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
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 |
(Сп ), |
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 |