Федеральное Государственное Автономное Образовательное  Учреждение

Высшего Профессионального Образования

Уральский Федеральный Университет

имени Первого  Президента России Б.Н.Ельцина 

Теплоэнергетический Факультет

Кафедра ТиД 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат 

«Конструктивное оформление подогревателей

  сетевой воды»

Преподаватель:                                                                                 Аронсон К.Э.

Студент:                                                                                            Иванов Е.А.

Группа:                                                                                              Т-47041 

Екатеринбург 

2010 
Содержание 
 
 

Содержание…..……………………………………………………………....…....2

Общие сведения…………..……….………………………………….…….…..…3

Устройство и принцип работы

вертикальных сетевых подогревателей…………………………………....…….4

Вертикальный  сетевой подогреватель ПСВ-500-14-23……………………..….8

Устройство и  принцип работы

горизонтальных  сетевых подогревателей………………………………….…..12

Горизонтальный  сетевой подогреватель ПСГ-2300-3-8…………………..…..15

Список литературы………………………………………………………...…….18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Общие сведения

    Подогреватели сетевой воды устанавливаются в  схеме теплоснабжения и предназначены  для подогрева сетевой воды на тепловых электростанциях отопительных котельных - паром котлов низкого давления.

    Греющий пар омывает трубки поверхности  теплообмена снаружи,  сетевая  вода циркулирует внутри трубок. В  зависимости от температурного графика  теплосети подогрев воды в основных сетевых подогревателях осуществляется от40…70ºС до 70…120ºС.

    По конструкции различают сетевые подогреватели вертикально и горизонтального типов. В соответствие с отраслевым стандартом ОСТ 108.271.101-76 первые обозначаются ПСВ, а вторые ПСГ. Следующая за буквенным группа цифр обозначает расчетную площадь поверхности теплообмена аппарата (м²), вторая группа цифр – расчетное избыточное давление в паровом пространстве (кгс/см²), четвертая группа – модификацию конструкции аппарата. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Устройство и принцип работы вертикальных сетевых подогревателей

    Вертикальные  подогреватели выпускаются главным  образом Саратовским заводом  энергетического машиностроения (CЗЭМ) и используются в составе подогревательных установок небольшой и средней теплопроизводительности (например, в в теплофикационных установках турбин Т-25-90, ПТ-25-90), а также для покрытия пиковых нагрузок в составе систем теплофикации конденсационных электростанций (КЭС).

    ПСВ представляет собой кожухотрубный теплообменник, основными узлами которого являются корпус, трубная система, верхняя и нижняя (плавающая) водяные камеры.

    Сборка  узлов осуществляется с помощью  фланцевого соединения, обеспечивающего  возможность их профилактического  осмотра и ремонта.

    Корпус  подогревателя состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического  днища и фланца для соединения с трубной системой. В верхней части обечайки корпуса установлен патрубок подвода пара, а ниже располагаются патрубок подвода конденсата, патрубок отсоса воздуха, муфты для подсоединения указателя уровня, а также патрубок для подсоединения датчика регулятора уровня.

    Трубная система состоит из верхней и  нижней трубных досок, каркасных  труб, прямых теплообменных труб, концы  которых развальцованы в трубных  досках.

    Каркас  трубной системы образуют каркасные  трубы, поперечные сегментные перегородки, направляющие поток пара и служащие промежуточными опорами для теплообменных труб, пароотбойный щит.

    На  верхней трубной доске предусмотрена  установка воздушного клапана для  отвода воздуха из корпуса при  гидроиспытании и клапана для  слива воды из верхней водяной камеры.

    Верхняя водяная камера состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища и  фланца для соединения с трубной системой патрубков подвода и отвода сетевой воды. Внутренний объем камеры разделен перегородками на отсеки, благодаря которым сетевая вода совершает необходимое количество ходов. В верхней части днища установлена муфта воздушного клапана для отвода воздуха из трубной системы при гидроиспытании.

    Нижняя  водяная камера состоит из эллиптического днища и фланца для соединения с трубной системой. Внутренний объем камеры при четырех ходах сетевой воды разделен перегородкой. В днище установлена муфта для слива воды.

    В подогревателе сетевая вода движется по теплообменным трубкам, а греющий  пар поступает через паропроводящий патрубок в межтрубное пространство.

    Конденсат пара стекает в нижнюю часть корпуса  и отводится из подогревателя  через регулирующий клапан, управляемый  электронным автоматическим устройством.

    Аппаратура  автоматического регулирования  уровня конденсата поддерживает нормальный уровень конденсата в корпусе, выпускает избыток конденсата в дренажную сеть и препятствует  выходу пара из корпуса.

    Накапливающиеся в подогревателе неконденсирующиеся газы отводятся через патрубок.

    Для контроля температуры сетевой воды на входе и выходе, а также греющего на входе на патрубках подогревателя предусмотрена установка технических стеклянных термометров прямого и углового исполнения и соответствующего диапазона измерения температуры. Термометры защищены металлическими оправами.

    Для контроля давления греющего пара на пароподводящем патрубке  подогревателя предусмотрена  установка манометра избыточного  давления с классом точности и  шкалой, соответствующими требованиями Правил Ростехнадзора.

    Манометр  снабжен сифонной трубкой для предохранения его от непосредственного воздействия пара и трехходовым краном для подсоединения контрольного манометра.

    Для контроля уровня конденсата на корпусе  подогревателя предусмотрена установка  указателя уровня, снабженного запорным устройством клапанного типа, которое обеспечивает отключение от сосуда, продувку указателя и защиту персонала при его разрыве. 

    Рис.1 Схема включения подогревателей ПСВ 
 
 

    Рис.2 Схема регулирования уровня конденсата 

    Рис.3 Схема регулирования уровня конденсата 

Вертикальный сетевой подогреватель ПСВ-500-14-23 

Рис.4 Подогреватель  сетевой воды ПСВ-500-14-23

1 – верхняя  водяная камера, 2 – корпус, 3 –  трубная система, 4 – опорные лапы, 5 – каркасные трубы, 6 – плавающая  водяная камера, 7- анкерные связи  трубной доски, 8- пароотбойный щит, 9 – промежуточная трубная перегородка 
 
 

    Аппарат по своей конструкции является типовым. Подогреватель состоит из цилиндрического  корпуса 2 с патрубком для ввода  греющего пара В и расположенной над корпусом верхней водяной камеры 1 со сдвоенным патрубком для подвода и отвода сетевой воды. Внутри корпуса размещается поверхность нагрева в виде пучка прямых трубок 3 диаметром 19х1 мм. Трубки верхними концами развальцованы в трубной доске, прижатой шпильками к фланцу корпуса. К трубной доске на шпильках крепится фланец верхней водяной камеры. Нижние концы трубок развальцованы в другой трубной доске, к которой на фланце присоединяется крышка нижней водяной камеры 6.

    Температура сетевой воды на входе в подогреватель  и подогрев изменяются в зависимости от температурного режима теплосети и режима работы теплофикационной установки. Соответственно в процессе эксплуатации изменяется и температура трубок поверхности нагрева подогревателя. Корпус подогревателя при работе приобретает температуру, близкую к температуре насыщения греющего пара отбора, которая всегда выше температуры сетевой воды. В результате возникает переменная разность температур между корпусом и трубками подогревателя, которая максимально может достигать 20…30ºС. Нижнюю водяную камеру принято называть плавающей водяной камерой;  ее вертикальные перемещения компенсируют разность температурных удлинений трубок и корпуса подогревателя и тем самым исключают появление в трубках компенсационных усилий и напряжений. Для компенсации нагрузки на трубные доски, вызванной разностью давлений сетевой воды и греющего пара, используются шесть анкерных связей, соединяющих трубные доски с крышками водяных камер. Корпус подогревателя в месте приварки парового патрубка усиливается накладкой.

    В нижней части корпуса подогревателя  имеется фланец Д для присоединения трубопровода отвода дренажа (конденсат греющего пара). Выше него на корпусе подогревателя, на уровне плавающей водяной камеры, имеется патрубок Г, служащий для подвода конденсата греющего пара от верхнего сетевого подогревателя при каскадном сливе. В нижней  части плавающей водяной камеры имеется штуцер для опорожнения трубной системы от сетевой воды перед ремонтом. На корпусе подогревателя выше плавающей водяной камеры расположен штуцер для отсоса воздуха из подогревателя.

    Для предохранения трубного пучка от воздействия динамического напора потока пара и эрозии их каплями  воды, поступающими  с влажным  паром из отбора турбины, а также  для увеличения периметра натекания  пара в трубный пучок служит пароотбойный щиток, устанавливаемый в месте ввода греющего пара. На патрубках отвода греющего пара, а также подвода и отвода сетевой воды устанавливаются гильзы для манометров, а на паровом патрубке имеется штуцер для присоединения манометра. В нижней части корпуса подогревателя устанавливается водоуказательное стекло для измерения уровня конденсата. Рядом с ним имеется штуцер для присоединения импульсного устройства для автоматического регулирования уровня конденсата в подогревателе.

    Поперечное  обтекание паром трубного пучка обеспечивается установкой горизонтальных направляющих сегментных перегородок 9, каждая из которых перекрывает немного более половины площади горизонтального сечения корпуса подогревателя.  Общее количество горизонтальных перегородок по высоте корпуса подогревателя определяется на основе теплового и вибрационного расчетов и может достигать шести. Горизонтальные перегородки и вертикальный пароотбойный щиток крепятся электросваркой на шести каркасных трубах, соединяющих верхнюю и нижнюю трубные доски.

    Верхняя водяная камера снабжается перегородкой, обеспечивающей двухходовое движение воды в подогревателе. Нижняя водяная камера выполняет функцию поворотной. Увеличение числа ходов воды до четырех приводит к увеличению длины пути воды в аппарате и коэффициента теплоотдачи, что позволяет получить экономию на капиталовложениях (меньше поверхность нагрева и затраты металла на подогреватель). Одновременно увеличивается гидравлическое сопротивление подогревателя по сетевой воде, что приводит к перерасходу электроэнергии на привод сетевых насосов и, следовательно, к росту эксплуатационных расходов. Оптимальное решение находится с помощью технико-экономических расчетов.

    Аппарат устанавливается на опорах – лапах 4, приваренных к корпусу и опирающихся  на перекрытия или специальные стальные конструкции.

    Фланцы  корпуса и водяных камер, а  также трубные доски выполняются  из стали 20К. Остальные элементы – из Ст.3сп. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Устройство  и принцип работы горизонтальных сетевых  подогревателей

    Горизонтальные  сетевые подогреватели входят в  состав отопительных установок крупных  теплофикационных турбин изготовления Уральского Турбинного завода (УТЗ) и Ленинградского Металлического завода (ЛМЗ) и производятся этими же заводами.

    Подогреватель представляет собой пароводяной, поверхностный, горизонтальный теплообменный аппарат и рассчитан по водяной стороне на работу с избыточным давлением, а по паровой - в диапазоне давлений от вакуума до избыточного.

    Подогреватель состоит из корпуса, выполненного заодно с водяными камерами, и центрального трубного пучка из прямых труб, развальцованных с обеих сторон в трубных досках и опирающихся на промежуточные трубные перегородки, установленные таким образом, чтобы устранить опасные формы колебаний при вибрации. Материал труб поверхности теплообмена определен,  исходя из условий  работы на сетевой воде, качество которой соответствует нормам, установленным "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей".

    Конструкцией  подогревателя предусматривается:

• раздача пара вдоль трубного пучка и защита пучка от прямого воздействия паровых потоков, для чего в пароприемных патрубках установлены поворотные  насадки;
• компенсация тепловых расширений, для чего со стороны поворотной водяной камеры имеется линзовый температурный компенсатор и выполняется подвижное крепление опоры к опорным конструкциям фундамента;
• ограничение выпара из сборника конденсата и присоединенных к нему трубопроводов при сбросах нагрузки, для чего на сливах из корпуса устанавливаются коноидальные насадки, именуемые в технической документации воронками;
• контроль за уровнем конденсата в паровом пространстве, для чего к корпусу присоединяются указатели уровня для визуального наблюдения и датчики дистанционного указателя и сигнализатора уровня для вывода на щит управления положения уровня и сигналов, соответствующих предельным положениям уровня;

• возможность осмотра, чистки, глушения и замены поврежденных труб, для чего крышки водяных камер выполнены съемными и снабжены лазовыми люками;
• возможность раздельного отвода конденсата из основных и солевых отсеков в тех модификациях, где они имеются, для чего солевые отсеки, образованные трубными досками и ближайшими к ним трубными перегородками, снабжены автономными сливами, позволяющими при нарушении плотности вальцованных соединений или повреждении труб в пределах этих отсеков, отделить посредством внешних переключений загрязненный конденсат от чистого и направить его на обессоливание;
• возможность контроля герметичности щитов, отделяющих в паровом пространстве зону воздухоохладителя, для чего внутренние полости этих щитов объединены системой продольных и поперечных каналов, выведенных через сигнальные штуцеры на наружную поверхность трубной доски со стороны входной водяной камеры.
• возможность замены труб поверхности теплообмена без удаления и последующего восстановления паровых щитов, для чего щиты, разделяющие трубный пучок на сектора по числу ходов сетевой воды, снабжены лазовыми люками.

    Греющий пар поступает в подогреватель  из отопительного отбора турбины  и, конденсируясь на трубном пучке, нагревает сетевую воду. Паровоздушная  смесь (смесь неконденсирующихся газов  с водяным паром) удаляется из подогревателя через воздухоохладитель, выделенный в трубном пучке для ее дополнительной конденсации и охлаждения. Нагреваемая сетевая вода поступает во входную водяную камеру и, пройдя  через трубный пучок, отводится из нее. Образовавшийся конденсат сливается из нижней части корпуса в сборник конденсата, а оттуда - на всас конденсатных насосов.

    Подогреватель для ведения эксплуатационного  контроля за его работой комплектуется  средствами измерения, сигнализации и  защиты, которые за исключением местных указателей уровня выбираются и заказываются проектной организацией.

    Обязательному контролю подлежат следующие рабочие  параметры:

• температура и давление пара на входе;
• температура паровоздушной смеси на выходе;

• расход  и температура конденсата, его  кислородосодержание до конденсатных насосов;
• солесодержание конденсата, а в модификациях, где имеются солевые отсеки, солесодержание в основных и в каждом солевом отсеках;
• расход сетевой воды, ее температура и давление на входе и выходе;
• уровень конденсата в корпусе и сборнике конденсата;
• уровень воды в трубопроводах подвода и отвода сетевой воды над закрытой запорной арматурой.

    Указанные параметры подлежат оперативному контролю на показывающих приборах, контролю с регистрацией на самописцах и контролю на управляемых вычислительных системах в соответствии с тем, как это предусмотрено проектом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Горизонтальный  сетевой подогреватель  ПСГ-2300-3-8

    ПСГ-2300-3-8 четырехходовой сетевой подогреватель  с цельносварным корпусом на давление пара 0,06-0,25 МПа с номинальным расходом воды 970 кг/с под давлением 0,9 МПа и с максимальной ее температурой на входе 120ºС. Поверхность нагрева площадью 2300 м² выполнена в виде прямых латунных труб диаметром 24х1 мм длиной около 6 м, концы которых развальцованы в трубных досках. По длине подогревателя в  паровом пространстве установлены промежуточные перегородки, являющиеся дополнительными опорами для треб и исключающие их опасную вибрацию. Для компенсации температурных расширений труб на корпусе подогревателя со стороны поворотной камеры установлен двойной линзовый компенсатор. Для защиты труб поверхностей нагрева от эрозии  со стороны входа пара в первом ряду пучка по его периферии установлены стальные отбойные трубки, в которые сетевая вода не поступает.

    Узел  ввода пара в подогреватель из теплофикационного отбора хорошо отработан аэродинамически: два подводящих паропровода рассредоточены по длине подогревателя и присоединяются к корпусу через специальные диффузоры, внутри которых установлены концентрические рассекатели, что обеспечивает равномерное распределение пара по длине поверхности теплообмена. Трубный пучок в корпусе подогревателя расположен эксцентрично, что позволяет создать внутри подогревателя в зоне, прилегающей к месту ввода пара, симметричный клиновый раздающий коллектор, охватывающий пучок. Это дополнительно улучшает распределение парового потока по наружному контуру трубного пучка и облегчает доступ пара в глубину пучка через имеющиеся специальные проходы.

    Паровоздушная смесь отсасывается из подогревателя  эжектором и отводится через воздухоохладитель. Конденсат греющего пара с поверхности труб сливается  в нижнюю часть корпуса и оттуда попадает в конденсатосборник. Конденсат отводится в основном из средней части корпуса подогревателя, кроме того, имеется отвод конденсата из соленого отсека вблизи трубной доски.

    Конструкция подогревателя обеспечивает герметичность, удобство ремонта (возможность доступа  к отдельным узлам и замены деталей с минимальными трудозатратами), компенсацию температурных удлинений  трубок поверхностей теплообмена, отвод неконденсирующихся газов из парового пространства и воздуха из водяной полости, возможность очистки с водяной стороны и дренирования водяного и парового пространства. Давление воды в водяном пространстве должно быть всегда больше давления греющего пара. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

    1.Теплообменники энергетических установок / Бродов Ю.М., Аронсон К.Э., Блинков С.Н. / Екатеринбург: ИД «Сократ», 1999г. 1000с.

    2.Теплоэнергетические установки электростанций / Д.П. Елизаров / Москва: Энергоиздат, 1982г. 264с.

    3.Подогреватели сетевой воды ПСГ. Руководство по эксплуатации. / ЗАО «Уральский Турбинный завод» 25с.

    4.Подогреватели сетевые типа ПСГ. Технические условия.                                       ТУ 3113-58001-15052907-2011 / ЗАО «Уральский Турбинный завод»

    5.Информационно-справочный каталог «Теплообменное оборудование»/ Саратовский завод энергетического машиностроения.