Условия работы металла пароперегревателей

УСЛОВИЯ РАБОТЫ МЕТАЛЛА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ [c.74]

Условия работы металла в котлоагрегатах весьма разнообразны. Наиболее тяжелые они при сочетании высоких температур и механических нагрузок. В таких условиях работают трубы и камеры пароперегревателей, паропроводы и неохлаждаемые детали подвески, опоры, крепления. [c.187]

Для облегчения условий работы металла зону парообразования 12, в которой выпадает накипь, обычно выносят из топочной камеры и располагают в конвективном газоходе, где интенсивность обогрева в десятки раз слабее. Эту поверхность нагрева называют переходной зоной. В переходной зоне завершается парообразование и достигается небольшой (на 10—15° С) перегрев пара. Слабо перегретый пар далее поступает в расположенную на стенах топочной камеры поверхность нагрева, также получающую тепло излучением, — радиационный пароперегреватель 8. Окончательный перегрев пара до необходимой температуры достигается в поверхности нагрева 9, которая расположена в конвективном газоходе и называется конвективным пароперегревателем отсюда пар при заданных давлении и температуре направляют в паровую турбину. Как и любая конвективная поверхность нагрева, пароперегреватель 9 состоит из большого числа параллельно включенных змеевиковых труб. Температура продуктов сгорания за пароперегревателем 550—650° С. Так как на конденсационных электростанциях частично отработавший в турбине пар подвергают промежуточному (вторичному) перегреву, перед переходной зоной располагают так называемый промежуточный пароперегреватель (на рис. 1-2 не показан). [c.16]

В противоточном пароперегревателе (рис. 12-2,а) достигается максимальный температурный напор между продуктами сгорания и паром, что уменьшает поверхность нагрева и расход металла. Недостатком схемы является опасность пережога последних по пару змеевиков, так как здесь пар наиболее высокой температуры встречается с продуктами сгорания, также имеющими наибольшую температуру, и металл труб находится в тяжелых температурных условиях. При прямотоке (рис. 12-2,6), наоборот, температурный напор меньше, чем при противотоке. Однако условия работы металла лучше, тах как змеевики с наибольшей температурой пара обогреваются продуктами сгорания, уже частично охлажденными на входном участке пароперегревателя. Оптимальных условий надежности и умеренной стоимости конвективного пароперегревателя — достигают в смешанной схеме (рис. 12-2,а, г). [c.132]

Следует учитывать, что по мере приближения впрыскивающего пароохладителя к выходу из пароперегревателя сильно повышается температура пара перед впрыскивающим устройством, а следовательно, ухудшаются температурные условия работы металла паропровода в месте впрыска. По этой причине вместо одного впрыска часто по тракту пара делают два-три впрыска, что позволяет более тонко регулировать температуру перегретого пара и более надежно защищать отдельные ступени пароперегревателя (см. рис. 16-13). [c.139]

В противоточном пароперегревателе достигается наибольший температурный напор между продуктами сгорания и паром, что уменьшает необходимую поверхность нагрева пароперегревателя и соответственно снижает расход на него металла. Недостатками противоточной схемы являются размещение последних по ходу пара частей змеевиков в области наиболее высоких температур продуктов сгорания и тяжелые температурные условия работы металла труб. При прямоточном пароперегревателе температурный напор меньше, чем при противоточном, однако условия работы металла труб лучше, так как части змеевиков с наибольшей температурой пара обогреваются продуктами сгорания, охлажденными на входных участках змеевиков. [c.391]

Следует учитывать, что по мере приближения пароохладителя к выходу пара из пароперегревателя ухудшаются температурные условия работы металла паропровода в месте впрыска. Это также является одной из причин применения двух-трех пароохладителей по тракту пара, что позволяет более тонко регулировать температуру пара и более [c.400]

Основными конструкционными материалами элементов котла являются углеродистая и легированная стали. Условия работы металла котла различны. Металл экономайзерной и испарительной систем котла работает под высоким давлением — до 25 МПа при относительно умеренных температурах рабочего тела—до 380°С. В пароперегревателе наряду с указанным высоким давлением имеет место и наиболее высокая температура рабочего тела — до 565°С. В воздухоподогревателе давление воздуха невелико (до 3 кПа) и внутренние механические усилия незначительны, но металл подвергается воздействию относительно высоких температур (до 450 °С) при ухудшенных условиях его охлаждения воздухом. [c.431]

Чтобы облегчить условия работы металла труб, часть поверхности нагрева, в которой выпадает накипь, иногда располагают не в топочной камере, а в конвективном газоходе, где интенсивность обогрева значительно слабее. В этой части поверхности, называемой переходной зоной 9, завершается парообразование, пар слегка перегревается (на 10—15° С) и поступает в радиационный пароперегреватель 4. [c.42]

При указанном характере распределения отложений по тракту котла для облегчения условий работы металла [см. уравнение (7.1)] целесообразно переходную зону, т. е. конец зоны испарения и начало зоны перегрева, размещать не в топочной камере, а в конвективных газоходах за пароперегревателем, где тепловые нагрузки существенно меньше. Большинство прямоточных котлов докритических давлений выполнялось с вынесенной переходной зоной. [c.183]

Допустимая тепловая разверка устанавливается исходя из конкретных условий работы каждой поверхности нагрева. Так, для пароперегревателей, выходные участки труб которых работают в тяжелых температурных условиях, ее величина не должна превышать 15 % общего тепловосприятия пароперегревателя. Поэтому для повышения надежности работы металла труб пароперегревателя его трубную систему обычно секционируют по тракту пара. Для экономайзеров, располагаемых в области умеренных температур, тепловая разверка может достигать 50 % и даже быть больше. Секционирование экономайзера по тракту не обязательно. В парообразующих трубах ввиду опасности ухудшения температурного режиму, особенно при интенсивном обогреве температурная разверка не должна превышать 20—40 %. [c.170]

Температуры металла труб пароперегревателей из-за колебаний нагрузки котла, изменения режима работы и других причин являются переменными. Для сопоставления полученных в таких условиях результатов по глубине коррозии труб была использована приведенная в гл. 3 методика, позволяющая привести время работы металла в котле при изменяющемся температурном режиме к. суммарному эквивалентному времени работы и заданной (постоянной) температуре. При расчете эквивалентного времени использовались кинетические постоянные п и Е, которые определены при длительных лабораторных опытах. [c.143]

Повышение температуры перегретого пара выше заданного значения также недопустимо, так как это влечёт за собой ускорение деформации и преждевременное разрушение металла турбинных установок, а также и пароперегревателя и приводит к необходимости аварийного останова. Между тем любое изменение режима работы котла, вызванное изменением нагрузки котла, избытка воздуха, качества топлива, температуры питательной воды условий работы пылеприготовительных устройств и др., отражается на температуре перегретого пара, причём некоторые из указанных режимных факторов нередко действуют в одном и том же направлении. В результате такого положения возникла необходимость в установке на паровых котлах специальных устройств для поддержания равномерной температуры перегретого пара, которые известны под названием регуляторов перегрева. [c.62]

Система рециркуляции газов, помимо регулирования вторичного перегрева, позволяет следующее сократить расход металла на перегреватели— основной и вторичный, облегчить температурные условия службы металла труб, и элементов креплений пароперегревателя фиксировать положение переходной зоны в прямоточных котлах поддерживать заданные параметры пара при работе котла на разных видах топлива облегчить условия работы котлов со шлакующимися поверхностями нагрева. [c.167]

Для обоснованного выбора металла поверхностей нагрева промежуточных пароперегревателей необходимо уточнение показателей окалиностойкости стали раз- личных марок. Возможно, что приведенные выше значения предельных по окалиностойкости температур для различных сталей будут несколько изменены. Большое значение имеют создание стали, у которой эти показатели достаточно высоки, а также полный учет в процессе проектирования условий работы промежуточных перегревателей при различных режимах эксплуатации блоков. [c.117]

Надежная работа пароперегревателя будет обеспечена, если температура стенки трубы не превышает максимально допустимого значения по условиям прочности металла. Максимально допускаемая температура стенки может быть определена расчетным путем при этом проверка делается в расчете на худшие условия, когда наибольшие тепловые нагрузки какой-либо трубы пароперегревателя совпадают по времени и по месту с максимальной температурой пара в ней. [c.54]

В котле ТПП-110 пар, выйдя из топочных экранов, нагревается сначала в конвективных трубных пакетах, а затем в ширмах. При этом менее нагретые дымовые газы отдают свое тепло менее нагретому пару В конвективных пакетах, благодаря чему улучшаются условия передачи тепла и достигается некоторая экономия металла. Однако при такой схеме ухудшаются условия работы труб ширм, в которых при повышенной тепловой нагрузке протекает пар б олее высокой температуры. В последующих типах котлов первичный пар проходит сначала через ширмы, а затем через конвективную часть пароперегревателя (pi . 3-3,6). [c.55]

При выборе материалов для таких элементов, как пароперегреватели и паропроводы, также следует придавать существенное значение характеристикам длительной и термоциклической пластичности, особенно принимая во внимание необходимость обеспечения надежной работы металла в условиях повышенной маневренности энергетических установок. [c.185]

Из условий обеспечения надежности работы металла труб пароперегревателя [c.65]

На режим работы котла вредное влияние оказывает также повышенная щелочность воды увеличенная щелочность может привести к вспениванию воды в барабане и в предельном случае — к заполнению вспененной водой всего парового объема барабана. Вспениванию воды способствует содержание в ней органических соединений и аммиака. В этих условиях сепарационные устройства не обеспечивают отделения капель воды от пара, и вода из барабана, содержащая различные примеси, может поступать в пароперегреватель и затем в турбину, создавая опасность их загрязнения и нарушения нормальных условий работы. Повышенная щелочность может явиться причиной появления щелочной коррозии металла, а также возникновения трещин в местах вальцовки труб в коллекторы и барабан. [c.270]

Котлы с многократной принудительной циркуляцией применяют в основном для использования теплоты газов технологических и энерготехнологических агрегатов для выработки пара низких и средних параметров. При высоком давлении в таких котлах усложняются конструкции и условия работы циркуляционных насосов, работающих на воде с температурой более 300 °С. При давлении 13,8 МПа и выше на районных КЭС и ТЭЦ обычно применяют прямоточные котлы. В пря.моточных котлах (рис. 14.1, в) экономайзер, испарительная поверхность нагрева и пароперегреватель конструктивно объединены и, проходя их последовательно, вода нагревается, испаряется и образовавшийся пар перегревается, после чего направляется к потребителям. Полное испарение воды происходит за время однократного прямоточного прохождения воды в испарительной части поверхности нагрева. Отсутствие барабана в прямоточных котлах высокого давления существенно (на 8—10%) снижает затраты металла на изготовление котла по сравнению с барабанным котлом такой же мощности и давления. Котлы с давлением 25 МПа выполняют только прямоточными. [c.307]

Металл труб пароперегревателя работает в тяжелых температурных условиях даже при относительно невысоких температурах перегретого пара, 450—500 °С. Во всех случаях обогрева продуктами сгорания средняя температура металла всегда выше средней температуры охлаждающей среды, движущейся внутри труб. Превышение температуры стенки металла трубы зависит от равномерности обогрева продуктами сгорания змеевиков пароперегревателя в поперечном направлении, разности средней температуры продуктов сгорания и внутренней температуры стенки трубы, разности температуры стенки трубы и средней температуры металла. Для экономайзерных и испарительных поверхностей нагрева при высоких коэффициентах теплоотдачи от стенки К воде или к пароводяной эмульсии и при отсутствии накипи на внутренней поверхности труб в самых неблагоприятных условиях температура металла не превышает температуры охлаждающей среды более чем на 60 °С. В пароперегревателях температура пара (даже 450 °С) уже близка к предельной [c.247]

Фактором, уокоряюш,им процесс сфероидизации, является тажже наличие напряженного состояния металла. В пароперегревателях такие участки создаются в местах гибов труб. Тормозящее действие а процесс сфероидизации /перлита оказывают легирующие добавки. Карбиды основных легирующих элементов — молибдена, хрома, ванадия — более стойки при действии высоких температур, чем карбид железа. При выборе допускаемых напряжений необходимо тщательно анализировать температурные условия работы металла и его свойства с точки зрения стабильности структуры. Обнаружение в каких-либо участках параперегревателя и паропровода значительной сфероидизации указывает на перегрев металла против расчетной температуры, что в овою очередь определяет повышенную скорость пол-78 [c.78]

Следует учитывать, что по мере приближения впрыскивающего пароохладителя к выходу из пароперегревателя сильно повыщается температура пара перед впрыскивающим устройством, а следовательно, ухудщаются температурные условия работы металла паропровода в месте впрыска. Для регулирования температуры пара и ограничения максимальных температур за отдельными ступенями пароперегревателя вместо одного по тракту пара обычно предусматривают два впрыска или даже три впрыска (см. рис. 18-8). Последний по тракту впрыск предусматривают перед выходной ступенью перегревателя с А1= 120- 160 кДж/кг. [c.209]

Необходим экстренный перевод котла на растопочную, как правило, 30%-ную нагрузку, определяемую принятой для отечественных блоков производительностью пускосбросных устройств (НСБУ) и условиями работы металла промежуточного пароперегревателя в однобайпасной пусковой схеме (практически без охлаждения). При этом, как правило, требуется изменение состава работающих топливоподающих устройств. [c.160]

Выходная конвективная ступень первичного пароперегревателя размещена в горизонтальном газоходе и включена по противогочной схеме. Подвод тепла по всей окружности трубок и малые разности температур между газами и паром благоприятствуют снижению температуры стенок труб и тем самым улучшают условия работы металла. [c.29]

Исследовался износ труб из сталей 12ХШФ и 12Х2МФСР. Температура наружной поверхности металла 370—400 °С. Температура продуктов сгорания на расстояниях 0,2 и 1,5 м от плоскости труб радиационного пароперегревателя составляла около 800 °С и 1000—1050°С при 80% нагрузки котла. При нормальных условиях работы котла восстановительные компоненты в среде в пристенной области отсутствовали. [c.214]

Значительные сложности в оценке остаточного ресурса по жаропрочности возникают для пароперегревательных труб. Условия работы пароперегревателей таковы, что при эксплуатации часто имеет место превышение температуры металла сверх расчетной. Работа при высоких температурах приводит к развитию в металле пароперегревателей таких разупрочняющих процессов, как возврат и рекристаллизация, рост карбидных частиц. Все это способствует трансформации структуры стали. Например, в стали 12X1 МФ происходит переход феррито-сорбит-ной структуры в феррито-карбидную, что снижает жаропрочные свойства стали. [c.58]

Измерение остаточной деформации на деталях, работающих в условиях ползучести, определение скорости ее изменения позволяют своевременно решить многие задачи обеспечения безопасной и надежной работа котлов и паропроводов. Установлены предельные значения деформации для деталей, работающих при т пературах металла более 4S0 . При достижений предельных значений эксплуата-ции котлов должна быть прекращена для определения длительной прочности, по которой принимается оком1Мтельное решение (необходимы замена деталей или щадящие условия работы). Оценка остаточной деформации представляет собой операцию по измереиию геометрических размеров поперечного сечения коллекторов и труб. Важное значение в нормировании предельных значений деформации имеют марка стали и назначение деталей. Для труб пароперегревателей, изготовленных из углеродистой стали, остаточная деформация не должна превышать 3,5 наружного номинального диаметра, а для труб, изготовлешшх из легированяой стали, - 3%. [c.158]

Основны1ми недостатками применения аустенитной стали, помимо ее высокой стоимости, являются более сложная технология обработки (изготовление и сварка труб) и ограничения в скорости прогрева и расхолаживания металла при пуске и остановке блоков. Последнее вызывает дополнительные эксплуатационные затруднения. Для облегчения условий работы пароперегревателя применяются некоторые конструктивные приемы, основными из которых являются малые приращения энтальпии в выходных ступенях пароперегревателей, перемешивание потоков на выходе из змеевиков, переброс пара из одной половины газохода в другую и разбивка пароперегревателя на ступени. [c.54]

В современных крупных котельных агрегатах металл пароперегревателей работает в весьма тяжелых условиях. Это объясняется как высокими температурами и давлениями пара, так и размещением перегревателей частично в топочной камере и непо-средствеяно за ней. [c.114]

Анализируя данные этой таблицы, можно видеть, что удовлетворить требованиям надежной работы металла шароперегревателей современных котельных агрегатов возможно только при условии расширения ассортимента марок применяемой перлитной стали, а в ряде случаев применяя, кроме того, и аустенитную сталь. В соответствии с этим для изготовления пароперегревателей в настоящее время, кроме углеродистой стали марки 20 и уже упоминавшейся марки 12Х1МФ, намечено применять перлитную сталь [c.115]

В современных Иотелыных агрегатах высокого давления металл пароперегревателей работает в доволыно тяжелых условиях. Это- объясняется как высокой температурой пара, так и размещением перегревателей непосредственно ва топочной камерой, от которой они обычно отделяются толыко фестоном, состоящим из трех-четырех рядов редко расставленных глруб. [c.74]

Таким образом, мощные блочные паротурбинные установки высокого и сверхкритического давления — это, как правило, установки с промежуточным перегревом пара. Преимущества, получаемые путем перелрева пара во второй, а иногда и в третий раз, достигаются ценой усложнения установок и их эксплуатации. Усложняется проточная часть цилиндра среднего давления турбины и повышаются требования к металлу его лопаток утяжеляются условия работы горизонтального разъема турбины появляются отсечные клапаны увеличиваются длина ротора, число ступеней турбины и т. п. Появляются громоздкие соединительные паропроводы с арматурой для пара, поступающего в промежуточный перегреватель и направляемого из него в цилиндр среднего давления турбины. В котельном агрегате необходимо дополнительно разместить промежуточный пароперегреватель. При этом тепло, расходуемое на первичный и промежуточные перегревы пара, может достигать до 2/з всего тепла, полезно используемого в котельном агрегате. [c.6]

Рециркуляция газов или возврат части охлажденных продуктов сгорания из конвективной части котла в топку как средство регулирования промежуточного перегрева пара получила довольно значительное распространение. Кроме того, рециркуляция газов применяется для создания рациональной ikomhohobkh котла, уменьшения шлакования поверхностей нагрева, облегчения температурных условий работы элементов котла, расположенных в топке и на выходе из нее (в частности, нижней радиационной части котлов сверхкритического давления), и т. п. Как средство регулирования промежуточного перегрева рециркуляция газов имеет ряд достоинств, наиболее важными из которых являются широкий диапазон регулирования и экономия дорогостоящих металла и арматуры пароперегревателя. Благодаря своим достоинствам рециркуляция газов получила значительное распространение в ряде стран (США, Франция, ФРГ, Япония и др.) обычно в установках, работающих на малозольном топливе. Так, фирма Бабкок и Вилькокс применила эту систему для нескольких сотен котельных установок [Л. 20]. [c.130]

Повреждения трубок пароперегревателей могут иметь место из-за дефектов их изготовления и из-за несоответствия качества металла трубок условиям работы. Под дефектами изготовления трубок подразумеваются трещины, плены, закаты и разностенность, превышающая установленные нормы. Как уже указывалось, отдельные части пароперегревателя выполняются из легированной стали различных марок. При монтаже или замене трубок во время ремонта иногда вместо легированных устанавливают углеродистые или легированные, но другой марки. Ошибочно установленные трубки, попадая в температурные условия, не соответствующие материалу, выходят из строя. Для предотвращения таких ошибок необходимо перед установкой новых трубок при монтаже или при ремонте обязательно проверять леги-рованность металла и наличие в нем нужных легирующих элементов стилоскопированием, а после монтажа или ремонта все сварные стыки проверяются методом магнитной дефектоскопии. [c.255]

Переход к пару высокого давления дополнительно усложняет условия работы как барабана, так и змеевиков пароперегревателя. Как показано на фнг, 1-12, прочность хромомолибденовой стали значительно выше, чем углеродистой. Так, при 400° С хромомолибденовая сталь имеет примерно адше большую прочность по сравнению с углеродистой сталью. Но при 510° С показатель ее прочности оказывается несколько меньше, чем у углародийтой стали при 420° С. С дальнейшим (повышением температуры прочность ее резко снижается. У котлов высокого давления нужно с особой тщательностью устранять 1Ч рез1м<ер ное повышение температуры металла сверх расчетной и, следовательно, добиваться одинаковой по возможности температуры перегретого пара во всех змеевиках парой ер егр ев ател я. [c.39]

Условия работы отдельных элементов первичного и промежуточного пароперегревателей характеризуются табл. 7-1, в которой указаны расчетные температуры и скорости пара, напряжения в металле и другие данные по котлу ТГМП-204. Наибольшая скорость пара [c.168]

Скорость пара в пароперегревателях выбирают из условия надежного охлаждения металла. Учитывая, что металл пароперегревателей работает почти при предельной температуре по ползучести, а иногда и по окалинооб-разованию, необходимо для эффективного отвода тепла обеспечивать достаточно высокую скорость пара—для среднего давления Шп= = 15н-25 м сек, для высокого давления = 8-=-15 Mj eK. [c.163]

Конвективные пароперегреватели, переходные (выносные) зоны и экономайзеры выполняют в виде трубных многопетлевых змеевиковых поверхностей нагрева. В соединительном газоходе расположение змеевиков вертикальное, компоновка пучков коридорная, в опускном газоходе — как шахматная, так и коридорная. Для снижения золового износа при сжигании твердых топлив с зольностью > 10 % в опускном газоходе трубы располагают параллельно фронту котла. Пароперегреватели выполняют из гладких труб, а экономайзеры — из гладких или оребренных (мембранное или поперечное оребре-ние). Диаметр и толщина стенки труб определяются давлением среды и температурой стенки. Движение среды организуется в несколько автономных потоков. Для снижения влияния неравномерности теп-ловосприятия поверхности делятся на части — ступени (часть поверхности нагрева, ограниченная коллекторами) с организацией между ними перемешивания среды и переброса ее по ширине газохода. Ступень состоит из пакетов, представляющих собой заводские блоки. В ступенях движение среды может быть организовано по прямоточной, противоточной (при температуре д < 800 °С) или смешанной схеме. Выходные ступени пароперегревателей по условиям обеспечения надежной работы металла труб выполняют по прямоточной схеме. В экономайзерах движение среды организуется по противоточной схеме. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...