Градирни

С помощью градирен можно эффективно отвести тепло в атмосферу. Часть воды, разбрызгиваемой в этих башнях, испаряется, охлаждая за счет этого остальную. Градирни обычно проектируют в расчете либо па естественную циркуляцию, когда воздух проходит через башню под действием конвекции, либо па принудительную циркуляцию, которая создается вентилятором.

Пластины и панели

Там, где необходимо встроить поверхности теплообмена в стены таких помещений, как холодильные камеры, паровые камеры или экспериментальные камеры для исследования влияния окружающей среды, самое простое и дешевое устройство получается с использованием панелей нагревателей, образованных путем сварки стальных штампованных листов, с общими каналами для движения теплоносителей.

Нагреватели и охладители погружного типа

Нагреватели и охладители погружного типа очень удобны для регулирования температуры в ваннах и бассейнах. Теплообменные поверхности панельного типа часто используются в виде пакетов близко расположенных друг к другу параллельных панелей. Трубы с продольными ребрами, соединяют в пакеты и устанавливают вертикально. Благодаря возникающей естественной конвекции в ванне создается циркуляция, достаточная для поддержания в ней температуры в заданных пределах.

Теплообменники типа «труба в трубе»

  Две коаксиально расположенные трубы с двумя теплоносителями, один из которых течет по внутренней трубе, а второй по кольцевому каналу между трубами, образуют простую конструкцию теплообменника, очень удобную для многих применений. Если необходимо охладить с помощью воды теплоноситель, обладающий низким коэффициентом тепло отдачи, нефть или воздух, используют внутреннюю трубу с продольными ребрами.

Аппараты такого типа могут быть соединены как последовательно, так и параллельно, обеспечивая любую необходимую тепловую мощность и эффективность нагревания или охлаждения.

При надлежащей конструкции и правильной эксплуатации современ­ные барабанные парогенераторы очень надежны. Рассмотрим конструктивные характеристики парогенераторов для тепловых станций, работающих на угле и жидком топливе.

Конструктивные характеристики парогенераторов

Рассмотрим в качестве примера рисунок 1 и 2. Открытая топка обладает достаточно большим объемом для завершения реакции горения, причем эффективность этого процесса повышается за счет подогрева воздуха, необходимого для горения. Тепловые потери снижаются за счет экранирования стенок топки трубами. Для предотвращения местного чрезмерного нагрева труб горелки располагаются таким образом, чтобы факел не ударял в стенки топочной камеры.

Тепло, идущее на подогрев и испарение воды, путем теплового излучения передается от топочного факела, образующегося при сгорании мазута или угольной пыли, панелям труб, экранирующим стенки топочной камеры. Продукты сгорания отдают примерно половину своего тепла стенкам топочной камеры, после чего они достигают пучков котельных труб в верхней части топки, где высокие коэффициенты теплоотдачи, сопро­вождающие процесс кипения, обеспечивают дальнейшее эффективное сниже­ние температуры горячих топочных газов (которая в некоторых местах может быть очень высокой) без угрозы перегрева при этом стенок труб. Поток газов затем направляется вниз, имея при этом более низкую и равно­мерную температуру, проходя по пути пароперегреватель, промежуточный пароперегреватель, экономайзер и воздухоподогреватель, и поступает к осно­ванию дымовой трубы.

Барабан парогенератора, различного рода трубопроводы и коллекторы изолированы от факела и не подвержены воздействию газов с высокой температурой. Перед дымовой трубой устанавливают дымосос, так что топка работает под небольшим разрежением. Тепловые потери в пароперегревателе и экономайзере также сведены к минимуму путем использования охлаждаемых водой стенок. Количество тепла, передаваемого в экономайзере, мало вследствие использования регенеративного подогрева питательной воды паром отборов из ступеней низкого давления турбины. Чрезмерный перегрев стенок груб пароперегревателя исключается расположением их в области температур газа, лишь незначительно превышающих температуру пара.

Рисунок 1 – Схема компоновки поверхностей нагрева

Рисунок 1. Поперечный разрез парогенератора: 1-вторая ступень пароперегревателя; 2-промежуточный пароперегреватель; 3-первая ступень пароперегревателя; 4-экономайзер; 5-воздухоподогреватель; 6- мельница для размола угля.

Температуру свежего пара можно регулировать либо байпасированием пароперегревателя по газовой стороне, когда часть газов пропускается помимо перегревателя к экономайзеру, либо с помощью пароохладителей, размещающихся между двумя ступенями пароперегревателя. Подобное расположение пароохладителя является наилучшим, поскольку пар уже имеет достаточно высокую температуру для надлежащего аффективного регулирования выходных параметров в то же время перегрев стенок труб на выходе из пароперегревателя может быть предотвращен, поскольку темпера­тура пара в промежуточной точке не превышает максимальных заданных значений.

Используются пароохладители различного типа, такие как впрыскивающие и поверхностные пароохладители с охлаждением паром пли водой, осуществляется также байпасированием первой ступени перегревателя по паровой стороне, когда с помощью соответствующей си­стемы клапанов часть пара перепускается мимо первой ступени.

Воздухоподогреватель представляет собой теплообменник противоточного типа, позволяющий снизить потери с уходящими газами до достаточно низких значений. Одновременно подогрев воздуха улучшает процесс горения, увеличивая температуру пламени в топке. Также увеличивает количество тепла, передаваемого излучением в топке, что приводит к снижению необходимой теплообменной поверхности, а следовательно, и стоимости парогенератора. Вся топочная камера опирается на стальной каркас, простирающийся до самого ее верха.

Барабан парогенератора висит на мощных подвесках. Пучки и панели труб, образующие стенки топки, крепят с помощью тщательно разработанной системы балок и подвесок с тем, чтобы свести к минимуму напряжения, возникающие в результате различных термических расширений отдельных элементов и в то же время обеспечить необходимую прочность конструкции в целом для противодействия большим нагрузкам на стенки парогенератора, возникающим в результате создаваемого дымососом или дутьевым вентилятором разрежения или давления.

Топочная камера располагает достаточным объемом для обеспечения хорошего сжигания топлива при умеренной скорости газа. При этом мощность, затрачиваемая на дутье, сводится к минимуму благодаря эффективному использованию передачи тепла излучением. Стенки топочной камеры для обеспечения гидродинамической устойчивости испарительных поверхностей в условиях естественной или принудительной циркуляции пароводяной смеси экранированы длинными вертикальными трубами.

В результате достигается достаточно высокая средняя плотность теплового потока к трубным поверхностям, что сводит к минимуму вес и стоимость поверхностен нагрева.

При конструировании парового котла могут возникать проблемы, рассмотрим основные из них.Основные проблемы конструирования парогенераторов При конструировании парогенераторов следует учитывать множество факторов. Выбор мощности парогенератора и параметров пара сильно зависит от типа и размеров электрической станции, требуемых эксплуатационных характеристик, от используемого топлива, конструкции горелок и топочной камеры, качества питательной воды. Выбор материалов также связан с множеством достаточно сложных проблем.