Образование пара. Требования, предъявляемые к воде и пару. Непрерывная и периодическая продувка.
Образование пара.
Требования : Качество пара выделяемое котельным агрегатом предъявляет высокие требования. Качество пара определяется поддержанием определённых параметров (t,p) и содержание соли и влаги. Параметры перегретого пара должны поддерживается с минимальными отклонениями. Поддержание t,p достигается регулированием подачи топлива и пит воды. Отложение солей в трубах приводит к повышению t стенок и нарушению её плотности ,снижению экономичности турбины в виду потерь, увеличению давления. Для удаления из турбины отложение делают промывку влажным паром.
Режимы и параметры течения пароводяной смеси. Для надёжной работы поверхность нагрева паровых котлов требуется непрерывный отвод теплоты от них с соотв с интенсивностью обогрева.
Движение пароводяной смеси организуется по разному: 1) в котлах с естественной циркуляцией смесь в подъёмных трубах перемещется в результате движущ напора естественной циркуляции. (крив 1); 2) В котлах с принудительной циркуляцией движение осущ за счёт энергии насоса
принудительной циркуляции (крив 2); 3) в прямоточных котлах скорость движения рабочей среды прямо пропорциональна нагрузке (крив 3).
Режимы течения: а) пузырьковый – при небольшой скорости паровод смеси ,пузырьки распределены равномерно; б) эмульсионный – с увеличение паросодержания паровые пузырьки концентрируются в ценр части; в) снарядное течение – мелкие пузырьки объединяются; г) дисперсно-кольцевое
– пузырьки вытесняют воду из центральной части потока и обрах стержень; д) движение влажного пара – за счёт сил трения водяная плёнка срывается потоком пара.
Непрерывная и периодическая продувка
Продувкой называется отвод из котла вместе с котловой водой избыточных солей жесткости, щелочи, шлама и т. п. при одновременной замене продуваемой воды питательной, имеющей меньшее солесодержание. Продувка бывает периодическая и непрерывная. Периодическая продувка котла производится через определенные промежутки времени и предназначается, главным образом, для удаления шлама из нижних точек агрегата, барабана и коллекторов экранов. Она должна производиться кратковременно, но с большим сбросом котловой воды, которая при своем движении увлекает находящийся в барабане или коллекторах шлам и выносит его наружу в так называемый барботер (расширитель), откуда охлажденная вода отводится в канализацию.
Непрерывная продувка должна обеспечивать во время -работы котла постоянный вывод избытка солей из котловой воды. Непрерывная продувка обычно осуществляется из верхнего барабана котла. Котловая вода непрерывной продувки из барабана отводится в аппарат, называемый сепаратором непрерывной продувки, в котором происходят расширение воды и отделение пара. Из сепаратора пар отводится в деаэратор питательной воды, а горячая вода после водяного подогревателя направляется в канализацию.
На каждом продувочном трубопроводе котла должна быть установлена запорная арматура (вентиль или задвижка) соответствующего диаметра. Для периодической продувки котла с давлением выше 8 кГ/см2 на трубопроводах продувки должно быть установлено последовательно по два запорных органа. Для продувки камер пароперегревателя допускается установка одного вентиля.
На трубопроводе непрерывной продувки кроме специального регулирующего устройства (последовательно за ним) должна быть
установлена запорная арматура. Для непрерывной продувки предусматриваются отдельные продувочные трубопроводы для каждого котла.
Методы получения чистого пара. Схемы конструкций и принципы работы сепарирующих устройств.
Методы получения чистого пара зависят от типа установки.
прямоточном котле рабочая среда (вода) безостаточно упаривается. При этом часть примесей откладывается на поверхностях нагрева, а часть переходит в пар и уносится им. С ростом давления концентрация примесей в паре увеличивается, качество пара приближается к качеству питательной воды (рис. 15.1). Продувки в прямоточном котле нет. Единственный путь получения чистого пара — это улучшение качества питательной воды. Качество выдаваемого прямоточным котлом пара нормируется по питательной воде [б].
барабанном котле чистота насыщенного пара, а следовательно, и перегретого пара определяется качеством воды, из которой он получается. Чем меньше концентрация примесей в кипящей воде (при прочих равных условиях), тем чище пар. Наличие продувки в барабанных котлах позволяет улучшить качество циркулирующей в контуре воды, однако чрезмерно большая продувка снижает экономичность паротурбинной установки вслед-ствие потери теплоты с продувочной водой.
Сепарация капельной влаги из пара. Для получения чистого пара прежде всего необходима возможно полная его осушка, т. е. сепарация капелек влаги из потока пара. К сепарационным системам предъявляются следующие основные требования: низкая влажность выдаваемого пара, высокая удельная паровая нагрузка, малое гидравлическое сопротивление.
Сепарация влаги основывается на разности плотностей воды и пара. Капля влаги в паровом объеме барабана подвержена воздействию двух противоположно направленных сил: подъемной силы и силы тяжести. Соотношение этих сил и длительность воздействия на каплю приводят либо к уносу капли паром, либо к осаждению ее на поверхность воды.
Сепарационные устройства предназначены для наиболее полного отделения влаги от пара. При вводе пароводяной смеси в паровое пространство барабана устанавливают отбойные щитки. При ударе о них кинетическая энергия струи пароводяной смеси падает, скорость пара уменьшается, происходит отделение основной массы воды от пара.
Для отделения из потока пара небольшого количества сравнительно мелкодисперсионной влаги применяют направляющие либо встречные жалюзи (рис. 19.3). При ударе струи влажного пара о направляющие жалюзи на последних образуется пленка влаги. Эта пленка падает на встречные жалюзи и по ним стекает в водяной объем. Пар после направляющих жалюзи выходит в паровой объем.
Наилучший эффект для отделения пара от содержащихся в нем капелек влаги дает естественная сепарация, которая происходит вследствие
разности удельных весов воды и пара. Для увеличения эффективности естественной сепарации необходимо обеспечить равномерное заполнение паром парового пространства. С этой целью в паровом объеме перед пароотводящими трубами ставят пароприемный дырчатый щит (рис. 19.5) 1 - парообразующие трубы; 2 - глухой щит; 3 - дырчатый погруженный щит; 4 - направляющие ребра щита; 5 - закраины щита; 6 - подвод питательной воды; 7 - пароприемный дырчатый щит; 8 - паровыводящие трубы; 9 - водопускные трубы.
Высокий эффект сепарации пара от влаги достигается в циклонах (рис. 19.6). Циклоны устанавливают как внутри барабана, так и вне его. Наиболее широко распространены внутрибарабанные циклоны. Пароводяная смесь подводится тангенциально через входной патрубок и входные окна. Под влиянием центробежной силы капли воды отбрасываются к стенкам, выделяются на них и стекают вниз. Пар поднимается вверх и, проходя дырчатые листы, попадает в паровое пространство барабана.
