ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА ПАРОВЫХ КОТЛОВ

шахта 30-40 %
ТЕПЛОВОСПРИЯТИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
НАГРЕВА

необходимо 64%


часть теплоты, затрачиваемой на испарение воды, передается в экономайзере

и в конвективных пучках труб на выходе из топки

конвективные испарительные поверхности на выходе из топки с собственным нижним коллектором, питаемым водой из барабана

разводка труб заднего экрана в два-три ряда в зоне пересечения ими горизонтального газохода (фестон)

экономайзер становится кипящим, в нем питательная вода частично превращается в пар

используемая на парообразование, снижается, и тепловосприятие экранов в топочной камере

становится достаточным
пароперегревательные поверхности потребляют значительную долю тепловосприятия и не могут разместиться только в горизонтальном газоходе котла

экономайзер не кипящий

поверхности пароперегревателя занимает верх топки (потолок, настенные панели), а выходной конвективный пакет часто находится в верхней части конвективной шахты

Футерованный
мембранный экран
КОНСТРУКЦИЯ ТОПОЧНЫХ ЭКРАНОВ

на единицу лучевоспринимающей поверхности по сравнению с гладкотрубными экранами
Увеличивается шаг

труб, сокращается число труб
Экраны находятся в лучших условиях работы, так как часть поглощенного плавниками (проставками) тепла передается тыльной стороне труб благодаря растечке, что превращает эту часть труб в активную поверхность нагрева
С целью уменьшения периметра топки газоплотные топочные экраны проектируют на повышенную удельную паропроизводительность фронта – 22–35 кг/с пара на 1 м ширины топки (при мощности котла 300–800 МВт). При этом глубину топочной камеры несколько увеличивают, приближая к квадратному сечению топки, имеющему при одинаковых теплонапряжениях минимальный периметр. В негазоплотных топках удельная паропроизводительность фронта на 12–15% меньше, а отношение ширины к глубине топки около 2:1.

экраном помещают вторую ограждающую стенку, так называемый «шатер» .
На

стыке НРЧ, СРЧ и ВРЧ при смешении рабочей среды, поступающей из отдельных панелей, выполняют закрытые стальные короба, внутри которых помещают смесительные коллекторы

внутри «шатра»

«Шатер» находится под давлением воздуха после дутьевого вентилятора, поэтому

неплотность в проходе труб поверхностей нагрева через потолок не приводит к загазованности объема «шатра».

стыке НРЧ, СРЧ и ВРЧ при смешении рабочей среды, поступающей

из отдельных панелей, выполняют закрытые стальные короба, внутри которых помещают смесительные коллекторы

в экранных секциях топки;
в – выполнение нижнего выступа 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 – развилка труб (тройник); 9 – дроссельная шайба в трубе (показана условно); 10 – скоба (гребенка) для крепления труб секции.

двусветный экран
КОНСТРУКЦИЯ ТОПОЧНЫХ ЭКРАНОВ

газы

Уменьшается высота топки
КОНСТРУКЦИЯ ТОПОЧНЫХ ЭКРАНОВ

среды в 2 раза выше чем при ЕЦ
Проходное сечение для

питательной воды в 20-40 раз меньше чем при ЕЦ
Трубы имеют диаметр 32-42 мм, толщиной 4-6 мм
Экономия металла до 30 % по сравнению с ЕЦ
Трубы объединены в 2-4 параллельные панели (ленты) по 40-50 труб шириной 2-3 м.

экраны, применяют вертикальные экранные панели с подъемным движением рабочей среды,

обеспечивающие равномерное распределение среды по всем трубам и надежный отвод тепла от металла

КОНСТРУКЦИЯ ТОПОЧНЫХ ЭКРАНОВ
ПРЯМОТОЧНЫХ КОТЛОВ

раздающий коллектор;
3, 4, 5 – фронтовые, боковые и задние

настенные панели;
6 – опускной смесительный коллектор;
7 – перепускные трубы

треть стены топки или её половину. Для выравнивания давления и

температуры среды по панелям после получения определенного тепловосприятия устанавливают узел смешения рабочей среды

КОНСТРУКЦИЯ ТОПОЧНЫХ ЭКРАНОВ
ПРЯМОТОЧНЫХ КОТЛОВ

верхняя секции панели;
4 – уравнительный (промежуточный) коллектор
КОНСТРУКЦИЯ ТОПОЧНЫХ ЭКРАНОВ
ПРЯМОТОЧНЫХ

КОТЛОВ

в виде ленты опоясывают топочную камеру по периметру. Поэтому навивка

Рамзина имеет минимальную чувствительность к к неравномерности тепловых потоков по периметру топки. Недостатком этой схемы является невозможность блочного изготовления на заводе-изготовителе

КОНСТРУКЦИЯ ТОПОЧНЫХ ЭКРАНОВ
ПРЯМОТОЧНЫХ КОТЛОВ

тепловых потоков по ширине или периметру топки;
Разделение топочных экранов на

секции по высоте с переброской полупотоков или использование смесительных камер

ЭКРАНОВ

котла и получающие теплоту, главным образом, конвекцией;
радиационные, размещаемые на стенах

и потолке топочной камеры и горизонтального газохода и получающие теплоту, в основном, радиацией от высоконагретых газов;
полурадиационные, находящиеся в верхней части топки на входе в горизонтальный газоход и выполняемые в виде плоских ширм или лент, собранных из пароперегревательных труб, находящихся друг за другом в одной плоскости.

высокого и сверхкритического давления и толщиной стенки 5–7 мм. В

промежуточных пароперегревателях при более низком давлении пара используют диаметр труб 42–50 мм при толщине стенки 4–5 мм.

– многорядный (ленточный).
КОНВЕКТИВНЫЙ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ

вертикальных труб (14 ÷ 50 штук), имеющих один гиб на

180°С и образующих широкую плоскую ленту, которая имеет опускной и подъемный участки

(35% и более), его выполняют комбинированным, включающим все три вида

(радиационный настенный, полурадиационный ширмовой и змеевиковый конвективный).

КОМПАНОВКА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

топки, где ниже тепловые потоки. Радиационный пароперегреватель барабанного парового котла

обычно занимает потолок топки, а если этого недостаточно, то его размещают и на вертикальных ее стенах

КОМПАНОВКА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

шахта;
3 – радиационный потолочный и настенный пароперегреватель;
ШП –

полурадиационный ширмовый

развит в глубину (по ходу газов), тогда, в основном, поверхности

пароперегревателя размещаются в нем.
Они выполнены вертикальными и подвешены за коллектора, находящиеся в уплотнительном коробе. Такое расположение облегчает систему крепления тяжелых змеевиковых пакетов и обеспечивает наименьшее загрязнение труб снаружи золовыми частицами.

КОМПАНОВКА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

2 – конвективная шахта;
3 – радиационный потолочный и настенный

пароперегреватель;
4 – радиационные топочные панели;
5 – уплотнительный короб потолка котла (шатер)

ШП – полурадиационный ширмовый;
ЛП – ленточный;
КП – змеевиковый конвективный

КОМПАНОВКА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

и верхней (ВРЧ) радиационных частей топки.
КОМПАНОВКА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

2 – конвективная шахта;
3 – радиационный потолочный и настенный

пароперегреватель;
4 – радиационные топочные панели;
5 – уплотнительный короб потолка котла (шатер)

ШП – полурадиационный ширмовый;
ЛП – ленточный;
КП – змеевиковый конвективный
ППТО – паро-паровой теплообменник

КОМПАНОВКА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

байпасированием по пару части поверхности промежуточного пароперегревателя в целях регулирования

температуры пара. В этом случае общая поверхность такого пароперегревателя увеличивается, он занимает значительную часть конвективной шахты, а выходная его ступень размещается в конце горизонтального газохода.

КОМПАНОВКА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

камера;
2 – конвективная шахта;
3 – радиационный потолочный и

настенный пароперегреватель;
4 – радиационные топочные панели;
5 – уплотнительный короб потолка котла (шатер)

ШП – полурадиационный ширмовый;
ЛП – ленточный;
КП – змеевиковый конвективный
ППТО – паро-паровой теплообменник

КОМПАНОВКА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ

условиям ползучести и окалинообразования). Срок их службы рассчитывается примерно на

10 лет, а при повышении температуры на 15÷20 °С по сравнению с расчетной он уменьшается в два раза.
Для выравнивания температурных условий работы металла в котлах больших габаритов используется секцирование пароперегревателей по ширине или глубине газохода с переброской этих полупотоков на противоположные стороны.
Для снижения гидравлической неравномерности распределения среды по параллельным трубам должен использоваться рассредоточеннный подвод и отвод среды в коллекторах.
При ведении топочного режима необходимо обеспечивать максимальную равномерность распределения температур и скоростей газа по ширине.
Змеевики пароперегревателей, особенно при работе на высокозольных абразивных топливах, рекомендуется располагать параллельно фронту котла.

и создание компактных малогабаритных элементов с умеренной затратой металла, которые

бы подвергались минимальным золовому износу, заносу и коррозионным повреждениям

К низкотемпературным относят конвективные поверхности экономайзера и воздухоподогревателя

Поверхность нагрева пакеты высотой до 1 м
6. Шаг между пакетами 650-800 мм

коллектор;
4 – теплоизоляционная засыпка;
5 – металлическая обшивка;
6

– огнеупорная обмазка;
7 – опорная балка;
8 – опорные стойки;

В паровых котлах, работающих под разрежением, для обеспечения газовой плотности и уменьшения потерь теплоты входные и выходные коллекторы помещают в теплоизолирующие камеры

ВОДЯНЫЕ ЭКОНОМАЙЗЕРЫ

служащие одновременно опорой для змеевиков экономайзера
ВОДЯНЫЕ ЭКОНОМАЙЗЕРЫ

увеличивают поверхность нагрева путем сварки гладких труб на прямых участках

с помощью проставок из листовой стали толщиной 3–4 мм. Получаются пакеты так называемых мембранных экономайзеров

ВОДЯНЫЕ ЭКОНОМАЙЗЕРЫ

сгорания к воздуху
поверхность нагрева омывается попеременно то продуктами сгорания, нагреваясь

при этом, то воздухом, отдавая ему тепло

ВОДЯНЫЕ ЭКОНОМАЙЗЕРЫ

Движение сред продольное у газов (внутри труб) / поперечное у воздуха

(межтрубное прост-во)
5. Особенности небольшой температурный напор (50-80 оС) и большая поверхность нагрева

двухступенчатая схемы (для котлов большой мощности)
РЕКУПЕРАТИВНЫЙ (ТРУБЧАТЫЙ)
ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

(«в рассечку»)
Низкореакционное твердое топливо
РЕКУПЕРАТИВНЫЙ (ТРУБЧАТЫЙ)
ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

второй ступенью устанавливают экономайзер или вторичный пароперегреватель
РЕКУПЕРАТИВНЫЙ (ТРУБЧАТЫЙ)
ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

и соединяют его с котлом газо- и воздухопроводами

стальных листов, образующих каналы малого диаметра (8-9 мм ) для

прохода продуктов сгорания и воздуха

РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ (ВРАЩАЮЩИЙСЯ)
ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ