Что такое конвективный пучок труб котла
Котловые поверхности нагрева подразделяются на экранные и конвективные. Экранные трубы изготовлены из бесшовных стальных котловых труб, которые располагаются в топке, с температурой топочных газов более 1000 С.
Конвективные котловые поверхности или конвективный пучок, выполнены из бесшовных стальных труб, размещенных в газоходе котлоагрегата.
Общее описание конвективных пучков
В конвективном пучке труб, относительно остывшие, уходящие газы передают тепло через стенки труб котловой воде, которая поступает в пароводянной котел из деаэратора.
Нагреваемая или испаряющаяся вода поступает в топочные экраны, а дальше в виде насыщенного пара попадает на сепарационные устройства верхнего барабана, где пар сепарируется от влаги и движется дальше в пароперегреватель либо используется на производственные нужды.
Продукты сгорания, движутся по газововоздушному тракту котлоагрегата, передавая тепловую энергию нагреваемой воде по принципу лучистого и конвективного теплообмена.
Развитый котельный пучок (КП) в вертикальных паровых котлах представляет котловую поверхность нагрева, объединяющей верхний и нижний котловые барабаны, трубы которой ввальцованы в стенки барабанов.
Более холодная котловая вода опускается из верхнего барабана, попадает в топочные коллекторы с Дн 219 мм, и далее по экранным трубам, расположенных в центре, в виде нагретой воды с насыщенным паром движется в верхнее барабанное устройство.
Экраны в циркуляционный контур соединяются путем подключения трубной части к топочным коллекторам методом сварки.
Обычно, паровые котлы типа ДКВР содержат 3 контура циркуляции: один, организуемый кипятильный пучком, и два, сформированными левым и правым экранами.
Частично котловая вода, поступает в верхний котловой барабан, поднимается по более горячей части труб конвективного пучка, а по более холодным попадает в нижний. После этого котловая вода делится на 3 потока: первый по топочным экранам, называемым подъемными, поднимается в виде смеси пара и воды в верхний барабан.
Два остальных попадают в нижние топочные коллекторы, затем через топочные экраны, также в виде смеси пара и воды, поступают в верхнее барабанное устройство парового котлоагрегата, а далее направляются в трубный пучок теплообменника, если котел работает в системе теплоснабжения.
Котел ДЕ, функционирующий по принципу естественной циркуляцией котловой воды, способен надежно и эффективно работать, выдавая рабочие параметры пара, только при условии, если будет правильно организовано движение котловой воды в экранных трубах и кипятильном пучке.
Для того, чтобы обеспечить естественную циркуляцию, должен существовать рабочий перепад температур и создан необходимый уровень охлаждения поверхностей нагрева.
Таким образом, будет обеспечена естественная циркуляция смеси пара и воды в котловых трубах под воздействием гравитационных сил, гарантированных разницей в показателях плотности воды и пара.
При расчете конвективных пучков применяют формулу теплопередачи и теплового баланса. Подсчет производится для 1 м3 газообразного топлива с рабочими показателями котла.
Газовые отопительные агрегаты ПТВМ, работают с принудительной циркуляцией теплоносителя, что должно быть учтено при расчете конвективного блока водогрейного котла.
Расчет конвективного пучка
Тепловой расчёт КП выполняется с целью определения объема тепловой энергии, который способен воспринять пучок, чтобы не допустить перегрева поверхностей нагрева котла и превышения рабочих параметров пара. Он выполняется путем составления теплового баланса для этой поверхности нагрева и уравнения теплопередачи.
Причем второй расчет выполняется для сравнения показателей тепла. Расчет будет считаться достоверным в том случае, когда при сравнении двух результатов расхождение в расчетах не будет больше чем 5%.
Алгоритм выполнения расчета КП:
- По справочным данным либо по чертежам парового котла уточняют конструкционные размеры конвективной шахты газохода и газового окна.
- Температуру и энтальпию газов на входе первого конвективного пучка, принимают по данным расчета экранных труб, на выходе из топки.
- Температура греющей среды берется из таблицы насыщенного пара при рабочем давлении парового котла.
- Первоначально выполняют расчет первого КП, далее аналогично — второго.
- При первичном расчете конвективной поверхности нагрева изначально принимают 2 температурных параметра на выходе из газохода: 700 С и 400 С.
- Оба варианта подсчетов ведут синхронно.
- После выполнения подсчетов реальную температуру уходящих газов за газоходом определяют графическим методом по размеру теплоотдачи, рассчитанного с применением теплового баланса и коэффициентов теплопередачи, при принятых ранее температурах.
Конвективные поверхности нагрева паровых котлоагрегатов, в процессе выработки пара выполняют важную роль. Они влияют на эффективность работы котла в целом, повышают его коэффициент полезного действия и уменьшают тепловые выбросы в атмосферу от уходящих газов.
