НАСТЕННЫХ РАДИАЦИОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ
На рис. 2.2. приведены наиболее характерные схемы пароперегревателей барабанных и прямоточных паровых котлов. Настенные поверхности радиационного тепловосприятия, как правило, используются на начальном этапе процесса нагрева пара в котле (в них подается насыщенный пар из барабана).
В прямоточных котлах настенный пароперегреватель занимает обычно верхнюю часть топки, включая потолок, а также стены горизонтального газохода и поворотной камеры. В газоплотных котлах к ним добавляются экранированные стены конвективной шахты. В барабанных котлах с паропроизводительностью D <117 кг/с (420 т/ч) настенный пароперегреватель чаще всего размещают на потолке топки и горизонтального газохода, от фронтовой стены топки до задней стенки поворотной камеры. В новых модификациях барабанных паровых котлов при D < 139 кг/с (500 т/ч) размеры настенных поверхностей существенно увеличены за счет экранирования боковых и задней стен поворотной камеры, а также боковых стен горизонтального газохода. В этих слу чаях поток насыщенного пара из барабана движется несколькими параллельными подпотоками (см. рис. 7.1).
Для оценки тепловосприятия настенных радиационных поверхностей пароперегревателя котла используются усредненные удельные тепловые напряжения 1 м2 поверхности нагрева. Поэтому прежде всего необходимо из принятой эскизной конструкции котла определить площади поверхности нагрева указанных элементов.
Тепловосприятия настенного и потолочного радиационного пароперегревателя в пределах топочной камеры (включая зону выступающих в топку ширм) определяют по уравнению, кДж/кг:
|
(7.1) |
^ л П в "^пот
О =
І-‘пот
Д.
Где FUOJ — площадь поверхности стен и потолка топки, занятая пароперегревателем, м ; г|в — коэффициент неравномерности тепловосприятня для потолка и верхней части топки; его значения принимаются по табл. 7.1; цл — среднее тепловое напряжение экранов топки (расчет выполняется по форму ле (6.29)), кВт/м~. 1
|
Рис. 7.1. Схема движения пара в радиационных настенных поверхностях нагрева барабанного парового котла. 1 — барабан; 2 — экран потолка и задней стены конвективной шахты; 3 — экраны горизонтального газохода; 4 — экраны передней стены конвективной шахты; 5 — экраны боковой стены конвективной шахты; 6 — поверхность водяного экономайзера; 7 — ширмовый пароперегреватель |
Таблица 7.1
Коэффициенты неравномерности тепловосприятня по высоте топки
|
Характеристики топки |
Значение г|в для верхней части топки |
Значение г|в для потолка топки |
|
Пылеугольная топка с жидким |
0.7 |
0,6 |
|
Шлакоудалением |
||
|
Пылеугольная топка с твердым |
0.8 |
0.6-0.7 |
|
Шлакоудалением |
||
|
Мазутная топка |
0.6 |
0,5 |
|
Га зовая топка |
0.8 |
0,6 |
|
* меньшее значение — для бурых углей |
Тепловосприятие поверхностей нагрева в области горизонтального газохода (кДж/кг), можно найти из следующего выражения:
А поверхностей в поворотної! камере из выражения, кДж/кг
() Ч (V -•*> 1-73) І’ ^ (73)
Bv
Здесь q(t — удельное теплонапряжение поверхности, кВт/м, при средней температуре газов в горизонтатьном газоходе 1000 °С и в поворотной камере — 890 °С (см. табл. 7.2); Тп — средняя температура газов в горизонтатьном газоходе, К. Принимается ориентировочно Тп = (‘/’,"+ Тш )/2. где 1п: — температура газов на входе в поворотну ю камеру; 1п = Т" — Д&п. где ЛЯГГ- величина снижения температу ры газов в горизонтатьном газоходе. Принимается Д&п = 250-500 °С. Меньшие значения — 250-300 °С принимаются при наличии двухрядных ширм и настенных поверхностей нагрева в горизонтатьном газоходе, большие — 400-500 °С — при наличии, кроме ширм, 2-3 пакетов конвективного пароперегревателя; Frr, FnK — площади поверхности стен, закрытых экранами, горизонтального га-
V
Зохода и поворотной камеры, м ; п[ = 3,6—— эффективная толщина излучения объема
F„.
Газов в поворотной камере.
|
Таблица 7.2 Значения удельных тепловых напряжений с/,,, кВт/м, настенных экранов
|
Учет тепловосприятия труб в тракте рабочей среды определяется местом расположения этой поверхности в водопаровой схеме котла. В барабанном котле суммарное тепловосприятие радиационного пароперегревателя составит, кДж/кг:
TOC o "1-3" h z 0^=0^+0^+0^ (7.4)
|
О В Рпп р ■р1Ш (/) — D ) пе впр / |
Прирост энтальпии пара А/?рпп, кДж/кг, в радиационном пароперегревателе определяется по формуле
Mi =( ~ргш р (7.5)
РПП І 7-4 7-4 I 4
где DBnp — расход воды на впрыск, кг/с. В экранах топки и радиационных настенных поверхностях общий расход рабочей среды меньше, чем выход перегретого пара на количество воды (конденсата), используемой для регулирования перегрева во впрыскивающих пароохладителях 1)впр(см. рис. 7.2). Обычно принимают DBnp= (0,05-0,07) Dne, где £>пе — номинальный расход перегретого пара на выходе из котла, кг/с.
Найденная величина А/?рпп позволяет определить энтальпию пара на входе в последующие поверхности пароперегревателя согласно принятой схеме его компоновки. Возможный вариант компоновки пароперегревателей барабанного котла представлен на рис. 7.2. В барабанном котле в радиационный потолочный пароперегреватель посту пает, как правило, насыщенный пар после выхода из барабана с энтальпией Нии = h"(/ (pr j). кДж/кг. Тогда энтальпия пара за радиационным пароперегревателем составит, кДж/кг
Л^ш=лнп+алрші. (7.6)
По величине /?"„, и давлению пара за радиационным пароперегревателем ррш1 находят температуру перегретого пара на выходе из пароперегревателя — /»lin = f{pt, uu. /?"„,). °С, где р = (1,09 — 1,1)/?пе.
|
Рис. 7.2. Принципиальная схема включеній пароперегревателей в паровой тракт барабанного котла: 1 — барабан котла: 2 — радиационный потолочный пароперегреватель; 3 — ширмовый пароперегреватель; 4 — впрыскивающий пароохладитель; 5 — конденсатор пара на впрыск; 6 — конвективный пароперегреватель; 7 — водяной экономайзер |
