КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Материальный баланс примесей в паровых котлах

Рассмотрим потоки рабочей среды Z>2, концентрация примеси в кото­рой Сі (рис. 12.49).

В паровой котел питательная вода DnB вносит за единицу времени (сек., час, год и т. д.) примеси в количестве ДівСпв, где Спв — концентра­ция примеси в питательной воде. В паровом котле концентрация примеси увеличивается за счет продуктов коррозии (+С£орр) и уменьшается за счет ее отложения на поверхностях нагрева (~С£ТЛ) и продувки котла в количе­стве ДфСпр, где Dnр — количество продувочной воды, Спр — концентрация примеси в ней. Из котла уходит перегретый пар Dn с концентрацией при­меси Сп. В результате для парового котла материальный баланс примеси запишется в следующем виде:

-^ПвСпв 4" ^ПвСкорр = Д1ВС0ТЛ "Ь і^прСпр + Dn Сп. (12.71)

Материальный баланс по рабочей среде:

Dm = Dn, + Dn. (12.72)

Проведем преобразования:

(Дп Н~ Дтр)(СПв + С^орр — CqTJ1) — ДрСпр + Д, СП; Д(Спв + С*орр — С0КТЛ) = Dnp(Cnp — Спв — СКК0РР + С0КТЛ) + ДіСп; (12.73) Спв + Сккорр — С0КТЛ = Сп + р(Спр - Спв — с*орр + С0КТЛ),

Где р — доля продувки:

(12-74)

Из (12.73) можно рассчитать необходимую величину продувки р, чтобы обеспечить заданное качество пара Сп:

(Спв + С^орр - С0К-ГЛ - Сп)

Гф °пв ^корр "Т" °отл

В барабанных котлах концентрация примеси в паре Сп зависит, как это видно из материального баланса (12.73), от Спв, доли продувки р, интен­сивности процессов коррозии и отложения примеси. Концентрация приме­си Спв определяется процессами в предшествующем тракте. Для снижения скорости отложения примеси концентрацию Спв необходимо уменьшать. При этом будет снижаться и доля продувки р (см. (12.75)), что уменьшает выброс из котла воды и теплоты с продувочной водой. К снижению доли продувки ведет и повышение концентрации примеси в продувочной во­де С||р. Наоборот, повышение требования к чистоте пара (снижению Сп) приводит к увеличению доли продувки и, соответственно, к снижению эко­номичности парового котла. Следовательно, выбор доли продувки должен производиться на основе оптимизации не только водно-химического режи­ма котла, но и блока в целом.

При наличии продувки в котле концентрация примеси в питательной воде Спв может быть значительно выше, чем в паре Сп, что удешевляет подготовку воды для барабанных котлов. В прямоточных котлах докрити - ческого давления, в принципе, можно организовать продувку котла. Для этого в конце испарительного участка при влагосодержании 1-2% (х = = 0,98-0,99) устанавливается сепаратор, в котором влага отделяется от пара и удаляется из цикла. Но при этом возникает ряд трудностей:

1) В прямоточном котле граница между испарительным и перегрева - тельным участками четко не зафиксирована, она при изменении режима ра­боты котла перемещается по длине теплопередающих труб; следовательно, в сепаратор при одном режиме будет поступать пароводяная смесь с боль­шим водо содержанием, в другом — перегретый пар; система регулирования водо содержания на входе в сепаратор получается сложной и дорогой;

2) Продувка в прямоточном котле малоэффективна, так как основное количество примеси образует отложения на стенках труб на более ранних этапах испарения воды. Поэтому в прямоточных котлах докритического давления продувка, как правило, не делается.

При сверхкритическом давлении продувку котла в принципе сделать нельзя. Для прямоточных котлов материальный баланс примесей будет сле­дующим:

Спв + С^орр — С0К1Л = Сп. (12.76)

Считая, что С£орр и С£тл должны быть сведены до минимально возмож­ных значений, получим, что

Спв«Сп, (12.77)

Т. е. качество питательной воды должно быть близким к качеству пара.