Естественная циркуляция воды в котлоагрегате

Надежная работа котельного агрегата возможна только при непрерывном охлаждении водой или паром его поверхностей нагрева.

Если теплота, передаваемая продуктами сгорания, не будет отводиться, то температура металла может превысить допустимые пределы и агрегат выйти из строя.

В испарительных поверхностях нагрева движение воды и пароводяной смеси происходит либо принудительно, под действием питательного насоса, либо за счет естественной циркуляции.

Движение воды и пароводяной смеси в трубах котельного агрегата, вызванное разностью их плотностей, получило название естественной циркуляции, а пути движения воды и пароводяной смеси - циркуляционным контуром.

Рис. 32 Схема естественной циркуляции в паровом котле: 1 – верхний барабан, 2 – подъемные трубы, 3 – обмуровка, 4 – нижний коллектор, 5 – продувочная линия, 6 – опускная труба, 7 – питательная линия, 8 –зеркало испарения, 9 - паропровод

В общем случае циркуляционный контур включает: верхний барабан, из которого идет отбор пара; опускные трубы, по которым вода из барабана поступает в нижний коллектор; подъемные трубы, по которым под действием циркуляционного напора пароводяная смесь поднимается в барабан. Питательная вода поступает в барабан, но обязательно ниже зеркала испарения. Парообразование происходит в подъемных трубах, которые подвергаются более сильному воздействию горячих газов. Опускные трубы, наоборот, располагают в последних газоходах, где температура уходящих газов наиболее низкая, или выносят за пределы обмуровки.

Полное движущее давление циркуляции зависит от разности плотности жидкости в опускных трубах и плотности пароводяной смеси в подъемных трубах, а также от высоты циркуляционного контура, (Па).

где - плотности жидкости в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных, кг/м ;

Н – высота циркуляционного контура, м;

G – ускорение свободного падения , м/с .

Полное гидравлическое сопротивление контура, (Па).

где - потери на трение в опускных и подъемных трубах, Па.

- потери от местных сопротивлений в опускных и подъемных трубах, Па.

- потери давления на создание ускорения движения смеси в подъемных трубах, Па.