Тепловая схема парового котла

При распределении тепловосприятий по поверхностям барабанного парового парового котла приходится учитывать особенности работы котла этого типа и в первую очередь четкой, неподвижной границы между испарительными и перерегревательными­ поверхностями нагрева. Предварительно в соответствии с заданием с помощью заводских разработок составляются компоновка проектируе­мого котла и его водопаровая схема. Должны быть изображены все теплообменные поверх­ности, представлены по­следовательность движе­ния сред по поверхно­стям и их взаимное дви­жение, даны параметры перегретого пара и питательной воды, расходы впрысков и т.д.

Распределению тепловосприятий предшествует оценка гидравлических со­противлений, что необходимо для определения давления на границах поверх­ностей нагрева. В отсутствие данных гидравлического расчета для оценки со­противлений можно воспользоваться данными табл. 8 или следующими реко­мендациями.

Гидравлическое сопротивление перегревательного тракта ∆р_п.п оценочно равно:

∆рп.п

0,1 р_п.п при р_п.п < 14 МПа;

0,15 р_п.п при р_п.п > 14 МПа.

При этом давление в барабане р_б = р_п.п +∆р_пе.

По отдельным ступеням пароперегревателя может быть принято следующее распределение сопротивлений (относительно сопротивления пароперегревателя): радиационный пароперегреватель 10%; первая по ходу пара («холодная») ступень конвективного пароперегревателя 20 %; ширмовый пароперегреватель 35 %; вторая по ходу пара («горячая») ступень конвективного пароперегревате­ля 35 %. В качестве аналога можно использовать таблицу 3.

Гидравлическое сопротивление экономайзера ∆р_эк котлов высокого и сверх­высокого давления должно составлять не более 5% давления в барабане. По­этому давление воды на входе в экономайзер р'_эк =р_б+ ∆р_эк. Давление на выходе из поверхности определяется по формуле

р_i"= р_i′ +∆р_i.

При определении действительного расхода рабочей среды в поверхностях нагрева должен быть учтен впрыск собственного конденсата (для котлов, устанавливаемых на ТЭЦ) или питательной воды.

Таблица 3. Гидравлические сопротивления и приращения энтальпии рабочей среды по поверхностям нагрева котла Е-420-140 (БКЗ-420-140)

Поверхность нагрева	Сопротивление МПа %	Приращение энтальпии кДж/кг %	Примечание
Весь тракт котла Экономайзер I ступени Экономайзер II ступени Испарительные поверх­ности (экраны топки, подвесные трубы) Радиационный паропере­греватель Конвективный паропере­греватель I ступени Ширмовый пароперегре­ватель Конвективный паропере­греватель II ступени (I ход) Конвективный паропере­греватель II ступени (II ход)	2,6 100 0,6 23 0,1 4     - -   0,2 7   0,4 15   0,6 23   0,35 14     0,35 14	2420 100 94 4 284 12     1068 44   71 3   394 16   293 12   110 5     100 4	Нагрев питательной воды в конденсаторе впрыска (включенном по воде между ступенями эконо­майзера) ∆h п.в.кон = 4 кДж/кг, tп.в.кон = 20°С. Охлаж­дение пара в пароохла­дителях: ∆tвnpI = 24°C, ∆hвпрI = 69 кДж/кг; ∆tвnpII = 12 °С, ∆hвпрII = 34 кДж/кг

Для повышения надежности работы и улучшения регулировочных характе­ристик пароперегревателей при температуре перегретого пара выше 500 °С не­обходимо применять две (или даже три) ступени регулирования перегрева с использованием впрыскивающих пароохладителей как основного средства ре­гулирования температуры перегрева. Расход на впрыскивающий пароохладитель последней ступени, обеспечивающий окончательное (тонкое) регулирование тем­пературы, принимается до 3 % номинальной паропроизводительности котла, что вместе с первым впрыском (или остальными) с расходом 4—5 % обеспечивает постоянство перегрева в диапазоне нагрузки 100—70%.

В качестве первой ступени по ходу пара в барабанных котлах используется радиационный перегреватель. Проходящий через этот перегреватель слабоперегретый пар, с относительно низкой температурой и высокой плотностью обеспечивает достаточное охлаждение металла труб при умеренных скоростях и больших тепловых нагрузках, даже если перегреватель расположен в топке

Тепловосприятие радиационного пароперегревателя определяется тепловы­ми нагрузками q, кВт/м²,зависящими от теплообмена в топке и в газоходах и значением лучевоспринимающей поверхности F, м²;

Приращение энтальпии рабочей среды в радиационной пароперегревателе ∆h_л.пе определяется по его полному тепловосприятию Q_л,кДж/кг, кДж/м³. Энтальпия рабочей среды на выходе из радиационного паро­перегревателя определяется по формуле:

h_i"= h_i′ +∆h_i..

В радиационный пароперегреватель пар поступает непосредственно из ба­рабана, т. е. между перегревателем и барабаном нет ни поверхностей нагрева ни пароохладителей. Поэтому энтальпия пара на входе в радиационный перегреватель принимается равной энтальпии насыщенно­го пара при давлении в барабане, h'_л =h_нп (при р=р_б).

Распределение тепловосприятий для остальных ступеней пароперегревателя барабанного котла осуществляется по приращению энтальпии рабочей среды.