Bobina padrão do Superheater da caldeira do aço do carbono/liga de ASME para centrais elétricas Ultra-supercríticos de carvão

Introdução da bobina do Superheater

As vantagens principais de usar um superheater são consumo reduzido do combustível e de água mas há um preço a pagar em custos de manutenção aumentados. Na maioria dos casos os benefícios aumentaram os custos e os superheaters eram amplamente utilizados.

Um superheater é um dispositivo usado para converter o vapor saturado ou o vapor molhado em vapor superheated ou no vapor seco. O vapor Superheated é usado em turbinas de vapor para a geração de eletricidade, motores de vapor, e nos processos tais como a reforma de vapor. Há três tipos de superheaters: brilhante, convecção, e ateado fogo separadamente. Um superheater pode variar em tamanho de alguns dez dos pés a várias centenas pés (alguns medidores a uns cem medidores).

Tipos

1. Um superheater brilhante é colocado diretamente na zona brilhante da câmara de combustão perto da parede da água para absorver o calor pela radiação.
2. Um superheater da convecção é ficado situado na zona convective da fornalha geralmente antes do preaquecedor (no trajeto dos gás de conduto quentes). Estes são chamados igualmente superheaters preliminares.
3. Um superheater separadamente ateado fogo é um superheater que seja colocado fora da caldeira principal, que tem seu próprio sistema separado da combustão. Este projeto do superheater incorpora queimadores adicionais na área das tubulações do superheater. Este tipo de superheater é raramente se usado nunca, devido à qualidade pobre da eficiência e do vapor que não é melhor do que outros tipos do superheater.

Os Superheaters e os reheaters são projetados especialmente aumentar a temperatura do vapor saturado e ajudá-la a controlar a temperatura da tomada do vapor. São permutadores de calor monofásicos simples com o vapor que fluem para dentro e o gás de conduto que passa a parte externa, geralmente no fluxo transversal. Os Superheaters e os reheaters são divididos frequentemente em seções múltiplas para ajudar a controlar a temperatura do vapor e a aperfeiçoar a recuperação de calor, e suas superfícies de aquecimento podem ser arranjadas tampouco horizontalmente ou verticalmente. O projeto físico e o lugar das superfícies são dependentes da temperatura desejada da tomada, da absorção do calor, das características da cinza do combustível e do equipamento de limpeza. Os componentes principais são fabricados geralmente das ligas de aço, como o superheater e os reheaters são operados na alta temperatura.

Uma das diferenças principais entre o superheater e o reheater é a pressão do vapor. A pressão da tomada do superheater em uma caldeira de cilindro subcritical, por exemplo, está por exemplo em MPa 18,6, quando a pressão da tomada do reheater for MPa somente 4,0. Quando uma caldeira supercrítico for operada sob a carga normal, as superfícies de aquecimento do reheater e o superheater tem que aumento a fim cumprir a exigência do calor para superheating, que é mais de 50% do calor de vapor total. O calor absorvido pelo superheater é principalmente sob a forma da radiação quando a temperatura do vapor superheated é controlada pela relação do volume de água da fornalha para abastecer a entrada. Quando a parede água-de refrigeração funciona sob a pressão supercrítico, contudo, a temperatura do meio de trabalho nas tubulações não aumenta com absorção do calor e há um limite de estado termodinâmica não claro. Se a temperatura do gás de conduto da tomada é controlada pela absorção do calor pela parede água-de refrigeração, as exigências do projeto claramente não podem ser cumpridas.
Para resolver o problema de uma superfície de aquecimento demasiado pequena, o superheater é colocado geralmente acima ou perto da fornalha, criando um sistema do superheater com as transferências térmicas da radiação e da convecção na caldeira supercrítico. As características da transferência térmica do superheater brilhante permitem uma melhoria na taxa de utilização do calor brilhante.
Na baixa pressão, o vapor tem a capacidade refrigerando pobre: para endereçar este, o reheater é posicionado geralmente após o superheater onde a temperatura do gás de conduto é relativamente baixa e confia principalmente na transferência térmica da convecção. A temperatura está reduzida gradualmente da tomada da fornalha à cauda da caldeira, quando o volume de gás for reduzido sem o escapamento de ar. A fim melhorar transferência convective nas passagens convective, o superheater e o reheater são colocados perto do preaquecedor no trajeto do gás de conduto de temperaturas relativamente baixas.

Bobina do Superheater