Котельные установки и парогенераторы Металлы энергетических котлов

нагрузки
без существенной деформации и разрушения при высоких температурах (сохранение

прочности, пластичности и стабильности структуры ) в течение расчетного срока службы в сочетании и высокой коррозионной стойкостью.
Жаростойкость (окалиностойкость) - способность материала противостоять химическому разрушению поверхности под воздействием окислительной газовой среды при высоких температурах. Критерием окалиностойскости является удельная потеря массы при окислении за определенный период времени.

20 ;
2 – 12ХIМФ
3 – 12Х2МФСР
4

-Х18Н10Т

марки сталей, толщину стенок и диаметр трубопроводов. В ходе дальнейших

расчетов на прочность определяются:

Толщины стенок труб, коллектора, барабана , м, которая сравнивается с предварительно принятой для тепловых расчетов величиной , м.
Необходимое условие - это .

Приведенное напряжение от внутреннего давления , Па, которая сравнивается с номинально допустимым напряжением , Па.
Необходимое условие - это .

Допустимое рабочее давление , которое сравнивается с действительным рабочим давлением .
Необходимое условие - это .

Температуру наружной поверхности стенки , °С, которая подлежит сравнению с предельно допустимой температурой , °С.
Необходимое условие - это .

При невыполнении указанных условий, тепловой расчет выполняется заново.

Необходимые условия работы по условиям прочности

Факторы надежности:
механическая прочность
отсутствие окалинообразования
отсутствие изменения структуры металла

Колебания температуры металла приводят к разрушению оксидных пленок ,
которое приводит к интенсификации окалинообразования и появлению трещин
в металле.

Расчетные температуры металла :

На внутренней поверхности стенки трубы (используется при расчете коэффициента теплоотдачи от стенки к водному теплоносителю и для анализа физико-химических процессов на этой поверхности и вблизи нее);

В среднем (по толщине) сечении стенки трубы ( используется для расчета длительной прочности трубы);

На наружной поверхности стенки трубы ( по этой температуре производится оценка вероятностей окалинообразования и изменря структуры металла)

топки, кВт /м2
(1)
Методика расчета температурного режима

труб котла

коэффициенты неравномерности тепловосприятия между
стенками топки, по высоте и ширине стенки топки

,

,

(2)

- среднее удельное тепловосприятие элемента топки

Любая поверхность нагрева котла (элемент) – система параллельно включенных труб,
В каждой из которых свои расходы среды, тепловосприятие, приращение энтальпии
среды, линейное распределение температуры и т.д.

Разверенные трубы – трубы, находящиеся в наиболее опасных температурных условиях.

среднее удельное тепловосприятие разверенной трубы элемента
панели

(3)

- коэффициент неравномерности разверенной трубы ( для одного или двух элементов на панели, для трех и
для четырех и более).

)

- максимальное тепловосприятие разверенных труб

(4)

- коэффициент пересчета (4) на внутреннюю поверхность трубы

максимальный тепловой поток разверенной трубы с учетом растечки
теплоты по металлу трубы ( = 0,85…1,0 )

Температура металла разверенной трубы:

- для внутренней поверхности

- для середины стенки

- для наружной поверхности

(5)

(6)

(7)

- коэффициент теплоотдачи от стенки к среде;

температура рабочей среды;

и

- коэффициент теплопроводности отложений и металла;

и

- толщины слоя внутритрубных отложений и стенки трубы.

на выходе из разверенной трубы;
Максимальный тепловой поток в

панели будет в трубе, расположенной ближе к
середине стены, на которой она расположена и в сечении трубы, находящейся
ближе всего к ядру факела;
Максимальный тепловой поток в ширмах будет на нижнем участке первой трубы,
обращенной в сторону факела;
Максимальный тепловой поток в конвективных пароперегревателях на первом
ряду по ходу движения газов;
Температура металла может резко увеличиться из-за неравномерности
коэффициента теплоотдачи по длине трубы: при докритическом давлении
возможен кризис теплообмена или режим ухудшенного теплообмена при
сверхкритическом давлении;
Возрастание температуры возможно вследствие низкой теплоппроводности
внутритрубных отложений;
Теплопроводность металлов зависит от температуры и может значительно
уменьшаться при ее увеличении;
Толщина стенки трубы не может быть уменьшена по причине необходимости
выполнения требований прочности

Температурный режим определяется в сечениях, для которых:
температура рабочей среды или тепловой поток максимальны;
коэффициент теплоотдачи минимален;
максимальна величина внутритрубных отложений.