17.2. Нарушения в работе контура естественной циркуляции
Надежная работа контура зависит от его конструкции и условий эксплуатации котлоагрегата.
1. При низком значении кратности циркуляции (при высоком содержании пара в смеси) наблюдается интенсивный процесс образования накипи на внутренних стенках труб контура. Коэффициент теплопроводности накипи низкий и при этом металл труб охлаждается хуже, что приводит к образованию трещин, свищей и т.д. Кратность циркуляции должна быть не менее 4 (k ≥ 4).
2. Режимы со свободным уровнем в подъемных трубах, выведенных в паровой объем барабана (рис.92а).
При определенных режимах работы котлоагрегата (например, растопочный режим), при которых происходит слабый обогрев подъемных труб 3, выведенных в паровое пространство барабана, может прекратиться движение воды вследствие недостаточной величины полезного напора и может образоваться свободный уровень воды высотой hсв, выше которого медленно движется насыщенный пар.
3. Опрокидывание циркуляции (рис. 92б).
Опрокидывание циркуляции может иметь место в циркуляционных контурах, в которых подъемные трубы выведены в водяной объем барабана.
При слабом и неравномерном обогреве подъемных труб в таком контуре в части этих труб (менее обогреваемых) пароводяная смесь может двигаться вниз. При этом появляется скопление в трубе пара, который не может преодолеть динамическое воздействие движущегося вниз потока воды и увлекается вместе с ним, не выходя в барабан (характерно для котлов малой мощности, может возникать в процессе растопки или при очень низких нагрузках работы котлоагрегата).
4. Попадание пара в опускные трубы контура естественной циркуляции
а) При обогреве опускных труб или при снижении давления в барабане котла в них может образовываться пар, что приводит к уменьшению движущего напора, а, следовательно, к нарушению работы контура.
б) Нормальное поступление воды в опускные трубы может нарушиться вследствие образования вихревых воронок над их входными сечениями. При большой скорости может образоваться воронка, глубина которой сравняется с уровнем воды в барабане. Глубина воронки определяется скоростью воды и диаметром опускных труб. Поэтому скорость на входе в опускную трубу не должна превышать 0,4 м/с.
Мероприятия по повышению надежности циркуляции
1. Кратность циркуляции в контуре должна быть не менее 4.
2. Суммарное сечение опускных труб должно быть больше суммарного сечения подъемных труб ΣFоп ≥ ΣFпод .
3. Разделение контура с естественной циркуляцией на отдельные контуры с независимой циркуляцией.
а) б)
в) г)
Рис. 92. Нарушения в работе контура естественной циркуляции:
а - режимы со свободным уровнем; б - опрокидывание циркуляции;
в,г - попадание пара в опускные трубы контура естественной
циркуляции; 1 – барабан; 2 – подъемные трубы, выведенные в
водяной объем; 3 – подъемные трубы, выведенные в паровой объем
барабана; 4 – обмуровка; 5 – опускные трубы; 6 – дефект в обмуровке;
7 – воронка, образовавшаяся в водяном объеме барабана