8.5. Регулирование непрерывной продувки и расхода корректирующих добавок котловой воды

Характеристика участка регулирования. Химический состав воды, циркулирующей в барабанных котлах, оказывает сущест­венное влияние на длительность их безостановочной и безремон­тной кампаний. К основным показателям качества котловой воды относят общее солесодержание

(концентрация солей в пересчете на соли Na, мг/кг) и избыток концентрации фосфатов (содержа­ние ионов РО₄^-3 , мг/кг).

Повышение общего солесодержания может привести к уносу со­лей котловой воды в пароперегреватель и турбину. Недостаток концентрации фосфатов вызывает интенсивный процесс накипеобразования на внутренних поверхностях экранных труб, что при­водит к ухудшению их охлаждения пароводяной смесью, а сле­довательно, к перегреву в местах образования накипи и в конеч­ном итоге к пережогу.

Поддержание общего солесодержания котловой воды в пределах нормы осуществляют с помощью непрерывной и периодической продувок из барабана в специальные расширители. Потери котло­вой воды с продувкой восполняют питательной водой в количест­ве, определяемом уровнем воды в барабане. Периодическую про­дувку применяют для удаления скоплений шлама в нижних кол­лекторах, выполняют 1—2 раза в смену и, как правило, не авто­матизируют.

Непрерывная продувка служит для удаления избытка солей Na и SiО₂, скапли­вающихся в котловой воде в процессе парообразования. Расход воды на непрерыв­ную продувку зависит от способа водоподготовки и колеблется в пределах 0,5—3% максимальной производительности котла и в пределах 2—5% при пуске. При сту­пенчатом испарении количество удаляемой из барабана воды регулируют в зави­симости от солесодержания воды в отсеках барабана. Потери теплоты с продувкой лишь частично возвращаются в тепловую схему станции с конденсатом пара из расширителей.

Поэтому поддержание солесодержания котловой воды с большим запасом по отношению к допустимому за счет увеличения расхода воды на продувку не эко­номично.

По своим динамическим свойствам этот участок регулирования типичен для тепловых инерционных объектов. Время запаздывания при нанесении возмущения расходом пара или количеством продуваемой воды определяется в основном инер­ционностью измерительных устройств и составляет 1—3 мин, а постоянная време­ни Т = 10—20 мин в зависимости от типа котла.

Помимо соотношения между паровой нагрузкой и непрерывной продувкой су­щественное влияние на солесодержание в переходных режимах оказывает измене­ние количества пара под зеркалом испарения.

Схема автоматического регулирования. Регулирование непре­рывной продувки осуществляют воздействием регулятора на регу­лирующий клапан на линии продувки (рис. 8.18). На котлах электростанций обычно применяют двух- или трехимпульсные схемы АСР.

В схеме, представленной на рис. 8.18, а, помимо корректирую­щего сигнала по солесодержанию, на вход ПИ-регулятора 2 посту­пает сигнал по расходу продувочной воды G_ПР и сигнал по расходу пара G_ПП.В некоторых случаях значение непрерывной продувки определяют не общим солесодержанием котловой воды, а концен­трацией кремниевой кислоты. При этом допустимое отклонение гарантирует поддержание в пределах нормы общего солесодержания котловой воды.

Однако из-за отсутствия датчиков концентрации кремниевой кислоты ее содержание в котловой воде оценивают по косвенным показателям: паровой нагрузке и количеству продуваемой воды. При этом зависимость между содержанием кремниевой кислоты, паровой нагрузкой и значением непрерывной продувки устанав­ливают по результатам специальных теплохимических испытаний котла.

Рис. 8.18. Регулирование водного режима барабанного пароперегревателя

a — схема регулирования продувки с трехимпульсным регулятором; б — прин­ципиальные схемы регулирования продувки и ввода фосфатов; 1— барабан; 2 — регулятор продувки; 3 — импульсатор расхода пара; 4 — пусковое устройст­во; 5 — мерный бак;

6 — плунжерный насос; 7 — корректирующий прибор

Автоматическое регулирование продувки в этом случае осу­ществляют по двухимпульсной схеме (рис. 8.18, б).

Для выполнения условий безнакипной работы поверхностей на­грева и поддержания требуемой щелочности котловой воды бара­банный котел оснащают аппаратурой, регулирующей ввод фосфа­тов. Концентрация фосфатов РО₄^-3 должна поддерживаться в пре­делах 5—15 мг/кг при бесступенчатом испарении, а при ступен­чатом испарении в пределах 2—6 мг/кг в чистом отсеке и до 50 мг/кг в солевом.

Непрерывное измерение избытка фосфатов в воде также в на­стоящее время затруднено из-за отсутствия соответствующего дат­чика. Требуемую концентрацию РО₄^-3, устанавливают в зависи­мости от паровой нагрузки вводом фосфатов в чистый отсек бара­бана в соответствии с принципиальной схемой, изображенной на рис. 8.18, б.

Мерный бак 5 заполняют раствором фосфата натрия с концентрацией 5 г/кг. Сигнал по расходу пара поступает на расходомер 8, электромеханический интег­ратор которого используется в качестве импульсатора, воздействующего через пу­сковое устройство 4 на включение и отключение плунжерного фосфатного насоса б. При увеличении паровой нагрузки, увеличивается продолжительность цикла включения фосфатного насоса и наоборот. Обычно такую систему ввода фосфатов применяют совместно с двухимпульсной системой непрерывной продувки, изобра­женной на этой же схеме.

Поэтому вводимые в барабан фосфаты находятся в постоянной зависимости от нагрузки котла, а их содержание в котловой воде определяется непрерывной про­дувкой и концентрацией подаваемого раствора фосфата натрия, которая должна быть неизменной. Требуемые соотношения между содержанием фосфатов, паровой нагрузкой и непрерывной продувкой устанавливают по результатам теплохимичес­ких испытаний.

Автоматизация водного режима барабанного котла облегчает труд обходчиков оборудования, позволяет сократить трудоемкий лабораторный анализ качества котловой воды, ведет к увеличению срока безремонтной службы основного оборудования.