΔQne = Dвпр/Bp(is”-is’). Через экономайзер при этом идет количество среды D + Dпр. Производительность конденсационной установки по пару принимается в 1,5-2 раза больше требуемой. УСК стандартизированы и их производительность по конденсату кратна 12,5 т/ч: 12,5; 25; 37,5; 50. Число конденсационных установок должно быть кратно числу независимых потоков пара. Для уменьшения поверхности ВП и ЭК ПВ направляется в УСК в рассечку между ступенями или пакетами экономайзера. При этом

i” = Δiэк + iпв + Δiуск; Δiуск = Dвпрr/(D + Dпрод)
iЭК2” = iЭК1” + Δiуск

Недостатки метода:
1. Невозможность применения на колах малого давления. Из-за нехватки перепада между УСК и местом ввода
2. Возможность выпадения солей из-за перетоков питательной воды.
3. Возможность забивания УСК внутренними отложениями.


Комментарии запрещены.





Статистика

Рейтинг@Mail.ru