Расчет контуров естественной циркуляции.

Различают простые и сложные контуры естественной циркуляции.

В простом - все подъемные трубы имеют одинаковые геометрические (диаметр, длина, конфигурация) и тепловые характеристики.

В сложном – данные характеристики для подъемных труб различны.

Расчет простого контура

Расчет связан с решением основного уравнения циркуляции.

0

Обе величины данного уравнения зависят от ряда параметров, в том числе и от скорости циркуляции .

Данное уравнение аналитически не решается.

.

Увеличение ведет к снижениюза счет↑и ↓, а также к увеличению сопротивления опускных труб. Для решения данного уравнения используют графо-аналитический метод. Задаются рядом значений скорости циркуляции.…

Далее производят расчет ипри данных. Изображают соответствующие зависимости графически.

т.А – рабочая точка контура естественной циркуляции - решение основного уравнения циркуляции (): находим,.

Данная зависимость называется диаграммой циркуляции.

Методика расчета сложного контура циркуляции

Сложный контур разбивается на ряд простых контуров, в которые объединяются трубы с близкими тепловыми и гидравлическими характеристиками.

- расчетные скорости циркуляции в i контуре.

Далее для каждого простого контура аналогичным методом строятся зависимости .

Так как данные контуры работают параллельно, суммарный полезный напор определяют суммированием расходов (скоростей) при =const. По суммарным расходам (скоростям циркуляции) строят зависимость .

- расчетные скорости циркуляции в i контуре.

.

Надежность режимов циркуляции

Расчет котла с естественной циркуляцией выполняется для средних условий работы, однако на практике отдельные подъемные трубы могут обогреваться слабее, чем основное расчетное значение.

Причины:

1. затененность от прямого излучения в местах разводки труб;

2. зашлакованность;

3. трубы, расположенные в углах топки, слабее обогреваются.

В трубах со слабым обогревом, меньше образуется пара, снижается значение движущего и полезного напора, и возможно нарушение циркуляции, снижающих надежность работы котла.

Различают следующие режимы нарушения циркуляции:

1. свободный уровень;

2. застой циркуляции;

3. опрокидывание циркуляции;

4. появление пара в опускных трубах (приводит к нарушениям 1,2,3).

1. Свободный уровень наблюдается при подводе пароводяной смеси в паровой объем барабана и при скорости циркуляции близкой к нулю. В этом случае подъемная труба заполняется до некоторого уровня практически неподвижной водой, выше данного уровня находится пар. Колебание уровня приводит к образованию накипи на границе раздела и изменению , т.к.к пару <<к воде.

2. Застой циркуляции. Возникает при подводе пароводяной смеси в водяной объём барабана и и равнойподпитки. В данном случае пузыри пара всплывают в практически неподвижной котловой воде и могут образовывать большие скопления в сварных швах и других местных сопротивлениях. В местах скопления пузырьков пара, повышается, что увеличивает вероятность разрыва труб.

3. Опрокидывание циркуляции возникает для слабообогреваемых подъемных труб, включенных в водяной объем барабана; для которых может изменяться направление движения потока (). Данный режим наблюдается для контура циркуляции, имеющего общую систему опускных труб и подъёмных труб с резко отличающимися тепловыми характеристиками. При этом, вода в слабо обогреваемых трубах может двигаться вниз, а пузырьки пара –вверх и могут образовывать большие скопления в сварных швах и других местных сопротивлениях. В местах скопления пузырьков пара, повышается, что увеличивает вероятность разрыва труб.

1. хорошо обогреваемые подъемные трубы;

2. слабо обогреваемые подъемные трубы.

Методы повышения надежности циркуляции.

1). Снижение сопротивления опускных труб.

Рассмотрим диаграмму циркуляции сложного контура.

Снижения сопротивления можно достичь увеличением диаметра опускных труб или за счет увеличения количества опускных труб.

2). Секционирование топочного экрана с включением в каждую секцию труб с близкими тепловыми и гидравлическими характеристиками.

Каждый контур циркуляции (секция) имеет свою систему опускных труб. В контуре (1), по сравнению с не секционированным экраном, наблюдается увеличение полезного напора и скорости циркуляции. В контуре (2) - полезный напор значительно снижается, а скорость циркуляции выравнивается и становится значительно ниже, чем в контуре (1), но будет положительной.