2. Расчет солевого баланса котла с одноступенчатой схемой испарения с промывкой пара.

Рис.2. Одноступенчатая схема испарения с промывкой пара.

Описание установки:

Пар из контуров циркуляции проходит через котловую воду, концентрация примеси в нем при том будет равна величине . Проходя через воду в паропромывочном устройстве, пар отдает промывочной воде часть примесей, очищается, концентрация примеси в нем снижается до C_п.

Задачей расчета является определение эффективности промывки пара.

Примем значения необходимых параметров расчета:

- влажность пара;

- доля продувки.

Баланс примесей в воде промывочного устройства:

Концентрация примесей в насыщенном паре:

-до промывки:

-после промывки:

Принимаем, что .

После математических преобразований получаем следующее уравнение:

Концентрацию примеси в котловой воде можно определить из формулы:

Таким образом, концентрация примеси в промывочной воде составляет:

Используя рассчитанное значение , определим концентрацию примеси в котловой воде , в остром паре и паре продувки , а так же соотношения между ними:

Анализ результатов расчета:

Расчетное значение концентрации кремниевой кислоты SiO₃ в получаемом паре составляет , что на порядок меньше допустимого значения для отопительных ТЭЦ (). Следовательно, данная схема испарения обеспечивает необходимую чистоту пара.

При расчете данной схемы принималась заниженная доля продувки. Таким образом, одноступенчатая схема испарения с промывкой пара позволяет не только получать пар с низким содержание примесей, но и способствует уменьшению потерь питательной воды с продувкой.

3. Расчет солевого баланса котла с двухступенчатой схемой испарения.

Рис.3. Двухступенчатая схема испарения.

1 – чистый отсек, 2 – солевой отсек.

Задача расчета состоит в том, чтобы определить паропроизводительность первой и второй ступеней испарения, соответствующих оптимальной концентрации примесей насыщенного пара, выдаваемого котлом; сделать заключение о влиянии ступенчатого испарения на надежность и экономичность работы котла и турбины.

Материальный баланс по рабочей среде:

Относительная паропроизводительность 1 и 2 отсека соответственно:

При этом:

Баланс примесей в 1-ом отсеке:

При этом концентрация примесей в паре 1-го отсека выражается зависимостью:

Следовательно, после математических преобразований получаем формулу для расчета концентрации примесей в котловой воде 1-го отсека:

Запишем баланс примесей для 2-го («солевого») отсека:

Так как концентрация примесей в паре 2-о отсека вычисляется по формуле

то концентрация примесей в воде солевого отсека можно определить из соотношения:

Количество примесей в паре после смешения потоков из 1-го и 2-го отсеков равно:

Так как качество пара неоднозначно зависит от паропроизводительности второго отсека, то проводятся вариантные расчеты при значениях n₂ = 0; 3; 5; 10; 20%.

Рассчитаем количество примесей в паре после смешения потоков, приняв n₂ = 10%. Для этого последовательно определим количество примесей в котловой воде и паре 1-ого и 2-ого отсеках барабана по указанным ранее формулам.

С помощью рассчитанных величин определим количество примесей в паре после смешения потоков 1-го и 2-го отсеков:

Кроме того, определим соотношения , , :

Следовательно, концентрация примесей в 1-ом отсеке в 9.98 раз меньше, чем во 2-ом.

Аналогичные расчеты проведем для остальных значений n₂, полученные результаты занесем в таблицу.

n2, %	n1, %	, мкг/кг	, мкг/кг	, мкг/кг	, мкг/кг				, мкг/кг
0	100	3900	39.78	3900	39.78	50	50	1	39.78
3	97	1578.9	16.11	6128.3	62.51	20.24	78.56	3.88	17.49
5	95	1130.4	11.53	6453.5	65.83	14.49	82.73	5.71	14.25
10	90	661.02	6.74	6598.2	67.30	8.47	84.59	9.98	12.79
20	80	361.11	3.68	6298.5	64.24	4.63	80.75	17.44	15.79

По результатам расчета построим график зависимости и определим оптимальное значение , при котором концентрация примеси в паре будет минимальной.

Рис.4. График зависимости

Таким образом, оптимальное значение доли пара во втором отсеке составляет , при этом содержание примесей в паре равно

Анализ результатов расчета:

Норма по содержанию примесей в паре составляет , а рассчитанное оптимальное значение равно . Следовательно, при оптимальном значении доли пара во втором отсеке барабана двухступенчатая схема испарения удовлетворяет заданным условиям работы.