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

12-1. Схемы хвостовых поверхностей нагрева

Хвостовыми поверхностями нагрева называют распо­ ложенные в котле последними по пути дымовых газов. Они омываются газами сравнительно низкой темпера­ туры. Такими поверхностями нагрева являются эконо­ майзер и воздухоподогреватель.

В большинстве котлов, изготовляемых в СССР, дымо­ вые газы движутся через эти поверхности нагрева сверху вниз.

-Применяют две основные схемы взаимного располо­ жения экономайзера и воздухоподогревателя.

1. П о с л е д о в а т е л ь н о е размещение, при кото­ ром первым по ходу дымовых тазов находится экономай­ зер, а за ним — воздухоподогреватель (рис. 4-3).

2. Д в у х ъ я р у с н о е расположение, при котором дымовые газы сначала проходят через верхнюю часть

нагрева (называемое иногда двухступенчатым) несколь­ ко усложняет конструкцию котла. Появляются длинные перепускные короба для воздуха, дополнительные кол­ лекторы и перепускные трубы экономайзера. Может воз­ расти присос наружного воздуха в газоходы. Однако при таком расположении можно повысить температуру воз­ духа и тем улучшить условия подсушки и воспламенения топлива. Двухъярусную схему никогда не применяют в газомазутных котлах и считают целесообразной лишь

216

при сжигании трудновоспламеняемых антрацита и то­ щих углей.

В энергоблоках с промежуточным перегревом пара дымовые газы настолько охлаждаются в обоих паропе­ регревателях, что применение двухъярусной схемы ста­ новится затруднительным. В котлах ТП-100 она осущест­ влена без верхней части экономайзера (рис. 4-7,а). В котлах сверхкритического давления хвостовые поверх­ ности нагрева размещены последовательно.

12-2. Экономайзер и питание его водой

Конструкция. Почти у всех котлов большой произво­ дительности экономайзер имеет вид горизонтальных трубных пакетов с горизонтальными коллекторами. Вода обычно движется в трубах от нижних коллекторов к верхним. Такие экономайзеры называют к и п я щи м и , поскольку надежность их работы не снижается в случае, если в них начинается кипение воды. Во избежание образования паровых «пробок» в трубах не должно быть участков, где вода двигалась бы сверху вниз. Опускное движение воды допустимо лишь в экономайзерах котлов сверхкритического давления, где в трубах не могут дви­ гаться совместно вода и пар.

У большинства котлов, в том числе агрегатов сверх­ критического давления, поверхность нагрева экономай­ зера состоит из труб наружным диаметром от 32 до 42 мм из стали марки 20. Трубы размещают в шахматном по­ рядке. Многовитковые змеевики разделяют по высоте на отдельные пакеты, между которыми имеются проемы, облегчающие очистку экономайзера и ремонтные работы. Кроме того, в проемах между трубными пакетами про­ исходит выравнивание газового Потока и улучшается омывание труб дымовыми газами.

Скорость входа воды в змеевики экономайзера при полной нагрузке равна у современных котлов большой производительности примерно 1 м/с. Если скорость воды очень мала, то вода распределяется по змеевикам не­ равномерно и может останавливаться, что ведет к обра­ зованию паровых пробок в трубах.

Во многих котлах нижние коллекторы экономайзера находятся внутри газохода и сквозь обмуровку проходят только их торцевые участки, через которые подается вода (рис. 12-1). На такие коллекторы опираются дистагшио-

217

пирующие стойки змеевиков. Температура омывающих эти коллекторы дымовых тазов обычно не превышает 400—450°С и можно не опасаться их коррозии.

При более высокой температуре дымовых газов кол­ лекторы экономайзера размещают обычно вне газохода. Когда такие коллекторы удлиняются при нагревании, то присоединенные к ним концы змеевиков немного пере­ мещаются в горизонтальном направлении друг от друга.

Р и с . 12-1. С х е м а о д н о г о из т р у б н ы х п а к е т о в э к о н о м а й зе р а к о тл а

Т Г М -1 0 4 п р о и зв о д и т е л ь н о с т ь ю 670 т /ч н а 140 к г с /с м 2 (т р у б ы , и з о ­

б р а ж е н н ы е сп л ош н ы м и и п ун к ти р н ы м и л и н и я м и , р а зл и ч а ю т с я м е ж ­ д у со б о й , т а к ж е , к ак н а р и с . 1 1 -1 ).

1 — входной коллектор; 2 — выходной коллектор; 3 — змеевики; 4 — опорная стойка; 5 — люк для доступа людей в газоход; 5 —обмуровка.

Из-за этого нельзя жестко уплотнять места прохода труб через обмуровку. Чтобы уменьшить присос наружного воздуха, коллекторы помещают в плотный стальной ко­ жух.

Опорные стойки и подвески экономайзера имеют такую же конструкцию, как у пароперегревателя.

Н а р а б о т а ю щ е й н а а н т р а ц и т е э л е к т р о с т а н ц и и у т р е х к о т л о з

218

к о тл е эк о н о м а й зе р б ы ст р о з а б и в а л с я л е т у ч е й зо л о й , п о с л е ч его

в о с т а в ш и х с я не за н е с е н н ы м и п р о с т р а н с т в а х м е ж д у т р у б а м и в о з р а ­

с т а л а с к о р о с т ь д ы м о в ы х г а зо в и ч асти ц ы зо л ы то п л и в а и н т ен си в н о

и ст и р а л и м е т а л л . П о с л е д в у х л е т эк с п л у а т а ц и и н ач ал и в о зн и к а т ь р азр ы в ы о т д е л ь н ы х т р у б , в ы зв а н н ы е ч р е зм е р н ы м у т о н е н и е м и х с т е ­ нок.

В о в с е х ч ет ы р ех к о т л а х д ы м о в ы е г а зы п р о х о д я т м е ж д у г о р и з о н ­ т ал ь н ы м и зм е е в и к а м и э к о н о м а й з е р а с в е р х у в н и з. Т е м п е р а т у р а д ы м о ­

п р а в л ен и и у в с е х ч ет ы р ех к о тл о в о д и н а к о в ы м (1 2 0 м м ), а ш а г т р у б в в е р т и к а л ь н о м н а п р а в л е н и и у ч е т в е р т о г о к о т л а бы л ум ен ь ш ен н ы м

(с 6 0 д о 40 м м ) .

З а н о с л е т у ч е й зо л о й п р о м е ж у т к о в м е ж д у т р у б а м и л и к в и д и р о в а ­

ли п у тем р ек о н с т р у к ц и и э к о н о м а й з е р а и у в ел и ч ен и я в е р т и к а л ь н о г о р а с с т о я н и я м е ж д у т р у б а м и .

Схемы питания котла водой. К котлам старых типов питательная вода подводится по двум параллельным линиям, имеющим по комплекту запорной и регулирую­ щей арматуры. Обычно регулирование подачи воды производится по одной из этих линий, а по другой линии вода движется с постоянной скоростью.

В современные котлы, в том числе в агрегаты сверхкритического давления, питательная вода поступает по одной линии, имеющей ответвления (байпасы) меньшего диаметра для точного регулирования подачи воды в пе­ риоды растопки и работы с низкой нагрузкой. В бара­ банных котлах дроссель на этой линии (рис. 11-7) обес­ печивает надежное действие арматуры в первый период растопки, когда очень велика разность давлений в пита­ тельной линии и в котле. У котлов сверхкритического давления аналогичное дроссельное устройство необходи­ мо на линиях подачи воды к впрыскивающим пароох­ ладителям, расположенным по ходу пара за ВЗ, но от­ сутствует на линиях к пароохладителям, включенным до

ВЗ (рис. 11-5 и 11-15).

Как на основной питательной линии, так и на линиях подачи питательной воды к впрыскивающим пароохла­ дителям, устанавливают обратные клапаны для предот­ вращения движения воды из котла в питательные трубо­ проводы в случае аварийного снижения давления в пи­

тательных магистралях.

Растопочная циркуляция воды. У большинства кот­ лов с естественной циркуляцией воды имеется линия, соединяющая барабан с входными (нижними) коллекто­

2 1 9

рами экономайзера. У котлов со ступенчатым испарени­ ем эту линию включают в чистый отсек барабана.

При растопке таких котлов питание их водой произ­ водится не непрерывно, а периодически и кратковремен­ но. Если бы в периоды отсутствия питания не было дви­ жения воды в экономайзере, неподвижная вода могла бы нагреваться до кипения, после чего в горизонтальных трубах возникали бы паровые «пробки» и стенки труб чрезмерно перегревались. При открытии липни рецирку­ ляции в этот период начинается медленное движение воды из барабана в нижние коллекторы экономайзера, а затем через экономайзер опять в барабан. В этот же контур включают подвесные опорные трубы (рис 11-2). Вода движется самотеком вследствие того, что при на­ гревании в экономайзере ее плотность становится мень­ ше, чем в необогреваемой опускной трубе.

Если не закрывать линию рециркуляции на работаю­ щем котле, то часть воды пойдет в барабан не по змее­ викам экономайзера, а по более короткому пути — по линии рециркуляции. Условия работы экономайзера при этом ухудшаются. Открытие и закрытие вентиля на ли­ нии рециркуляции нужно производить непосредственно перед началом и после прекращения питания котла.

Установка на рециркуляционной линии автоматически действующего обратного клапана вместо запорного вен­ тиля нежелательна. Обратный клапан может не открыть­ ся под действием очень слабого напора циркулирующей

вэкономайзере воды.

Укотла ТГМ-94 производительностью 500 т/ч на 140 кгс/см2 питательная вода движется через опорные подвесные трубы паро­

перегревателя, а затем через экономайзер по весьма длинному и сложному пути. Измерения 100 ОРГРЭС показали, что при откры­ тии во время растопки линии рециркуляции повышение температуры воды в экономайзере замедлялось, но не прекращалось. Было реко­ мендовано делать перерывы между подпитками этих котлов при рас­ топке не более чем на I ч и периодически выпускать через дренажи нагретую до кипения воду из опорных труб пароперегревателя или из экономайзера.

Неполадки в питательных линиях. При неправильном открытии задвижек в период пуска котла в работу мо­ гут возникнуть г и д р а в л и ч е с к и е у д а р ы в питатель­ ной линии. Открывать задвижки и клапаны нужно последовательно, начиная от ближайшего к котлу. В этом случае находящийся в трубах воздух беспрепятст­ венно проходит с водой. Гидравлические удары возника­ ют при открытии арматуры в обратном порядке.

220