Исследование термопрочности водоподающего устройства впрыскивающего пароохладителя. Основные закономерности изменения количества аккумулированного тепла в пароперегревателях. Повышение надежности ступеней пароперегревателя от промежуточных до выходной, страница 14

,           (2)

где V - объем парового или газового пространства теплообменника, м³; р — плотность, кг/м³; с - теплоемкость, кДж/(кг К); t — температура среды, °С.

Объемы газового V_г или парового V_п пространств пароперегревателя котла с естественной циркуляцией — величины постоянные. Таким образом, на значение  могут влиять только скорость изменения температуры dt/dτ и комплекс (в квадратных скобках), учитывающий изменение температуры, давления и теплоемкости среды при переходных режимах.

В газовом объеме пароперегревателя давление при переменных режимах практически не изменяется и, как показывают расчеты, накопление аккумулируемого тепла здесь происходит по апериодическому закону достаточно быстро (в долях секунды) в зависимости от вида возмущения при положительных сомножителях уравнения (2).

В паровом пространстве пароперегревателя переходный процесс протекает более сложно, так как сопровождается изменениями температуры и давления. При этом комплекс А

                   (3)

может быть как положительным, так я отрицательным.

Рис 1 Зависимость комплекса А от температуры и давления пара

На рис. 1 графически представлено изменение А в зависимости от давления и температуры перегретого пара. Комплекс А может иметь положительные значения (при малых давлениях) и отрицательные при определенных соотношениях повышенного давления и температуры. Поэтому положительное изменение количества тепла, аккумулируемого в паровом объеме пароперегревателя, может вызывать как положительную, так и отрицательную скорость изменения температур (dt_п/dτ > 0 или dt_п/dτ < 0) в зависимости от знака перед А. Из рис. 1 видно также, что положительные значения А составляют не более 10...20 кДж/(м К). Для сравнения, например, для водяного объема экономайзера котла изменение А происходит в диапазоне 3 000...10 000 кДж/(м К). Таким образом, скорость изменения температуры пара в пароперегревателе котла при переходных процессах более чем в 100 раз выше, чем в водяном экономайзере при прочих равных условиях.

На рис. 2 представлен режим первого пуска котла ТП-100 паропроизводительностью 640 т/ч, давлением в барабане 15,5 МПа и температурой первичного пара 570 °С. Пароперегревательный тракт котла состоит из следующих последовательно установленных ступеней пароперегревателя первичного пара с поверхностью нагрева Н, м²:

Потолочной радиационной (первая часть)…….……….109

Холодной конвективной………………………….…….1400

Настенной радиационной……………………….……….116

Горячей конвективной…………………………….…….1400

Потолочной радиационной (вторая часть)……….…….1011

Холодной и горячей ширмовой…………………………1480

Горячей конвективной (аустенитной)…………….…….1550

На рис. 2 графически показаны изменения темпера тур: насыщения t_н, а также на выходе из некоторых ступеней пароперегревателя. Там же представлено изменение комплекса А в различные моменты времени пуска котла. Поскольку перегрев пара, поступающего из барабана, в ступенях пароперегревателя происходит от температуры насыщения t_н до  за горячей конвективной ступенью, то в любой рассматриваемый момент времени пуска котла для каждого элемента пароперегревателя А имеет свое значение. При этом в один и тот же момент времени в одних ступенях пароперегревателя он может быть положительным, а в других — отрицательным.

Рис. 2. Режим первого пуска котла ТП-100.

Температуры пара: 1 - насыщенного; 2-4 - соответственно на выходе горячего конвективного, ширмового и настенного радиационного пароперегревателей; комплекс А:

5 - нулевое значение; б - на выходе из горячего конвективного пароперегревателя; 7 - на линии насыщения.

На рис. 2 приведен также диапазон изменений А для всего пароперегревательного тракта котла в различные моменты времени. Кривая 7 показывает трансформацию комплекса А при температуре насыщения пара, меняющейся с изменением давления при пуске, а кривая 6 — при температуре на выходе из последней ступени пароперегревателя. Кривая 5 отражает изменение нулевого значения А в зависимости от роста давления пара при пуске котла. Отсюда видно, что с ростом давления при пуске нулевое значение А смещается в сторону больших температур. При этом увеличивается количество ступеней пароперегревателя, которые работают в области отрицательных значений А.