Файл: Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие].pdf

Кроме водоочистительных устройств, в барабане имеется и другое оборудование. Оно несложно, но и при его установке нужно учитывать опасность ухудшения ка­ чества пара. Так, трубу для подачи фосфатов обычно размещают в нижней части барабана, над водоопускны­ ми трубами экранов. Установка этой трубы над подъем­ ными трубами могла бы привести к тому, что фосфаты выбрасывались бы паровыми пузырями на поверхность воды и создали бы над ней слой пены.

Согласно правилам Госгортехнадзора в барабане кот­ лов высокого давления имеется труба для аварийного сброса излишка воды в случае чрезмерного повышения ее уровня. Верхний открытый конец этой трубы нахо­ дится на высоте верхнего допустимого уровня воды в ба­ рабане.

9-2. Ступенчатое испарение

Принцип действия. Разработанное проф. Э. И. Ром­ мом ступенчатое испарение заключается в разделении водяного объема барабана перегородками на чистый от­ сек и один или два солевых отсека. К каждому из отсе­ ков присоединена своя группа экранов и других испари­ тельных поверхностей нагрева (рис. 9-5),

Действие ступенчатого испарения легче понять, рас­ сматривая конкретный пример. Предположим, что в экра­ нах двух солевых отсеков, присоединенных к обоим кон­ цам барабана, образуется 15% вырабатываемого котлом пара. При нагрузке котла 100 т/ч в экранах солевых от­ секов ежечасно испаряется 15 т воды. Примем солесодержание питательной воды 50 мг/л. Вся питательная вода вводится в чистый отсек. Котловая вода в этом от­ секе имеет солесодержание 400 мг/л. Большая часть во­ ды — в нашем примере 85 из 100 т/ч — испаряется при сравнительно невысоком солесодержании. Если отдель­ ные брызги воды даже и попадают в пароперегреватель, они уносят е собой сравнительно мало солей. В данном случае не приходится опасаться и высокого слоя пены.

Часть воды из чистого отсека проходит в солевые от­ секи через отверстия в разделительных перегородках (рис. 9-5). Эта вода с солесодержанием 400 мг/л являет­ ся как бы питательной водой для солевых отсеков, в ко­ торых котловая вода имеет более высокое содержание солей. В нашем примере оно равно 2 000 мг/л.

148

Очистка пара, выходящего из солезого отсека, более затруднительна. Этот пар осушают более тщательно, используя для этого свободный объем торцевой части барабана. Все же иногда из солевых отсеков уходит с паром в пароперегреватель некоторое количество со­ лей. Но такого пара немного — всего 15%.

Непрерывная продувка присоединена только к соле­ вым отсекам. С каждым литром удаляемой воды выно­

Рис. 9-5. Схема работы двухсту­ пенчатого испаре­ ния с двумя со­ левыми отсека­ ми, включенными в торцы барабана.

J — подача питатель­ ной воды; 2 — чи­ стый отсек; 3 — со­ левой отсек; 4 — разделительная пере­ городка; 5 — Урав­ нительная труба между солевыми от­ секами; б — труба с вентилем для ре­ гулирования солесодержания воды в со­ левых отсеках; 7 — непрерывная про­ дувка.

испарения, когда продувочная вода имела бы солесодержание 400 мг/л. Таков в самых основных чертах прин­ цип ступенчатого испарения в паровом котле.

Разделение барабана на отсеки. В солевые отсеки обычно выделяют один или оба торцевых участка ко­ тельного барабана и от 5 до 30% поверхности нагрева экранов. Перегородками разделяют только 'водяные объ­ емы внутри барабана. Перетекание воды из чистого от­ сека в солевые происходит за счет более высокого уров­ ня воды в чистом отсеке. Чем выше нагрузка котла, тем больше эта разность уровней. Водоуказательные колонки устанавливают в каждом из отсеков ступенчатого испа­ рения.

149

В отдельных котлах солевой отсек имеет вид замк­ нутого короба, из которого пар выходит в сторону тор­ ца барабана, затем поворачивает и с малой скоростью направляется к чистому отсеку. Под паром в противопо­ ложном направлении движется вода с малой скоростью. В водяное пространство этого промежуточного объема не введено ни одной экранной трубы, поэтому уровень воды в нем не колеблется. При медленном движении па­ ра нал спокойной водой из него выделяется значительная часть влаги, а при большой длине пути от солевого до чистого отсека затрудняется движение пены над водой к разделительной перегородке.

Такое усложнение конструкции оказалось ненужным

всовременных котлах с внутрибарабанными циклонами.

Втаких котлах между чистым и солевым отсеками уста­ навливают простую перегородку с отверстием для пере­ текания воды (рис. 9-5).

Усовременных котлов большой производительности барабан имеет длину до 16—20 м. В концах такого бара­ бана даже при отсутствии ступенчатого испарения может быть не одинаковым содержание солей в кот­

В таких котлах одна из водоопускных труб каждого солевого отсека вводится в нижнюю экранную камеру второго симметричного отсека ступенчатого испарения (рис. 9-5). Этим достигается удовлетворительное вырав­ нивание содержания солей в котловой воде в обоих кон­ цах барабана.

По і[Л. 1] содержание фосфатов в котловой воде соле­ вых отсеков не должно превышать 75 мг/кг. Из-за этого либо по другим причинам иногда в солевых отсеках нуж­ но уменьшать солесодержание воды. Устанавливают до­ полнительную водоопускную трубу, у которой верхний конец включен во внутрибарабанное пространство одного из солевых отсеков, а нижний конец — в одну из нижних экранных камер, относящихся к чистому отсеку. При от­ крытии вентиля на этой трубе происходит перетекание котловой воды из солевого отсека в чистый и солесодер­ жание воды в солевом отсеке уменьшается. Благодаря наличию уравнительных труб (рис. 9-5) понижается и содержание солей в противоположном солевом отсеке ступенчатого испарения.

150

Котел лроизбодйтелыюстыо 230 т/ч на 100 кгс/см2 работал с на­ грузкой свыше 250 т/ч. Во избежание ухудшения качества пара уро­ вень воды в барабане держали примерно на '50 мм от нижней гра­ ницы видимости в водоуказательных колонках. В период, когда на­

ранной трубы и котел аварий­ но вышел из строя.

Разорвавшаяся труба и соседние деформироіваиные трубы были включены в соле­ вой отсек ступенчатого испаре­ ния, где уровень воды держит­ ся ниже, чем в чистом отсеке.

уровня перед аварией не была потеряна.

Разность уровней воды в отсеках ступенчатого испаре­ ния растет пропорционально квадрату нагрузки и сверх то­ го увеличивается дополнитель­ но, когда возрастает обратный переброс пены из солевого от­ сека в чистый. Расхождение уровней в отсеках перед ава­ рией, по-зидимому, превышало 150 мм. Это вызвало упуск уровня в одном из солевых от­ секов іпри его прямой видимо­ сти в чистом отсеке.

Ступенчатое испаре­ ние с выносными цикло­ нами. В циркуляционном контуре, присоединенном к выносному циклону, во­ да не проходит через ба­ рабан котла. Из экран­ ных труб (рис. 9-6) паро­ водяной поток направля­ ется в циклон, в котором при вращательном дви­

жении вода отделяется от пара и отводится в ниж­ ний коллектор экрана. Пар поднимается в верхнюю часть циклона и по пароотводящей трубе направляется в барабан котла. Труба меньшего диаметра служит для питания экрана водой для того, чтобы при непрерывном испарении уровень воды в циклоне не изменялся.

151

Выносные сепарацйонные циклоны устанавливают5 как вторую или третью ступень испарения и питают кот­ ловой водой либо из чистого отсека, либо из отсеков вто­ рой ступени.

Распространены выносные циклоны диаметром около' 350 мм, паропроизводительностью 25 т/ч и высотой не менее 4 м. Высокая верхняя часть циклона нужна для надлежащего осушения пара. Большая глубина нижней части необходима для того, чтобы избежать попадания

должен быть расположен выше уровня воды в бара­ бане.

Для пара, выходящего из выносных циклонов, обыч­ но не требуется дополнительного осушения в барабане котла. Необходима лишь его промывка для очистки от кремниевой кислоты.

Во многих котлах к одному циркуляционному конту­ ру экрана присоединяют два выносных сепарационных циклона. Если такой экран обогревается неравномерно по ширине, то в циклонах может возникнуть опасное расхождение уровней воды. Обычно уровень держится ниже в том из циклонов, в который отводится большее количество пара. Установка горизонтальных уравнитель­ ных труб, соединяющих циклоны по концам, уменьшает расхождение уровней, но не ликвидирует его. У таких, котлов при нарушениях циркуляции воды в присоединен­ ных к циклонам экранах необходимо проверить уровень воды в каждом из циклонов.

При завихренном характере движения воды в цикло­ не ее уровень не может быть горизонтальным. В средней части циклона вода образует воронку, а у стенок уро­ вень повышается. В водоуказательных приборах виден средний уровень воды. При глубокой водяной воронке возникает опасность попадания паровых пузырей в водо­ опускные трубы экрана, что может привести к наруше­

(рис. 9-6,6).

Условия применения ступенчатого испарения. На очень многих электростанциях ступенчатое испарение явилось весьма действенным мероприятием для уменьшения по-

152