Параметры среды на выходе из экономайзера

В котлах Е и Еп вода на выходе из экономайзера может кипеть, но кипение ограничивается 15%. Для низкого давления, по нормам гидравлического расчета может составлять до 25%. Не рекомендуется иметь кипящие экономайзеры в котлах с газоплотным исполнением, где вода после экономайзера используется для охлаждения подвесных труб. Указанный процент кипения ограничивается по условиям отсутствия пульсаций, обеспечение надежности работы металла экономайзера и получения нужной степени влажности пара на выходе из барабана.

В прямоточных котлах ДКД температура воды на выходе из экономайзера должна иметь недогрев 30..40ккал/кг. Это обусловлено гарантированным получением однофазной среды экономайзера для ее равномерного распределения по трубам НРЧ. В котлах СКД энтальпия должна быть меньше. Энтальпия максимальной чувствительности к тепло-гидравлическим разверкам для не обогреваемых труб

Организация движения и нагрева среды в экранах котлов

Котлы типа Е. Котлы типа Е должны быть вертикальными. Не допускается угол наклона экранов труб меньше 15 град. Число гибов труб должны быть минимальны. В зависимости от уровня давления устанавливается определенная связь между сечением опускных и подъемных труб, а также отводящих и подъемных труб. Для давления 4МПа, f_оп/f_под=0,2…0,3, 4МПа f_оп/f_под = 0,3…0,4, 14..15 МПа f_оп/f_под = 0,4…0,5. Отношение f_отв/f_под = 0,3…0,6

Особенности организации движения среды в прямоточных котлах

Есть четыре типа экранов для прямоточных котлов:

а) Навивка Рамзина

б) Миандровые панели

в) Экраны Зальцера

г) Экраны Бенсона

Из всех навивок сейчас применяются а) и г). Причины, по которым отказались от других панелей:
• Повышенная технологическая сложность
• Повешенное сопротивление
• Плохая сочетаемость с требованиями газоплотного исполнения
• Проблематичность в получении законченных транспортабельных блоков
• Чувствительность к тепловым и гидравлическим разверкам.

Экраны Рамзина применяются при любом давлении, а экраны Бенсона – преимущественно при сверхкритическом давлении.

При ДКД в основном используется навивка Рамзина. Подъем экранов может осуществляться как по всем стенам топки, так и по любым двум противолежащим. Угол подъема ленты 9..25 °. Больший угол характерен для котлов, у которых подъем идет по боковым граням, причем a_m > b_m. Эта навивка обладает самой малой чувствительностью к разверкам, поэтому данные экраны допускают нагрев среды без перемешивания до Δi_нрч = 1260 кДж/кг.

Было отмечено, что при ДКД внутри труб происходит отложение солей. Максимальное отложение солей при x=0.75..0.8, поэтому значение энтальпии на выходе из НРЧ лимитируется:

i_НРЧ'' ≤ i_s' + [x]r

На минимальной нагрузке котла при подъеме ленты по всем стенам ρw_min ≥ 700 кг/м₂с, если по двум — ρw_min ≥ 1000 кг/м₂с, при этом t_ст < [t_ст]. Обычно [t_ст] = 540°.

При ДКД для НРЧ используются трубы ∅38×4 мм, ∅42х4 мм, ∅42х5 мм, ∅50х5 мм. Марка стали зависит от температуры. Либо сталь 20, либо сталь 15ХМ.

При СКД среда ведет себя иначе, чем при ДКД. Это выражается в том, что мы имеем критическую точку, где состояние сред воды и пара тождественно. В котлах СКД мы не имеем П-ВС, в трубах присутствует либо вода, либо пар, а среда из одного агрегатного состояния в другое переходит скачком, без дополнительных затрат энергии. В области критической точки p=22.565МПа, t=374° значительные изменения претерпевают такие параметры, как теплопроводность, вязкость, удельный объем. В области критической точки теплоемкость терпит разрыв (равна бесконечности). Удельные объемы возрастают, вязкость и теплопроводность падают. Было отмечено, что:

Тепловые потоки q₃ > q₂ > q₁

Иногда возникает ситуация, что t_ст > t_м > t_яд.

Если имеет место такое распределение температур, то в этой же области (t_м) имеют минимальные значения теплопроводность и вязкость, турбулентный теплообмен понижается. Возникает слой, где имеет место высокое термическое сопротивление. Для избегания этой ситуации нужно, чтобы q_внут/ρw ≤ 0.42. Есть еще одно требование: i_НРЧ'' < 2090 кДж/кг - определяет прочность металла. Для навивки Бенсона Δi_нрч = 500..620 кДж/кг

Топки прямоточных котлов делятся на радиационные части. Если навивка Рамзина (НР) – то делится на НРЧ и ВРЧ.

Жестких рекомендаций по распределению тепловосприятия нет. Интегрально НРЧ воспринимает 40..60%, ВРЧ 20..40%, СРЧ 0..20%. На практике 3 радиационные части мы имеем с навивкой Бенсона при сжигании высококалорийных топлив (газа, мазут). При низкотемпературном сжигании топлива и использовании чисто газовой сушки экраны Бенсона могут иметь 2 части.

В котлах с обычной схемой организации движения среды в экранах на выходе из экранов топки обычно температура составляет t = 410..430°. [t_экр'' = 480°].

i_эт'' = i_пв + Δi_эт + Δi_пз

Q_эш — тепловосприятие экранов в области ширм, Q_ЭПК — тепловосприятие экранов в области поворотной камеры. Экраны поворотной камеры характерны только для газоплотных котлов. Их найти не получиться, поэтому используем экспертную оценку:

i_эт'' = (0.93..0.95)Q_лт. B_p/D_э
Δi_пз = i_пз'' — i_НРЧ'' = i_s' + (15..20)4.1868 — (i_s' + [x]r)

Иногда для НРЧ используется НР, для ВРЧ – экраны Бенсона. Это решение позволяет уменьшить объем сварочных работ, улучшает стыковку НРЧ и ВРЧ за счет проставок и приварке лент на внешней стороне экрана, проще организуется подвеска экранов топки на балки перекрытия каркаса или здания. Уровень массовых скоростей НРЧ на ГМ — ρw < 3200 кг/м²с, при ТШУ — ρw≈1600 кг/м²с, для каменных углей ρw = 2000..2400кг/м₂с. Для ВРЧ уровень скоростей ρw = 1100..1500кг/м₂с, СРЧ – тоже или несколько больше, чем НРЧ.

При проектировании надо стремиться к тому, чтобы ЗМТ была вне ЗАГ. Для схемы Митсубиси испаритель-перегреватель расположен либо на выходе из топки в виде ширм, либо в конвективном газоходе (чаще всего перед экономайзером).

Прямоточные котлы СКД не допускают понижения требований к ПВ. ПЗ на этих котлах в общем то не имеет смысла, т.к. зона выпадения солей сильно размазана (Δi = 200кДж/кг). Наличие ПЗ определяется температурой на выходе из ПромПП.

На практике ПЗ нужна при ТШУ и высокореакционном топлива при котором и двухкомпонентной газовой сушки, а также когда допускаемый уровень температур по газам высок. А t_гв = 320..350°C (Экибастузский).

Для практической реализации схемы Mитсубиси может оказаться, что радиационное восприятие топки i_T'' = [i]. В этом случае, для уменьшения Δi_эт необходимо в верхнюю часть топки вводить газы рециркуляции. Для твердых топлив их соображений износа доля газов ограничивается 15..20%, для ГМ – 30%. Тепловосприятие экранов топки может быть уменьшена при реализации сжигания с ТШУ, за счет ввода ЗАГ газов рециркуляции.

При проектировании котлов задача заключается в определении требуемых значений массовой скорости. Это значение должно быть увязано с тепловой мощностью котла и допускаемыми значениями теплонапряжения топки.

При расчете число ходов может оказаться дробным. Его либо округляют до целого, т.о. чтобы массовая скорость находилась в допускаемых пределах, либо меняются геометрические характеристики топки и экранов. При организуется байпасирование среды помимо экранов первого хода:

Допускается различие массовых скоростей по отдельным ходам. Как правило, большей температуре рабочего тела отвечает и большее значение массовой скорости. При стыковке панелей отдельных ходов друг с другом, различие в температуре металла стыкуемых панелей должно быть меньше 50°C на номинальной нагрузке и меньше 70°C на минимальной нагрузке. По ряду источников эти температуры составляют 30°C и 50°C соответственно. Число панелей в каждом ходе определяется требованием получения транспортабельных блоков. Число панелей, как правило, в каждом из ходов кратно двум (по числу потоков с независимым регулированием в котле). Допускается использование в одной панели части труб для пропуска среды другого хода. При этом коллектора по средам различны. Как правило, не допускаются стыковки панелей различных ходов в углах топки. В прямоточных котлах СКД используются для экранов трубы ∅32×6 мм, ∅42×7 мм из стали Х1МФ. Величина проставки — 14 мм или 16 мм. Допускается изготовление экранов из плавниковых труб с s/d <1.4

Комментарии запрещены.