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: 148

Скачиваний: 0

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

еТсй ПО всем контурам циркуляции котла, то в парогене­ раторе со ступенчатым испарением (100 + р), %, пита­ тельной воды поступает лишь в контуры циркуляции первого отсека. Благодаря этому при одинаковых кон­ центрациях примесей в питательной воде концентрации примесей в котловой воде первого отсека получаются

Рис.

5-24.

 

Схема

трехступенчатого

испарения

с выносными

циклонами.

 

 

/ — барабан;

2, 3, 5 первая, вторая и третья

ступени

испарения;

4

подвод

питательной воды;

6 — о п у с к н а я

труба

третьей

ступени; 7 — п а р о о б р а з у ю щ и е

трубы

третьей ступени; 8 — продувка парогенератора; 9 — водоперепускная труба; 10 — пароперенускная труба; П — пароотводящие трубы .

значительно меньшими, чем в котловой воде парогене­ ратора без ступенчатого испарения. Соответственно улучшается чистота пара, получаемого в первом отсеке. Во втором отсеке концентрации примесей в котловой воде при одинаковом размере непрерывной продувки сохраняются практически такими же, как в парогенера­ торе без ступенчатого испарения. Следовательно, ка­ чество пара, получаемого во втором отсеке, будет таким же, как у парогенератора без ступенчатого испарения. В результате смешения потоков пара из первого и второго отсеков общий поток пара, направляющийся в паропе­ регреватель, получается в схеме со ступенчатым испаре­ нием более высокого качества, чем в схеме без ступен­ чатого испарения.

Наибольший эффект повышения чистоты пара полу­ чался бы при бесконечно большом числе ступеней испа­ рения. Практически более трех ступеней не применяют, так как с дальнейшим увеличением числа отсеков конст­ рукция парогенератора заметно усложняется, а получае-

11—229

.161


мый выигрыш в чистоте пара по мере возрастания числа ступеней падает.

В

схеме

двухступенчатого испарения

первый

отсек,

куда

поступает питательная вода и где

котловая

вода

имеет

меньшие' концентрации примесей,

часто называют

« ч и с т ы м »

о т с е к о м , или первой ступенью испарения.

Второй отсек, где котловая вода имеет большие концен­ трации примесей, называют «с о л е в ы м» о т с е к о м , или второй ступенью испарения. В схеме трехступенча-

Рис. 5-25. Схема двухступенчатого испарения с вы­ носными циклонами.

/ — барабан;

2 — парообразующие

трубы

первого

отсека;

3 подвод питательной воды;

4

выносной циклон; 5 —

опускная труба; Б — парообразующи е трубы

второго

отсека;

7 — п р о д у в к а

парогенератора;

8 — водоперепускнап

труба;

9 — пароперепускная труба; 10 — пароотводящне трубы .

того испарения за первым отсеком сохраняют название «чистого», а второй и третий отсеки называют второй и третьей ступенями испарения.

Для примесей, которые не осаждаются на поверхно­ стяхнагрева и не образуются в самом парогенераторе, при ступенчатом испарении может быть написано боль­

шее

число

уравнений материального

баланса,

чем при

отсутствии

ступенчатого испарения.

Баланс

примесей

для

парогенератора в целом при любом числе

ступе­

ней

записывается одинаково в виде

уравнения

(5-14),

а именно:

(100 + р)С п . в =100С п + рСП р.

 

 

 

 

 

 

Материальный баланс примесей для первого отсека сводится к равенству количества примесей, поступаю-

162


щих с питательной водой, количеству примесей, уходя­ щих из первого отсека с паром и водой, перепускаемой во вторую ступень. Вода, направляемая из первого от­ сека во второй, для первого отсека является продувкой, а для второго отсека питательной водой. Уравнение ма­ териального баланса для первого отсека

(100 + р) С п . в = (100 -

пп)

С[ +

(пп +

р) С[%, (5-20)

где С1

— концентрация примеси

в

паре,

получаемом в

первой

ступени испарения;

С1 — концентрация примеси

в котловой воде первого отсека.

Остальные обозначения были указаны ранее.

При двухступенчатом испарении материальный ба­ ланс второго отсека сводится к равенству количества примесей, поступающих с водой из первого отсека, коли­ честву примесей, уходящих из второго отсека с паром, который здесь генерируется, и с продувочной водой. Уравнение материального баланса для солевого отсека в схеме двухступенчатого испарения записывается так:

(''п + Р ) С ^ = я п С " + рС п в ,

(5-21)

где С" — концентрация примеси

в паре, а

С п р = С" п — в

котловой воде второй ступени

испарения.

 

Для примесей, содержащихся в паре, уравнение ма­ териального баланса составляется суммированием коли­ чества примесей, вносимых потоками пара из каждой ступени. При двухступенчатом испарении

 

100Сп = ( 1 0 0 - / г п ) С '

+пиС^.

(5-22)

Из уравнения

(5-22) видно, что чистота пара,

выда­

ваемого

котлом

п ),

зависит

от

производительности

солевого

отсека

(пц).

При пц = 0

и пц=100%'

схема

парогенератора становится одноступенчатой, и пар в обо­ их случаях 'получается равноценного качества. При дру­ гих значениях пц, лежащих в интервале 0 < п ц < 1 0 0 % ; , качество пара получается выше, причем существует оптимальное значение пц, когда С ц получает минималь­ ное значение. Расчеты показывают, что при одинаковых для всех ступеней коэффициентах выноса оптимальное значение Пц зависит и от величины продувки парогене­ ратора (табл. 5-1).

п *

163


Т а б л и ц а 5-1

Расчетные значения оптимальной паропроизводительности отдельных отсеков при ступенчатой испарении (% от общей паропроизводительности котла)

Величина

 

 

Ступени испарения

 

 

 

 

 

 

Схема

продувки,

%

I

I I

Ш

 

 

 

2

 

87

13

 

Двухступенчатая

 

 

75

20

5

Трехступенчатая

1

 

91

9

 

Двухступенчатая

 

 

79

17

4

Трехступенчатая

0,5

 

93,5

6,5

Двухступенчатая

Отношение концентрации отдельных примесей в кот­ ловой воде чистого отсека к их концентрациям в пита­ тельной воде называют к р а т н о с т ь ю к о н ц е н т р а ­ ц и й для чистого отсека. Отношение концентраций кот­ ловых вод первого и второго отсеков называют кратностью концентрации между первой и второй сту­ пенями испарения. Кратности концентраций выражают­ ся уравнениями:

С . =

. 0 0 - п

т +

Р

 

<5-23)

 

100

*

+

п

" + р

 

С и

1 = - р =

П п

+

Р

(5-24)

 

 

T o F к

 

+ р

 

Здесь К1 и К11

— коэффициенты

 

выноса

соответствен­

но для первой и второй ступеней

испарения; остальные

обозначения указывались ранее.

 

 

 

 

Из сопоставления уравнений (5-23) и (5-24) можно представить соотношение концентраций примесей в про­

дувочной и питательной

воде

через кратности

концен­

траций как

 

 

 

-£*- =

S ± =

ClCll_l.

(5-25)

Из уравнений (5-23) и (5-24) видно, что кратности концентраций Ст и. Cn-i зависят от паропроизводитель­ ности солевого отсека лп..

164


При эксплуатации парогенераторов расчетные значе­ ния могут нарушаться. Снижение кратности между пер­ вой и второй ступенями против рассчитанной величины свидетельствует о наличии обратного перетока воды из солевого отсека в чистый. Такое явление получило наз­

вание

п е р е б р о с а .

С позиций

получения

чистого

пара

переброс весьма

нежелателен. Действительно, ког­

да с

увеличением переброса при

постоянстве

качества

питательной воды и величины продувки кратность кон­ центраций между второй и первой ступенями уменьша­ ется, концентрации в котловой воде первой ступени увеличиваются; это ведет к ухудшению качества пара, выдаваемого первой ступенью испарения, а следователь­ но, и парогенератором в целом.

Переброс может возникать по разным причинам. Одна из них

кроется в

неодинаковом набухании уровней воды в барабане

по

обеим

сторонам

перегородки.

Чтобы уровень

в солевом

отсеке

не

опускался

слишком низко и

не могли оголиться опускные трубы

этого

отсека,

сопротивление

водоперепускной

трубы

выбирается

весьма небольшим. Разность весовых уровней в чистом и солевом отсеках при этом составляет около 100 мм. Когда для сепарации

применяются внутрибарабанные циклоны, предотвращающие барботаж пара через водяной объем барабана, действительные уровни в от­ секах бывают близки к весовым. Однако при работе парогенерато­ ров не исключаются случаи периодического понижения давления в агрегате. Тогда в связи с вскипанием воды в барабане возникает

барботаж,

и уровни

в отсеках набухают. Если •действительный

уровень

в

солевом

отсеке окажется больше, чем в

чистом, то

в него

начнется переток пароводяной смеси из солевого

отсека.

При кратковременном повышении давления в солевом отсеке, например, при отжатни факела в топке к поверхностям нагрева, включенным во вторую ступень, может происходить поступление воды из солевого отсека в чистый через водоперепускную трубу, а.также через неплотности в местах соединения перегородки со стенками барабана.

•Когда последняя ступень испарения выполняется с выносными циклонами, переброс ликвидируется практически полностью. Воз­ можность иметь большую разность уровней в барабане и циклоне позволяет делать водоперепускную трубу между барабаном и вы­ носным циклоном с большим сопротивлением. По сравнению с тру­ бой в перегородке водоперепускная труба, идущая к выносному цик­ лону, получается большей длины и меньшего диаметра. В случае кратковременного повышения давления в последней ступени испа­ рения движение воды в водоперепускной трубе в сторону циклона может прекратиться -и начаться перемещение в обратном направле­ нии. Однако за время, пока выровняются давления в отсеках, вода из солевого отсека может не успеть вытеснить из водоперепускной трубы содержащуюся там воду и дойти до барабана. Причины, при­ водящие к набуханию уровней в отсеках, не могут вызвать пере­

броса

из выносных циклонов, так как высота парового пространства

в них

очень велика.

 

1бБ