Рвп тэц что это
Устройство воздухоподогревателя котла и принцип его работы
В конструкцию котлов высокой мощности входят воздухоподогреватели. Эти устройства используются для подогрева воздушной массы, подаваемой в топку. Для нагрева может использоваться рекуперативный или регенеративный воздухоподогреватель.
Назначение воздухоподогревателя
Устройство выполняет одновременно две функции – подогрев подаваемого воздуха и охлаждение отработанных газов. Нагрев воздушной массы увеличивает коэффициент полезного действия котлоагрегата.
На ТЭЦ используются два типа устройств:
Регенеративные подогреватели
Воздухоподогреватели котлов регенеративного типа включают в свою конструкцию ротор большого диаметра. В него встроены элементы, подвергающиеся нагреву при прохождении через поток продуктов горения, имеющих высокую температуру.
По мере вращения нагревательные элементы перемещаются и проходят через поток воздуха, подаваемого в топку. Таким образом, осуществляется нагрев воздушной массы перед попаданием в камеру сгорания.
Элементами теплообменника являются металлические пластины, аккумулированные в отдельные пакеты. При соприкосновении пластины образуют между собой пустоты. Они необходимы для прохождения через них воздуха, продуктов горения и ускорения теплообмена.
Крутящиеся (РВП)
Регенеративные воздухоподогреватели (РВП) наиболее часто применяются для прогрева воздушной массы в котлах высокой мощности. Ротор устройства разделен на сектора перегородками.
Они предотвращают нагрев пластин соседних секций друг от друга. Ротор вращается с небольшой скоростью. Полный оборот осуществляется за 10 – 30 секунд.
Ротор регенеративного подогревателя приводится в действие электрическим двигателем. Для нормальной работы достаточно мотора мощностью от 3 до 5 киловатт. Устройства вращающегося типа имеют как преимущества, так и недостатки.
К достоинствам относят:
К недостаткам относят необходимость оборудования системы охлаждения вала, на котором вращается ротор и большой отток воздуха в отработавшие газы.
Типы рекуперативных воздухоподогревателей
Наиболее распространенными в нагреве воздушной массы, подаваемой в камеру сгорания, являются трубчатые устройства. Существует несколько типов воздухоподогревателей, отличающихся по своей конструкции.
Пластинчатые
Устройства данного типа представляют собой изделия, состоящие из пластин. Для их изготовления используется углеродистая сталь.
Отработавшие газы проходят через узкие каналы, расположенные вертикально. Кубы воздухоподогревателя изолированы асбестом. Толщина изоляционного слоя составляет 0.6 – 0.7 см.
Протекая между пластинами, продукты горения отдают тепло воздушной массе, омывающей поверхность. Так проходит нагрев воздуха перед попаданием в топку.
Под действием высокой температуры происходит изменение формы пластин. Из-за этого происходит разрыв соединительных швов, что приводит к перетеканию воздуха в канал отработанных газов.
Для изготовления кубов подогревателя используются пластины разного размера. Ближе к топке располагают более толстые листы. Это обусловлено необходимость защитить металлические части от коррозии, возникающей под действием продуктов горения.
Стеклянные воздухоподогреватели
Установка стеклянного подогревателя осуществляется с целью предотвратить сильную коррозию, возникающую на поверхностях под действием продуктов горения сернистого мазута. По своей конструкции подогреватель представляет собой блок труб, изготовленных из стекла.
Отличительной особенностью стеклянного устройства является низкая степень устойчивости к механическим повреждениям.
Изменение показателей температуры приводит к увеличению и уменьшению размеров стеклянных элементов. Это требует использования эластичных манжет для крепления труб к доскам.
Зольные отложения в трубчатом устройстве из стекла по своей интенсивности не отличаются от засорения аналогичного подогревателя из металла. Отличие стеклянной конструкции состоит в высокой устойчивости к коррозии.
Трубчатые стальные
Устройство представляет собой куб из металлических труб. В зависимости от размеров подогревателя их диаметр может отличаться. В конструкцию входят металлические доски, к которым приваривают края труб.
При повышении температуры поверхности размер труб изменяется. Тепловое расширение компенсируется за счет свободного перемещения верхней доски. Это исключает механические повреждения труб при нагреве и остывании.
Рекуперативный трубчатый воздухоподогреватель отличается простотой конструкции. Трубы приварены к доскам и расположены вертикально.
Выделяющиеся в процессе работы котла продукты горения протекают через них. Пространство между трубами омывается воздушной массой. При этом воздух движется горизонтально.
Ход для движения воздушной массы образуется при разделении устройства поперечными перегородками. Продукты горения, протекая через подогреватель, охлаждаются, отдавая часть тепла воздуху. Так в топку подается подогретая воздушная масса. Это повышает КПД котла.
Вертикальное расположение проемов для движения газов снижает степень их засорения золой. Устройства данного типа отличается надежностью и высокой эффективностью.
Недостатком изделий, в конструкцию которых входят стальные трубы, является подверженность коррозии в результате воздействия на металл продуктов горения и конденсата.
Чугунные
Данный тип подогревателей воздуха применяется реже. Это обусловлено большими размерами конструкции. Устройство представляет собой куб, собранный из чугунных труб.
Их наружная поверхность сделана ребристой, это необходимо для увеличения площади соприкосновения с воздушной массой.
Чугунные элементы располагаются в кубе вертикально. Внутри протекает отработанный газ высокой температуры. При этом часть тепла передается чугуну, который в свою очередь нагревает воздушную массу, поступающую в котел.
Чугунные изделия для подогрева имеют как преимущества, так и недостатки. К плюсам конструкции относятся высокая устойчивость к коррозии, возникающей при образовании конденсата и большой запас толщины стенки трубы, что увеличивает срок службы деталей.
Недостатки конструкции из чугуна:
Чугунные конструкции менее распространены, чем аналоги, изготовленные из стали. Как правило, их устанавливают в совокупности с воздухоподогревателями другого типа.
Расчет воздухоподогревателя
При расчете воздухоподогревателя учитывается тип используемого топлива и конструкция котла. Температура нагрева подаваемого воздуха может колебаться в диапазоне от 150 – до 400 градусов в зависимости от типа топки и топлива.
При расчетах скорость перемещения воздушной массы необходимо принимать в два раза меньше аналогичного показателя для отработавших газов.
Использование воздухоподогревателя позволяет нагреть воздух, подаваемый в топку, и снизить температуру отработанных газов. Это значительно повышает эффективность котла. Подбор устройства осуществляется исходя из типа топлива и вида котельного оборудования.
Конструкции регенеративных воздухоподогревателей
Возможности усовершенствования традиционной конструкции регенеративных воздухоподогревателей (РВП) и его набивки сравнительно ограниченны. Между тем потребность в таком усовершенствовании велика из-за громоздкости, большой металлоемкости существующих РВП и сильной их подверженности загрязнениям и коррозии.
В последнее время в России и за рубежом предложены и частично внедрены многочисленные способы радикального усовершенствования РВП.
Это усовершенствование происходит по следующим основным путям: разработка новых конструкций РВП (двухдисковых РВП типа Бабкок и Вилькокс, РВП типа Ротемюле, РВП барабанных и других типов); разработка новых набивок (шариковых, различных насадок, решеток и т. д.). При этом некоторые из этих набивок (например, решетки) могут быть применены в РВП существующих конструкций, другие же (например, шарики) требуют применения значительно меньших скоростей газов и воздуха и соответственно разработки новых, приспособленных к ним конструкций.
Ниже рассмотрены в первую очередь те новые идеи, которые были заложены в разработку новых типов и их набивок, а затем и пути осуществления этих идей.
Регенеративные воздухоподогреватели фирмы «Бабкок и Вилькокс».
Фирма «Бабкок и Вилькокс» (США) пыталась резко увеличить эффективность набивки РВП путем значительного уменьшения эквивалентного диаметра листовой набивки. При этом ставилась задача такого значительного снижения высоты набивки (благодаря повышению ее эффективности), чтобы эта плотная набивка была доступнее для очистки, чем обычная набивка большой высоты. Скорости воздуха и газов при этом остаются такими же, что и у обычных РВП.
В результате многолетних исследований была разработана конструкция РВП с набивкой из листов толщиной 0,46 мм с расстоянием между ними 1,15 мм. Высота набивки составляет всего 0,3—0,4 м вместо обычных 2—3 м. Испытания набивки на пылеугольном котлоагрегате показали, что она загрязняется не больше обычной набивки, а очищается легче. Специфика этой набивки — ламинарный характер потоков при всех режимах работы. Набивка применяется на РВП двух конструкций: двухдисковой и однодисковой.
Для сравнительно небольших размеров применяется двухдисковая конструкция. В двухдисковом РВП газы входят по цилиндрической поверхности ротора между двумя дисками и проходят аксиально через насадку :в выходной газоход, охватывающий торцы ротора. Воздух входит с наружных торцов дисков, проходит аксиально через поверхность нагрева и выходит в средней части РВП. Ротор с горизонтальным валом разделен радиальными перегородками на секторы. Благодаря двухдисковой конструкции диаметр ротора при тех же скоростях газов и воздуха может быть существенно уменьшен. Так как горячая часть потоков обеих рабочих сред находится в средней части ротора, то основная часть корпуса, подшипники и привод имеют низкую температуру. Симметричность встречных потоков воздуха и газов способствует равномерному расширению ротора и кожуха, отсутствию грибообразной деформации ротора и постоянству зазоров в уплотнениях. Пакеты на холодном конце шириной 50 мм выполнены из полос низколегированной медистой стали толщиной 0,61 мм, расположены по наружным торцам и доступны осмотру во время работы. Короткие и прямые каналы набивки легко доступны для обдувки воздухом или паром и для водной обмывки.
Более крупные воздухоподогреватели с такой же набивкой диаметром до 9,8 м изготавливаются однодисковой конструкции.
Регенеративные воздухоподогреватели фирмы «Ротемюле».
Фирма «Ротемюле» при разработке нового типа РВП исходила из того, что основным недостатком обычных РВП является огромная масса вращающегося ротора. Например, ротор РВП диаметром 9,8 м, изготавливаемый для моноблоков 300 МВт и более на наших заводах, имеет массу около 280 т, роторы зарубежных РВП имеют массу до 500 т. При такой массе неравномерно разогретой вращающейся набивки неизбежны большие прогибы вала и грибовидная деформация самого ротора, не говоря уже об огромных нагрузках на подшипники.
Теплообменная насадка 1 РВП типа Ротемюле неподвижна и образует единую сварную конструкцию с патрубками для подвода дымовых газов 2 и отвода воздуха 3. Вращаются лишь распределительные секторные короба воздуха 4 — верхний и нижний, насаженные на общий вал. При этом газы проходят по всему ротору, кроме участков, перекрытых воздушными секторными коробами.
Очевидным преимуществом РВП этого типа является сравнительно малая масса вращающихся частей (примерно в 5 раз меньше, чем у РВП обычной конструкции) при неподвижной поверхности нагрева. Последняя расположена по существу внутри газохода, образуя с ним общий прочный статор, не подверженный грибовидной деформации из-за неравномерного распределения температур.
При неподвижной насадке особенно успешно могут быть применены керамические нагревательные элементы, поскольку для этой конструкции не столь существенны их большая масса и непрочность. Более просто может быть выполнена обдувка и обмывка неподвижной насадки.
Вместе с тем в РВП этой конструкции появляются свои специфические трудности: привод и уплотнение патрубков на горячем и холодном торцах. Каждый из них должен быть уплотнен в двух плоскостях прилегания к неподвижной насадке и сочленения с соответствующим неподвижным воздушным патрубком. В конструкции, показанной на рисунке выше, эти трудности усугубляются несимметричной формой вращающихся секторных патрубков. В дальнейшем фирма перешла к симметричным патрубкам, состоящим из двух секторов каждый. В этом случае при каждом обороте поверхность нагрева дважды омывается как газами, так и воздухом. У таких двухсекторных патрубков периметр уплотнения в плоскости прилегания к насадке значительно увеличивается, зато частота вращения патрубков при том же коэффициенте нестационарности может быть снижена вдвое (до 1 об/мин и ниже), что увеличивает срок службы трущихся частей.
РВП типа Ротемюле получили сравнительно большое распространение на котлоагрегатах в ФРГ, Франции и Англии. Во Франции на котлоагрегатах блоков мощностью 250 МВт устанавливалось по два РВП этого типа диаметром 8 м, высотой набивки 1,5 м (в том числе 26% высоты занимают керамические блоки), поверхностью нагрева 14 260 м2 каждый. На котлоагрегате блока мощностью 600 МВт (ТЭС Кордеме) устанавливается два РВП диаметром 11,8 м, высотой набивки 1,55 м и с поверхностью нагрева 33 340 м2 каждый. На котлоагрегате блока мощностью 600 МВт ТЭС Гавр, рассчитанном на сжигание угля и мазута, установлено три РВП. В Англии РВП типа Ротемюле установлены на котлоагрегатах блоков мощностью 500 МВт ТЭС Эггборо и Эберсоу.
Изготавливаются РВП типа Ротемюле диаметром до 15 м.