УСЛОВИЯ РАБОТЫ МЕТАЛЛА ТРУБ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ

Пароперегреватель — это устройство для повышения температуры пара выше температуры насыщения, соответ­ствующей давлению в стационарном котле.

Перегреватель современного котла выполняется, как прлвило, из нескольких частей (пакетов) с радиационным, полурадйационным и конвективным тепловосприятием.

. Условия работы металла труб перегревателя во мно­гом, зависят от способа его расположения в газоходе. 4

По конструктивным и компоновочным признакам раз­личают вертикальные и горизонтальные перегреватели. Достоинством первых являются простота креплений и ма­лая загрязненность, недостатком — недренируемость. Крепление горизонтальных более сложно, но имеется, воз­можность дренирования воды.

По взаимному направлению движения греющей и обо­греваемой сред различают прямоточные и противоточные схемы перегревателей. При противотоке поверхность на­грева, получается наименьшей, но последние змеевики ра­ботают в тяжелых температурных условиях.

Параллельный ток (прямоток) увеличивает надежность работы, но требует увеличения поверхности нагрева. Не­редко применяют смешанную противоточно-прямото^ную схему.

В типовых схемах перегревателей широко применяются ширмовые ступени, которые отличаются достаточно слож­ной конфигурацией и работают в условиях больших, не — равномерностей тепловосприятий как между отдельными ширмами, так и между трубами в пределах каждой ширмы.

Чем ближе температура перегретого пара к предельно допустимой температуре металла, тем выше требования к равномерности температурного режима металла труб от­дельных витков.

Средняя температура трубы перегревателя по толщине стенки не должна превышать допустимую по условиям длительной прочности, максимальная (т. е. на наружной поверхности) — предельную по условиям окалинообразо — вания или изменения структуры металла (с учетом развер — ки температур по трубам перегревателя).

Гидравлические схемы перегревателей выбираются по условиям обеспечения минимальных разверок температур по трубам при наименьших потерях давления пара. Наи­более распространенными являются так называемая П — схема и схема с рассредоточенным подводом и Отводом па­ра.

Трубы перегревателя работают в тяжелых условиях из-за’ высоких температуры и давления перегретого пара, а также из-за расположения труб в зонах радиации топки и коррозионной активности дымовых газов.

При работе котла на металл труб пароперегревателя оказывают одновременное воздействие:

Высокотемпературные топочные газы различной агрес­сивности, зола, шлак (на наружную поверхность труб) и водяной пар (на внутреннюю поверхность);

Колебания температуры металла из-за работы при пе­ременных режимах или при периодической корректировке соотношения вода — топливо в случае эксплуатации пря­моточного котла на базовом режиме;

Напряжения в стенках труб от внутреннего давления и тепловые напряжения, вызываемые неравномерными теп­ловыми потоками и нестационарными режимами эксплуа­тации.

Трубы перегревателей омываются дымовыми газами с температурами, достигающими перед конвективными пере­гревателями 1000—1100 °С. Часть поверхности нагрева пароперегревателей иногда помещают вблизи выхода из топочной камеры, в верхней ее части (ширмовые полуради­ационные перегреватели), или на стенках топки (радиа­ционные перегреватели), где температуры газов еще бо­лее высоки и тепловосприятие труб из-за лучистого обогрг-^ па велико: ‘ • ‘ ‘ 1

Максимальная (допустимая по условиям окалинообра — зования) температура металла1 труб из применяемых для перегревателей котлов перлитной 12Х1МФ и аустенитной Х18Н12Т сталей при сжигании мазута должна составлять соответственно не более 585 и 610 °С. Значит, їіри темпера­туре свежего пара 545 °С запас по температуре металла п& следней ступени перегревателя ограничен и создается опас­ность превышения допустимой температуры металла зме­евиков.

Топочная неравномерность в конвективных перегрева­телях усугубляется шлакованием труб. В результате тем­пература металла отдельных змеевиков может сильно от­личаться от среднего значения.

Конвективные промежуточные перегреватели, располо­женные в зоне умеренных тепловых нагрузок, работают достаточно надежно. Условия работы радиационного про­межуточного перегревателя гораздо тяжелее в силу малых значений коэффициента теплоотдачи..

На рис. 5.1 показаны диаграмма максимально допусти­мой температуры пара и ее изменение в перегревателе кот­ла ТПП-312 при нагрузках 70 и 100 % номинальной. К металлу труб перегревателей предъявляются следу­ющие требования: достаточная жаропрочность, обеспечи­вающая надежную работу поверхности нагрева в течение расчетного периода; стабильность структуры и свойств ме­талла в течение всего периода эксплуатации; хорошая сва­риваемость труб,

Условия работы металла труб тем благоприятней, чем меньше температура пара, температурная разверка • по змеевикам, тепловая нагрузка, толщина стенки труб.