Файл: Субботина, Н. П. Водный режим и химический контроль на тепловых электростанциях.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 142

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

при разном составе этих примесей, важную для практи­ ки зависимость влажности пара от качества воды для каждого конкретного случая приходится устанавливать экспериментально. Проводя испытания парогенератора при постоянных нагрузке и весовом уровне воды в бара­ бане, выявляют значение общего солесодержания котло­ вой воды, при котором начинается резкое возрастание влажности пара. Это значение общего солесодержания называют к р и т и ч е с к и м . В процессе упаривания кот­ ловой воды одновременно с ростом общего солесодержа­ ния происходит увеличение содержания и продуктов кор­ розии, в том числе гидратированных окислов железа С увеличением давления и нагрузки величина критиче­ ского солесодержания котловой воды уменьшается.

Для обеспечения требуемой чистоты пара необходи­ мо, чтобы парогенераторы работали в области докритических солесодержании котловой воды.

5-4. СЕПАРАЦИЯ ПАРА

Для уменьшения -поступления в пар примесей с ка­ пельным уносом целесообразно добиваться уменьшения влажности насыщенного пара. В парогенераторах бара­ банного типа пар отводится из барабана рядом труб, расположенных по всей его длине у его верхней образу­ ющей.

Такое расположение пароотводящих труб позво­ ляет увеличить высоту парового объема. Пароводяная смесь выбрасывается в барабан через трубы, которые распределены по длине и сечению барабана неравномер­ но; они могут быть выведены как в водяное, так и з- па­ ровое пространство. Все трубы присоединяются таким образом, что выходящие из них пароводяные струи на­ правлены к центру поперечного сечения барабана. Через

каждую

трубу

в современных парогенераторах идет до

1 ООО—1 500 кг

пароводяной

смеси

в час со

скоростью

0,3—0,8

лЦсек.

В водяном

объеме

барабана

кинетиче­

ская энергия струй уменьшается, однако не для всех струй одинаково, в результате чего, если не принять специальных мер, на поверхности зеркала испарение будут возникать выбросы, гребни, волны и фонтаны. От их разрушения и столкновения в паровое пространство поступит огромное количество брызг и всплесков.

10*

147


Так как трубы, подающие пароводяную смесь, при­

соединены

к барабану неравномерно,

паросодержание

в водяном

объеме барабана получается

не одинаковым

в разных его местах. Кроме того, оно переменно во вре­ мени. В связи с этим действительный уровень в б а р б не в различных сечениях получается различным, а зер­ кало испарения представляет собой сложную криволи­ нейную поверхность, изменяющуюся во времени. Выбра­ сываемая в паровой объем влага в этих условиях рас­ пределяется в нем также весьма неравномерно. Там, где паросодержание в водяном объеме меньше и соответст­ венно ниже действительный уровень, больше высота па­ рового пространства и меньше восходящие скорости пара, влаги в паровом объеме меньше. Там, где паросо­ держание в водяном объеме больше, выше дейсгвитедь иый уровень и меньше высота парового пространства, капель и брызг в паровой объем поступает больше Вместе с тем условия для выпадения капель влаги на зеркало испарения здесь менее благоприятно, поскольку скорости местных восходящих потоков пара больше.

Как уже говорилось ранее, потоком пара уносятся капли, скорость витания которых меньше скорости пара. При обратном соотношении этих скоростей силы тяже­ сти преобладают над силами трения, и капли из потока

пара подобно дождевым

каплям

выпадают

на зеркало

испарения. Такой

процесс

называют о с а д и т е л ь н о й

с е п а р а ц и е й .

Паровой

объем

барабана

выполняет,

таким образом, роль осадительного сепаратора. При ьизких параметрах, когда паровые нагрузки барабанов невелики, а различие между плотностями воды и пара значительны, барабаны с этой ролью справлялись удов­ летворительно без применения каких-либо специальных устройств. Рост давления и увеличение нагрузок зер­

кала

испарения

ухудшали

условия

осадительной се­

парации.

Потребовалось

применение

специальных

мер

для улучшения работы

парового

объема барабана

Эта

задача

была

возложена

на сепарационные устрой­

ства.

 

 

 

 

 

 

Чтобы осадительная сепарация во всем паровом объ­ еме барабана протекала эффективно, необходимо обе­ спечить равномерный выход пара в паровой объем по всей длине и сечению барабана. Это в свою очередь тре­ бует максимального гашения кинетической энергий

148


Струй пароводяной смеси, поступающих в барабан, й отделения из смеси основной массы воды с возвратом ее в циркуляционный контур. Обе эти задачи решаются современными схемами сепарационных устройств.

На рис.

5-15 показана

схема сепарационных устройств

с

д ы р

ч а т ы м п о г р у ж е н н ы м

щ и т о м , применимая

при

вводе

труб

пароводяной

смеси 1 как ниже, так и выше уровня

воды

в

бараба

не. В последнем случае глухим щитом 2 вся пароводяная смесь на­

правляется под уровень воды. В водяном объеме барабана происхо дит гашение кинетической энергии пароводяных струй. Дырчатый щит 3, расположенный ниже наннизшего уровня Сна 50—75 мм)

препятствует подходу отдельных струй к зеркалу испарения и уст­ раняет тем самым их непосредственное воздействие на поверхность граничащую с паровым объемом.

При малой площади живого сечения отверстий (около 10%) дырчатый щит обладает сопротивлением, значительно превышающим

сопротивление

проходу

пара

 

через воду. Благодаря этому суммар

ное

сопротивление

движению

па­

 

 

 

 

 

ра

по

всему

сечению

 

барабана

 

 

 

 

 

становится

практически

одинако­

 

 

 

 

 

вым; шар поступает в паровой

 

 

 

 

 

объем

со

всего

зеркала

испарения

 

 

 

 

 

с

одинаковой

окоростыо,

мини­

 

 

 

 

 

мально

возможной

для

заданной

 

 

 

 

 

нагрузки.

 

Под

дырчатым

погру­

 

 

 

 

 

женным

листом образуется

паро­

 

 

 

 

 

вая

подушка,

толщина

которой

 

 

 

 

 

зависит

от

сопротивления

щита.

 

 

 

 

 

Чтобы

предотвратить

 

прорыв

па­

 

 

 

 

 

ра

из

паровой

подушки,

помимо

 

 

 

 

 

отверстий,

дырчатый

щит выпол­

 

 

 

 

 

няют с

закраинами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Питательная

вода

 

подается

 

 

 

 

 

обычно

 

поверх

дырчатого

щита.

 

 

 

 

 

Из подводящей трубы 4 она рас­

 

5.15.

 

 

 

пределяется по

всему

щиту

гори-

р и с _

Схема

сепарацион-

зонтальной

трубой

с

отверстиями,

н ы х

устройств с

погруженным

идущей

вдоль

оси барабана.

В во-

дырчатым щитом,

 

 

дяноп объем и далее

к опускным

 

 

 

 

 

трубам питательная

вода

с

дыр­

 

 

 

 

 

чатого

щита поступает

через

 

зазоры между

стенками

 

барабана и

закраинами

дырчатого

щита.

 

Так

как высота

слоя воды

над дыр­

чатым щитом невелика

и скорости

пара,

барботирующего

через зер­

кало испарения, равномерны, действительный уровень пароводяной, смеси над дырчатым щитом также невелик и примерно одинаков по всему сечению. В связи с указанными обстоятельства-ми, а также из-за меньших концентраций примесей в слое воды над щитом

(разбавление

питательной

водой) набухание уровня в барабане

по сравнению

с тем, когда

нет дырчатого щита, получается значи­

тельно меньшим, а действительная высота парового пространства соответственно большей. Все это способствует улучшению осадительной сепарации в паровом объеме.

Из-за неравномерного размещения пароотводяших труб пути потоков пара с разных участков зеркала испарения до мест выхода

на-



150

пара

из барабана получаются различными. По кратчайшим путял!

пар

движется

с большими

скоростями,

по удлиненным — с .меньши­

ми.

Картина

распределения

скоростей

меняется, когда на пути пара

в пароотводящие трубы включают дополнительное сопротивление, существенно превышающее, то сопротивление, которое было в сво­ бодном паровом пространстве. Скорости всех потоков пара при включении большого сопротивления выравниваются. В качестве такого сопротивления в современных сепарациониых схемах при­ меняется дырчатый щит, наглухо привариваемый к стенкам барабана.

На ри:. 5-15 показано расположение перед пароотборными трубами 5 дырчатого щита 6, называемого также дырчатым пароприемным потолком. Такой щит с успехом применяется во всех современных сепарацион­ иых схемах барабанных парогенераторов.

Сепарационные устройства с погруженным дырчатым щитом рекомендуется применять при относительно не­ высоких солесодержаниях котловой воды, примерно до 300 мг/кг для высоких давлений и до 2 000 мг/кг для средних. При высоких солесодержаниях может начаться вспенивание воды над щитом, влажность пара при этом

повысится.

 

 

 

 

 

Менее чувствительна

к

солесодержанию котловой

воды сепарационная

с х е м а

с в н у т р и б а р а б а н н ы-

м и ц и к л о н а м и ,

первоначально

'предложенная

для

парогенераторов среднего

давления

при..,работе их

на

водах с высоким солесодержанием. В настоящее время виутрибарабанные циклоны применяются в барабанных парогенераторах среднего, высокого и сверхвысокого

 

 

 

давлений при весьма

 

раз­

 

 

 

личных

солесодержаниях

 

 

 

котловой воды, в том чи­

 

 

 

сле и очень

малых.

 

 

 

 

 

 

С

ростом

производи­

 

 

 

тельности

парогенерато­

 

 

 

ров нагрузки

зеркала

ис­

 

 

 

парения при

 

подводе

па­

 

 

 

роводяной смеси

в

водя­

 

 

 

ной

объем

становятся

 

 

 

столь

большими,

что

да­

 

 

 

же незначительное их

по­

 

 

 

вышение, например

 

при

 

*

т

форсировке

 

котла,

ведет

 

к

резкому

 

увеличению

Рис. 5-16.

Схема

сепарациониых

 

влажности

пара.

В

 

слу- «

устройств

с внутрибарабанными

чае

применения

внутри-

циклонами,