SU1615461A1

SU1615461A1 - Method and fluidized-bed apparatus heat-exchange member for superheating moist steam

Info

Publication number: SU1615461A1
Application number: SU884458903A
Authority: SU
Inventors: Игорь Алексеевич Хохлов; Евгений Михайлович Лядник; Евгений Васильевич Иванов; Виталий Никонорович Кравченко; Юрий Иванович Мищенко; Евгений Владимирович Разин; Игорь Викентьевич Петроковский; Макарий Макарьевич Кочеров; Юрий Борисович Агапов
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Техэнергохимпром"; Череповецкое производственное объединение "Аммофос"
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1990-12-23

Abstract

Изобретение относитс к теплотехнике и позвол ет повысить эксплуатационную надежность пароперегревател , расположенного в кип щем слое (КС) зернистого материала. Передачу тепла от КС к влажному пару ведут через перегретый пар при одновременном теплообмене перегретого пара с кип щем слоем и с влажным паром в теплообменном элементе (ТЭ), состо щем из внутренней и наружной труб 1, 2, подключенных соответственно к коллекторам 3 и 4 влажного и перегретого пара. Стади осушки влажного пара полностью происходит в трубе 1 ТЭ, что исключает образование накипи на внутренних стенках трубы 2, подверженной высокотемпературному и абразивному воздействию со стороны КС. Площадь проходного сечени трубы 2 составл ет 0,55-1,15 величины площади проходного сечени трубы 1, а площадь проходного сечени трубы составл ет 0,0035-0,0043 величины ее поверхности. При этом снижаютс затраты на ремонт, повышаетс выработка электроэнергии. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to heat engineering and makes it possible to increase the operational reliability of a superheater located in a fluidized bed (CS) of a granular material. Heat is transferred from the CS to the wet steam through superheated steam while simultaneously exchanging the superheated steam with the fluidized bed and the wet steam in the heat exchange element (FC) consisting of the inner and outer tubes 1, 2 connected to the collectors 3 and 4 of the wet and superheated steam. The stage of drying of wet steam completely occurs in the pipe 1 TE, which eliminates the formation of scale on the inner walls of the pipe 2 exposed to high-temperature and abrasive effects from the CS. The area of the pipe section 2 of the pipe is 0.55-1.15 magnitude of the area of the pipe section 1, and the area of the pipe section is 0.0035-0.0043 of its surface area. This reduces repair costs and increases power generation. 2 sec. f-ly, 1 ill.

Description

I Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в пароперегревателях, размещенных в кипящем слое зернистого материала, в печах, в котлах.I The invention relates to heat engineering and can be used in superheaters placed in a fluidized bed of granular material, in furnaces, in boilers.

Цель изобретения — повышение эффективности теплообмена и эксплуатационной тадежности путем снижения накипеобразозания и эрозионного износа.The purpose of the invention is to increase the efficiency of heat transfer and operational reliability by reducing scale formation and erosion wear.

На чертеже изображен теплообменный элемент аппарата кипящего слоя для реализации способа перегрева пара.The drawing shows a heat exchange element of a fluidized bed apparatus for implementing the method of steam overheating.

Теплообменный элемент аппарата кипящего слоя содержит трубы 1 и 2, подключенные к коллекторам 3 и 4 соответственно и расположенные концентрично. Внутренняя труба 1 размещена с торцовым зазором 5 относительно внешней трубы 2. Отношение площадей проходного сечения внешней 2 и внутренней 1 труб составляет 0,55...1,15. Отношение площади проходного сечения внутренней трубы 1 к ее поверхности составляет 0,0035...0,0043.The heat exchange element of the fluidized bed apparatus contains pipes 1 and 2 connected to the collectors 3 and 4, respectively, and arranged concentrically. The inner pipe 1 is placed with an end gap 5 relative to the outer pipe 2. The ratio of the passage areas of the outer 2 and inner 1 pipes is 0.55 ... 1.15. The ratio of the flow area of the inner pipe 1 to its surface is 0.0035 ... 0.0043.

При реализации способа перегрева влажный пар от парогенератора (не показан) подают в коллектор 3, откуда он поступает в трубу 1, полностью осушается при передаче тепла от кипящего слоя зернистого материала через перегретый пар, находящийся в кольцевом канале, образованном дружбами 1 и 2, при. одновременном теплообi мене перегретого пара с кипящим слоем Ж и влажным паром. Из кольцевого канала Ж пар подают в коллектор 4 перегретого пара • и выводят из элемента. При осушке пара Ж в трубе 1 на ее внутренней поверхности Ж происходит образование накипи за счет отЖ ложения солей, содержащихся в паре. Ж Процесс образования накипи полностью прекращается при завершении стадии осушки пара, которая происходит в трубе 1. Этим исключается образование накипи на внутренней стенке трубы 2, подверженной высокотемпературному и абразивному износу с внешней стороны при погружении элемента в кипящий слой.When implementing the method of overheating, wet steam from a steam generator (not shown) is supplied to the collector 3, from where it enters the pipe 1, is completely drained when heat is transferred from the fluidized bed of granular material through the superheated steam located in the annular channel formed by friendships 1 and 2, when . simultaneous heat transfer of superheated steam with a fluidized bed W and wet steam. From the annular channel G, steam is supplied to the collector 4 of superheated steam • and removed from the element. During the drying of steam W in pipe 1, scale formation occurs on its inner surface W due to the deposition of salts contained in the steam. G. The process of scale formation stops completely when the stage of steam drying, which occurs in the pipe 1, is completed. This eliminates the formation of scale on the inner wall of the pipe 2, which is subject to high temperature and abrasive wear from the outside when the element is immersed in a fluidized bed.

При отношении площадей проходного сечения труб 1 и 2 меньше 0,55 возрастает сопротивление теплообменного элемента, при отношении площадей проходного сечения труб 1 и 2 больше 1,15 возрастает скорость эрозионного износа особенно в зоне торцового зазора 5, что является результатом повышения температуры стенки трубы 2 до температуры начала окалинообразования вследствие появления застойных зон и малой скорости пара соответственно.When the ratio of the passage area of the pipes 1 and 2 is less than 0.55, the resistance of the heat exchange element increases, when the ratio of the area of the passage section of the pipes 1 and 2 is greater than 1.15, the erosion wear rate increases especially in the area of the end gap 5, which is the result of an increase in the temperature of the pipe wall 2 to the temperature of the onset of scale formation due to the appearance of stagnant zones and low vapor velocity, respectively.

При отношении площади проходного сечения трубы 1 к ее поверхности меньше 0,0035 снижается тепловая эффективность элемента, поскольку процесс перегрева пара смещается в низкотемпературную зону,When the ratio of the passage area of the pipe 1 to its surface is less than 0.0035, the thermal efficiency of the element decreases, since the process of steam overheating is shifted to the low-temperature zone,

т.е. в трубу 1. При отношении площади ¹⁰ проходного сечения трубы 1 к ее поверхности больше 0,0043 увеличивается скорость эрозионного износа трубы 2 в зоне торцового зазора 5 вследствие неполной осушки пара в трубе 1, появление накипи на внутрен15 ней стенке трубы 2, что вызывает снижение теплового потока от телоносителя (зернистого материала) к пару и повышение температуры стенки трубы 2 выше температуры начала окалинообразования.those. into the pipe 1. When the ratio of the area ^{10 of the} passage section of the pipe 1 to its surface is more than 0.0043, the erosive wear rate of the pipe 2 in the zone of the end gap 5 increases due to incomplete drying of the steam in the pipe 1, the appearance of scale on the inner wall of the pipe 2, which causes a decrease heat flow from the carrier (granular material) to the steam and the increase in the temperature of the pipe wall 2 above the temperature of the onset of scale formation.

При реализации предлагаемого способа перегрева пара в телообменном элементе также снижаются затраты на ремонт и увеличивается выработка электроэнергии.When implementing the proposed method for steam overheating in the body exchange element, repair costs are also reduced and electricity generation is increased.

Claims

Claim

1. The method of overheating of wet steam, including drying the latter and overheating of dry steam by heat exchange with a coolant, characterized in that, in order to increase efficiency by reducing 30 scale formation, drying of wet steam is carried out with dry steam with simultaneous overheating of the latter, and boiling is used as a coolant a layer of granular material.

35 2. A heat exchange element of a fluidized bed apparatus for overheating of wet steam, containing two concentrically arranged pipes connected to the collectors, the inside of which is placed with an end gap qQ relative to the outside, characterized in that, in order to increase operational reliability by reducing erosion wear, the area ratio passage sections of the outer and inner pipes and the area of the passage section 45 of the inner pipe to its surface, respectively, are 0.55 ... 1.15 and 0.0035 ... ... 0.0043.