Лабораторная работа № 1 изучение закономерностей перехода загрязняющих примесей в пар барабанного котла Основы теории

Примеси, содержащиеся в кипящей воде барабанных котлов, переходят в насыщенный пар двумя путями. Один из них - процесс уноса с насыщенным паром капель котловой воды с растворенными в ней примесями, который характеризуется влажностью пара ω. Для уменьшения таких загрязнений требуется глубокая осушка пара, которая осуществляется внутрибарабанными паросепарационными устройствами. Второй путь -непосредственное физико-химичес­кое растворение примесей в насыщенном паре, количественно характеризующийся коэффициентом распределения К_р, величина которого зависит от соотношения плотностей воды и пара и от природы растворенного вещества. При низких и средних давлениях загрязнение пара происходит главным образом за счет капельного уноса

%, (1)

где: S_П и S_ПРОД –содержание примеси в паре и в продувочной (котловой) воде, мкг/кг. Однако при давлениях в котле свыше 7,0 МПа имеет место избирательный унос примесей насыщенным паром за счет растворимости. Таким образом, общий коэффициент выноса любой примеси, характеризующий в целом степень загрязнения насыщенного пара в котле

%, (2)

Для диапазона нагрузок зеркала испарения в котором работают барабанные паровые котлы влажность пара можно определить по формуле Л.С. Стермана /1/

%, (3)

где W -приведенная скорость пара, м/с; Н -высота парового объема, м; В -ко­эффициент, учитывающий физические параметры пара и воды, определяемый в зависимости от давления по графику на рис.6.1 /1/. Значение коэффициента распределения примеси определяется по зависимости, предложенной

М.А. Стыриковичем:

%, (4)

где  и  – плотность пара и воды на линии насыщения, кг/м³, n- - координационное число примеси.

Содержание примеси в паре S_П можно определить из уравнения солевого баланса барабанного котла. Если принять производительность котла за 100 %, то для любой примеси справедливо (см. рис. 1)

. (5)

Это уравнение не учитывает образование отложений примесей на поверхностях нагрева котла и загрязнение теплоносителя за счет обратного перехода примесей в котловую воду с внутренней поверхности труб.

Рис.1 Схема солевого баланса примеси в барабанном котле

Цель работы

Цель лабораторной работы - изучение закономерностей перехода примесей, загрязняющих питательную воду, во влажный, насыщенный пар барабанного котла. Исследуется влияние на процессы перехода примесей в пар таких параметров, как давление пара, природа примеси, величина продувки, солесодержание котловой воды. Исследование ведется на модели барабанного котлоагрегата (рис.1), реализованной на ЭВМ.

Лабораторное задание Проводя эксперименты на математической модели барабанного котла, необходимо выполнить следующие задания:

Задание 1. При заданных постоянных давлении пара (Р) и продувке котла (р), изменяя солесодержание питательной воды Sпв в интервале (0-100) мкг/кг с шагом 5 мкг/кг, получить табличную (см. табл.1) и графическую зависимости влияния солесодержания котловой воды Sкв на влажность пара ω и солесодержание пара Sп, выходящего из барабана котла. Построить графики по трем примесям воды (выбранным по заданию преподавателя из следующего перечня: соединения железа, соединения кремния, NаС1, Nа₂SО₄):

ω = f (Sкв) и S_П = f (Sкв) для каждой примеси (всего 6 кривых).

Таблица I

P = ____ МПа, продувка р = ____,%, примесь __________

Номер опыта	Sпв, мкг/кг	Sкв, мкг/кг	Sп, мкг/кг	ω, %

Задание 2. При заданных постоянных давлении пара (Р) и солености питательной воды Sпв получить табличную (см. табл. 2.) и графическую зависимости влияния величины продувки котла на влажность и солесодержание пара

ω = f (р) и S_П = f (р)

по трем заданным примесям воды (выбранным по заданию преподавателя из следующего перечня: соединения железа, соединения кремния, NаС1, Nа₂SО₄) – всего 6 кривых. Во время проведения опытов значения продувки принимаются в соответствии с /6/ от 0% до 3% с шагом 0,5%.

Таблица 2

Р = ______ МПа, примесь________ Sпв = _____ мкг/кг

Номер опыта	Продувка р, %	Sп, мкг/кг	ω, %

Задание 3. Получить табличную (см. табл. 3) и графическую зависимости влияния давления в барабане котла на долю выхода примесей питательной воды с влажным паром (продувка по пару) и с водой (продувка по воде). Для трех примесей воды (выбранным по заданию преподавателя из следующего перечня: соединения железа, соединения кремния, NаС1, Nа₂SО₄) построить две кривые на одном графике для каждой примеси (всего - 6 кривых):

S_П = f (Р) и и S_КВ = f (Р).

При проведении опытов значения давления принимаются от 2,2 МПа до 22,1 МПа.

Таблица 3

Примесь _______, Sпв = ______ мкг/кг, р = ______ %

Номер опыта	Р, МПа	S кв, мкг/кг	S пара, мкг/кг