Файл: Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие].pdf

ров и неправильная работа систем автоматического ре­ гулирования могут стать причиной аварий.

Для котлов с цельносварными трубными панелями не­ допустимы ускоренные растопки и ускоренное расхола­ живание после остановки. Нельзя допускать неодинако­ вого обогрева стен газоходов по их ширине, чего труд­

резкие изменения нагрузки, при которых почти неизбеж­ но неодинаковое изменение температуры воды в отдель­ ных трубах панелей.

Опыт зарубежной энергетики свидетельствует о том, что эти ограничения не затормозили широкого распро­ странения котлов с цельносварными трубными пане­ лями.

Утечка запыленных газов из котла в помещение ко­ тельного цеха через лючки и другие отверстия в цельно­ сварных панелях предотвращается тем, что к этим от­ верстиям подводится воздух с давлением, немного пре­ вышающим давление внутри газоходов. Наличие резервных дымососов дает возможность временно рабо­ тать при разрежении в топке и не останавливать котел при появлении в трубных панелях отдельных трещин.

Вэкранных трубах котлов докритического давления вода нагрета до температуры кипения, практически оди­ наковой для всех панелей. Но при сверхкритическом давлении отсутствуют испарительные поверхности на­ грева и нельзя избежать расхождения температуры во­ ды и пара в отдельных трубах. Разность температур уменьшается при принудительной циркуляции рабочей среды в котле.

Воднокорпусном котле сверхкритического давления ТГМП-324 производительностью 1000 т/ч имеются два отбора пара для рециркуляции — первый из перемычки между СРЧ и ВРЧ и второй перед ширмами (рис. 10-10). Из двух циркуляционных насосов один должен нахо­ диться в работе.

При работе циркуляционного насоса задвижка на линии движе­ ния воды помимо насосов закрыта. При аварийной остановке насоса требуется небольшое, исчисляемое секундами время для пуска ре­ зервного. За это время не могуі быть повреждены поверхности на­ грева котла, но может чрезмерно повыситься давление в экономай­ зере. Во избежание этого предусмотрена возможность движения во­ ды из экономайзера б радиационную часть когда по аварийному байпасу. Обратный клапан препятствует движению воды по этому байпасу во время работы циркуляционного насоса.

1 76

В смесителе перегретый до промежуточной темпера­ туры пар перемешивается с водой и сам превращается

вводу. При этом уменьшается его объем, что приводит

кнекоторому снижению давления в рециркуляционных трубах и обеспечивает в них устойчивое движение пара

ксмесителю.

При сверхкритическом давлении отсутствует скрытая теплота испарения и охлаждать пар для его полного превращения в воду легче, чем в котлах меньшего дав­ ления. Поэтому в рабочей среде за смесителем нет па­

Рис. 10-10. Схема принудительной циркуляции рабочей среды в кот­ ле сверхкритического давления с цельносварными трубными панеля­ ми ТГМП-324.

чему препятствуют врезанные в эти трубы обратные клапаны.

В котлах с цельносварными трубными панелями нельзя допускать взаимного теплового перемещения от­ носительно друг друга соседних групп труб.

Энергоблок сверхкритического давления с котлом ТГМП-324, оборудованным цельносварными панелями, нес нагрузку 240 МВт, т. е. 80% номинальной. Большинство регенеративных подогревателей питательной воды не работало, и эта вода входила в котел при пони­ женной до 130 °С температуре. На выходе из экономайзера вода сме­ шивалась с паром, и, пройдя циркуляционный насос, входила в по­ довой экран при температуре 330 °С (рис. 10-10).

Для экономии электроэнергии оператор остановил циркуляцион­ ный насос и температура воды сразу уменьшилась более чем на 100 СС. В течение короткого времени в местах приварки, еще неуспев­ ших охладиться вертикальных цельносварных панелей НРЧ к пане­ лям уже охлажденного подового экрана, возникли большие напряже­ ния вследствие неодинакового теплового удлинения труб, нагретых до различной температуры. Плотность панелей не была нарушена, лишь немного искривилась поверхность подового экрана, но умень­ шился запас надежности работы труб и приблизился момент возник­ новения трещин тепловой усталости при последующих аналогичных резких изменениях температуры.

Глава 11 ПАРО­

ПЕРЕГРЕВАТЕЛИ

1 1 - 1 . Конструкции пароперегревателей

Элементы пароперегревателя. Пароперегреватель предназначен для перегрева поступающего в него пара до заданной температуры. В § 4-1 было указано, что в пароперегревателе современного котла различают ра­ диационную, полурадиационную (ширмовую) и конвек­ тивную части. Радиационная часть походит по конст­ рукции на экраны и подобно им расположена на стенах и потолке топочной камеры. Как и в экранах, трубы ра­ диационной части пароперегревателя воспринимают лу­ чистое тепло, выделяемое топочными газами.

Конвективная часть пароперегревателя расположена вне топки котла. У котлов среднего давления в конвек-

178

I

5з

I

to53

О

to

Рис. 11-1. Упрощенная схема одного из конвективных трубных паке­ тов пароперегревателя котла сверхкритического давления ТПП-312 (сплошными и пунктирными линиями на схеме условно изображены нечетные и четные ряды змеевиков, считая от фронтовой стены газо­ хода. Пунктирными линиями показаны только концы змеевиков).

тивных газоходах находится обычно весь пароперегрева­ тель, у большинства котлов высокого и сверхкритиче­ ского давления — лишь его часть. Эта поверхность на­ грева представляет собой трубные пакеты, в которых дымовые газы проходят между находящимися друг от друга на расстоянии порядка 100 мм горизонтальными или вертикальными змеевиками (рис. 11-1 и 11-10,а). Основное количество тепла передается конвекцией.

Промежуточное положение занимают ширмы, воспри­ нимающие в большом количестве как лучистое тепло, так и тепло, переданное конвекцией.

В котлах среднего давления на перегрев пара затра­ чивается до 20% тепла, воспринимаемого котельным агрегатом от дымовых газов. В этих условиях паропере­ греватель сравнительно невелик и может быть размещен между конвективными поверхностями нагрева. В совре­ менных котлах, работающих при 140 кгс/см2, на долю пароперегревателя приходится около 35% воспринимае­ мого котлом тепла, а при наличии промежуточного пере­ грева пара — до 50% тепла. Такой пароперегреватель не может состоять только из конвективных трубных па­ кетов, он должен воспринимать и часть выделяемого в топке лучистого тепла. Еще большая доля лучистого тепла приходится на пароперегреватель в котлах сверхкритического давления. В них перегрев пара про-

изводится в СРЧ и ВРЧ, а иногда и в выходной ча­ сти НРЧ.

По назначению пароперегреватели делят на первич­ ные, в которых перегревается пар высокого давления, и промежуточные, служащие для перегрева пара, возвра­

щаемого из турбины.

Почти во всех отечественных котлах ширмы и радиа­ ционные поверхности нагрева относятся только к пер­ вичному пароперегревателю. Промежуточный паропере­ греватель сравнительно невелик и обычно весь состоит из конвективных трубных пакетов. Это в значительной мере объясняется тем, что при давлении пара в нем около 30 кгс/см2 его трубы охлаждаются менее интен­ сивно, чем омываемые паром более высокой плотности трубы первичного пароперегревателя. Опыт эксплуата­ ции в СССР небольшого числа промежуточных паро­ перегревателей радиационного типа показал, что при охлаждении паром среднего давления очень трудно

ные панели и ширмы направляют обычно пар более низкой температуры, чем в конвективные пакеты

(рис. 11-2).

Крепление труб. Крепление труб радиационных па­ нелей пароперегревателя мало отличается от крепления экранных труб, описанного в гл. 10 (рис. 10-5). .

Крепление труб вертикальных ширм должно предот­ вращать искривление отдельных труб и отклонение их от плоскости трубной панели. Это обеспечивается как различными крепежными скобами и планками, так и тем, что отдельные трубы ширмы удерживают осталь­ ные. Схема таких обвязочных труб может быть различ­ ной (рис. 11-3,а и в ).

Крепежных деталей и обвязочных труб нет в унифи­ цированных ширмах (рис. 11-3,6), в которых одинако­ вые U-образные трубы несколько повернуты к пло­ скости панели и удерживают друг друга от искривления. Распространение унифицированных ширм ограничи­ вается тем, что для их изготовления требуется повы­ шенное количество металла.

В горизонтальных ширмах крепежные устройства должны не только препятствовать выходу отдельных труб из плоскости трубной панели, но и удерживать их

180