Регулирование температуры первичного пара.
В отечественных котлах применяют паровое регулирование температуры первичного пара, которое осуществляют в поверхностных пароохладителях или впрыском в поток перегретого пара чистого конденсата.
Поверхностные пароохладители. Изменение температуры пара по тракту пароперегревателя при различных схемах включения пароохладителя показано на рис. 28.
Рис; 28. Изменение температуры пара по тракту пароперегревателя в зависимости от размещения пароохладителя: а — за пароперегревателем; б — в рассечку; в — на выходе насыщенного пара; г — допустимая температура металла труб; 1 — пароохладитель
Установку пароохладителя на выходе пара из пароперегревателя не применяют, так как пароперегреватель при этом остается не защищенным от чрезмерно высокой температуры.
Установка пароохладителя на стороне насыщенного пара определяет значительное запаздывание системы регулирования температуры пара и в настоящее время применяется в агрегатах малой мощности.
Установка пароохладителя в рассечку обеспечивает меньшую инерционность регулирования вследствие сокращения длины пути пара после регулятора и времени, необходимого для изменения количества теплоты, аккумулированной в пароперегревателе. В результате регулирование конечной температуры пара достигается почти в 2 раза быстрее, чем при установке пароохладителя на стороне насыщенного пара. При установке пароохладителя в рассечку происходит снижение температуры частично перегретого пара и соответственно его конечной температуры.
Поверхностный пароохладитель представляет собой трубчатый теплообменник. Внутри труб протекает охлаждающая вода, снаружи трубы омываются охлаждаемым паром (рис.29).
Ось парогенератора |
Рис.29. Поверхностный пароохладитель:
1— входной коллектор охлаждающей воды; 2 — выходной коллектор воды; 3 — входная камера; 4 — трубы, охлаждаемые водой; 5 — корпус пароохладителя
В качестве охлаждающей воды используется обычно питательная вода. По потоку питательной воды пароохладитель может быть включен параллельно или последовательно с экономайзером
При параллельной схеме включения пароохладителя с увеличением количества проходящей через него воды ухудшаются условия охлаждения экономайзера и уменьшается использование в нем теплоты отходящих газов. В современных котлах применяется включение пароохладителя последовательно с экономайзером (рис. 30).
Рис. 30. Схемы включения поверхностного пароохладителя:
1— барабан; 2 — пароохладитель; 3 — отвод охлаждающей воды; 4 — экономайзер
Для обеспечения необходимого диапазона регулирования пароохладитель котлов с естественной и многократной принудительной циркуляцией должен обеспечивать возможность снижения энтальпии пара на Δhпо=60…80 кДж/кг. При этом температура воды на входе в экономайзер будет выше, чем у воды, поступающей в котел:
hп.в.э= hп.в + Δhпо
Количество питательной воды, проходящей через пароохладитель при полной его нагрузке, достигает 30—40 % общего ее расхода.
Впрыскивающий пароохладитель представляет собой участок паропровода перегретого пара, в котором расположена перфорированная труба с отверстиями диаметром 3—5 мм, через которые в пар подается распыленный конденсат. Для предотвращения попадания на стенку паропровода относительно холодных струй конденсата в месте установки распылителя в паропроводе имеется защитная рубашка длиной не менее 0,5 м с зазором между ней и паропроводом 6—10 мм. Снижение температуры пара впрыскивающим пароохладителем происходит на некотором расстоянии от места ввода конденсата. Уменьшение этого расстояния достигается тонким распылом конденсата и повышением начальной температуры конденсата. Обычно устанавливается ряд параллельных по ширине пароперегревателя и последовательных по ходу потока пара впрыскивающих пароохладителей. Схема регулирования температуры свежего пара барабанного котла впрыскивающими пароохладителями показана на рис. 31.
Рис.31. Схема регулирования температуры впрыском собственного конденсата:
1 — барабан; 2 — гидрозатвор; 3 — пароохладитель; 4— емкость конденсатора; 5— коллектор с вспрыскивающим устройством; 6 – экономайзер
Первые по ходу пара пароохладители предназначаются для предохранения расположенных за ними поверхностей нагрева от чрезмерного повышения температуры. Последний по ходу пара пароохладитель поддерживает постоянную температуру пара. Во избежание отложений солей в пароперегревателе во впрыскивающие пароохладители должен подаваться конденсат. При минерализованной питательной воде барабанных котлов конденсат для впрыска вырабатывают непосредственно в котле. Для получения собственного конденсата предусматривается установка специального конденсатора, в котором за счет охлаждения пара частью питательной воды осуществляется получение конденсата, необходимого для впрыска.
Количество пара, проходящего через ступень пароперегревателя после впрыскивающего пароохладителя, увеличивается и становится равным, кг/ч,
Gn=G'n + ΔGв,
где G'п — количество пара до пароохлаждения, кг/ч; ΔGв — количество воды, поступающей в пароохладитель, кг/ч.
Общее количество конденсата, поступающего в пароохладитель, кг/ч, определяется из условий обеспечения снижения энтальпии пара примерно на 80 кДж/кг при работе котла с полной нагрузкой и определяется по формуле
ΔGв = (G'п Δhпо) / (hп.п + hк),
где hп.п и hк — энтальпии перегретого пара и конденсата, поступающего в пароохладитель, кДж/кг.
Следует учитывать, что по мере приближения пароохладителя к выходу пара из пароперегревателя ухудшаются температурные условия работы металла паропровода в месте впрыска. Это также является одной из причин применения двух-трех пароохладителей по тракту пара, что позволяет более тонко регулировать температуру пара и более надежно защищать отдельные ступени пароперегревателя.
Регулирование температуры пара промежуточного перегрева.
Применяется паровое и газовое регулирование температуры пара промежуточного перегрева. Регулирование осуществляется в паропаровых теплообменниках, а также путем пропуска пара мимо части поверхности нагрева пароперегревателя. В связи с инерционностью этих способов и ограниченным диапазоном регулирования предусматривается дополнительно аварийный впрыск в промежуточную точку парового тракта, который осуществляется при повышении температуры пара выше определенного предела.
Впрыск конденсата в поток пара промежуточного перегрева экономически не оправдан, так как образующееся дополнительное количество пара поступает в турбину, минуя ее ЦВД. Газовое регулирование преимущественно осуществляется путем рециркуляции части охлажденных до 300—350 °С продуктов сгорания в топку или пропуском части продуктов сгорания помимо конвективного пароперегревателя (рис. 32).
Продукты сгораний |
Продукты сгораний |
Рис.32. Схемы газового регулирования температуры пара:
а — пропуском части продуктов сгорания через холостой газоход; б — распределением продуктов сгорания по газоходам пароперегревателя; 1 — секции пароперегревателя; 2 — экономайзеры; 3 — основной дымосос; 4 — регулирующий дымосос; 5 — регулирующий шибер (воздухоподогреватели не показаны)
Газовое регулирование вызывает дополнительные расходы энергии на тягу или потери с уходящими газами и влияет на температуру первичного пара. Газовое регулирование применяют совместно с паровым регулированием
.
Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 1696;