Файл: Грузберг, Я. Ю. Судовые парогенераторы учебник.pdf

паротурбинной установки. Повышение температуры сверх допусти­ мой приводит к росту напряжений, а ее снижение — к ухудшению экономичности и эрозии последних ступеней турбины. Во время экс­ плуатации необходимо обеспечить допустимые изменения температуры пара, определяемые типом главного двигателя.

Существуют различные системы регулирования температуры пе­ регретого пара. В судовых парогенераторных установках получили распространение следующие способы регулирования температуры перегретого пара:

по газовой стороне с помощью газонаправляющих шиберов или отдельной топки для пароперегревателя;

по паровой стороне с помощью впрыскивающих пароохладителей;

температуры перегретого пара, но это связано с увеличением габа­ рита и массы парогенератора.

Наиболее широкое применение в современных парогенераторных установках имеет регулирование по паровой стороне. Применение смесительного пароохладителя, в котором питательная вода или конденсат впрыскиваются, допустимо только при наличии на судне надежной системы водоподготовки. В противном случае может иметь место загрязнение всего парового тракта, вплоть до проточных частей турбины. Поэтому такие пароохладители могли получить применение лишь при условии оборудования судовых установок высокоэффектив­ ной системой водоподготовки.

На судах широко распространен метод регулирования темпера­ туры перегрева посредством внутриколлекторного пароохладителя 3 поверхностного типа, включенного в рассечку между двумя сек­ циями 1 и 2 пароперегревателя (рис. 36). Количество пара, по­ ступающего в пароохладитель, регулируется автоматически клапа­ ном 4.

56

§ 10. Водяные экономайзеры

Водяным экономайзером называется часть парогенератора, пред­ назначенная для подогрева поступающей в парогенератор питатель­ ной воды за счет тепла дымовых газов. Водяной экономайзер устанав­ ливается за парогенератором и относится к «хвостовым» поверхностям нагрева. Дымовые газы омывают трубы поверхности нагрева водяного экономайзера и передают через них часть своего тепла воде. Благодаря этому снижается температура уходящих из парогенератора газов, повышается к. п. д. парогенератора и, соответственно, экономится

Рис. 37. Гладкотрубный змеевиковый водяной экономайзер

топливо, расходуемое в парогенераторе. Отсюда и появилось назва­ ние «экономайзер». Подогрев воды в экономайзере на 1°С вызывает охлаждение дымовых газов примерно на 2,5—3° С.

Судовые экономайзеры делятся:

по форме трубной системы — на змеевиковые, петлевые;

по типу поверхности нагрева — на гладкотрубные, ребристые и плавниковые;

по подогреву воды. — на кипящие и некипящие.

В судовых парогенераторах применяют экономайзеры некипящего типа: поступающая в них питательная вода подогревается до темпера­ туры, которая на 40—50° С меньше температуры насыщения.

Наибольшее распространение получили гладкотрубные змееви­ ковые экономайзеры, одна из конструкций которых приведена на рис. 37. Такие экономайзеры устанавливают на парогенераторах КВГ-25 (см. рис. 8).

Экономайзер состоит из горизонтально расположенных змееви­ ков 2. Питательная вода подается насосом во входную камеру 5, от­

57

куда раздается по змеевикам. Подогретая вода отводится из выходной камеры 6 в пароводяной коллектор парогенератора. Трубная часть экономайзера состоит из параллельно включенных змеевиков, выпол­ ненных из труб размером 29 х 2,5 мм. Концы труб каждого змеевика соединяются с входной и выходной камерами через приварные шту­ церы 4. Трубы змеевиков соединены между собой приварными коле­ нами 1. Провисанию труб препятствуют приваренные на прямых участ-

Рис. 38. Различные конструкции плавниковых труб экономайзеров

ках полосы 3. Лючки 7 служат для осмотра состояния внутренних поверхностей экономайзера, а также для установки влагопоглотителя при сухом хранении экономайзера.

С целью повышения надежности конструкции соединение труб посредством приварных колен (носков) заменено змеевиками с приме­ нением высокочастотного нагрева, что сохраняет возможность изго­ товлять змеевики с очень малыми расстояниями между наружными стенками труб.

Питательная вода в экономайзер может подводиться по схеме пря­ мотока или противотока. Восходящее движение позволяет исключить возможное в условиях эксплуатации образование застойных паровых пробок в трубах экономайзера. Подвод питательной воды по схеме противотока определяется условиями обеспечения высокой экономич­ ности.

58

Для повышения эффективности теплообмена иногда применяют специальные насадки в виде ребер и плавников на гладких стальных трубах. Ребристые экономайзеры с насадными дисками сложны в из­ готовлении, дороже обычных гладкотрубных и для судовых парогене­ раторов отечественной постройки в настоящее время почти не приме­ няются. Плавниковые экономайзеры, как и ребристые, дают возмож­ ность путем более интенсивной теплопередачи конвекцией от газов к поверхности нагрева уменьшить габарит пучка по сравнению с эко­ номайзерами гладкотрубного типа. Поверхность нагрева экономай­ зера с простыми продольными плавниками изображена на рис. 38, а. На рис. 38, б показан трубный пучок, составленный из труб диа­ метром 29 X 2,5 мм с приваренными к ним пустотелыми плавниками треугольного поперечного сечения.

§ 11. Воздухоподогреватели

Воздухоподогревателем называется часть парогенератора, пред­ назначенная для подогрева дутьевого воздуха за счет тепла дымовых газов или отработавшего пара. По газовому тракту воздухоподогре­ ватель располагается за водяным экономайзером и тоже относится к «хвостовым» поверхностям нагрева. Подача в топку горячего воздуха благоприятно сказывается на протекании топочного процесса, способ­ ствует повышению температуры газов как в топке, так и в газоходах парогенератора. В результате процесс теплообмена интенсифицируется, увеличивается коэффициент теплопередачи, а вместе с тем растет и количество полезного тепла, воспринятого поверхностями нагрева. Благодаря применению воздухоподогревателей к. п. д. парогенератора возрастает на 5—6% и более.

Воздухоподогреватели могут быть классифицированы по следую­ щим признакам:

по роду греющей среды — газовые и паровые. В первых воздух подогревается за счет тепла уходящих дымовых газов, во вторых — за счет тепла отработавшего пара или пара из отборов главных тур­ бин;

по конструкции поверхности нагрева — трубчатые, изготовляемые из стальных труб, и пластинчатые, изготовляемые из стальных листов.

Основное преимущество парового воздухоподогревателя состоит в том, что при его использовании повышается надежность хвостовых поверхностей нагрева парогенератора. Габарит парового воздухопо­ догревателя меньше газового. К недостаткам следует отнести более сложную конструкцию воздухоподогревателя, а следовательно, и элементов энергетической установки из-за установки дополнительных трубопроводов греющего пара и конденсата, а также необходимость в надежной системе удаления конденсата.

Трубчатый воздухоподогреватель состоит из трубчатого пучка стальных труб круглого или другого сечения. Концы труб закрепляют либо ввальцовкой в стальные трубные доски, либо приваркой к ним. В зависимости от расположения труб трубчатые воздухоподогреватели бывают вертикальные и горизонтальные. При вертикальном располо-

59

жении газы движутся внутри труб, а воздух омывает их снаружи; при горизонтальном расположении — наоборот. При вертикальном расположении меньше сопротивление по газовой стороне, трубы под­ вергаются меньшим заносам летучей золой или сажей. Горизонталь­ ные воздухоподогреватели лучше компонуются, позволяют уменьшить габарит по высоте.

На рис. 39 изображена конструкция газового вертикального труб­ чатого воздухоподогревателя парогенератора КВГ-25 и КВГ-25К (см. рис. 8). Воздухоподогреватель по ходу газов установлен за водя­ ным экономайзером. Газы проходят внутри труб 1, а воздух омывает их снаружи. Воздухоподогреватель имеет три

агрегата. Такие воздухоподогреватели выпол­ няются из ребристых элементов.

На рис. 40 показан элемент ребристого парового воздухоподогре­ вателя, выполненный из труб диаметром 25 X 2 мм, внутри которых движется пар давлением 0,3—0,4 МН/ма. Воздух проходит между трубами, которые для увеличения поверхности со стороны воздуха снабжаются ребрами 76 X 51 мм и толщиной 1,5 мм. Крепление ре­ бер производится путем развальцовки самой трубы изнутри. Ребри­ стые элементы посредством распределительного коллектора собираются в пакеты и секции.

Высокая экономичность при паровом воздухоподогревателе до­ стигается за счет установки водяного экономайзера с более развитой поверхностью нагрева, обеспечивающего снижение температуры ухо­ дящих газов до 150—160° С.

Наиболее надежны в эксплуатации при всех режимах работы паро­ генератора комбинированные воздухоподогреватели с предварительно включенной секцией парового подогрева воздуха. Такие воздухопо­ догреватели имеют высокую экономичность, обеспечивают подогрев воздуха до необходимой температуры при небольших габаритах и

61