Одним из ключевых теплоиспользующих элементов промышленного парового котла является пароперегреватель. Он предназначен для повышения температуры поступающего из испарительной системы пара выше точки насыщения. Применение перегретого пара позволяет повысить КПД котлоагрегата. Причем с повышением параметров пара роль пароперегревателя в работе котла возрастает. Существует разделение пароперегревателей по способу передачи теплоты от газов к поверхности нагрева. На основании этого критерия разделяют устройства на конвективные, радиационные и полурадиационные.
Конструкционные особенности
Конвективные пароперегреватели представляют собой одинарные, сдвоенные или строенные змеевики, выполняемые из 20-30 мм труб. Пучки труб привариваются или ввальцовываются к круглым коллекторам. В газоходе их могут ориентировать, как вертикально, так и горизонтально. Чтобы добиться выравнивания температуры пара, при превышении им отметки в 450°C в отдельных змеевиках проводят разделение на последовательно включенные по пару части. Для этого отдельные участки присоединяются к смесительным коллекторам, в которых и происходит перемешивания пара и регулировка его температуры. Для этого же применяют способ переброса пара из змеевиков, находящихся в одной части газохода, в пучки труб в другой части.
Разновидности
Основной задачей пароперегревателя является обеспечение равномерной температуры в параллельно установленных змеевиках, а также достаточной скорости потока пара. При этом чтобы добиться его надежной работы, необходимо позаботиться о рациональной схеме подключения по ходу потока дымовых газов. Вот в зависимости от направления потока пара и дымовых газов происходит разделение устройств:
- Противоточные. Такой способ подключения создает значительный температурный напор между паром и дымовыми газами. Это приводит к уменьшению поверхности нагрева устройства, необходимой для его работы. К недостаткам такой схемы следует отнести тяжелые условия для металла, из которого выполнены змеевики.
- Прямоточные. Стоит отметить меньший износ труб, но уменьшается и температурный напор.
- Смешанные. Наиболее оптимальный вариант. При этом большая часть труб, располагающихся в начале потока пара, исполняется по противоточной схеме. А при приближении потока к завершающей точке, змеевики подключают прямоточным способом. Таким образом, умеренная температура пара будет сохраняться в начале газохода, где воздействует наибольшая тепловая нагрузка. Наивысшие же значения перегретого пара будут достигнуты в области меньшей тепловой нагрузки, в конце газохода.
В зависимости от ориентации змеевиков принято разделять пароперегреватели на горизонтальные и вертикальные. От выбора будет зависеть и тип крепления к котлу. Стоит отметить, что большую популярность за счёт более легкой конструкции крепления и незначительной подверженности к отложению солей приобрели вертикальные устройства.