Котельные установки и парогенераторы Кризисы кипения (котлы СКД). Теплообменные

от жидкой фазы к паровой происходит с изменением температуры.
При

докритическом (ДКД) давлении этот переход происходит при постоянной температуре.

Зависимость коэффициента теплооотдачи от температуры среды
при сверхкритическом давлении

Р = 25МПа

Тепловые потоки q, кВт/м2 :
1 – 115 ; 2 – 230 ; 3 -570; 4 -880; 5 -1150

Переход к ухудшенному теплообмену
( снижение ) не является скачкообразным,
но рост температуры стенки может достигать сотен градусов

температура максимальной теплоемкости.
В зоне большой теплоемкости ( ЗБТ) при
высоких тепловых потоках экспериментально
установлено резкое изменение свойств
среды из-за роста температуры в сечении
трубы.

На входе в трубу :
Жидкость
(800

)

0,7 - условие работы вне зоны ухудшенного теплообмена при

СКД.

В нормативном методе для НРЧ рекомендуется принимать:
Для мазута 2500
Для угля 2000
Для газа 1500

давлении в ЗБТ
в горизонтальных и слабонаклоненных трубах
теплоотдача по

периметру сильно различается:
слои с меньшей плотностью поднимаются к
верхней образующей, коэффициент теплоотдачи
снижается по сравнению с нижней образующей,
а температура стенки возрастает.
Наоборот, в горизонтальных пароперегревателях
ДКД и СКД при движении однофазной среды
различия в плотностях среды у верхней и нижней
образующих практически отсутствуют.

прямоточных котлов)
Давление :
1 – 11МПа
2 – 18 МПа
3 - 22,4

МПа

Расслоенные режимы течения опасны !!!
Пульсации температуры трубы при набросе
воды на верхнюю стенку вызывают разрушение
оксидной пленки, приводят к интенсификации
коррозионных процессов и появлению
усталостных трещин в металле трубы.

В прямоточных котлах переход расслоенных режимов течения в осесимметричные достигается за счет увеличения
удельной массовой скорости потока.

В барабанных котлах с естественной
циркуляцией горизонтальные участки труб не делаются.

– вертикальные
2 – горизонтальные
Р=7 МПа ;
ρ·w

= 680 кг/(м2·с);

dвн. = 12,7 мм

Рекомендуемы значения

Низкое давление
(1)
На криволинейных участках условия для возникновения кризиса
теплообмена

наступают раньше, чем в прямых трубах .

прилегающей к трубе газоплотного экрана.
- шаг трубы;
-высота

плавника;

- толщина плавника в вершине и корне

- интенсификация в 2÷6 раз теплообмена в области

однофазного потока за счет пористости отложений ( dпор. = 0,5 ÷10мкм, 3000÷5000 /мм2);
- кризис теплоотдачи наступает при меньших значениях теплового потока;
скачок температур прикризисе в 1,5 ÷3 раза меньше.

(2)

Высокое термическое сопротивление:

факельный
вертикально –водотрубный

3 - нижний барабан
4 - выход пара
5 –

раздающая водяная камера
5 ‘ - коллеектор
6 – трубы котельных пучков
6‘ - трубы настенных экранов
7 – экономайзер
8 – пароперегреватель
8’ – настенный ленточный
пароперегреватель
9 - воздухоподогреватель
10 - колосниковая решетка
11 - горелка
12 - вход воды в котел

принудительной
циркуляцией
Прямоточный
ПН –питательный насос; РПК – регулятор питания

котла; ЭК – экономайзер; тэ – топочные
экраны; п.п - перегретый пар ; ОП –опускные трубы; НПЦ – насос принудительной циркуляции;
Б – рарабан; Пр – продувка ( вывод из барабана части воды )

5 ‘ – коллектор
6‘ - трубы настенных экранов; 7 –

экономайзер;
8 - пароперегреватель; 8’ – настенный ленточный
пароперегреватель; 9 - воздухоподогреватель;
11 – горелка; 12 - вход воды в котел;
13 - ширмовый пароперегреватель; 14 –дутьевой
вентилятор; 15 - колонны котла; 16 –крепежные
балки; 17 – подвески поверхностей котла

– барабан; 2 –опускные трубы; 3 – экранные подъемные трубы;

4 –экономайзер; 5 –пароперереватель;
6 –воздухоподогреватель; 7 – горелочное устройство; 8 – пароохладитель; 9 - указатель уровня воды; 10 – манометр; 11 – предохранительный клапан; 12- главная паровая задвижка; 13 - углеразмольная шаровая мельница; 14 – сепаратор пыли; 15 – пылевой циклон; 16 – транспортер сырого угля; 17- бункер сырого угля;
18 – питатель сырого угля; 19 – клапан для пропуска угля и пыли; 20 – бункер пыли; 21- регулятор подачи пыли;
22 - мельничный вентилятор; 23 – короб горячего воздуха; 24- воздухозаборник; 25 – дутьевой вентилятор;
26 – скрубберный пылеуловитель; 27 – дымосос; 28 – дымовая труба; 29 –шлакоприемник; 30 –канал шлако -или
золоуловителя; 31- колонны каркаса котла; 32- непрерывная продувка из барабана; 33 – продувка нижних коллекторов поверхностей нагрева; 34- трубопровод питательной воды; 35 – питательный регулирующий клапан.

плавниковых труб
Гладкотрубный футерованный
Футерованный мембранный
1 – труба; 1’

– плавниковая труба; 2 – огнеупорный бетон; 3 – изоляция; 4 – уплотнительный слой (обмазка); 5 – металлическая проставка; 6 – приварные шипы; 7 – огнеупорная масса

экрана
Схема циркуляции
Нижний выступ
экранных труб
1 – барабан;

2 – необогреваемые опускные трубы;
3 - фронтовой экран; 4 – отводящие трубы; 5 – задний экран;
6 – секции бокового экрана; 7 – разреженные отводящие трубы заднего экрана; 8 -тройник ( развилка труб ); 9 - дроссельная шайба в трубе; 10 -скоба(гребенка) для крепления труб секции

с горизонтально-
подъемным движением с в СРЧ
Развертка топочного экрана
котла с

навивкой Рамзина

1 – подвод воды
2 –раздающий коллектор
3,4 и 5 – фронтовые
боковые и задние настенные панели
6 –опускной смесительный коллектор
7 –перепускные трубы

1 – коллектор
2,3 – нижняя и верхняя секции панели
4 – уравнительный ( промежуточный) коллектор.

1 – входной коллектор
2 – выходной коллектор

ширмы
1 – ширма
2 – входной и выходной коллекторы

3 – обвязочные трубы

1 – барабан
2 – настенная радиационная
панель пароперегревателя
3 – разводка

труб для горелки
4 – потолочный пароперегреватель
5 – ширмовый пароперегреватель
6 – необогреваемые перепускные трубы
7 и 8 – змеевики вертикального и
горизонтального пакетов пароперегревателя
9 – подвесные трубы
10 – камера перегретого пара

высокого давления
Барабанный котел
высокой мощности
Прямоточный котел
при сверхкритическом

давлении
на твердом топливе

Прямоточный котел
при сверхкритическом
давлении на газе и
мазуте

1 – топочная камера; 2 – конвективная шахта; 3 – радиационный потолочный и настенный пароперегреватели; 4 – радиационные топочные панели; 5 - уплотнительный короб потолка котла (шатер). Пароперегреватели: ШП- полурадиационный ширмовый; ЛП-ленточный; КП –змеевиковый конвективный; ПрП – промежуточный. НРЧ, СРЧ, ВРЧ – нижняя, средняя и верхняя радиационные части; ЦВД, ЦНД – цилиндры турбины; ППТО – паро-паровой теплообменник

гладких труб
Мембранный экономайзер
1 – обмуровка конвективной шахты
2 –

трубы
3 –коллектор
4 – теплоизоляционная засыпка
5 –металлическая обшивка
6 - огнеупорная обмазка
7 –опорная балка
8 – опорные стойки
9 – мембранная проставка
10 –граница установки мембран

экраны; 2- горелка; 3 – зона утепленных экранов; 4 –подвод

топлива и воздуха в горелку; 9 – холодная воронка; 11 –шлаковая ванна.

топочные экраны; 2- горелка; 3 – зона утепленных экранов; 4

–подвод топлива и воздуха в горелку; 8 - гравитационный сепаратор топлива с открытой амбразурой в топку; 10 – шламовая летка; 11 –шлаковая ванна; 13 –наклонный охлаждаемый под; 14 – выход жидкого шлака

топочные экраны; 2- горелка; 3 – зона утепленных экранов; 4

–подвод топлива и воздуха в горелку; 5 –вихревая камера горения; 6 –камера–циклон; 7 – камера дожигания;
10 – шламовая летка; 11 –шлаковая ванна; 12- горизонтальный охлаждаемый свод;
14 – выход жидкого шлака

- холодная воронка ; 2 – шлаковая ванна
с водой;

3 – канал гидрозолоудаления;
4 –горелка; 5 – настенные экраны; 6 – ядро факела; 7 - шнековый шлакоудаляющий механизм; 8 - электродвигатель

Поперечные профили температур в топке
1 - при низком тепловом напряжении;
2 - при высоком тепловом нарряжении;
3 – температура начала деформации золы

экрана
1 – камера сгорания; 2 – под топки; 3

–шлаковая летка; 4 –камера охлаждения;
5 –труба; 6 – шипы до их покрытия обмазкой; 7 – огнеупорная обмазка труб (футеровка) по шипам.

; ОП – основной перегреватель ; ПГ – промежуточный перегреватель;

ЭК – экономайзер; ВП – воздухоподогреватель; Тл- топливо;
УГ – уходящие газы

топочные экраны; 2, 3, 4 и 5 – настенный (потолочный),

ширмовый, конвективный
и промежуточный (вторичный) перегреватели; 6 –экономайзер; 7 - воздухоподогреватель

пароохладитель
1 – топочные экраны
2 – ширмовый перегреватель
3, 4 –

пакеты конвективного пароперегревателя
5,7 – вторая и первая ступени экономайзера
6,8 – вторая и первая ступень трубчатого воздухоподогревателя