КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Примеры и контрольные вопросы

Пример 1. Два паровых котла — прямоточный и барабанный с есте­ственной циркуляцией (ЕЦ) — имеют одинаковую тепловую мощность и давление перегретого пара рим — 13,8 МПа. Будет ли одинаковым давле­ние питательной воды на входе в указанные котлы?

Решение:

1. Перепад давления в водопаровом тракте котла с ЕЦ определяется потерями давления в экономайзерном и пароперегревательном тракте:

ДРп'.к - Д^к + Ді'пп = (0, 05 + 0, 13)Рп.. - 2,48 МПа.

Тогда давление питательной воды: р^ = рип -{- Дрпк = 13,8 4- 2.48 = = 10,28 МПа.

2. Перепад давления в тракте прямоточного котла дополняется сопро­тивлением топочных экранов:

Др^к = Дрэк + Дргэ + Дрпе = (о, 05 + 0,1 + 0,13)рп п - з, 86 МПа.

Давление питательной воды: рЯРв = 13,8 + 3,86 = 17,66 МПа. На­пор питательного насоса прямоточного котла должен быть больше, чем на барабанном котле.

Пример 2. Испытаниями установ­лено, что в контуре естественной цир­куляции котла, работающего при дав­лении в барабане рб = 15,5 МПа, имеет место кратность циркуляции А'ц — 12. Какова движущая сила есте­ственной циркуляции в контуре, если высота паро содержащей части подъ­емных труб Нп = 25 м?

Решение:

1. Поскольку кратность циркуля­ции характеризует долю массового па - росодержания на выходе из труб кон­тура, то массовое паросодержание со­ставит

Х" = = 0,083,

Ац

А среднее значение по высоте трубы — £ = 0,5 ж" = 0,0415.

2. С учетом того, что удельный объем пара при расчетном давлении много больше удельного объема испа­ряющейся воды, пар займет значительную часть сечения трубы, что отража­ет истинное паросодержание в сечении трубы tp (рис. 1.16). Тогда средняя плотность пароводяной смеси в трубе будет составлять

Рш4>р" + (i - Ч>)Р' = 0, 2 • 100 + 0, 8 • 598, 8 = 499 кг/м3.

Здесь р р" — удельная плотность воды и пара на линии насыщения при Давлении 15,5 МПа, кг/м3.

3. Движущий напор естественной циркуляции по (1.1)

= 25(598. 8 - 499) • 9, 81 - 24 47С Па - 0, 0245 МПа(~ 0, 24 кгс/см2).

Гллвл і

Пример 3. Для котла с принудительной циркуляцией, работающего при давлении рп п — 13,8 МПа, сравнить затраты электрической мощности на привод питательного насоса и насоса принудительной циркуляции (НПЦ) при кратности циркуляции Кп = б. Решение:

1. Мощность, потребляемая насосом, МВт

Дрн

Ж. - GBz;B —,

Где GB — массовый расход воды, кг/с; vB — удельный объем воды, м3/кг; Дрн — напор, развиваемый насосом, МПа; rjн = 0,85 — КПД насоса и электропривода.

Для питательного насоса — Дрн = 16,28 — 0,7 — 15,58 МПа, где 0,7 МПа — давление воды перед насосом. Удельный объем воды при темпе­ратуре 120°С vB — 1, Об-10~3 м3/кг. Для насоса принудительной циркуляции Дрпц — 0,2 МПа, удельный объем кипящей воды при давлении 15,5 МПа v'B - 1, 67 • 10"3 м3/кг, расход воды G™ = 6 GBP.

2. При равенстве КПД насосов (принимаем) отношение мощностей привода питательного насоса и НПЦ

WnM = 1,06 • 10~3 • 15,58 = 24 . Жщ 6 • 1,67 • Ю-3 • 0,2

Таким образом, затраты энергии на НПЦ составляют 12% от потребления энергии питательным насосом. При обычной для котла с ЕЦ кратности Кп — 20 на НПЦ тратилось бы дополнительно 40% энергии от питательного насоса.