Часть 2. Пароперегреватель.

Создал с помощью программы «COMPAS» чертеж пароперегревателя (змеевика): имеет 2 труб, 3 звена.

Пароперегреватели котлов

Пароперегреватель представляет собой систему стальных цельнотянутых труб, изогнутых в виде змеевиков и присоединенных к двум или более коллекторам. Расположение пароперегревателя в газоходе котла может быть горизонтальным или вертикальным. Пароперегреватель является одним из основных и наиболее ответственных элементов котлоагрегата, так как из всех поверхностей нагрева котельной установки, поверхность нагрева пароперегревателя находятся в самых тяжелых температурных условиях.  Применяют пароперегреватели - конвективные, полурадиационные и радиационные. В котельных агрегатах низкого и среднего давления используютконвективные пароперегреватели.

Рисунок 1 - Схемы включения пароперегревателей в газовый поток:

а — прямоточная, б — противоточная, в — смешанная

В зависимости от направления движений газов и пара, различают три основные схемы включения пароперегревателя в газовый поток:

- прямоточную, при которой движение газов и пара осуществляется параллельно (рис. 1, а);

- противоточную — с движением газов и пара навстречу друг другу (рис. 1, б);

- смешанную (рис. 1, в).

При противоточной схеме пароперегревателя, достигается наибольшая разность температур дымовых газов и пара, поэтому при противотоке поверхность нагрева пароперегревателя получается наименьшей. Средний температурный напор при прямоточной схеме меньше, чем при противоточной, поэтому требуется большая поверхность нагревапароперегревателя. При противотоке через трубки переднего ряда протекает перегретый пар, поэтому передний выходной ряд трубок находится в тяжелых температурных условиях, так как они обогреваются газами с наивысшей температурой, в результате чего стенки их подвержены большей опасности пережога, чем в первой схеме.Пароперегреватели котлов на давление 1,4 и 2,4 МПа (14 и 24 кгс/см2) выполняют одноходовыми (рис. 2, а), а на давление 3,9 МПа (39 кгс/см2) — двухходовыми (рис. 2, б). 

Кроме того, в котельных агрегатах используют и горизонтальные конвективные пароперегреватели (рис. 2, в). В зависимости от нагрузки котла и температуры питательной воды, коэффициента избытка воздуха в топке, величины продувки котла и отбора насыщенного пара, а также от степени шлакования поверхностей нагрева котла, размещенных перед перегревателем, температура перегретого пара может резко меняться. Для поддержания неизменного уровня, ее регулируют различными методами. Температура пара в котлах с давлением 1,4 и 2,4 МПа не регулируется, а в котлах с давлением 3,9 МПа регулируется поверхностными пароохладителями (рис. 3), которые работают на котловой или питательной воде, просты и надежны в эксплуатации. Регулирование перегрева пара осуществляется изменением количества котловой или питательной воды, подаваемой в пароохладитель.

КОНСТРУИРОВАНИЕ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ Пароперегреватель — один из наиболее ответственных элементов котельного агрегата: температура рабочего агента в нем больше, чем в других частях котельного агрегата, а поэтому стенки его трубок на­греваются больше по сравнению с трубами котла. При высоком пере­греве пара их выполняют из высококачественной стали. Учитывая это, следует стремиться к максимальному уменьшению поверхности нагрева пароперегревателя, особенно для котлов с высоким давлением и высокой температурой перегрева пара. Это достигается установкой его воз­можно ближе к топочному устройству, обычно за первым газоходом, где газы имеют наивысшие температуры. Конструкция пароперегревателя несложна и состоит из ряда па­раллельно включенных труб, обычно диаметром 38 3 или 32 3 мм, изогнутых в виде петлеобразных змеевиков, развальцованных своими концами в коллекторах-паросборниках прямоугольного или круглого сечения. Для возможности развальцовки концов труб в коллекторах ос­тавляют лючки, обычно один на четыре трубы. Если необходимо получить пар с температурой свыше 450°С, по­верхность нагрева первого газохода очень сильно уменьшают, оставляя в нем лишь несколько рядов кипятильных труб для защиты паропере­гревателя от пережога слишком горячими газами, покидающими топку. В котлах, где требуется получить очень высокий перегрев пара (550°С и более), часть поверхности нагрева перегревателя размещают непо­средственно в топке (радиационные пароперегреватели). При П-образной компоновке котельного агрегата пароперегреватель обычно распо­лагают в соединительном газоходе между топкой и шахтой с конвективными поверхностями нагрева. Допускается как вертикальное, так и горизонтальное расположе­ние змеевиков пароперегревателя. Однако за последние годы применяют пароперегреватели исключительно с вертикальными змеевиками, так как крепление змеевиков в них получается более про­стым и надежным. При конструировании пароперегревателей скорость пара в них принимают в пределах 25—10 м/сек; причем, чтобы не получить слиш­ком больших гидравлических потерь, ее принимают тем меньше, чем больше давление пара.