книги из ГПНТБ / Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие]

рами экономайзера. У котлов со ступенчатым испарени­ ем эту линию включают в чистый отсек барабана.

При растопке таких котлов питание их водой произ­ водится не непрерывно, а периодически и кратковремен­ но. Если бы в периоды отсутствия питания не было дви­ жения воды в экономайзере, неподвижная вода могла бы нагреваться до кипения, после чего в горизонтальных трубах возникали бы паровые «пробки» и стенки труб чрезмерно перегревались. При открытии липни рецирку­ ляции в этот период начинается медленное движение воды из барабана в нижние коллекторы экономайзера, а затем через экономайзер опять в барабан. В этот же контур включают подвесные опорные трубы (рис 11-2). Вода движется самотеком вследствие того, что при на­ гревании в экономайзере ее плотность становится мень­ ше, чем в необогреваемой опускной трубе.

Если не закрывать линию рециркуляции на работаю­ щем котле, то часть воды пойдет в барабан не по змее­ викам экономайзера, а по более короткому пути — по линии рециркуляции. Условия работы экономайзера при этом ухудшаются. Открытие и закрытие вентиля на ли­ нии рециркуляции нужно производить непосредственно перед началом и после прекращения питания котла.

Установка на рециркуляционной линии автоматически действующего обратного клапана вместо запорного вен­ тиля нежелательна. Обратный клапан может не открыть­ ся под действием очень слабого напора циркулирующей

вэкономайзере воды.

Укотла ТГМ-94 производительностью 500 т/ч на 140 кгс/см2 питательная вода движется через опорные подвесные трубы паро­

перегревателя, а затем через экономайзер по весьма длинному и сложному пути. Измерения 100 ОРГРЭС показали, что при откры­ тии во время растопки линии рециркуляции повышение температуры воды в экономайзере замедлялось, но не прекращалось. Было реко­ мендовано делать перерывы между подпитками этих котлов при рас­ топке не более чем на I ч и периодически выпускать через дренажи нагретую до кипения воду из опорных труб пароперегревателя или из экономайзера.

Неполадки в питательных линиях. При неправильном открытии задвижек в период пуска котла в работу мо­ гут возникнуть г и д р а в л и ч е с к и е у д а р ы в питатель­ ной линии. Открывать задвижки и клапаны нужно последовательно, начиная от ближайшего к котлу. В этом случае находящийся в трубах воздух беспрепятст­ венно проходит с водой. Гидравлические удары возника­ ют при открытии арматуры в обратном порядке.

220

В начальный период эксплуатации новых Котлов иногда возникает вибрация (дрожание или раскачива­ ние) питательных и паровых магистралей, а изредка водоопускных труб экранов и других трубопроводов. Постепенное увеличение колебаний может привести к разрушению находящегося под давлением оборудова­ ния.

При появлении вибрации трубопровода нужно немед­ ленно заклинить раскачивающийся участок временными подкладками, а затем укрепить его дополнительными опорами или пружинными подвесками. Если по какимлибо причинам подкладки сразу нельзя установить, а вибрация увеличивается, необходимо аварийно остано­ вить котельный агрегат для устранения вибрации.

12-3. Воздухоподогреватели

По принципу действия различают трубчатые и регене­ ративные (вращающиеся) воздухоподогреватели. Котлы малой производительности оборудуют иногда чугунными воздухоподогревателями, конструкция которых здесь не рассматривается.

Трубчатый воздухоподогреватель. Его поверхность нагрева состоит из отдельных секций или кубов. Каждая секция представляет собой пакет вертикальных труб, концы которых укреплены в отверстиях горизонтальных трубных досок. Трубы наружным диаметром 51 или 40 мм расположены в шахматном порядке, внутри них движутся обычно сверху вниз дымовые газы, тепло кото­ рых предается воздуху, движущемуся между трубами

(рис. 12-2).

По ширине котла обычно устанавливаются несколько таких секций, над ними ставят второй ряд их, а иногда третий и четвертый. Из одного ряда секций в другой воз­ дух перетекает по перепускным коробам.

Расширение воздухоподогревателя при его нагревании во время растопки котла воспринимается обычно гори­ зонтальным компенсатором, расположенным над трубны­ ми секциями. При работе котла компенсатор находится в сжатом состоянии.

Боковые стены трубных секций нагреваются только воздухом и имеют меньшую температуру, чем трубы, внутри которых движутся более нагретые дымовые газы. Различие в тепловом удлинении труб и боковых стен не-

221

<ё> ©_©^С

© © ©

©©_:©_©_

сти коррозии внутренней поверхности в нижней части воздухоподогревателя

5 — компенсатор; 6 — верхние секции; 7 — вертикальная стальная полоса, при­

велико у секций высотой до 3 м. В секциях большей высоты, кроме верхнего, устанавливают боковые компен­ саторы, размещенные между боковыми стенами и верх­ ними трубными досками. Утечка воздуха в пространстве между соседними секциями предотвращается приваркой к крайним трубам вертикальных стальных полос

(рис. 12-2,в).

Потеря напора воздуха при движении через воздухо­ подогреватель определяется в значительной мере числом рядов труб, которые пересекает воздушный поток. Если поверхность нагрева воздухоподогревателя разделить на две части и через каждую из них направить половину нагреваемого воздуха (рис. 12-2,6), то по сравнению с однопоточным движением будет достигнуто значитель­ ное уменьшение потери напора воздуха. Такая схема получила широкое распространение, но наиболее круп­ ные котлы оборудуют чаще всего воздухоподогревате­ лем не трубчатого, а регенеративного типа.

Регенеративный воздухоподогреватель. Обычно уста­ навливают два или большее число включенных ларал-

222

лельно аппаратов. В каждом аппарате цилиндрический ротор медленно вращается вокруг вертикальной оси, внутри неподвижного стального корпуса. Воздух и дымо­ вые газы проходят через ротор вертикально в противо­ положных направлениях (рис. 12-3,а).

Ротор по сечению разделен глухими перегородками на отдельные секции. Поверхность нагрева состоит из тон­ ких вертикальных стальных пластин, часть которых изго­ товляют гофрированными. В щелях между пластинами

Рис. 12-3. Схема действия аппарата регенеративного воздухоподогревателя.

а — вид аппарата (четвертая часть его условно отрезана); 6 —- зависимость присоса воздуха в дымовые газы от нагрузки одного из котлов производитель­ ностью 500 т/ч с тремя аппаратами РВВ-54М; в — вид отдельных пластин; г — изменение положения ротора при нагреве; 1 — вал; 2 и 3 — нижняя и верхняя

опоры; 4 — секция ротора; £ —верхнее периферийное уплотнение; 6 — цевка;

7 — кожух.

223

движутся газы и воздух. В газовом потоке пластины нагреваются, а затем, попадая в воздушный поток, отда­ ют воздуху полученное от газов тепло.

Обычно электродвигатель устанавливают сбоку от ротора. Соединенное с электродвигателем лопастное коле­ со перемещает расположенные по окружности ротора вертикальные валики (девки). Такое зацепление может

где сопрягаются вращающиеся элементы ротора и не­ подвижные конструкции. Наибольшая утечка воздуха предотвращается периферийным (наружным) кольце­ вым уплотнением. Кроме него имеются кольцевое внут­ реннее уплотнение вокруг вертикального вала и ради­ альное уплотнение между газовым и воздушным короба­ ми. Все эти виды уплотнений имеются в верхней и в нижней части каждого аппарата воздухоподогревателя.

Рис. 12-4. Уплотнительные устройства регенеративного воздухоподо­ гревателя.

9 ‘М

Аппараты большого диаметра имеют, кроме того, верти­ кальное аксиальное уплотнение, препятствующее движе­ нию воздуха к дымовым газам вокруг вертикальной по­ верхности ротора.

Опыт показал нецелесообразность применения взаим­ но трущихся уплотнительных устройств. Наиболее распро­ странены конструкции с фиксированным зазором А между вращающимся фланцем ротора и неподвижными колодками, которые устанавливают на небольшом рас­ стоянии от горизонтальной поверхности фланца или от его торца (рис. 12-4).

При растопке котла верхняя часть ротора нагревает­ ся больше, чем нижняя, и ротор немного изгибается, вследствие чего возрастают горизонтальные зазоры в верхнем периферийном уплотнении (рис. 12-3,г). Уменьшить эти зазоры нельзя, поскольку ротор должен свободно вращаться и в холодном состоянии. Прогиб ротора наиболее велик у аппаратов большого диаметра. Такие аппараты оборудуют обычно периферийными уплотнениями с вертикальным зазором, который можно при регулировании сделать меньшей ширины (рис. 12-4,6).

Пуск в работу роторов регенеративного вращающего­ ся воздухоподогревателя должен производиться до рас­ топки котла. При остановке котла рекомендуется остав­ лять роторы в работе в течение примерно 2 ч после выключения дымососов, чтобы избежать перекосов при неравномерном остывании воздухоподогревателя.

12-4. Неполадки в работе экономайзеров и воздухоподогревателей

Наиболее часто происходят следующие неполадки.

Присос наружного воздуха. Присос в газоходы на­ ружного воздуха приводит к перегрузке дымососов и снижению температуры дымовых газов. Недостаточная тяга заставляет иногда ограничивать подачу в топку воздуха, из-за чего возрастает недожог топлива.

Основное количество воздуха засасывается в эконо­ майзер в местах, в которых змеевики проходят через обмуровку. Поэтому систематически производят провер­ ку плотности люков и уплотнения обмуровки.

В регенеративном воздухоподогревателе утечка воз­ духа и его присос в дымовые газы во многом зависят от

тщательности регулирования уплотнений. При снижении нагрузки котла количество проходящего через неплот­ ности воздуха несколько сокращается, но в процентном отношении к воздуху, проходящему через воздухоподо­ греватель, присос воздуха увеличивается (рис. 12-3,6).

Величину присоса наружного воздуха проверяют га­ зовым анализом. Например, если среднее по нескольким измерениям содержание углекислого газа в дымовых газах до воздухоподогревателя равно 12,6%, а за ним 11,4%, то присос наружного воздуха составляет

12,6 : 11,4—1 = 0,10.

Золовой износ труб. У пылеугольных котлов происхо­ дит постепенное истирание наружной поверхности труб под ударами твердых частиц золы, летящих с дымовы­ ми газами. Стенки труб все более утоняются и при дли­

газового потока. Максимальное утонение стенок гори­

частицы золы могут срезать наибольшее количество ме­ талла (рис. 12-5).

В вертикальных трубах трубчатого воздухоподогре­ вателя частицы золы несутся в основном в средней части

22Q

Сечения труб и почти не соприкасаются со стенками. Золовой износ происходит только вблизи входа дымовых газов в трубы, где газовый поток завихрен (рис. ]2-6,а).

Для уменьшения эолового износа поверхностей нагре­ ва применяют следующие мероприятия.

1. При сжигании многозольного топлива не допуска­ ют эксплуатации котлов с нагрузкой выше расчетной. Нагрузку нужно ограничивать дополнительно, если золь­ ность и влажность топлива больше проектных значений, а также в периоды питания котла водой пониженной температуры.

2. Не допускают в газоходах больших газовых пере­ косов, особенно при полной нагрузке котла. Нужно сле­ дить за тем, чтобы разрежение за воздухоподогревате-

Рис. 12-6. Предотвращение эолового износа трубчатого воздухоподогревателя при уста­ новке защитных насадок. Пунктирными ли­ ниями показаны путь золы и места ее уда­ ров в стенки труб.

лем с обеих сторон котла было примерно одинаковым. Иногда для этого нужно обеспечить равномерное распре­ деление нагрузки между обоими дымососами или между обоими дутьевыми вентиляторами.

3. Регулярно и тщательно очищают от золы газоходы котла (чем одновременно повышается его экономич­ ность). При забивании золой экономайзера дымовые га­ зы, огибая занесенные золой участки, движутся с повы-

шешюй скоростью и их неравномерное движение частич­ но сохраняется в последующем газоходе. Соответственно увеличивается золовой износ труб.

4.Ликвидируют неплотности и присос наружного воздуха в котле, чтобы снизить скорость газов в газохо­ дах. Это мероприятие одновременно способствует повы­ шению экономичности работы котла. Отсутствие присоса наружного воздуха является одним из преимуществ кот­ лов с цельносварными трубными панелями.

5.Проверяют отсутствие в газоходах посторонних

предметов (например, оставшихся после ремонта кирпи­ чей, досок и лр.). Усиленное истирание труб наблюда­ ется по контуру этих предметов, где дымовые газы дви­ жутся с повышенной скоростью.

6.Над трубами экономайзера устанавливают защит­ ные щитки, которым придают достаточную жесткость во избежание коробления. Периодически производится за­ мена изношенных щитков.

7.В верхнем конце труб воздухоподогревателя уста­

навливают защитные насадки (рис. 12-6,6).

На одной электростанции котлы ТП-170-1 производительностью 170 т/ч были рассчитаны на попеременное сжигание многозольного

нии угля, достигала 14,3 м/с при работе на торфе. Столь высокая скорость газов считалась не опасной, поскольку в торфе содержится менее 5% сравнительно мягкой золы, которая не может вызвать быстрого истирания труб.

Оба топлива часто сжигали одновременно. Одна молотковая мельница размалывала уголь, а две другие измельчали торф. Дымо­

в змеевиках экономайзера вследствие эолового износа появились на третьем году эксплуатации котлов.

Сернистая коррозия воздухоподогревателя. При сгора­ нии содержащейся в топливе серы возникает сернистый ангидрид, практически безвредный для воздухоподогре­ вателя. Но если в зоне, где сгорает сера, имеется избы­ точный кислород, то одновременно с сернистым ангидри­ дом S 02 возникает небольшое количество серного ангид­ рида S0.3, который, соединяясь с водяным паром, обра­ зует серную кислоту.

Содержащиеся в дымовых газах пары серной кислоты конденсируются на относительно холодных трубах или пластинах воздухоподогревателя. Жидкая серная кисло­ та интенсивно разрушает металл. Ее конденсация проис-

228

ходит при 135—140 6С при сжигании углей и примерно при 150°С при сжигании сернистого мазута. Разруша­ ется лишь небольшая по высоте часть труб или пластин

ввыходной (нижней) части воздухоподогревателя.

Впылеугольных котлах скорость коррозии воздухопо­ догревателя несколько меньше, чем при сжигании серни­ стого мазута, поскольку при горении последнего обра­

зуется обычно большее количество серного ангидрида. В трубчатом воздухоподогревателе иногда приходится удалять трубы, в которых разрушен лишь небольшой участок. Преимущество регенеративного воздухоподогре­ вателя заключается в том, что в нем утечка воздуха ма­ ло зависит от коррозионного разрушения его пластин. В новом или недавно отремонтированном котле трубча­ тый воздухоподогреватель обычно намного плотнее реге­ неративного, но после продолжительной работы более плотным может оказаться регенеративный воздухоподо­

греватель.

Процесс коррозии несколько замедляется при увели­ чении температуры воздуха, поступающего в воздухопо­ догреватель. Поэтому у большинства котлов имеется трубопровод рециркуляции воздуха, по которому часть выходящего из воздухоподогревателя горячего воздуха возвращается к дутьевому вентилятору для подмешива­ ния к холодному воздуху (рис. 13-5). В широко приме­ няемых к а л о р и ф е р а х воздух перед подачей в возду­ хоподогреватель нагревается, проходя между трубками малого диаметра, в которые подается пар низкого дав­ ления и температурой около 180°’С.

Излишний предварительный подогрев воздуха неже­ лателен, поскольку при этом ухудшается передача тепла в воздухоподогревателе, возрастает температура уходя­ щих газов и снижается экономичность работы котла.

Наиболее распространен подогрев воздуха в калори­ ферах до 70—80 °С. При нем коррозия воздухоподогре­ вателя значительно уменьшается, но не ликвидируется.

Срок работы воздухоподогревателей без замены их поверхностей нагрева удлиняют, изготовляя для их нижней части пластины большей толщины или трубы с более толстыми стенками.

На отдельных электростанциях работают регенера­ тивные воздухоподогреватели с пластинами, защищен­ ными от коррозии слоем эмали, а также с керамически­ ми (фарфоровыми) поверхностями нагрева.

229