2.5.3. Устройства для регулирования температуры пара

Впрыскивающие пароохладители. Современные котлы с естественной циркуляцией обычно рассчитывают таким образом, чтобы при работе с полной нагрузкой первичный пар был нагрет на 10-20 °С выше необходимой темпера­туры. Снижение его температуры до температуры до требуемого значения производства обычно в впрыскивающих пароохладителях, которые, как пра­вило, устанавливают в промежуточных коллекторах пароохладителя.

Во всех конструкциях впрыскиваемая вода разбрызгивается внутри ру­башки, замещающей корпус от резкого и неравномерного охлаждения (рис. 36).

Без такой рубашки происходило бы растрескивание корпуса под воздей­ствием многократных изменений температуры при падении на металл и испа­рении капель воды.

Рубашка в отличие от корпуса не подвержена напряжению от внутрен­него давления, и ее растрескивание происходит очень медленно. К тому же рубашка может длительное время работать и с трещинами.

Впрыск воды производится либо через форсунку упрощенной конструк­ции, либо через большое количество отверстий малого диаметра, расположен­ных в узком сечении сопла.

Отверстия для впрыска могут быть защиты гратом или другими тверды­ми частицами, уносимыми водой из трубопроводов. Улавливание таких частиц производится в ловушке.

Поверхностный пароохладитель. Представляет собой систему стальных змеевиков диаметром 25 или 32 мм, в стальном корпусе (рис. 37) и образую­щих два контура: левый и правый.

По змеевикам прокачивается питательная вода в количестве, необходи­мом для охлаждения пара на заданную величину. Пар омывает змеевики с на­ружной стороны.

Инерционность пароохладителя. Если, например, температура перегре­того пара чрезмерно возросла, то машинист котла увеличивает подачу воды к пароохладителю. Но перегрев пара уменьшается не сразу, а в течении 1-3 мин.

Это происходит потому, что при уменьшении температуры пара должна соответственно понизится температура металла части пароперегревателя, на­ходящейся по пути пара за пароохладителем.

Чем больше вес этого металла, тем медленнее происходит изменение конечной температуры пара.

Наиболее велико запаздывание действия пароохладителей установлен­ных в пароперегревателе первыми по ходу пара.

Поверхностные пароохладители применялись и работают на старых кот­лах. Они имеют еще большую инерционность. Конечная температура пара из­меняется при регулировании не раньше чем через 5-6 минут.

В современных котлах такие пароохладители не устанавливают.

Запаздывание действия пароохладителя усложняет автоматическое регу­лирование температуры перегретого пара. При ручном регулировании от ма­шиниста котла требуется учет всех условий работы котла.

Он должен знать, сколько примерно воды должно идти на пароохлади­тель при всех возможных режимах эксплуатации.

Если температуру перегретого пара регулируют вручную, то при неус- таиовившемся режиме работы котла возможны кратковременные, но значи­тельные отклонения этой температуры от требуемого значения.

Такие отклонения лишь через 2-5 минут вызывают соответствующие изменения температуры пара перед турбиной. Иногда, например, температура пара на котле возрастает до недопустимого значения, но через 1-2 мин. Уменьшается до нормального.

При этом температура пара перед турбиной возрастает гораздо меньше, чем за котлом. Часть тепла при кратковременном повышении температуры пара затрачивается на дополнительный нагрев паропровода.

Иногда по каким-либо причинам температура перегретого пара сохраняет­ся повышенной в течении 5-10 мин., а затем снижается до требуемого значения.

Через 2—3 мин. После этого может быть получено сообщение машиниста турбины о том, что по его приборам температура пара продолжает оставаться недопустимой. Опытный машинист котла знает, что это происходит вследст­вие тепловой инерции паропроводов, и будет выжидать, пока температура па­ра перед турбиной выравнивается без его вмешательства.

Неопытный же работник начинает опять регулировать температуру, в результате чего снова разлаживается работа котла.

Одно и то же изменение количества впрыскиваемой воды приводит к зна­чительно большему изменению температуры пара, если котел работает с низкой нагрузкой, т е. когда на 1 кг пара приходится больше охлажденной воды.

При подаче воды в первый по ходу пара пароохладитель происходит бо­лее медленное изменение температуры пара на выходе из котла и это измене­ние температуры оказывается менее значительным.

Последнее объясняется тем, что передача тепла от дымовых газов пару в змеевиках за пароохладителем несколько ускоряется в случае, когда темпера­тура пара ниже, и замедляется, когда пар имеет более высокую температуру.

Подача воды для впрыска в пар. В практике известны случаи дли­тельной надежной работы барабанных котлов; у которых в пар почти непре­рывно впрыскивалась вода с солесодержанием в несколько десятков мг/л. На­ходящиеся в этой воде вещества не оседали на стенках труб пароперегревате­ля, но часть их при снижении давления в турбине отлагалась на ее рабочих ло­патках. Турбины часто приходилось подвергать промывке.

Во избежание этого рекомендуется впрыскивать в пар конденсат или обессоленную воду с ничтожным содержанием растворенных солей.

У многих котлов с естественной циркуляцией воды конденсат для впры­ска в пар получают в специальной установке собственного конденсата.

Через конденсатор проходит вся питательная вода и охлаждает некото­рое количество насыщенного пара, отводимого из барабана (рис. 38). Полученный из пара конденсат по трубам поступает в узел регулирования и оттуда в пароохладитель.

Конденсатор обычно представляет собой горизонтальный теплообмен­ник (рис. 39). Охлаждающая вода поступает в трубную систему, а насыщен­ный пар в межтрубное пространство, где превращается в воду и, собираясь в нижней части основного отсека, дополнительно охлаждается на несколько градусов ниже температуры насыщения.

При движении основного количества пара в пароперегревателе давление его снижается. Эта разность давления обуславливает движение пара и конден­сата по трубам для впрыска воды в пар.