2.5.Тракт дымовых газов. Параметры тракта, организация движения газов.
Схема тракта (рис. 5,6).
Дымовые газы образуются в топке ПК в результате сжигания промышленного газа. Тракт дымовых газов ПК подобен тракту дымовых газов в барабанном котле (БК). Тракт дымовых газов - это комплекс элементов оборудования, по которому осуществляется движение продуктов сгорания до выхода в атмосферу; он начинается в топочной камере, проходит через пароперегреватели, экономайзер, воздухоподогреватель (газовая сторона), и заканчивается дымовой трубой.
При выборе температуры уходящих газов руководствовался следующими критериями :
Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность работы парового котла, т.к. потеря теплоты с уходящими газами является при нормальных условиях эксплуатации наибольшей даже в сравнение с суммой других потерь. Снижение температуры уходящих газов на 12-160С приводит к повышению КПД котла примерно на 1%.Однако глубокое охлаждение газов требует увеличение размеров конвективных поверхностей нагрева и во многих случаях приводит к усилению низкотемпературной коррозии.
Существенное влияние на выбор температуры уходящих газов оказывает также температура питательной воды. С ее ростом увеличивается КПД термодинамического цикла, а КПД котла падает. Температуры уходящих газов и питательной воды должны быть выбраны такими, чтобы сумма эксплуатационных и капитальных затрат была минимальной.
Так как в газовоздушный тракт (последовательное соединение воздушного тракта и тракта дымовых газов) помещен только вентилятор (без дымососа), весь газовоздушный тракт находится под избыточным давлением, котельная установка работает под наддувом. Применение наддува наряду с повышением экономичности работы ПК в результате ликвидации присосов позволяет дополнительно повысить надежность и экономичность установки, так как исключаются дымососы.
Рис. 5 Тракт движения дымовых газов.
1 – дутьевой вентилятор; 2 – регенеративный теплообменник; 3 – горелка; 4 – топочные экраны; 5 – ширма; 6 – горячий пакет конвективного п/п; 7 – холодный пакет конвективного п/п; 8 – экономайзер; 9 – дымосос
Рис. 6 Распределения давления в газовоздушном тракте.
Распределение давления в газовоздушном тракте котельной установки при наддуве (я) и уравновешенной тяге (б): ДВ — дутьевой вентилятор; ВП-В — воздухоподогреватель (воздушная сторона); Г — горелка; ПК — паровой котел; ВП-Г — воздухоподогреватель (газовая сторона); ДС — дымосос; ДТ — дымовая труба.
2.6.Водопаровой тракт котла. Параметры рабочей среды по тракту. Схема тракта (рис. 7).
Рис.7. Водопаровая схема котла.
Водопаровой тракт котла представляет собой систему последовательно включённых элементов поверхностей нагрева, в которых движется питательная вода и перегретый пар. Питательная вода после системы регенеративного подогрева с температурой tпв — 270 °С направляется в коллектор диаметром 325*40 мм, откуда четырьмя трубами поступает во входной коллектор экономайзера.
Дальнейшее описание водопарового тракта относится к одному потоку рабочей среды. Питательная вода поступает в одноходовой водяной экономайзер, расположенный в нижней части конвективной шахты. На выходе из экономайзера вода нагревается до tэ”=295 С.
Далее вода поступает во входной коллектор НРЧ, расположенный под топочной камерой. Из них среда поступает в 3 панели двух боковых экранов, при этом вода движется параллельными потоками, образуя первый ход НРЧ. Пройдя боковую секцию НРЧ, рабочая среда поступает в 2 панели фронтового и заднего экранов. Между собой панели соединены последовательно, образуя второй, третий и четвёртый хода НРЧ.
Затем рабочая среда поступает во входные коллекторы подвесных труб. На них находятся специальные шипы, расположенные в шахматном порядке, служащие опорами конвективного пароперегревателя сверхкритического давления и первой второй части конвективного пароперегревателя низкого давления. Подвесные трубы расположены в конвективной шахте, в зоне с меньшими температурами, для уменьшения неравномерного распределения температур рабочей среды (устранения тепловой развертки). Пройдя по ним среда попадает в выходные коллекторы подвесных труб, из которых она направляется к СРЧ.
СРЧ состоит из 9 панелей труб с меандровой навивкой (для уменьшения чувствительности экранов к неравномерностям обогрева). Здесь среда движется девятью параллельными потоками и направляется к входным коллекторам ВРЧ. ВРЧ конструктивно практически не отличается от СРЧ. Пройдя ВРЧ, среда движется к фронтовому, переходящему в потолочный, экранам. Для обеспечения компенсации тепловых расширений в верхней части фронтового экрана предусмотрен специальный изгиб труб.
После прохождения фронтового и потолочного экранов среда попадает в экраны поворотной камеры конвективного газохода и экраны верхней части топочной камеры. Затем среда собирается в выходном коллекторе поворотной камеры и отправляется в первую часть ширмового пароперегревателя, расположенного в горизонтальном газоходе. На этом участке установлен пароохладитель 1 ступени для регулирования температуры перегретого пара посредством впрыска питательной воды. Также здесь происходит отбор среды для подачи её в деаэратор. Каждая ступень ширмового пароперегревателя состоит из 20 ширм. Перед поступлением во вторую часть ширмового пароперегревателя рабочая среда направляется в перебросной коллектор, который перераспределяет потоки среды между секциями пароперегревателя. На выходе из 2 ступени, в коллекторе впрыскивается питательная вода пароохладителя 2 ступени.
Далее пар попадает в конвективный пароперегреватель сверхкритического давления (КППСД), находящегося в верхней части конвективной шахты. За выходным коллектором КППСД расположен пусковой пароохладитель, служащий для регулирования температуры пара высокого давления в период растопки. Затем острый пар (tпе=545 С, p''пе =25 МПа) поступает в турбину.
Вторичный пар поступает из ЦВД турбины (t'вт.п =297С, p'вт.п =4,03 МПа) и направляется во входные коллекторы 1 части конвективного пароперегревателя низкого давления (КППНД), находящегося далее по ходу движения д.г. в конвективной шахте. Он состоит из двух частей. Безопасное регулирование температуры вторичного пара осуществляется при помощи 3-х ходового клапана посредством регулирования подачи среды во вторую (выходную) часть КППНД, минуя первую. После прохождения 2 части КППНД вторичный пар поступает в ЦСД турбины. 20% перегретого пара отбирается из турбины для подогрева пит. воды.