На головну

Барабани, пристрої для сепарації пара від вологи, ступеневу випаровування

  1. Апарати з дихальними пристроями
  2. Види набивних паль і технологія їх влаштування.
  3. Види форм державного устрою
  4. Види форм державного устрою
  5. Зовнішні запам'ятовуючі пристрої

Барабани сучасних котлоагрегатів високого тиску з природною циркуляцією мають внутрішній діаметр 1600 мм, товщину стінок понад 100 мм і довжину до 20 м. Маса такого барабана становить близько 100 т.

Барабани виготовляються зварними з листової сталі і мають штуцера, до яких приварюються труби. Теплове розширення барабанів забезпечується роликовими опо-

рами, що встановлюються на основних балках каркаса (рис. 14). Під час роботи барабан подовжується на 70-100 мм.

Пара, що виходить з барабана, не повинен виносити з собою краплі води в пароперегрівач, так як при випаровуванні води містяться в ній солі можуть відкладатися в трубах, що пов'язано з небезпекою їх перепалу. Для зменшення виносу води з барабана паром всередині барабана встановлюються сепараційні пристрої, призначені для поділу (сепарації) вологи і пари. Цим умовам відповідають циклонні сепаратори, що розміщуються всередині барабана, так звані внутрібарабанние циклони, що одержали широке поширення (рис. 15).

Пароводяна суміш вводиться в циклон по дотичній до поверхні циліндра; відцентрова сила притискає великі краплі води до стінок циклону, за якими вони стікають вниз. Завдяки піддону, розташованому під циклоном, вихровий рух не передається воді, що у водяному просторі барабана, і поверхня води залишається спокійною. Пара виходить з верхньої частини циклону і проходить через верхній дірчасту лист, вловлює дрібні краплі води, що залишилися в парі.

У барабанах котлоагрегатів великий паропродуктивності встановлюють десятки таких циклонів.

Часто для сепарації пара застосовуються жалюзійні щити (рис. 16), що складаються з гофрованих сталевих пластин, які встановлюються у верхній частині барабана. Пара піднімається по каналах, утвореним пластинами, і знаходяться в ньому краплі вологи осідають на пластинах і стікають вниз. Окремі краплі води, що залишилися в парі, уловлюються дірчастим листом.

Для гарної сепарації вологи в жалюзійних щитах не повинно залишатися щілин, через які міг би протікати пар крім каналів, утворених пластинами.

Котлова вода містить значну кількість розчинених лугів і фосфатів, які сприяють утворенню шару піни на поверхні води в барабані.

При інтенсивному паротворенні частина піни може нестися з парою з барабана і розчинені в ній речовини можуть утворити в трубах пароперегрівача шар небезпечної накипу. Для боротьби з цим явищем застосовують розмив піни живильною водою, в якій міститься менше солей. Завдяки цьому піна розчиняється в живильній воді та її шар зменшується.

На рис. 16 показано пристрій для розмиву піни в котлоагрегатах середнього тиску з введенням живильної води в поживне корито.

Для промивки пара живильною водою у верхню частину барабана вводиться живильна вода, що витікає з горизонтальної труби, розливається по дірчастим щиту і стікає в відвідний короб. Пар промивається, проходячи знизу вгору через отвори в щиті і шар води. Схема пристрою для промивання пара показана на рис. 17.

Для видалення окремих крапель живильної води з пари служить верхній дірчасту лист.

При генерації пари не відбувається глибокого випарювання води, тому більшість знаходяться в розчиненому стані домішок поступово може досягти граничної концентрації. Для підтримки в котельній воді концентрації домішок на заданому рівні частина води з барабанних котлів безперервно віддаляється.

Так як з безперервною продувкою відбувається втрата тепла і чим вище концентрація солей, тим більше величина продувки, що економічно невигідно. Тому в сучасних барабанних котлах для зниження частки безперервної продувки організовано двох-і триступеневе випаровування.

При двухступенчатом випаровуванні водяний обсяг барабана розділяється перегородками на чистий і один (або два) сольових відсіку (рис. 18). До кожного з відсіків приєднується своя група екранів. У сольові відсіки зазвичай виділяють один або обидва торцевих ділянки барабана і від 5 до 30% поверхні нагрівання екранів.

Розглянемо дію ступеневої випаровування на конкретному прикладі. Припустимо, що в екранах двох сольових відсіків утворюється 15% пара, виробленого кіт-лоагрегатом. Солевміст живильної води приймаємо рівним 40 мг / л. Поживна вода надходить в чистий відсік; нехай котельна вода в ньому має вміст солі 320 мг / л. Тоді 85% води випаровується при порівняно невисокому солевмісті котельної води в чистому відсіку, і з парою несеться щодо мало солей.

Частина котельної води з чистого відсіку перетікає в сольові відсіки через отвори в розділових перегородках. Ця вода з солевмістом 320 мг / л є живильною водою для сольових відсіків, в яких котельна вода має значно більш високу солесодержание (близько 1600 мг / л). Пар, утворений в сольових відсіках, осушують більш ретельно. Безперервна продувка з сольового відсіку видаляє з кожним літром води 1600 мг солей замість 320 мг при відсутності ступеневої випаровування.

Таким чином, ступеневу випаровування знижує продування котлоагрегату приблизно в 5 разів. Ступеневу випаровування найбільш ефективно у котлоагрегатів з високим Солес-триманням живильної води, що буває зазвичай на ТЕЦ.

Виносні сепараційні циклони (рис. 19) використовуються як друга або третя ступінь випаровування і харчуються котлової водою з чистого відсіку або з відсіків другого ступеня.

У циркуляційному контурі, приєднаному до виносного циклону, вода не проходить через барабан. Пароводяна суміш, яка надходить з екранних труб направляється в циклон тангенціально. При обертальному русі в циклоні вода відділяється від пара і відводиться в нижній колектор екрану. Пара піднімається у верхню частину циклону і по паровідвідних трубі направляється в барабан. Зазвичай циклони паропродуктивністю-стю 25 т / год мають діаметр близько 350 мм і висоту не менше 4 м. Висока верхня частина циклону потрібно для належного осушення пара, а глибока нижня - щоб уникнути попадання пари в опускні трубу, якщо рівень в циклоні прийме вигляд глибокої воронки. Хрестовина в нижній частині циклону перешкоджає завихрення води в цій зоні і попаданню парових бульбашок в водоопускних труби екрану, що може викликати порушення циркуляції.

Введення пароводяної суміші з екрану в циклон виконується вище рівня води, що знаходиться в барабані. Пара, що виходить з виносних циклонів, не вимагає додаткового осушення. Потрібно тільки його промивка для видалення кремнієвої кислоти. У багатьох котлоагрегатах до одного циркуляційного контуру екрану приєднані два виносних сепараційних циклону.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

екрани. Екранні поверхні нагріву використовують головним чином променисту теплоту факела і топкових газів. Для збільшення поверхні нагрівання екранів і захисту обмурівки від високих температур стіни топки закривають майже суцільним рядом екранних труб. Це здешевлює обмурівку і знижує її масу. Зовнішній діаметр труб поверхні нагрівання екранів котлів з природною циркуляцією становить 60 мм, а відстань між трубами - 4 мм, для прямоточних котлів труби екранів - d = 42 і 32 мм, а відстань між трубами - 6 мм.

Як правило, екрани складаються з верхніх і нижніх колекторів і приварених до них труб поверхонь нагріву (рис. 2). Іноді верхній колектор відсутній і верхні кінці екранних труб входять в барабан (див. Рис. 3). Екран кожної топкової стіни по ширині виконують з двох або трьох частин (секцій), по висоті цілим, а в котлах останніх випусків - з декількох частин.

 Мал. 2 Кріплення труб екрану до проміжних опор: 1 - колектор екрану, 2 - труба екрану, 3 - обмуровка, 4, 5 - опорні гаки на трубі і на каркасі, 6 - зазори опор для теплових переміщень труби екрану, 7 - тяга, прикріплена до каркасу, 8 - напрямна опора (скоба) на трубі (стрілками показано напрямок теплових переміщень труб).  Мал. 3 Схема руху пара в казані високого тиску (показана одна панель радіаційного пароперегрівача і один змійовик): 1,3-підйомні і опускні труби панелі радіаційної частини пароперегрівача, 2-отвір для пальника, 4 барабан, 5-труби стельової панелі пароперегрівача, 6 -шірмовая панель, 7-необогреваемих перепускні труби, 8-регулятор перегріву пара, 9-вихід перегрітої пари, 10-змійовик конвективної частини пароперегрівача.

Для приварювання кінців труб у колекторів є штуцери, або кінці екранних труб приварюють безпосередньо до тіла колекторів.

Екрани зазвичай підвішують за верхні колектори до балок каркасу або їх масу сприймає барабан, в якому закріплені верхні кінці труб. Труби розташовують вертикально, а нижні колектори встановлюють в направляючих опорах так, щоб вони могли вільно переміщатися вниз при нагріванні і подовженні труб екрану. При довжині труб екрану близько 25 м нижні колектори опускають на 90 мм.

При великій довжині труб екрану важко зберегти їх прямолінійність, особливо в експлуатації. Тому по довжині труби екрану є спеціальні опори, звані проміжними (рис. 29). Ці опори не заважають подовжені труб від нагрівання і разом з тим не дають їм витріщає з площини ряду і змінювати крок.

2.4.1. Екрани котлоагрегатів з природною циркуляцією

Екрани котлоагрегатів виконуються зазвичай з гладких труб, з'єднаних за допомогою зварювання. Крім того, що екрани сприймають теплоту з топки, вони захищають обмурівку стін топки від руйнівного впливу високої температури і хімічного впливу рідкого шлаку. Температура обмурівки за трубами екранів в сучасних котлоагрегатах не перевищує 500 ° С, що дозволяє полегшити обмурівку і збільшити термін її служби. Труби екранів сучасних котлоагрегатів високого тиску з природною циркуляцією мають зовнішній діаметр 60 мм, котлоагрегатів середнього тиску - 83 мм, просвіт між трубами - відповідно 4 і 19 мм.

Кінці екранних труб приварюються до штуцерів горизонтальних колекторів круглого перетину, виготовлених з товстостінних труб (рис. 20), або безпосередньо до колектора.

Закриті екрани (запальний пояс) виконуються шляхом нанесення вогнетривкої шамотної або хромітової маси на труби, до яких приварені шипи (рис. 21). Ці екрани застосовують в топках з рідким шлакоудалением при спалюванні трудновоспламеняємимі-мих вугілля, а також для підвищення температури в топці при спалюванні вологих вугілля і торфу.

Майже у всіх котлоагрегатів великий паропродуктивності екрани підвішені до верхніх колекторам або барабану. При розпалюванні екранні труби від нагрівання подовжуються, а при зупинці - коротшають. При довжині екранних труб 25 м теплове розширення досягає 90 мм і більше. Подовжуються також колектори екранів уздовж своїх осей. Тому нижні колектори екранів повинні мати можливість вільного переміщення вниз.

Кожну трубу або групу труб, з'єднаних планками, щоб уникнути прогину в сторону топки приєднують в двох-трьох місцях по висоті до нерухомих конструкцій каркасу (рис. 22, а) Або до горизонтальних балок 1 (рис. 22, б і 22, в), оперізувальний топку і переміщається разом з трубами. Овальні прорізи в полицях швелера дають можливість колекторам вільно подовжуватися (на малюнку показані пунктиром).

2.4.2. Екрани (радіаційна частина) прямоточних котлоагрегатів

У екранах прямоточних котлоагрегатів рух робочої середовища відбувається під впливом напору живильного насоса. Тому тут не має такого значення, як в котлоагрегатах з природною циркуляцією, величина опору руху робочого середовища в трубах і допускаються вищі її швидкості. Для виготовлення екранів прямоточних котлів зазвичай використовують труби з зовнішнім діаметром 32, 38 і 42 мм. Застосовують як панелі з прямими вертикальними трубами, так многопетлевие панелі. Широке поширення отримали в сучасних прямоточних котлоагрегатах одноходо-ші і багатоходові трубні панелі.

Багатоходові панелі (рис. 23, а) Мають меншу кількість проміжних колекторів, меншу масу і гідравлічний опір, однак порушення стійкості руху робочого середовища в них можливі при менших відхиленнях від нормального режиму роботи котлоагрегату.

З цих міркувань в останніх конструкціях котлоагрегатів сверхкритического тиску нижня радіаційна частина (НРЧ), розташована в зоні ядра факела, де слід особливо побоюватися нерівномірного обігріву окремих труб, виконана з однохо-вих панелей (рис. 23, б). Верхні яруси екранів (СРЧ, ВРЧ) мають багатоходові панелі (рис. 23).

Сталий рух робочої середовища в трубах радіаційної частини забезпечується лише при досить високій її швидкості. Однак необхідна швидкість робочого середовища повинна бути забезпечена і при малих навантаженнях котлоагрегату; тоді при повній його навантаженні швидкість робочого середовища виявляється ще вище. З цієї максимальної швидкості

визначають гідравлічний опір котлоагрегату, яке перевищує 5 МПа (50 кгс / см2), І розраховують натиск живильних насосів.

Надійної роботи котлоагрегату при номінальній його паропродуктивності можна досягти при набагато меншій швидкості робочого середовища. Для цього необхідно підвищувати швидкість робочого середовища в найбільш теплонапружених екранах в період розпалювання котлоагрегату та роботи його з низьким навантаженням шляхом організації примусової багаторазової циркуляції води додатковими насосами. Таке ускладнення схеми вважають за доцільне і застосовують в котлоагрегатах енергетичних блоків великої потужності (300 МВт і вище). Щоб уникнути виникнення додаткових напружень в трубах все екранні поверхні повинні мати можливість вільного переміщення при нагріванні і охолодженні котлоагрегату.

У многопетлевих вертикальних трубних панелях зміцнюється тільки верхня частина, а нижня вільно розширюється вниз.

У вертикальних одноходових панелях рівномірне теплове розширення труб не може бути забезпечено зміцненням тільки верхнього колектора і вільним переміщенням нижнього, так як неоднаковий нагрівання окремих труб викликав би різне теплове подовження і додаткові напруги в трубах. Тому в одноходових панелях закріплюють як верхній, так і нижній колектори, а теплове розширення труб компенсується вигинами труб в районі нижнього колектора панелі 2 (рис. 23, б).

Кріплення труб панелей до каркасу повинно забезпечувати можливість їх теплового розширення і не допускати їх прогину в сторону топки. У перших конструкціях котлоаг-регата кріплення встановлювалися на кожній трубі (рис. 24, а). В останніх котлоагре-Гатах ця конструкція спрощена - труби з'єднані приварними сухарями довжиною близько 50 мм в групи (близько 10 труб); кожна група труб має своє кріплення (рис. 24, б і 24, в).

2.4.3. Радіаційна частина котлоагрегатів, що працюють під наддувом

Радіаційна частина котлоагрегатів, работающх під наддувом, виконана у вигляді суцільнозварних трубних панелей, що утворюють стінки топки і стелю котлоагрегату. Стіни конвективної шахти також виконуються з суцільнозварних трубних панелей. Таким чином, всі стіни котлоагрегату утворюють щільний газонепроникний корпус. У суцільнозварних панелях окремі труби з'єднують між собою приваркой уздовж труб проміжних планок (рис. 25, а) Або застосовують ребристі труби зварюючи ребра по всій довжині між собою (рис. 25, б).

Відстань між осями труб (крок) приймають не більше 1,5 їх зовнішнього діаметра щоб уникнути неприпустимою різниці температур у країв пластин (ребер) і труб.

Котлоагрегати, що працюють під наддувом, мають більш високий ККД за рахунок відсутності присосов повітря і споживають менше електроенергії на власні потреби (через відсутність димососів). Замість важкої обмурівки застосовується легка натрубні ізоляція, що сприяє зменшенню її маси і полегшення ремонтних робіт.

При роботі котлоагрегату з суцільнозварними панелями можна допускати великої різниці в нагріванні окремих труб, щоб уникнути утворення тріщин в зварних швах. Тому для цих котлоагрегатів не допускаються прискорені розпалювання і розхолодження їх після зупинки.

Щоб уникнути витоку димових газів в місцях проходу численних труб екранів і пароперегрівача через стіни корпусу і стельові панелі котлоагрегату з зовнішньої їхнього боку встановлюють так звані «теплі ящики», в яких автоматично підтримується тиск повітря або димових газів, трохи перевищує тиск в газоходах котлоагрегату.

«Теплий ящик» представляє собою герметично щільну камеру, обмежену з одного боку стінами газощільних екранів або стельових панелей, а з інших сторін - металевими стінами. У «теплих ящиках» розташовуються численні виносні колектори екранів і пароперегрівачів, а також пропускні труби між ними.

До Лючки і іншим отворів в суцільнозварних панелях також підводиться повітря з тиском, кілька перевищує тиск всередині газоходу.

У прямоточних котлоагрегатах на сверхкритическое тиск, в яких відсутні випарні поверхні нагрівання, важко уникнути різниці температур робочого середовища в окремих трубах. Для зменшення цієї різниці температур в котлоагрегатах великий паропродуктивності застосовують примусову циркуляцію (рециркуляцію) робочого середовища за допомогою додаткових циркуляційних насосів (наприклад у котлоагрегату ТГМП-324).

Останнім часом у зв'язку з певними труднощами в експлуатації котлоагре-гатов під наддувом з'являються нові конструкції котлоагрегатів великої потужності з газощільних огороджувальними поверхнями, призначені для роботи з урівноваженою тягою (під розрідженням). До них відносяться котлоагрегати паропродуктивністю-стю 2650 т / год типу ТПП-804 (ТКЗ) і П-67 (ЗиО), призначені для роботи в блоці з одновальний турбоагрегатами потужністю 800 МВт.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Пароперегреватели.Турбіни сучасних електростанцій споживають пар під тиском 13,7-25 МПа (140-255 кгс / см2) При 535-545 ° С. Пар до такої температури нагрівається в пароперегрівачі. Сучасні котли зазвичай мають два пароперегрівача - первинний і вторинний.

Первинний пароперегреватель видає пар тиском, яке виробляється в котлі при найбільшій заданої температури, наприклад 13,7 МПа (140 кгс / см2) При 545 ° С. Ця пара, відпрацювавши в ступенях високого тиску турбіни під тиском 2,9-3,9 МПа (30-40 кгс / см2) І при температурі близько 350 ° С, повертається в котел за спеціальним паропроводу для проміжного перегріву. Далі він надходить у вторинний (проміжний) пароперегреватель, звідки направляється в наступні ступені турбіни, маючи той же тиск, але при температурі 545 ° С (дорівнює початковій). Вторинний перегрів пара підвищує економічність електростанції.

Частина пароперегрівача, труби поверхні нагріву якої сприймають головним чином теплоту випромінювання, називається радіаційної, інша - конвективного.

Зазвичай радіаційна частина пароперегрівача за зовнішнім виглядом схожа на екран (настінні пароперегрівачі). До верхнього і нижнього колекторів приварені вертикальні труби; діаметр труб радіаційного пароперегрівача 32 мм. Іноді пароперегрівом є горизонтально розташовані стельові труби або вертикально розташовані змійовики - ширми.

Ширмового пароперегрівачі сприймають теплоту від випромінювання, а також від зіткнення, тому вони називаються напіврадіаційні. Плоскі пакети пароперегрівачів, що представляють собою суцільні стінки, рідко розташовані по ширині топки, утворюють коридори, як би розділені ширмами. Змійовики ширмових пароперегрівачів з труб d = 42 мм приварені до штуцерів колекторів. Колектори кожної ширми підвішені до стельових балок каркасу.

Конвективная частина пароперегрівача складена з змійовиків d = 42 мм, приварених до колекторів. Змійовики розміщуються абов горизонтальному газоході, або в конвективної шахті і складають плоскі пакети. На відміну від ширм ці пакети не є суцільним стінки, так як між змійовиками кожного пакета є просвіти до 100 мм. Відстань між пакетами також близько 100 мм, в той час як між ширмами близько 1000 мм. Кріплення колекторів аналогічно кріпленню ширмовой частини.

Труби (змійовики) пароперегрівача пов'язані між собою гребінками і скобами (зі спеціальної жаротривкої стали), щоб змеевики кожного пакета не виходили зі своєї площині і між пакетами зберігалося задану відстань.

В особливо важких умовах працюють останні по ходу пара змеевікіпароперегревателя, виготовлені з теплостійких сталей, яка може працювати при підвищеній температурі.

 



Попередня   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   Наступна

Компонування котельних агрегатів | Підведення повітря, 2 - решітка, 3 шар палива, 4 - топкова камера | КОНСТРУКЦІЯ ОКРЕМИХ ЕЛЕМЕНТІВ котлоагрегатів 2.1. Топки для спалювання пилоподібного палива | СИСТЕМИ пилепріготовленія | З кульової барабанної млином | Вихідний і вхідний патрубки, 2 підшипник, 3 зубчаста венцових шестерня, 4 барабан млина, 6 електродвигун, 7 редуктор | Циліндр циклону, 2 лопатки завихрителя, 3 внутрішній циліндр, 4,5-вихідний і вхідний патрубки, 6 бункер пилу, 7 випускний конус пилу. | ПІДГОТОВКА ПАЛИВА До спалювання | пальники | ВИХРОВІ пиловугільного ПАЛЬНИКА. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати