Tiêu chuẩn ASME Cuộn dây bộ siêu nhiệt bằng thép hợp kim cho các nhà máy điện than

Tiêu chuẩn ASME Cuộn dây quá nhiệt cho lò hơi bằng thép hợp kim / carbon cho các nhà máy điện than siêu siêu tới hạn

Giới thiệu cuộn dây bộ quá nhiệt

Ưu điểm chính của việc sử dụng bộ quá nhiệt là giảm tiêu thụ nhiên liệu và nước nhưng có một cái giá phải trả là chi phí bảo trì tăng lên.Trong hầu hết các trường hợp, lợi ích vượt trội hơn chi phí và bộ quá nhiệt được sử dụng rộng rãi.

Bộ quá nhiệt là thiết bị dùng để chuyển hơi nước bão hòa hoặc hơi ướt thành hơi quá nhiệt hoặc hơi khô.Hơi quá nhiệt được sử dụng trong tuabin hơi để phát điện, động cơ hơi nước và trong các quy trình như cải tạo hơi nước.Có ba loại bộ quá nhiệt: bức xạ, đối lưu và đốt riêng biệt.Một bộ quá nhiệt có thể thay đổi kích thước từ vài chục feet đến vài trăm feet (vài mét đến vài trăm mét).

Các loại

1. Một bộ quá nhiệt bức xạ được đặt trực tiếp trong vùng bức xạ của buồng đốt gần thành nước để hấp thụ nhiệt bằng bức xạ.
2. Một bộ quá nhiệt đối lưu được đặt trong vùng đối lưu của lò thường ở phía trước bộ tiết kiệm (trong đường dẫn của khí lò nóng).Chúng còn được gọi là bộ quá nhiệt sơ cấp.
3. Bộ quá nhiệt đốt riêng là bộ quá nhiệt được đặt bên ngoài lò hơi chính, có hệ thống đốt riêng.Thiết kế bộ quá nhiệt này kết hợp các đầu đốt bổ sung trong khu vực của đường ống bộ quá nhiệt.Loại bộ quá nhiệt này hiếm khi được sử dụng vì hiệu quả kém và chất lượng hơi không tốt hơn các loại bộ quá nhiệt khác.

Bộ quá nhiệt và bộ hâm nóng được thiết kế đặc biệt để tăng nhiệt độ của hơi bão hòa và giúp kiểm soát nhiệt độ hơi ra.Chúng là các thiết bị trao đổi nhiệt một pha đơn giản với hơi nước chảy bên trong và khí thải đi ra bên ngoài, nói chung là theo dòng chéo.Bộ hâm nóng và bộ hâm nóng thường được chia thành nhiều phần để giúp kiểm soát nhiệt độ hơi nước và tối ưu hóa việc thu hồi nhiệt, và bề mặt gia nhiệt của chúng có thể được bố trí theo chiều ngang hoặc chiều dọc.Thiết kế vật lý và vị trí của các bề mặt phụ thuộc vào nhiệt độ đầu ra mong muốn, khả năng hấp thụ nhiệt, đặc tính tro nhiên liệu và thiết bị làm sạch.Các thành phần chính thường được sản xuất từ ​​hợp kim thép, vì cả bộ quá nhiệt và bộ hâm nóng đều hoạt động ở nhiệt độ cao.

Một trong những điểm khác biệt chính giữa bộ quá nhiệt và bộ hâm nóng là áp suất hơi nước.Ví dụ, áp suất đầu ra của bộ quá nhiệt trong nồi hơi trống dưới tới hạn là 18,6 MPa, trong khi áp suất đầu ra của bộ hâm nóng chỉ là 4,0 MPa.Khi lò hơi siêu tới hạn làm việc dưới tải bình thường, bề mặt phát nhiệt của bộ hâm nóng và bộ quá nhiệt phải tăng lên để đáp ứng yêu cầu nhiệt cho quá trình quá nhiệt, cao hơn 50% tổng nhiệt hơi.Nhiệt hấp thụ bởi bộ quá nhiệt chủ yếu ở dạng bức xạ khi nhiệt độ của hơi quá nhiệt được kiểm soát bởi tỷ lệ giữa dòng nước lò và nhiên liệu đầu vào.Tuy nhiên, khi vách làm mát bằng nước làm việc dưới áp suất siêu tới hạn, nhiệt độ của môi chất làm việc trong các đường ống không tăng theo sự hấp thụ nhiệt và không có ranh giới trạng thái nhiệt động rõ ràng.Nếu nhiệt độ của khí thải đầu ra được kiểm soát bởi sự hấp thụ nhiệt của vách làm mát bằng nước thì rõ ràng không thể đáp ứng được các yêu cầu thiết kế.
Để giải quyết vấn đề bề mặt gia nhiệt quá nhỏ, bộ quá nhiệt thường được đặt ở trên hoặc sát lò, tạo ra hệ thống bộ quá nhiệt truyền nhiệt bằng bức xạ và đối lưu trong lò hơi siêu tới hạn.Các đặc tính truyền nhiệt của bộ quá nhiệt bức xạ cho phép cải thiện tốc độ sử dụng nhiệt bức xạ.
Ở áp suất thấp, hơi nước có khả năng làm lạnh kém: để giải quyết vấn đề này, bộ hâm nóng thường được đặt sau bộ quá nhiệt, nơi nhiệt độ của khói lò tương đối thấp và chủ yếu dựa vào sự truyền nhiệt đối lưu.Nhiệt độ được giảm dần từ đầu ra của lò đến đuôi của lò hơi, đồng thời thể tích khí giảm mà không có khí rò rỉ.Để cải thiện sự chuyển đối lưu trong các đường đối lưu, bộ quá nhiệt và bộ hâm nóng được đặt gần bộ tiết kiệm trong đường dẫn khí thải có nhiệt độ tương đối thấp.

Cuộn dây quá nhiệt