Теплосприйняття у випарній системі, економайзері і пароперегрівачі

Приріст ентальпії в економайзері і конвективних випарних системах поверхонь нагріву складає величину, яка визначається з виразу:

(2)

де h_п.п і h_ж.в - ентальпії перегрітої пари і живильної води, кДж/кг; Δh_ек, Δh_вип, Δh_т і Δh_ж.в - прирости ентальпії в економайзері, в конвективних випарних поверхнях нагріву, в екранах і випарних ширмах та в пароперегрівачі, кДж/кг.

При заданих значеннях температури продуктів згорання на виході з топки необхідний приріст ентальпії в конвективних випарних поверхнях нагріву і економайзері залежить лише від параметрів пари. З рис. 1 видно, що при середньому тиску пари 3,93 МПа і температурі 450 °С на пароутворення витрачається приблизно 64 % загального теплосприйняття в котлі. Залежно від виду палива і способу його спалювання частка теплоти, яка передається екранам при сухих твердих паливах, газі і мазуті складає 56-60 %, а при вологих твердих паливах 45-48 %, тобто значно менше ніж необхідно для пароутворення. Це відноситься до котлів середнього тиску, які працюють на твердому паливі. В цих умовах виникає необхідність у встановлені додаткової конвективної випарної поверхні нагріву або в організації часткового випаровування води в економайзері. Питома вартість конвективної випарної поверхні нагріву в котлах з природною циркуляцією вища, ніж економайзера і тому доцільним є здійснити часткове випаровування води в економайзері. Допустимий паровміст води на її виході з економайзера складає 15 %. При наявності пароутворення в економайзері його пароутворююча частина має бути виділена окремо, оскільки в ній рухається потік двофазного середовища і для рівномірного її розподілу по паралельно включених змійовиках, які працюють при різних теплових навантаженнях, часто необхідна установка шайб. При цьому розподіл приросту ентальпії робочого середовища по частинах економайзера має відповідати умові:

(3)

де , h_нас - ентальпії води на виході з першої частини економайзера і насичення при даному тиску, кДж/кг.

При низьких параметрах пари частка теплоти, що витрачається на випаровування води, значно вище теплосприйняття в екранах, а тому виникає необхідність у використанні конвективних випарних поверхонь нагріву, які, як правило, і є в котлах малої потужності.

Приріст ентальпії пари в пароперегрівачі, первинному або проміжному, кДж/кг, має бути:

(4)

де h_п.п і h_н.п - ентальпії перегрітої і насиченої пари, кДж/кг; h_рег - зниження ентальпії пари в регуляторі перегріву пари, кДж/кг.

В сучасних котлах надвисокого тиску при прийнятій для них температурі перегріву пари до 565 °С теплосприйняття пароперегрівача складає до 50 % від загального (рис. 1). За цих умов для зменшення поверхні нагріву пароперегрівача необхідне його розміщення в області достатньо високих температур і частково - в топковій камері.