Перечень вспомогательного оборудования теплоприготовительных станций зависит от системы теплоснабжения. В водяных системах оборудование станции состоит из паро- и водоводяных теплообменников, водоподготовки и различных насосов. При паровых системах теплоснабжения тепловая станция оборудуется пароводяными подогревателями, паропреобразователями или испарителями, РОУ, конденсатными баками, насосами и другим оборудованием.
Подогреватели классифицируются по следующим признакам: по способу передачи тепла — на поверхностные и смесительные; по греющему теплоносителю — на паровые и водяные; по конструкции поверхностей нагрева — с прямыми и гнутыми трубками; по расположению — на горизонтальные и вертикальные; по исполнению корпуса — на однокорпусные и многокорпусные; по количеству ходов — на одноходовые и многоходовые. В поверхностных подогревателях теплообмен между греющим и нагреваемым теплоносителем происходит через разделительнуюповерхность, в смесительных — непосредственным контактом или перемешиванием теплоносителей. Пароводяные подогреватели применяют на ТЭЦ и в районных паровых котельных для нагрева сетевой воды, а также регенеративного подогрева питательной воды котлов ТЭЦ. В качестве теплофикационных подогревателей наибольшее распространение получили трубчатые однокорпусные теплообменники.
Поверхность нагрева подогревателей образована пучком латунных или стальных трубок малого диаметра, развальцованных в трубных решетках. В теплофикационных подогревателях применяют латунные трубки, которые лучше противостоят коррозии. Однако при высокой щелочности сетевой воды должны применять подогреватели со стальными трубками, поскольку щелочь разрушает латунь. Латунные трубки имеют наружный диаметр 14, 16, 19, 25 мм с толщиной стенки 0,75—1,5 мм; диаметр стальных трубок от 16 до 30 мм и толщина 1,5—2,5 мм. Латунные трубки с толщиной стенки 1,5 мм и стальные трубки применяют в подогревателях высокого давления. Коэффициент теплопередачи через стенку зависит в основном от меньшего значения коэффициента теплоотдачи теплоносителя. Теплоотдача пара при всех скоростях достаточно высока и всегда значительно больше теплоотдачи воды. Поскольку площадь сечения трубок в подогревателе всегда меньше площади сечения межтрубного пространства, то для повышения эффективности теплообмена целесообразно воду пропускать в трубках. Экономически выгодные значения коэффициентов теплопередачи теплообменника достигаются при скорости воды 1—2,5 м/с. Для получения таких высоких скоростей воды трубные пучки с помощью перегородок в передних и задних камерах разделяются на 2, 4, 6, 8 ходов.
Подогреватели с прямыми трубками, жестко защемленными в неподвижных трубных решетках, выпускают с линзовыми компенсаторами. Линзы, компенсирующие разность температурных удлинений корпуса и трубок, устраняют возможный разрыв трубок. В подогревателях с прямыми трубками и подвижной задней трубной решеткой, а также в многоходовых подогревателях с гнутыми трубками линзовые компенсаторы не применяют ввиду независимой деформации корпуса и трубок. Прямые трубки для чистки от накипи удобнее гнутых, поэтому подогреватели с гнутыми трубками применяют для нагрева сетевой воды, исключающей выпадение солей, и для регенеративного подогрева питательной воды котлов на ТЭЦ. В качестве регенеративных подогревателей используют подогреватели со стальными трубками, поскольку коррозионная активность питательной воды, состоящей из чистого конденсата, мала.
Все поверхностные подогреватели выпускают на определенные допустимые давления по трубному и межтрубному пространствам. Водоводяные поверхностные подогреватели применяют для подогрева воды отходами тепла на станции перед химической обработкой, охлаждения выпара, деаэрированной воды, конденсата греющего пара подогревателей и других целей ТЭЦ или районной котельной. Их конструкции подобны пароводяным.
Смешивающие подогреватели бывают различных типов: капельные, пленочные, барботажные, пароструйные. Теплообмен в них происходит при непосредственном контакте или смешении греющего и нагреваемого теплоносителей, чем объясняется высокий коэффициент теплопередачи. Однако возможное загрязнение одного теплоносителя другим ограничивает область их распространения. В системе теплоснабжения смешивающие подогреватели применяют для деаэрации, подогрева и термохимической обработки воды.
В районных котельных широко распространен пленочный подогреватель проф. С. Ф. Копьева. В подогревателе создается водяная пленка, которая, стекая по концентрическим насадкам, быстро нагревается в восходящем потоке конденсирующегося водяного пара. Пленка образуется в результате разбрызгивания на плоскости розетки струи воды, вытекающей из сопла со скоростью не менее 5 м/с. Нагрев воды практически возможен до температуры кипения. Интенсивность нагрева совершенно не зависит от чистоты поверхностей. Конструкция позволяет применять различные поверхности нагрева при тех же габаритах аппарата. Непрерывная дегазация воды и удаление выпара вызывают разложение солей временной жесткости, вследствие чего в этом подогревателе процессы нагрева, дегазации и умягчения воды совмещаются. Из других типов смесительных подогревателей часто используют капельные подогреватели (в деаэраторах).
Испарители и паропреобразователи представляют собой поверхностные теплообменники вертикального или горизонтального типа. Испаритель по конструкции не отличается от паропреобразователя, их различие состоит лишь в назначении. Поверхность нагрева в испарителе погружена под уровень испаряемой воды. Первичный пар подводится в межтрубное пространство пучка; образующийся первичный конденсат отводится через донную трубную решетку. Нагреваемая вода поступает в нескольких точках периметра в верхней части кольцевого пространства между корпусом и трубным пучком. Естественная циркуляция создается за счет разности нагрева воды в кольцевом пространстве и трубках. При подъеме воды в трубках образуется пароводяная эмульсия. Отделение влаги из вторичного пара происходит в центробежном сепараторе, низ которого имеет решетку для первичной сепарации пара. Вывод избыточных солей организуется непрерывной продувкой, отвод шлама — периодической продувкой. Количество продувки определяется солесодержанием питательной воды. Вторичный пар испарителей конденсируется в последующих корпусах испарителей или регенераторах, конденсат вторичного пара используется для восполнения потерь питательной воды котлов на ТЭЦ. Вторичный пар паропреобразователей направляется на теплоснабжение. Таким образом, и испаритель и паропреобразователь предназначены для сохранения конденсата греющего пара высокой чистоты на ТЭЦ.
Редукционно-охладительные установки (РОУ) служат для снижения давления и температуры острого пара перед подачей его на технологические нужды и собственные нужды тепловой станции. Это необходимо в случае остановки турбины или недостаточной мощности ее отбора. Дросселирование острого пара осуществляется регулятором давления. Постоянство заданного давления за РОУ поддерживается автоматически с помощью электронного прибора, подающего сигнал на сервомотор регулятора давления. Для гашения шума за регулятором устанавливается дроссельная решетка. При превышении заданного давления редуцируемого пара с помощью аварийного клапана пар выбрасывается в атмосферу. Острый пар охлаждается впрыском через сопла охлаждающей воды. Длина трубы редуцированного пара, необходимая для полного испарения воды, должна быть не менее шести диаметров трубы. Заданная температура вторичного пара регулируется с помощью датчика и электронного регулятора температуры. В качестве охлаждающей воды используется питательная вода котлов. В промышленных котельных должны устанавливаться две РОУ, одна из которых резервная.
Паровые компрессоры служат для повышения давления пара. Применение паровых компрессоров позволяет уменьшить расход острого пара на теплоснабжение и собственные нужды за счет использования многочисленных низкопотенциальных паровых отходов станции. Повышение давления пара создается в струйных, механических и термохимических компрессорах. Наиболее распространены струйные паровые компрессоры. Пар высокого давления поступает в сопло и в приемной камере расширяется до давления мятого пара. В диффузоре высокая скорость смеси пара уменьшается, а давление повышается до требуемого. Конечное давление смеси пара зависит от соотношения сечений входа и выхода в диффузоре. Механические компрессоры используют в виде турбинных, ротационных и поршневых агрегатов. В теплофикационных целях чаще всего используют на ТЭЦ, где количество отходов тепла значительно больше, чем в районных котельных.
Источник: ООО «Вемиру»
E-mail: [email protected]
URL: www.vemiru.ru