КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Гидравлические характеристики контура циркуляции

Контур циркуляции состоит из последовательно включенных элемен­тов. Суммарная гидравлическая характеристика контура представляет собой сумму перепадов давления в этих элементах, взятых при одном и том же расходе Gu.

Гидравлическая характеристика опускных труб. В современных паровых котлах опускные трубы делаются без обогрева, с хорошей тепловой изоляцией, поэтому их теплообмен с окружающей сре­дой близок к нулю и не учитывается. В этом случае температура воды в опускных трубах ton и энтальпия hon по высоте изменяться не будут. Поскольку hon близка к энтальпии насыщения, плотность воды роп будем считать равной р'. При hon = const Аруск = 0.

Вода в опускные трубы попадает из барабана с энтальпией hon, давле­ние в паровой части барабана ръ (рис. 11.3). Под воздействием гидростати­ческого столба воды (нивелирного напора) давление в барабане повышается и на входе в опускные трубы нивелирный напор составит

&1%а=р'дН„, (11.11)

А в нижнем коллекторе —

Ар™в = р'дНоп. (11.12)

Скорость вертикального движения воды в барабане мала, поэто­му Ар** = 0. На входе в опускные трубы скорость воды резко возрастает, что требует затраты энергии на ускорение потока. С учетом местного со­противления (сопротивления входа) потери давления на входе в опускные трубы составят ■

АРвх = Др» + Др» = р'^ + = (1+ (11-13)

Гидравлические характеристики контура циркуляции

Рис. 11.3. Распределение давления и энтальпии по высоте опускной трубы.

Давление на входе в опускные трубы рвх будет равно

Рвх = р6 + Дйв - Арвх. (11.14)

Давление в нижнем коллекторе рнк составит

Рнк =Р6 + р'дНоп - А' (11.15)

Где

W2

А р*оп = Дрвх + АрГ + Ар»- = z0np>~f, (11.16)

Где Zon — суммарный коэффициент сопротивления в опускной трубе.

По уравнению состояния энтальпия воды на линии насыщения Ы од­нозначно зависит от давления. Поэтому по высоте опускных труб энталь­пия насыщения h/on будет изменяться эквидистантно изменению давления (рис. 11.3). Действительная энтальпия воды в опускных трубах зависит от режима работы экономайзера и барабана. Вода, поступающая из бараба­на в опускные трубы, может быть недогрета до энтальпии насыщения по давлению в барабане Величина недогрева в барабане определяется из теплового и материального балансов барабана:

Д/4д = К - Лоп = (лі - М/%, (П.17)

Где 1гэк — энтальпия вода за экономайзером.

Недогрев в барабане зависит от кратности циркуляции Кп и энтальпии воды за экономайзером. Кратность циркуляции в отдельных контурах котлов высокого давления (р = 8 — 14 МПа) составляет Кп = 6-14, сверхвысокого (р - 14 - 18,5 МПа) - Кп = 5-8.

Повышение энтальпии за экономайзером h3K уменьшает недогрев в ба­рабане. В котлах с кипящим экономайзером недогрев воды в барабане равен нулю. То же — в солевых отсеках котла и в случае подачи всей питательной воды на паропромывочное устройство в чистом отсеке барабана (при этой схеме вода на паропромывочном устройстве дополнительно нагревается до насыщения за счет теплоты промываемого пара).

Недогрев воды по ходу ее движения в опускной трубе увеличивается за счет роста давления р0„ и hfon. В нижнем коллекторе недогрев составит

ДЩ = Л/гнед + ^ • Ароп = Л/lL + f (Лри„в - ЛРо*п)- (11.18)

В рассмотренном случае по всей высоте опускной трубы AhUQд > 0, т. е. среда остается однофазной, плотность ее постоянна, не зависит от расхода воды. постоянной величиной будет и нивелирный напор ДРнив — ДРнив (рис. 11.4). Гидравлическая характеристика опускной трубы Др0п = Ар*п + 4- ДРнив получается однозначной. При малых расходах (Gu < Go) перепад давления Дроп = Рб — Рн. к отрицателен, т. е. рнк > рб, а при Gu > Go он положителен. Расходу Go соответствует w®u порядка 10 м/с.

Практически скорость в опускных трубах котлов w0T] = 1 — 3 м/с, т. е. 'Шоп < ^оп и всегда рн К ^ Рб"

В опускных трубах может появиться пар за счет закипания воды на входе в опускные трубы, сноса пара из барабана и затягивание паровых воронок, образующихся в барабане. Вскипание воды на входе в опускные трубы (явление кавитации) может произойти, если давление на входе в опускные трубы рвх < рб, а Л/вх < h'6. При Д/?4д = 0 (Л. оп = h'6) это означает, что hfBX < h/6 и вода будет испаряться.

Чтобы не было вскипания воды на входе в опускные трубы, должно быть обеспечено рвх ^ Рб. Из (11.14) видно, что это условие соблюдается

При выполнении неравенства

(11-19)

Р'дНур Иі +

Или

W:

#ур ^ (1 + £вх)

Воронкообразование в барабане может возникнуть при малой высоте слоя жидкости над опускными труба­ми. Минимальная высота уровня во­ды в барабане для опускных труб диа­метром до 200 мм составляет порядка 400-500 мм. При установке на вхо­де в опускные трубы разного типа ре­шеток и крестовин минимальная вы­сота уменьшается в 2 раза. Совре­менные мощные котлы имеют бара­баны с внутренним диаметром 1600- 1800 мм, уровень воды в них порядка 700-800 мм, что создает достаточный запас по недопущению воронкообра - зования.

Снос пара из барабана потоком воды в опускные трубы может про­исходить при близком расположении ввода пароотводящих труб в барабан от входа в опускные трубы. Если во­да, направляющаяся в опускные тру­бы, имеет скорость больше скорости всплывающих пузырьков пара, то она может захватить часть из них с собой и унести в опускные трубы. Для предотвращения захвата пара водой вход в опускные трубы должен быть расположен от выхода пароотводящих труб на расстоянии не менее 250- 300 мм, между ними при необходимости следует ставить перегородки. В со­временных котлах внутрибарабанные устройства делают таким образом, что снос пара практически отсутствует, среднее истинное паросодержание в опускных трубах Троп составляет 0,02 - f - 0,03. Такое количество пара при конденсации нагревает воду в опускных трубах на А/гсм = 5-8 кДж/кг.

(11.20)

Гидравлические характеристики контура циркуляции

Рис. 11.4. Гидравлическая характери­стика опускных" труб.

Появление пара в опускных трубах отрицательно сказывается на их работе и работе всего контура циркуляции: увеличивается сопротивление Движению потока Ар*п, снижается нивелирный напор, т. к. уменьшается

Плотность среды: р0п = р' — (роп(р' - р"). На рис. 11.4 пунктиром показаны кривые (Др*п)сн, (Др£ив)сн, (Ароп)сн, учитывающие снос пара в опускные трубы. Наличие небольшого количества пара в опускнык трубах не опасно.

Гидравлическая характеристика подъемных'труб представляет собой, фактически, характеристику вертикальной панели с подъемным движением среды, рассмотренную в § 10.3 и 10.4. На рис. 10.4 показано распределение давления и энтальпии среды по высоте трубы.

Принятые в § 10.3 обозначения в конкретном случае подъемных труб контура циркуляции принимают вид:

А) Ah™д = AftJJgрасчет Д/^ед производится по формуле (11.18);

Б)

Q-*Р QjiHji п оп

Qn = - тг~ = ~Тт > (П.21)

■И об #об

Где (Ээкр — тепловосприятие экрана; Нп — лучевоспринимающая по­верхность нагрева рассматриваемого контура, м2; qn — средний тепловой поток, кВт/м2, определяемый с учетом неравномерностей тепловосприятия;

В) Рэк = Р*> Уж = Vі

Г) необходимо учесть Д/існ — нагрев воды за счет пара в опускных трубах.

Д/4д - Aftc

С учетом этих обозначений формула расчета высоты точки закипа­ния #тз. примет вид

±dh'n'n(N АР°Л

(11.22)

Ят.

Яэ к ат/

ЯобСц ^j

-pg^—.G^l)

Формулу (11.22) можно упростить, учитывая, что сопротивление на экономайзерном участке мало (Rv'G р'д). Если под Нэк понимать раз­ность отметок от точки закипания до оси нижнего коллектора, то Нэк = = НТшз. 4- Ядо и в скобках в числителе из Ноп надо вычесть #до.

Сопротивление подъемных труб ДРп0д (без нивелирного напора) равно сумме сопротивлений:

Др*од - Дрэк + Дрисп + Дрпо - (11-23)

Нивелирный напор рассчитывается как сумма напоров на экономайзер­ном Др^'1В и испарительном Ар\™ участках.

По данным расчета Ар™* и Др*од в зависимости от Сц или wo строится гидравлическая характеристике, аналогичная характеристики вертикальной
трубы (рис. 10.18), и полная характеристика с учетом подъемного и воз­можного опускного движения типа рис. 10.25.

В отводящие трубы поступает пароводяная смесь с паросодержани - ем. хотв, равным значению на выходе из подъемных труб. Так как отводящие трубы необогреваемые, то все характеристики двухфазного потока прини­маются постоянными. Так как сечение отводящих труб меньше сечения подъемных труб, то скорость пароводяной смеси в них значительно выше.

Сопротивление отводящих труб Дротв рассчитывается с учетом допол­нительного слагаемого Дрв. у., показывающего потерю энергии на подъем пароводяной смеси выше уровня воды в барабане (см. рис. 11.1):

Дрв. у. = #пр(1 - 4>т)(р' - р")9. (1 1.24)

Нивелирный напор определяется по высоте отводящих труб Нотв:

АЛ = {р - <Л, тв(р' - р"))дн0тв. (і 1.25)

Гидравлические характеристики контура циркуляции

Гидравлическая характеристика отводящих труб показана на рис. 11.5.

Гидравлические характеристики контура циркуляции

Рис. 11.5. Гидравлическая характери - Рис. 11.6. Гидравлическая характеристи - с'іика отводящих труб. ка контура естественной циркуляции.

Гидравлическая характеристика контура естественной циркуляции представляет собой сумму гидравлических характеристик последователь-

'3 Котельные установки

Но включенных опускных, подъемных и отводящих труб (рис. 11.6):

Дрконт = Ароп + Арпод + Аротв - (1 1.26)

Решением уравнения движения является расход G[|, при котором Арконт = 0. По этому расходу определяются соответствующие значе­ния Дроп> Ар„од, ДроТВ и все другие параметры работы контура, прово­дится проверка надежности работы опускных и подъемных труб и контура в целом.

Контур циркуляции похож на U-образную схему (вверху замкнутую) и, соответственно, его характеристика похожа на характеристику {/-образной трубы. Гидравлическая характеристика контура получается однозначной, рабочая точка (Дрконх = 0, G[J) устойчива. Каждый элемент контура (опуск­ные, подъемные и отводящие трубы) имеет коллектор или барабан на входе и выходе, т. е. он гидравлически обособлен, для него величины АРоП, ДРпод и АРотв являются средними данными по элементу, но внутри элементов в зависимости от их гидравлической характеристики, разверочной характери­стики возможна область неоднозначности, межтрубная пульсация, режимы застоя и опрокидывания циркуляции. На возможность возникновения этих опасных режимов необходимо анализировать полные гидравлические и раз­верочные характеристики подъемных труб.

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Электрокотел — оптимальное решение для безопасного отопления

Нельзя подвести газопровод или пользоваться централизованным отоплением? Тепло и горячую воду все равно можно получить! Gazovyy-kotel.ua предлагает оптимальное решение – мощные и доступные электрокотлы.

Требования к котельной (топочной) на твердом топливе: основные нюансы от специалистов компании Статус 24

Проектирование и сборка составляющих для системы обогрева должна быть четко согласовано со строительными стандартами к отопительным помещениям.

ТТ котлы, электричество и тепловой насос, как альтернатива газу.

Тарифы на центральное отопление постоянно растут, оплата этой коммунальной услуги отнимает большую часть платежей семьи. Отличным выходом может стать выбор альтернативного источника тепловой энергии, который должен стать энергосберегающим, недорогим и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.