книги из ГПНТБ / Субботина, Н. П. Водный режим и химический контроль на тепловых электростанциях

барабанных циклонов пароводяная смесь проходит, в основном минуя водяной объем барабана. Так как цик­ лоны допускают работу при больших перегрузках, уве­ личение нагрузки парогенератора хотя и обусловливает

паровых нагрузках сечения барабана.

наивысший уровень воды в барабане не превышал середину вход­ ного патрубка циклона. Из подъемных труб / '(рис. 5-16) пароводя­ ная смесь по переходным коробам 2, объединяющим несколько труб, подается к циклонам 3. Благодаря плавному входу и отсутствию

встречных струй гашение кинетической энергии пароводяной смеси в циклонах происходит без дробления потока и его разбрызгивания.

•10

вращает выход пара вниз по иентру циклона и тем самым исклю­ чает барботаж пара через уровень воды в барабане. Вода из цик­ лона удаляется через кольцевой проход в нижней части циклона. Направляющие лопасти, находящиеся в кольцевом проходе, преоб­

я соединяются с барабаном водоперепускной и пароперепускной трубами. Схема сепарации с выносными цик­ лонами показана на рис. 5-18, вертикальный разрез вы­ носного циклона представлен на рис. 5-19.

Выносные циклоны выполняются диаметром 250—400 мм, высо­ той 3,5—4,5 м. Пароводяная смесь из парообразующих труб 3 под-

15?

бодится в среднюю часть циклона. С помощью улитки и направляю­ щих щитков она тангенциально поступает во внутреннюю полость циклона; под действием центробежных сил вода отжимается к стен­ кам и стекает вниз. Выделяющийся пар направляется вверх к пароотводящей трубе 4. Размещение вне барабана позволяет значительно

развить паровой объем выносного циклона и довести его высоту до 1,5—2,0 м. Для выравнивания скоростей пара по сечению в верхней части циклона устанавливается дырчатый щит 2. Для контроля

положения весового уровня предусма­ тривается присоединение водоуказательного прибора с помощью штуцеров 9.

Высота водяного объема выносных цик­ лонов составляет 2—2,5 м.

Питание контура циркуляции, при­ соединенного к выносному циклону, осу­ ществляется водой, поступающей из ба­

присоединяется к циклону ниже проду­ вочной трубы 6 (рис. 5-18) и 8 (рис. 5-19), чтобы предотвратить опорожнение цик­ лона и захват пара в опускную трубу при чрезмерном увеличении непрерывной продувки парогенератора. Пар из вынос­ ного циклона может поступать в па­ ровой или водяной объемы барабана или сразу направляться к пароперегре­ вателю.

В других сепарационных схе­ мах барабанных парогенераторов,

находящихся в эксплуатации, но уже не строящихся в на­ стоящее время, общие задачи разделения двух фаз ре­ шались на основе вышеизложенных принципов, но при разном конструктивном оформлении дополнительных со­ противлений, отбойных и успокоительных щитов, лопа­ ток, козырьков, «когтей» и прочих элементов сепара­ ционных устройств.

153

Рис. 5-20. Центробежный сепаратор.

осаждения капель влаги на стенках. Это приводит к не­ равномерному распределению жидкой фазы по сечению трубы. В центре потока влажность пара уменьшается, по периметру трубы увеличивается. Образующаяся на стенках пленка жидкости перемещается в том же на­ правлении, что и весь поток пара. Если организовать отвод пленки влаги со стенок, то можно осушить пар. Этот принцип положен в основу л и н е й н ы х п л е н о ч ­ н ы х с е п а р а т о р о в .

Указанный характер распределения влаги в трубо­ проводах насыщенного пара учитывается в устройствах для отбора проб. В некоторых типах этих устройств на участке трубопровода перед пробоотборниками уста­ навливаются специальные смесители, действие которых основано на повышении скорости пара сверх определен­ ного значения. При этом происходит срыв со стенок

154

трубы пленки жидкости, измельчение ее и как результат

Чем выше давление, тем при меньших скоростях проис­ ходит срыв пленки влаги. При расчете смесителей ско­

Для уменьшения концентраций примесей использу­

это ограничение роста концентраций примесей в воде по мере ее упаривания. Этот путь может быть реализован при кратностях циркуляции больше единицы, когда есть замкнутый контур, из которого удаляется часть воды с повышенной концентрацией, а на восполнение удален­ ного количества подается вода с меньшей концентраци­ ей примесей. Такой процесс замены воды в замкнутом контуре называется его продувкой.

Есть два вида продувок: 1) н е п р е р ы в н а я , когда частичная замена воды в контуре осуществляется посто­ янно; 2) п е р и о д и ч е с к а я п р о д у в к а , когда удале­ ние части воды из контура выполняется через некоторые

.интервалы. В парогенераторах барабанного типа приме­ няются оба вида продувок. Непрерывная осуществляет­ ся из барабана котла, периодическая продувка — из нижних коллекторов экранов.

155

Размер продувки обычно выражают в процентах по отношению к паропроизводительности парогенератора. Для получения 100%-ной производительности и воспол­ нения потерь воды с непрерывной продувкой в количест­ ве р, %, в котел необходимо подавать питательной воды (100+р), %. Чтобы концентрация какой-либо примеси в котловой воде оставалась постоянной во времени,дол­ жен установиться и существовать в дальнейшем баланс между количеством примеси, поступающим в водяной объем парогенератора, и количеством примеси, удаля­ емым из него. Для примесей, которые не осаждаются на поверхностях нагрева и не образуются в самом паро­ генераторе, материальный баланс сводится к равенству количества примесей, поступивших в парогенератор с пи­ тательной водой, с количеством примесей, ушедшим из парогенератора с паром и продувочной водой (рис. 5-22). Уравнение материального баланса для таких примесей запишется так:

уменьшение допустимых концентраций в питательгюй воде. Чрезмерно увеличивать непрерывную продувку парогенераторов невыгодно по экономическим сообра-

156

размер продувки парогенераторов. Согласно действую­ щим в настоящее время ПТЭ [Л. 5-4] величина непре­ рывной продувки не должна превышать 0,5% при вос­ полнении потерь основного цикла ТЭС химически обес­

но записать выражение, получившее название ко э ф ф и- ц и е н т а в ы н о с а :

(со + /Ср ) = • 100 = К з т . (5-16)

ние (5-14) может быть представлено в следующем виде:

157

зуются в самом парогенераторе (например, продукты коррозии железа), составление материальных балансов весьма затруднительно, так как не известны соотноше­ ния количеств примесей, остающихся в объеме котловой воды и выделяющихся на поверхностях-нагрева.

С помощью уравнений (5-14), (5-18), а также (5-1) — (5-3) выполняются различные расчеты водного режи­ ма, связанные с получением чистого пара в парогенера­ торах барабанного типа, оборудованных непрерывной продувкой. Например, для заданного качества питатель ной воды и заданной величины продувки может быть найдено качество пара; количества отдельных примесей в капельном уносе и паровом растворе. Для требуемой чистоты пара могут быть определены значения допусти­ мых концентраций веществ в котловой воде, найден раз­ мер продувки п допустимые концентрации в питатель­ ной воде.

Размер непрерывной продувки необходимо рассчиты вать по тем показателям, которые нормируются в паре. Как правило, результаты расчета продувки по разным показателям не совпадают между собой. Для работы парогенератора должна выбираться наибольшая величина из всех полученных значений, так как пар может счи­ таться чистым только в том случае, когда он удовлет­ воряет всем требованиям. Для парогенераторов высоко­ го давления расчетная величина продувки по кремпесодержанию часто оказывается выше значений, которые считаются приемлемыми по соображениям тепловой экономичности. В подобных случаях простейшую схему организации водного режима парогенератора, когда име­ ется только продувка, необходимо усложнить, применив ступенчатое испарение или промывку пара.

5-6. СТУПЕНЧАТОЕ ИСПАРЕНИЕ

В парогенераторах с многократной циркуляцией, имеющих только продувку, барабан является той частью парогенератора, где объединяются все потоки пара, воды и пароводяной смеси. К барабану (рис. 5-22) подключе­ ны все контуры циркуляции, в него поступает вся пита­ тельная вода, из него отводится весь образующийся пар и'удаляется вода в непрерывную продувку. Смешение потоков воды в водяном объеме барабана способствует усреднению концентраций растворенных и взвешенных

158

три части, называемые отсеками или ступенями испаре­ ния. В первый отсек выделяется большая группа K O H i y - ров циркуляции, которая присоединяется к части или ко всему барабану. Во второй отсек выделяется небольшая группа контуров циркуляции, которая присоединяется либо к части барабана, либо к выносным циклонам. В третий отсек обычно выделяются контуры, соединен­ ные с выносными циклонами. Парообразующие поверх­ ности отдельных отсеков не сообщаются между собой.

дой второго. Продувка парогенератора всегда осущест­ вляется из последнего отсека.

Метод ступенчатого испарения, сущность которого вводится к созданию в парогенераторе контуров парооб­ разования с различной концентрацией примесей при их последовательном питании водой, был предложен Э. И.

циклонной сепарации повысились надежность и эффек­ тивность метода ступенчатого испарения. Широкое вне­ дрение этой схемы в парогенераторах среднего давления началось с 1943 г. При переходе отечественной энерге­ тики на высокие параметры ступенчатое испарение стало применяться и в парогенераторах высокого давления.

Поступление воды из одного отсека в другой проис­ ходит по специальным водоперепускным трубам. Когда контуры циркуляции первого и второго отсеков присое­ диняют к барабану, водяной объем барабана делят перегородкой, несколько выступающей над уровнем во­

в схеме парогенератора есть выносные циклоны, врдоперепускные трубы к ним располагаются вне барабана. Переток воды по водоперепускным трубам в нужном

159