Поверхности нагрева котла

1. Испарительные поверхности (парогенерирующие) располагаются обычно в топочной камере и воспринимают теплоту излучения. Это экранные трубы, а также устанавливаемый на выходе из топки небольших котлов конвективный пучок труб. Внутренний диаметр труб 40 – 80 мм. Экраны представляют собой ряд параллельно включенных вертикальных подъемных труб, соединенных между собой коллекторами. Зазор между трубами 4 – 6 мм.

2. Пароперегреватель предназначен для повышения температуры пара, поступающего из испарительной системы котла. Его трубы (d =22 - 54мм) могут располагаться на стенках или потолке топки и воспринимать теплоту излучением (радиационный пароперегреватель) либо в основном конвекцией(конвективный пароперегреватель). В этом случае трубы располагаются в горизонтальном газоходе или начале конвективной шахты.

Температура перегретого пара должна поддерживаться постоянной всегда, независимо от режима работы и нагрузки котлоагрегата. Поскольку при ее понижении повышается влажность пара в последних ступенях турбины, а при повышении температуры сверх расчетной появляется опасность термических деформаций и снижения прочности отдельных деталей турбины. Температуру пара поддерживают постоянной при помощи пароохладителей впрыскивающего действия, путем впрыскивания обессоленной воды в поток пара. Вода при испарении снижает часть теплоты пара и его температуру.

3. Низкотемпературные поверхности нагрева располагаются в конвективном газоходе и работают при невысоких температурах продуктов сгорания. Это экономайзеры и воздухоподогреватели. Цель их установки - максимальное использование теплоты уходящих газов. Водяные экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды, выполняются из стальных труб 28 - 38мм, согнутых в вертикальные змеевики и скомпанованные в пакеты (в шахматном порядке). Крепление труб змеевиков и их дистанционирование осуществляется опорными стойками, закрепленных на полых (для воздушного охлаждения), изолированных со стороны горячих газов балках каркаса. Общее число труб выбирается исходя из скорости воды не ниже 0,5 - 1м/с. Эти скорости обусловлены необходимостью смывания со стенок труб пузырьков воздуха, способствующих коррозии и, предотвращения расслоения пароводяной смеси, которое может привести к перегреву верхней стенки трубы и ее разрыву.

4. Воздухоподогреватели предназначены для нагрева воздуха, забираемого из атмосферы и идущего затем в топку на горение. По принципу действия воздухоподогреватели делят на рекуперативные и регенеративые.

Все тепловоспринимающие элементы котла являются типичными теплообменниками: Поверхность нагрева рассчитывается по уравнению теплопередачи:

F=B_p∙Q / k∙∆t _ср (111)

k - коэффициент теплопередачи;

∆t _ср - среднелогарифмическая разность температур продуктов сгорания и рабочей среды;

B_p∙Q - количества воспринимаемой теплоты.

B_p – расчетный расход топлива, то есть его количество, действительно сгоревшее в топке. Это же количество теплоты, которое передается в данной поверхности рабочему телу (воде, пару)

B_p∙Q= D (h_вых –h_вх) (112)

D - расход рабочего тела; h_вх и h_вы - энтальпии рабочего тела на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее (на 1кг рабочего тела)