Расходные режимы пг трубки

Запишем уравнение теплового баланса по всем пяти зонам

, где

- мощность

- усредненная теплоемкость по всем пяти зонам

Д - паропроизводительность

А теперь запишем уравнения теплового баланса по каждой из зон отдельно

1. 

2. 

3. 

4. 

Если , аизменяется, то изменяютсяtиhна границах участков, следовательно, изменяются и сами участки. При малыхи) уменьшатся длины участков ЭКО и ИСП и увеличится длина ПГ, следовательно, увеличится и температура рабочего телаt₂’’. При достаточно большихтрубка может превратиться в один экономайзерный участок.

Все это усложняет конструкцию и эксплуатацию приточных ПГ.

Виды испарителей

1. Прямоточный– это такой испаритель, в котором заданные параметры пара достигаются при однократном проходе рабочего тела через ПТО. В прямоточных испарителях всегда есть поперечные трубки, где происходит пульсация расхода, однако, это происходит лишь при наличии ЭКО участка. Если в ИСП подавать питательную воду с температурой кипенияt_2S, то пульсаций не будет.

2. Испаритель с многократной циркуляцией рабочего тела.

   1. ЕЦ – естественная циркуляция

   2. МПЦ – многократная принудительная

Для увеличения Д - паропроизводительности при постоянном Q_ПГнеобходимо чтоб на выходе трубx₂<x_КР, но мы тогда получим влажный пар, т.е. на выходе

x<0,12 - 0,14.

Лекция №3

Испаритель с вынесенной зоной сепарации

Для того чтобы избежать кризиса теплоотдачи при доупаривании пароводяной смеси, а заодно исключения образования накипи применяются испарители с многократной циркуляцией рабочего тела через поверхность теплообмена. Расход через испаритель в несколько раз выше, чем нужно для полного испарения, и поэтому на выходе ПТО испарителя получается пароводяная смесь с небольшим паросодержанием.

На выходе ИСП:

Уравнение теплового баланса ИСП:

=constпри заданной производительности парогенератораи- начальные параметры, которые требуются турбиной.

Если ипри Р₂, то(полное упаривание воды)

Если мы хотим увеличить , тоуменьшается, т.е. уменьшаетсяна выходе испарителя, т.к.- пароводяная смесь – 2^хфазная среда.

, где:

‘,” – вход, выход ПТО для t, х, Р;

‘,” – для hозначает (вода, пар на линии насыщения).

Принципиальная схема пг, содержащего исп с многократной циркуляцией.

Устройство вынесенной сепарацией называется БС – барабан сепаратор, служит для разделения пароводяной смеси на воду и пар с требуемой степенью сухости.

Питательная вода на входе в ЭКО ПГ

- расход [кг/с]

Р’₂,t’₂– термодинамические параметры.

На выходе ЭКО питательная вода нагрета (чуть меньше), чем до , а её расход равен.

Питательная вода подаётся БС, внутри его пароводяная смесь, вода при считаем, что, над уровнем воды находится паровое пространство. Чуть более холодная питательная вода опускается вниз и увлекает за собой другие слои воды при. Из нижней точки БС вода чуть холоднея линии насыщения или температуры кипения самотёком поступает в ПТО ИСП. Трубка ИСП содержит всего лишь один участок, где вода частично испаряется, не доходя до кризиса кипения.

На выходе ПТО ИСП расход пар/вод смеси при давлениии паросодержаниипар/вод смесь возвращается в БС, где паровые пузырьки поднимаются вверх, а водяная фаза остаётся внизу. В паровом пространстве БС капли влаги оседают внизу под действием веса. Из верхней точки БС отбирается пар, требуемой степени сухости. На выходе БС имеется чуть влажный пар си расходом. Этот пар выступает в ПП, и где нагревается до(требуемая, для турбины).

Поверхность теплообмена ИСП+БС = контур ЕЦ (естественная циркуляция), т.к. .

Кратность циркуляции

Для получения 1кг/с пара количество с.н.п. в п.в.с. на выходе ИСП в секунду.

количество воды при в п.в.с.

п.в.с.

количество с.н.п. после БС

из закона получится:

ИСП с ЕЦ – т.к. движущие силы этой циркуляции – разность плотностей воды и пароводяной смеси.

Пусть высота ИСП – трубок – H[м], тогда движущий напор будет равен

Скорость пароводяной смеси из уравнения:

По скорости можно определить расход. Если - мало, и- мало, то ставят насосИСП с МПЦ.

Схема ПТО с МПЦ:

Насос нужен тогда, когда ЕЦ не обеспечивает нужный расход.

Если =1, тозначит нет БС, такой испаритель называют прямоточным испарителем.

Полная классификация:

Различаются следующие типы ИСП:

• ЕЦ (барабанный)

• МПЦ (барабанный)

• ПЦ (прямоточный) – однократная принудительная циркуляция. При увеличении Р₂ следует ()0, естественная циркуляция теряет эффективность, т.к.. Приследует ()=0!, следовательно применение барабанных ПГ невозможно, а возможно применение только прямоточных испарителей.

Продувка БС

Так как растворимость солей в паре намного меньше, чем в воде, то в контуре барабанного испарителя концентрация примесей со временем возрастает. Вода находящаяся внутри БС называется котловой водой (рассол с высоким солесодержанием). У рассола высокий коэффициент поверхностного натяжения, что приводит к разбуханию поверхности зеркала испарения (пенообразование).Зеркало испарения- это граница раздела пара и воды. Пенообразование приводит к повышенному износу. Соли могут откладываться в трубах ПП, паропроводах и на лопатках турбины. Для уменьшения износа нужно повысить степень сухости на выходе БС (больше 0,995). Для снижения концентрации солей в котловой воде в БС организуетсяпродувка, т.е. отбор котловой воды в небольшом количестве, которая фильтруется и затем подводится к питательной воде.

Помимо непрерывной продувки, приблизительно раз в месяц осуществляется периодическая продувка. Расход непрерывной продувки выбирается, таким образом, чтоб концентрации катионов и анионов (солей жесткости) не превышали произведения растворимостей

Шлам- это коллоидный раствор, возникающий при достижении ПР.

Шлам опускается вниз и откладывается на стенках БС, особенно в застойных зонах и возникает подшламовая коррозия.

Уравнение материального баланса БС с учетом продувки

обычно доля продувочной воды задается