1.1.8.1 ПГОГ
низкотемпературного включения
Основной теплотехнической особенностью низкотемпературных ПГОГ является их включение в хвостовой части сравнительно низкотемпературных обжиговых и нагревательных печей. Для печей с высокой температурой отходящих газов (например, мартеновских печей) парогенератору предшествует предвключенный рекуператор или регенератор.
Низкий уровень температур отходящих
газов 
определяет
соответствующий порядок размещения поверхностей нагрева ПГОГ (рисунок 1.26).
ПЕ – пароперегреватель, ИП –
испарительные поверхности,
ВЭ – водяной экономайзер
Рисунок 1.26
–График изменения температур отходящих
газов и рабочего
тела в ПГОГ
Начальная температура газов 
и конечная
температура перегретого пара 
близки по своим
значениям (500-700ºC и 400-450ºC, соответственно), поэтому первым по
ходу газов устанавливается пароперегреватель (в энергетическом парогенераторе
сначала испарительные поверхности).
Конечное охлаждение газов в ПГОГ равно:
, (1.73)
где 
- минимальная разница
температур газов и рабочего тела,
- объем отходящих газов, поступающих в ПГОГ,
- энтальпия кипящей и питательной воды,
соответственно.
Экономически допустимой считается минимальная разность
температур 
равная 80-100ºC.
Третье слагаемое характеризует дополнительное охлаждение газов в водяном
экономайзере. Так как параметр 
в ПГОГ много меньше,
чем в энергетическом парогенераторе (0,15-0,25 против 0,9-1,0), то количество
усваиваемого тепла в экономайзере будет незначительно. В связи с этим в
некоторых конструкциях ПГОГ при небольшом объеме отходящих газов водяной
экономайзер исключается, что позволяет упростить схему ПГОГ при практически неизменной
экономичности. Температура уходящих газов из ПГОГ при включенном экономайзере
равна 175-225ºC, при отсутствии водяного экономайзера – 225-275ºC.
Коэффициент использования тепла отходящих газов в ПГОГ низкотемпературного включения определяется по формуле:
,
где 
- количество использованного и располагаемого тепла в ПГОГ.
К.П.Д. низкотемпературных ПГОГ меньше к.п.д. энергетических парогенераторов (0,86- 0,94). Разность же температур между газами и рабочим телом не велика, что определяет необходимость развития поверхностей нагрева.
Для интенсификации конвективного теплообмена со стороны газов и уменьшения поверхности нагрева необходимо:
Ø использовать шахматное расположение пучков труб (коэффициент п для шахматного пучка в формуле 1.69 равен 0,6-0,64);
Ø уменьшать диаметры нагревательных труб (32, 26, 20 мм).
Реализация этих решений имеет следующие недостатки:
а) увеличивается гидравлическое сопротивление газового тракта, что ведет к росту потребления электроэнергии дымососами (до 10-15 % мощности ПГОГ) по сравнению с энергетическими парогенераторами (на порядок выше);
б) при наличии в отходящих газах большого количества уноса имеет место занос поверхностей нагрева при продольном обтекании труб, ведущее к ухудшению теплообмена и к увеличению гидравлического сопротивления газового тракта;
в) большое гидравлическое сопротивление пароводяного тракта.
Большое гидравлическое сопротивление труб и малые тепловые нагрузки (из-за малого температурного перепада) определяют необходимость организации принудительного движения воды и пароводяной смеси в испарительных поверхностях. Поэтому ПГОГ низкотемпературного включения выполняются:
Ø прямоточно-сепараторными,
Ø с многократно принудительной циркуляцией.
В прямоточно-сепараторных парогенераторах (ПГОГ-ПС) устанавливается двухступенчатый паросепаратор (рисунок 1.27), обеспечивающий высокое качество вырабатываемого пара.
ПС – двухступенчатый паросепаратор, РПр –
расширитель продувки,
ОП – охладитель продувочной воды, ДК – дроссельный
клапан
1 – перегретый пар, 2 – питательная вода, 3 –
продувочная вода, 4 – вторичный пар
Рисунок 1.27 – Схема
прямоточно-сепараторного ПГОГ
ПГОГ-ПС применяется при постоянном и переменном режиме работы ВТТУ. К особенностям работы такого ПГОГ относится следующее.
1. Меньшие требования к качеству питательной воды, так как осуществляется непрерывная продувка, уменьшающая опасность образования накипи на трубах испарительной системы из-за увеличения солесодержания воды в процессе образования пара.
2. В испарительных поверхностях (ИП) испаряется 80 % питательной воды. Пароводяная смесь из ИП поступает в двухступенчатый паросепаратор, где происходит разделение пара и воды. Насыщенный пар поступает в пароперегреватель, а продувочная (котловая) вода поступает через дроссельный клапан в расширитель продувки. В дроссельном клапане происходит снижение давление продувочной воды и она оказывается перегретой по отношению к температуре кипения воды при более низком давлении (после ДК). В результате в РПр вода вскипает с образованием вторичного пара низкого давления. При этом солесодержание продувочной воды возрастает.
3. С целью снижения потерь тепла с остаточной (после РПр) продувочной водой на линии питательной воды установлен охладитель продувки ОП.
В ПГОГ с многократно принудительной циркуляцией котловой воды в испарительном контуре устанавливается специальный циркуляционный насос (рисунок 1.28).
ИПI и ИПII – параллельные
секции испарительной поверхности,
Б – барабан ПГОГ, НП и НЦ –
питательный и циркуляционный насосы
1 – перегретый пар, 2 –
питательная вода, 3 – продувочная вода
Рисунок 1.28 –
Схема ПГОГ с многократно
принудительной
циркуляцией
Для уменьшения гидравлического сопротивления труб малого диаметра испарительные поверхности делятся на 2-3 параллельные секции. В связи с этим мощность циркуляционных насосов уменьшается в 6-9 раз. Кратность циркуляции равна 3-5, то есть за одно движение воды в испарительных поверхностях испаряется от 30 до 20 %. Поэтому каждый килограмм воды должен 3-5 раз пройти по циркуляционному контуру, образованному барабаном, НЦ и испарительными поверхностями. Для исключения образования накипи на трубах испарительных поверхностей применяется продувка барабана парогенератора.
ПГОГ низкотемпературного включения экономически целесообразно использовать при пропуске газов более 50-60 тысяч м³/час. При меньшем количестве отходящих газов рациональнее использовать централизованный ПГОГ на группу однородных ВТТУ.