WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 11 |

© Бойко Е.А. Расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС Отвод конденсата греющего пара осуществляется через патрубок, расположенный в нижней части корпуса. Для отвода воздуха из подогревателя над уровнем конденсата установлена кольцевая перфорированная трубка.

Чтобы исключить возможность отвода вместе с воздухом пара, над трубой отвода воздуха установлен кольцевой гидрозатвор, заполненный конденсатом.

Основным недостатком подогревателей поверхностного типа является наличие в них высоких значений недогрева воды до температуры насыщения греющего пара Особенно велик недогрев для подогревателей, работающих при давлении ниже атмосферного. Так, для большинства блоков эта величина достигает 3–6 °С, а иногда и 10 °С. Одной из причин высокого недогрева является наличие воздуха в греющем паре. Влияние примеси воздуха на недогрев воды показано на рис. 3.13, где приведены данные тепловых испытаний ПНД блоков К-300-240 [2]. Из приведенных данных видно, что при содержании воздуха в паре 0,2–0,3 % поверхностный подогреватель практически перестает работать.

Рис. 3.13. Зависимость недогрева от содержания воздуха в подогревателе: 1 – поверхностный подогреватель; 2 – зона фактической работы; 3 – смешивающий подогреватель Другой важной причиной высокого недогрева является высокое гидравлическое сопротивление подогревателей при движении пара и связанная с этим потеря давления. Так, для подогревателей типа ПН-400-26-2-IV блоков К-300240 потери давления пара за счет гидравлического сопротивления трубного пучка достигали (по данным испытаний [2]) 0,007–0,008 МПа, что соответствовало снижению температуры насыщения греющего пара примерно на 10 °С.

© Бойко Е.А. Расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС При неправильном выборе в таком подогревателе места установки патрубка отвода воздуха или устройства, выполненного в виде перфорированной горизонтальной или вертикальной трубы, а также внешней или внутренней перфорированной кольцевой трубы, создаются условия для поступления в систему отвода воздуха пара самовскипания от подводимого конденсата греющего пара, пара прошедшего часть трубного пучка, пара холостых протечек, конденсата греющего пара, стекающего по стенкам корпуса или по поверхности нагрева. Все указанные потоки при поступлении в систему отвода воздуха способны «запарить» ее и практически выключить из работы. Локализация места отсоса воздуха, т. е. отвод воздуха через один патрубок, установленный на корпусе, также способствует его накоплению в межтрубном пространстве. Для эффективного удаления воздуха необходимо рассредоточить места его отвода и располагать их в зонах с максимальной концентрацией. В этих целях в подогревателях турбин большой мощности рекомендуется устанавливать в нижней части корпуса воздухоохладитель смешивающего типа. На рис. 3.14 и 3.15 показаны два варианта воздухоохладителей смешивающего типа.

Диаметр отверстий в перфорированной части лотка рекомендуется выбирать равным 6–8 мм. Располагать их рекомендуется в вершинах равностороннего треугольника со стороной 20–24 мм. Высота слоя конденсата в лотке должна обеспечиваться не менее 100 мм (примерно две трети высоты гибов труб должны быть ниже уровня конденсата в лотке).

Рис. 3.14. Схема установки воздухоохладителя смешивающего типа в подогревателях с поверхностью нагрева до 400 м2 включительно: 1 – трубный пучок; 2 – корпус; 3 – узел ввода «вскипающего» потока; 4 – нижняя перегородка трубного пучка; 5 – наружный стакан гидрозатвора; 6 – внутренний стакан гидрозатвора; 7 – опорное кольцо; 8 – лоток с перфорированным поддоном; 9 – зона смешивающего воздухоохладителя; 10 – кольцевая воздухоотсасывающая труба © Бойко Е.А. Расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС Рис. 3.15. Схема установки воздухоохладителя смешивающего типа в подогревателях поверхностного типа с площадью теплообмена 550 м2 и выше: 1 – трубный пучок;

2 – корпус; 3 – нижняя перегородка трубного пучка; 4 – наружный стакан гидрозатвора;

5 – внутренний стакан гидрозатвора; 6 – опорное кольцо; 7 – лоток с перфорированным поддоном и зубчатым водосливом; 8 – зона смешивающего воздухоохладителя; 9 – кольцевая воздухоотсасывающая труба; 10 – переливная труба Установка описанного комбинированного воздухоотсасывающего устройства, включающего в себя гидрозатвор, предотвращающий холостые протечки пара из верхней части подогревателя к воздухоотсасывающей трубе, позволяет эффективно осуществлять отвод воздуха из аппарата, уменьшает возможность образования застойных зон и повышает его экономичность.

На рис. 3.16 показана конструкция еще более крупного подогревателя ПH-2300-25-7-IV, который использован в регенеративной системе блока К-1200-240 [3]. В конструкции этого подогревателя использованы все технические достижения, примененные в ранее выпускавшихся подогревателях, и сделан ряд дополнений. Так, на входе пара в трубный пучок организована парораспределительная камера, которая позволяет равномерно распределить пар по высоте поверхности нагрева.

Движение пара происходит десятью параллельными потоками. Это позволяет снизить потери давления пара, уменьшить длину свободных пролетов труб и повысить их вибрационную надежность. Для повышения эффективности отвода воздуха и неконденсирующихся газов в нижней части подогревателя установлены гидрозатвор и смешивающий воздухоохладитель.

© Бойко Е.А. Расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС Рис. 3.16. Подогреватель низкого давления ПН-2300-25-7-IV: а – общий вид; б – схема движения воды и пара: 1 – водяная камера; 2 – мембранное уплотнение фланцевого разъема; 3 – транспортировочные рымы; 4 – корпус; 5 – трубная система; 6 – гидрозатвор; 7 – лоток (поддон); 8 – трубы каркаса трубной системы; 9 – отжимной болт; 10 – опоры; 11, 12 – вход и выход основного конденсата; 13 – подвод пара; 14 – подвод паровоздушной смеси с вышестоящего подогревателя; 15 – отвод конденсата греющего пара; 16 – подвод конденсата с вышестоящего подогревателя; 17, 18 – отвод паровоздушной смеси Подогреватели низкого давления, использующие пар высокого потенциала (перегретый), оснащаются охладителем перегрева и охладителем конденсата. Пароохладитель выполняется в виде отдельного пучка труб, смонтированного в специальном кожухе, и размещается в центральной или боковой части подогревателя (последнее более целесообразно, так как существенно облегчает проведение осмотров и ремонтных работ).

© Бойко Е.А. Расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС Рис. 3.17. Конструкция регенеративного подогревателя низкого давления с охладителем пара и дренажа блока К-800-240: 1 – корпус; 2 – трубный пучок; 3 – трубная доска;

4 – водяная камера СП; 5 – подвод пара; 6 – отвод конденсата; 7 – трубный пучок ОК;

8 – трубная доска ОК; 9 – водяная камера ОК; 10 – штуцер подвода ОК; 11 – линия отсоса неконденсирующихся газов; 12 – линия подвода дренажа из другого подогревателя; 13, 14 – соответственно штуцера подвода и отвода основного конденсата; 15 – трубный пучок охладителя пара; 16 – линия подвода парогазовой смеси из другого подогревателя;

17 – штуцер отвода потока основного конденсата Греющий пар (рис. 3.17) подводится в нижнюю часть пароохладителя, омывает трубы и через окна в верхней части кожуха поступает в зону конденсации. Устранение протечек пара из пароохладителя достигается устройством кольцевого гидрозатвора в нижней части трубного пучка подогревателя.

Охладитель конденсата представляет собой пучок U -образных труб, заключенных в кожух, размещается он в нижней части подогревателя в специальном поддоне и перекрывает все сечение корпуса. Трубы охладителя присоединены к трубной доске, расположенной между фланцами корпуса и водяной камеры. Конденсат греющего пара поступает в межтрубное пространство охладителя через окно в кожухе и отводится через отверстие в © Бойко Е.А. Расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС поддоне, совмещенное с отверстием в нижней части кожуха, в корпус подогревателя. Уровень конденсата в таких подогревателях поддерживается на отметке верхней образующей кожуха охладителя конденсата.

Для крупных турбоустановок разработаны специальные подогреватели низкого давления. На рис. 3.18 показана конструкция подогревателя ПН1800-42-4-IА [3].

Поверхность нагрева состоит из вертикальных стальных трубок с d = 161 мм, концы которых развальцованы в трубных досках с приваркой.

Трубный пучок заключен в кожух с окном по всей высоте со стороны входа пара. Поток пара проходит перпендикулярно трубному пучку по восьми каналам, образованным перегородками, которые одновременно исключают вибрацию трубок. Нижняя трубная доска приварена к корпусу подогревателя, а нижняя водяная камера прикреплена с помощью фланца и шпилек к фланцу корпуса.

Верхняя водяная камера соединена с трубной доской фланцевым соединением и может перемещаться вместе с трубным пучком, воспринимая термические напряжения. Плотность разъема между водяной камерой и трубной доской обеспечивается установкой мембранного уплотнения.

Основной конденсат поступает в подогреватель через патрубок в верхней водяной камере. Перегородка в камере обеспечивает двухходовое движение воды. При проходе пара между трубками происходит его конденсация.

Конденсат пара собирается на промежуточных перегородках, которые имеют вырезы. Под вырезами в перегородке установлены лотки с перфорированными днищами. Конденсат пара переохлаждается при движении по перегородке и, соприкасаясь с трубками, по которым осуществляется первый ход воды, в виде струй стекает через отверстия в днище лотка. Контакт пара с переохлажденным конденсатом приводит к интенсивному выделению воздуха и неконденсирующихся газов, которые отводятся в вертикальную перфорированную трубу и выводятся из подогревателя.

Для уменьшения поверхности, затапливаемой конденсатом, отвод его осуществляется из объема корпуса ниже нижней трубной доски. В подогревателях с большей поверхностью отвод воздуха и неконденсирующихся газов может производиться из центральной части пучка при организации слива конденсата в центре промежуточных перегородок.

Основным недостатком подогревателей низкого давления поверхностного типа являются высокие значения недогрева воды до температуры насыщения греющего пара. Особенно велик недогрев у подогревателей, работающих при давлении ниже атмосферного. Так, для большинства конденсационных блоков этот показатель составляет 8–10 °С, что существенно превышает расчетные значения.

Потери экономичности блока К-300-240 от недогрева питательной воды в вакуумных подогревателях по данным испытаний составляют 0,2–0,3 %, что равносильно ежегодному перерасходу 2–3 тыс. т условного топлива на каждом блоке.

© Бойко Е.А. Расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС Рис. 3.18. Регенеративный подогреватель низкого давления ПН-1800-42-4-IA: а – общий вид; б – схема движения пара и воды; А – вход нагреваемого конденсата; Б – то же выход; В – вход греющего пара; Г – отвод конденсата греющего пара; Д – вход конденсата греющего пара из подогревателя более высокого давления; Е – отсос паровоздушной смеси; Ж – опорожнение трубной системы; З – отвод конденсата из паровой камеры; 1 – нижняя водяная камера; 2 – перегородки трубной системы; 3 – трубки; 4 – корпус; 5 – трубная доска; 6 – верхняя водяная камера Как отмечалось, система регенерации низкого давления с подогревателями поверхностного типа (особенно с ПНД, работающими при давлении ниже атмосферного) является одним из основных источников поступления оксидов меди и железа в паровой тракт блока, что ведет к коррозии и эрозии труб.

© Бойко Е.А. Расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС Эти недостатки могут быть устранены при применении комбинированной схемы регенерации, когда подогреватели низкого давления, работающие при давлении выше атмосферного, выполняются поверхностного типа, а подогреватели с давлением греющего пара ниже атмосферного – смешивающего типа.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ 4.1. Общие рекомендации при проектировании теплообменных аппаратов Задача конструирования теплообменника состоит в определении его конструкции и размеров при номинальной тепловой производительности.

Проектирование теплообменных аппаратов складывается из трех стадий: составление проектного задания, разработка технического проекта и выполнение рабочих чертежей.

Проектное задание включает исходные условия и материал для проектирования, принципиальные требования и пожелания к проекту, основные технологические чертежи. В соответствии с заданием проектируемый объект должен отвечать определенным технологическим требованиям. По технологическим требованиям объект должен полностью соответствовать рабочим чертежам и техническим условиям. По экономическим требованиям сооружение объекта должно вестись с минимальными затратами труда и минимальными издержками производства. Таким образом, задача проектирования теплообменных установок характеризуется многовариантностью возможных решений. Из нескольких возможных вариантов, равноценных с позиции технических требований, выбирают наиболее эффективный и рентабельный.

Исходными требованиями при проектировании теплообменных аппаратов являются: высокая тепловая производительность, экономичность в работе, обеспечение заданных технологических условий, простота конструкции, дешевизна материалов и изготовления, компактность и малый вес аппарата, надежность в работе и длительный срок службы [4].

При проектировании теплообменника следует помнить, что в водоводяных теплообменниках лучше направить внутрь труб теплоноситель с наименьшим расходом. В «газожидкостных» теплообменниках обычно жидкость подается в трубное, а газ – в межтрубное пространство. Загрязненный теплоноситель следует подавать в трубы, а чистый – в межтрубное пространство. В этом случае упрощается очистка поверхности труб. Теплоноситель с высокими параметрами предпочтительнее направлять в трубы, что способствует снижению механической нагрузки на корпус аппарата и потерь в окружающую среду [5].

В кожухотрубчатых теплообменных аппаратах используются, как правило, стальные цельнотянутые трубы с наружными диаметрами 171; 222;

252; 322,5; 382,5; 44,53; 513,5; 573,5 мм.

© Бойко Е.А. Расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС Для загрязненных жидкостей и газов применяют трубы наружным диаметром 44.5, 51, 57 и 76 мм. Трубы из цветных металлов применяются в особо важных случаях.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 11 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.