47. Гидродинамические особенности котлов с принудительным движением пароводяной смеси.
Принудительной циркуляцией называют движение воды и пароводяной смеси в трубах котла и в других поверхностях теплопередачи котла, вызванное действием насоса или разностей давлений пара в барабане и пароперегревателе.
48. Регулировочное и уравнительное шайбование.
Гидравлическая неравномерность обусловлена неодинаковыми гидравлическими сопротивлениями вследствие различной степени шероховатости стенок труб, неодинаковой их длины, конфигурации и изменением их тепловой нагрузки по эксплуатационным причинам.
Для надежной работы котла необходимо сделать характеристику трубных пучков устойчивой. Для этого используют дополнительное сопротивление в виде дроссельных шайб, устанавливаемых на входе в трубы. Гидравлическое сопротивление шайбы суммируется с сопротивлением витка и гидродинамическая характеристика его становится устойчивой. Влияние установки шайб на изменение гидродинамической характеристики показано на рис. 7.16.
Рис. 7.16. Влияние установки шайб на изменение гидродинамической характеристики трубы.: 1 – обогреваемая труба без шайбы; 2 – обогреваемая труба при установке шайбы, d = 10 мм; 3 – то же d = 7 мм; 4 – то же d = 5 мм.
Дроссельные шайбы устраняют также пульсацию потока, вызывающую образование кольцевых трещин в трубах. Для устранения пульсации потока применяют большее дросселирование по сравнению с тем, которое требуется для стабилизации гидродинамической характеристики витка.
49. Гидравлическая неустойчивость и ее устранение.
В парогенераторах при определенном сочетании режимных параметров (мощность, давление, температура, расход питательной воды) могут иметь место самоподдерживающиеся колебания расхода рабочего тела, так называемая гидродинамическая (или колебательная) неустойчивость. Следствием возникновения периодических колебаний расхода является неправильное распределение потока между отдельными модулями парогенератора, теплообменными трубами или внутри труб, ухудшение тепловых характеристик, наличие циклических термических напряжений в месте кризиса теплообмена.
Термические колебания, обусловленные колебаниями точки кризиса теплообмена, могут приводить к отслаиванию окисного слоя от поверхности трубы, что способствует коррозии. Длительное воздействие указанных негативных факторов, в конечном итоге, может вызвать разрушение теплообменных трубок вследствие усталостного разрушения металла.
Шайбование оказалось наиболее радикальным средством устранения неустойчивости режимов, что было подтверждено многочисленными экспериментами на котлах и лабораторных стендах.
50. Пароперегреватели. Схемы включения в газовый тракт котла.
Пароперегреватель представляет собой систему параллельно включенных (по пару) змеевиков из труб малого диаметра (30—40 мм), омываемых с наружной стороны продуктами сгорания топлива. По условиям внешнего тепловосприятия различают: конвективные, радиационные и конвективно-радиационные пароперегреватели.
В зависимости от направления движения потоков пара и продуктов сгорания,
различают прямоточные, противоточные и смешанные пароперегреватели (рис. 16.1)
51. Методы регулирования температуры перегретого пара.
Повышение температуры отдельных труб пароперегревателя на 15 – 20 °С приводит к сокращению срока их службы примерно в 2 раза.
Основным средством регулирования перегрева служит пароохладитель (поверхностный или впрыскивающий).
Пароохладители представляют собой теплообменные системы, предназначенные для понижения температуры перегретого пара в котлоагрегате или перед турбиной.
Пароохладители обычно устанавливают в промежуточном коллекторе. В зависимости от места расположения пароохладителей в котле и от вида теплообмена, осуществляющегося в нем, различают радиационные, конвективно-радиационные, ширмовые и конвективные пароохладители. Все пароохладители в зависимости от принципа охлаждения пара подразделяются на поверхностные и впрыскивающие.
В поверхностных пароохладителях используется охлаждение пара путём отвода от пара тепла питательной водой, которая пропускается по трубкам теплообменного аппарата.
Во впрыскивающих пароохладителях используется охлаждение пара путём отвода от пара тепла питательной водой, которая непосредственно впрыскивается в аппарат.
Конструктивно пароохладитель представляет собой участок паропровода перегретого пара, в котором расположена перфорированная труба с отверстиями диаметром 3—5 мм, через которые в пар подается распыленный конденсат. Для предотвращения попадания на стенку паропровода относительно холодных струй конденсата в месте установки распылителя в паропроводе имеется защитная рубашка.
Рис.1.2.
Пароохладитель впрыскивающего типа.
Рис.2 Поверхностная установка