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: 145
Скачиваний: 0
барабанных циклонов пароводяная смесь проходит, в основном минуя водяной объем барабана. Так как цик лоны допускают работу при больших перегрузках, уве личение нагрузки парогенератора хотя и обусловливает
повышение |
влажности |
пара, но не столь резкое, как |
|
в случае |
других |
сепарационных устройств. Применяя |
|
внутрибарабанные |
циклоны |
||
при малых |
солесодержаниях |
||
котловой |
воды, |
требуемое |
|
качество пара можно |
полу |
||
чить при весьма |
больших |
||
паровых нагрузках сечения барабана.
Схема сепарации с вну три б а р а б ани ы ми циклонами показана на рис. 5-16, общий вид внутрибарабанного ци клона— на рис. 5-17.
1 I
|
Внугрибарабапные |
циклоны |
|
|
|
||||||
изготовляются |
диаметром |
300— |
|
|
|
||||||
400 мм, высотой |
500—700 мм. Кор |
|
|
|
|||||||
пус |
циклона |
|
цилиндрический, |
|
|
|
|||||
в верхней его части имеется крыш |
|
|
|
||||||||
ка, в которой крепятся гоф.риро- |
|
|
|
||||||||
ванные |
пластины |
(жалюзи) |
|
или |
|
|
|
||||
дырчатые |
листы. Иногда |
крышку |
|
|
|
||||||
делают в виде усеченного конуса. |
|
|
|
||||||||
В нижней части корпуса есть до |
|
|
|
||||||||
нышко, |
перекрывающее |
только |
|
|
|
||||||
центральную |
часть |
сечения. |
|
|
|
||||||
В |
кольцевом зазоре между |
до |
|
|
|
||||||
нышком |
и стенками корпуса |
укре |
|
|
|
||||||
плены направляющие лопасти. Ко |
Рис. 5-17. Внутрнбарабанный |
||||||||||
роб для подвода |
пароводяной сме |
||||||||||
си |
расположен |
тангенциально |
по |
циклон. • |
|
||||||
отношению |
к |
корпусу |
циклона |
/ — корпус циклона; |
2 — входной |
||||||
в вредней |
его части. |
|
|
|
патрубок; |
3 — д о н ы ш к о ; 4 — лопа |
|||||
двухряд |
сти в |
кольцевом |
проходе; 5 — |
||||||||
|
Обычно .применяется |
крышка |
циклона. |
|
|||||||
ное |
расположение |
циклонов |
вдоль |
|
|
|
|||||
оои барабана. По высоте циклоны |
|
|
|
||||||||
размещают |
таким |
образом, |
чтобы |
|
|
|
|||||
наивысший уровень воды в барабане не превышал середину вход ного патрубка циклона. Из подъемных труб / '(рис. 5-16) пароводя ная смесь по переходным коробам 2, объединяющим несколько труб, подается к циклонам 3. Благодаря плавному входу и отсутствию
встречных струй гашение кинетической энергии пароводяной смеси в циклонах происходит без дробления потока и его разбрызгивания.
Тангенциальный ввод и |
большие |
входные скорости создают |
|
значительный центробежный |
эффект, |
отжимающий |
пароводяную |
смесь к стенкам циклона. Под действием сил тяжести |
жидкая фаза |
||
•10
з циклоне перемещается по стенкам спирально |
вниз. Пар выделяется |
|||||||||||||||||||||||
лз пароводяной |
смеси, |
находящейся |
в |
поле |
|
центробежных |
сил, |
|||||||||||||||||
быстрее, |
чем при |
обычном |
барботаже. Так |
как |
водяные |
пленки |
||||||||||||||||||
паровых |
пузырей |
еще не успевают |
утониться, капли |
влаги, образую |
||||||||||||||||||||
щейся при разрыве |
пузырей |
и поступающие |
вместе |
с паром |
в цент |
|||||||||||||||||||
ральную |
часть |
циклона, |
имеют |
относительно |
большие |
|
размеры. |
|||||||||||||||||
В |
поле |
центробежных |
сил и больших |
касательных напряжений |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в меньшей мере сказывается влия |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ние |
состава |
п концентраций |
при |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
месей воды на время существова |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния отдельных пузырей. По этой |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
причине |
условия |
|
сепарации |
в ци |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клонах |
почти |
не зависят |
от каче |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ства |
КОТЛО'ВОЙ воды. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пар, |
выделяющийся |
из паро |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
водяной смеси, движется вверх по |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
центральной |
|
части |
циклона |
и че |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рез |
гарышку |
|
поступает |
ъ |
паровое |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пространство |
барабана. |
Для улуч |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шения |
осалнтелыгой |
сепарации |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в паровом |
объеме |
циклона |
необ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ходимо |
добиваться |
выравнивания |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скоростей |
пара |
|
по его |
сечению. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Это |
достигается |
|
установкой |
в |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
крышке |
|
циклона |
дополнительного |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сопротивления |
в |
виде |
дырчатых |
|||||||||
Рис. 5-18. Схема сепараиионно- |
горизонтальных |
щитов |
или набора |
|||||||||||||||||||||
го устройства с выносным цик |
гофрированных |
вептикальных ли |
||||||||||||||||||||||
лоном. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стов (жалюзеи). Перед пароотво- |
||||||||||||||
а — подача |
|
пара |
в |
паровое |
|
про |
дяшимн трубами в барабане кот |
|||||||||||||||||
странство |
|
барабана: |
|
б — подача |
ла, |
так же |
как в схеме с дырча |
|||||||||||||||||
пара |
в водяное |
пространство |
бара |
тым |
погруженным |
щитом, |
уста |
|||||||||||||||||
бана: |
в — полача |
пара |
в |
паропро |
навливается |
дырчатый |
пароприем- |
|||||||||||||||||
вод |
|
насыщенного |
пара: |
/ — вынос |
||||||||||||||||||||
ной |
|
циклон: |
2 — опускные |
|
трубы; |
ный |
потолок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3— |
парообразующие |
трубы; |
4 — |
|
Из-за тангенциального ввода |
|||||||||||||||||||
пароперепускная |
труба; |
|
5 — в о д о - |
|
||||||||||||||||||||
перепускнэя |
труба: |
б — п р о д у в к а : |
пароводяной |
|
смеси |
жидкость |
в |
|||||||||||||||||
' — паропровод |
насыщенного |
пара. |
циклоне |
|
принимает |
форму |
ворон |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ки ("рис. |
5-17). |
Донышко |
предот |
|||||||||
вращает выход пара вниз по иентру циклона и тем самым исклю чает барботаж пара через уровень воды в барабане. Вода из цик лона удаляется через кольцевой проход в нижней части циклона. Направляющие лопасти, находящиеся в кольцевом проходе, преоб
разуют вращательное движение воды в вертикальное. |
|
||||
В |
парогенераторах со |
ступенчатым |
испарением |
||
(§ 5-6) |
для |
осушки пара |
солевых отсеков |
применяют |
|
в ы н о с н ы е |
ц и к л о н ы . |
Они |
устанавливаются вне |
||
барабана, имеют самостоятельные |
контуры |
циркуляции |
|||
я соединяются с барабаном водоперепускной и пароперепускной трубами. Схема сепарации с выносными цик лонами показана на рис. 5-18, вертикальный разрез вы носного циклона представлен на рис. 5-19.
Выносные циклоны выполняются диаметром 250—400 мм, высо той 3,5—4,5 м. Пароводяная смесь из парообразующих труб 3 под-
15?
бодится в среднюю часть циклона. С помощью улитки и направляю щих щитков она тангенциально поступает во внутреннюю полость циклона; под действием центробежных сил вода отжимается к стен кам и стекает вниз. Выделяющийся пар направляется вверх к пароотводящей трубе 4. Размещение вне барабана позволяет значительно
развить паровой объем выносного циклона и довести его высоту до 1,5—2,0 м. Для выравнивания скоростей пара по сечению в верхней части циклона устанавливается дырчатый щит 2. Для контроля
положения весового уровня предусма тривается присоединение водоуказательного прибора с помощью штуцеров 9.
Высота водяного объема выносных цик лонов составляет 2—2,5 м.
Питание контура циркуляции, при соединенного к выносному циклону, осу ществляется водой, поступающей из ба
рабана по |
водоперепускной трубе 6 |
(рис. 5-19) |
и 5 (рис. 5-18). Эта труба |
присоединяется к циклону ниже проду вочной трубы 6 (рис. 5-18) и 8 (рис. 5-19), чтобы предотвратить опорожнение цик лона и захват пара в опускную трубу при чрезмерном увеличении непрерывной продувки парогенератора. Пар из вынос ного циклона может поступать в па ровой или водяной объемы барабана или сразу направляться к пароперегре вателю.
Действие выносных и внутрибарабанных циклонов в основ ном аналогично. В связи с боль шей высотой парового простран ства в выносных циклонах влаж ность пара у них при прочих рав ных условиях получается мень шей. Высокий эффект осушки па ра в выносных циклонах способ ствовал их широкому примене нию в отечественном котлостроении.
\вода
Рис. 5-19. Выносной цик лон.
/ — |
корпус |
циклона; |
2 — |
|
дырчатый |
щит; 3 — паро |
|||
о б р а з у ю щ и е |
трубы; 4 — вы |
|||
х о д |
пара; 5 — опускная |
тру |
||
ба; |
5 |
— |
водоперепускная |
|
труба; |
7— крестовина; |
8 — |
||
продувка; 9—штуцера |
водо- |
|||
указательного прибора; |
10— |
|||
воздушник. |
|
|
||
В других сепарационных схе мах барабанных парогенераторов,
находящихся в эксплуатации, но уже не строящихся в на стоящее время, общие задачи разделения двух фаз ре шались на основе вышеизложенных принципов, но при разном конструктивном оформлении дополнительных со противлений, отбойных и успокоительных щитов, лопа ток, козырьков, «когтей» и прочих элементов сепара ционных устройств.
153
Рис. 5-20. Центробежный сепаратор.
Влажный |
1 — корпус; |
2 — направляющие |
лопатки |
первой |
||||
пар |
ступени; |
3—направляющие |
лопатки |
второй сту |
||||
|
пени; 4 — пароотводящая |
камера; |
5 — входной |
|||||
|
патрубок; |
|
6 — д р е н а ж |
влаги |
нэ |
первой |
ступени; |
|
|
7 — д р е н а ж |
влаги из |
второй |
ступени; |
/ — первая |
|||
|
ступень; |
/ / |
— вторая |
ступень. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В сепараторных прямоточных па |
||||||||
|
|
|
рогенераторах, не |
получивших боль |
||||||||
|
|
|
шого распространения, |
используют |
||||||||
|
|
|
ся сепараторы |
центробежного |
типа. |
|||||||
|
|
|
|
На рис. 5-20 |
показан в разрезе |
центро |
||||||
|
|
|
бежный сепаратор с двумя ступенями сепа |
|||||||||
|
|
|
рации. Он сделан в виде вертикального кол |
|||||||||
|
|
|
лектора с тангенциальным подводом паро |
|||||||||
|
|
|
водяной смеси в верхнюю его часть, выпол |
|||||||||
|
|
|
няющую роль первой ступени. Винтовая |
|||||||||
|
|
|
вставка .придает |
поступающей |
пароводяной |
|||||||
|
|
|
смеси вращательное движение. Жидкая фа |
|||||||||
|
|
|
за |
отбрасывается |
на |
стенки |
и |
стекает |
по |
|||
|
|
|
ним в кольцевую камеру, откуда затем дре |
|||||||||
|
|
|
нируется. Проходящий по центральной |
ча |
||||||||
|
|
|
сти |
сепаратора |
пар |
поступает |
во |
вторую |
||||
|
\0тсепариро8атый |
винтовую вставку |
и снова |
приобретаетвра- |
||||||||
|
а р |
—-— |
щательное |
движение. |
Капли |
влаги, |
дости |
|||||
|
|
|
гающие стенок, смачивают поверхность ме |
|||||||||
|
|
|
талла и стекают вниз в следующую |
кольце |
||||||||
вую дренажную камеру. Осушенный пар удаляется через пароотво- |
||||||||||||
дящую камеру, расположенную вдоль |
оси нижней части сепаратора. |
|||||||||||
При |
движении влажного |
пара |
по |
трубам |
с относи |
|||||||
тельно |
небольшими |
скоростями |
наблюдается |
явление |
||||||||
осаждения капель влаги на стенках. Это приводит к не равномерному распределению жидкой фазы по сечению трубы. В центре потока влажность пара уменьшается, по периметру трубы увеличивается. Образующаяся на стенках пленка жидкости перемещается в том же на правлении, что и весь поток пара. Если организовать отвод пленки влаги со стенок, то можно осушить пар. Этот принцип положен в основу л и н е й н ы х п л е н о ч н ы х с е п а р а т о р о в .
Указанный характер распределения влаги в трубо проводах насыщенного пара учитывается в устройствах для отбора проб. В некоторых типах этих устройств на участке трубопровода перед пробоотборниками уста навливаются специальные смесители, действие которых основано на повышении скорости пара сверх определен ного значения. При этом происходит срыв со стенок
154
трубы пленки жидкости, измельчение ее и как результат
выравнивание влажности |
пара по сечению потока. Ско |
|
рость пара, при которой |
жидкая |
пленка срывается с по |
верхности трубопровода, |
зависит |
от давления (рис. 5-21). |
Чем выше давление, тем при меньших скоростях проис ходит срыв пленки влаги. При расчете смесителей ско
рость пара |
в них в.ыбирают со зна |
М/сек |
|||
чительным |
запасом против |
вели |
|||
"\ |
|||||
чин, |
характеризующих процесс раз |
||||
рушения жидкой пленки при |
дан |
||||
ном |
давлении. |
|
— |
||
|
|
|
|
||
5-5. |
ПРОДУВКА |
|
|
||
Современные сепарационные устройства позволяют получать насыщенный пар с влажностью 0,02—0,05%. Как следует из урав нений (5-1) — (5-3), уменьшения со держания примесей в насыщенном паре можно добиваться как сниже нием влажности пара, так и сниже нием концентраций примесей в жид кой фазе.
\р
О40 80 хгс/смг
Рис. 5-21. Скорость пара, при которой происходит срыв г.лснкн жидкости со сте нок трубы в зависи мости от давления.
Для уменьшения концентраций примесей использу
ются различные пути. |
Первый — это |
соответствующая |
подготовка добавочной |
и питательной |
воды. Второй — |
это ограничение роста концентраций примесей в воде по мере ее упаривания. Этот путь может быть реализован при кратностях циркуляции больше единицы, когда есть замкнутый контур, из которого удаляется часть воды с повышенной концентрацией, а на восполнение удален ного количества подается вода с меньшей концентраци ей примесей. Такой процесс замены воды в замкнутом контуре называется его продувкой.
Есть два вида продувок: 1) н е п р е р ы в н а я , когда частичная замена воды в контуре осуществляется посто янно; 2) п е р и о д и ч е с к а я п р о д у в к а , когда удале ние части воды из контура выполняется через некоторые
.интервалы. В парогенераторах барабанного типа приме няются оба вида продувок. Непрерывная осуществляет ся из барабана котла, периодическая продувка — из нижних коллекторов экранов.
155