Методы получения чистого пара в котле с естественной циркуляцией

В котле с естественной циркуляцией для получения пара требуемого качества применяются следующие методы.

1. осушка пара;

2. промывка пара;

3. ступенчатое испарение.

Осушка пара

Попадание капель влаги в пароперегреватель вызывает образование накипи на внутренней поверхности труб, поскольку растворимость солей в котловой воде значительно выше, чем в паре (капли влаги полностью, а при значительном забросе воды – частично, испаряться в пароперегревателе).

Кроме того, растворимость солей в перегретом паре выше, чем в насыщенном. Следовательно, качество пара выдаваемого котлом и надежность работы пароперегревателя зависят от степени осушки пара в барабане.

Влажность пара, поступающего в пароперегреватель, зависит от эффективности работы паросепарационных устройств, которые применяются для осушки пара.

Их конструкция определяется местом подвода пароводяной смеси в барабан (в водяной или паровой объем барабана)

При подводе пароводяной смеси в водяной объём барабана используется следующие конструкции:

1. дырчатый лист; 2- направляющий короб; 3- паропромывочное устройство; 4- жалюзийный сепаратор; 5- внутрибарабанные циклоны; 6- аварийный слив.

Дырчатые листы служат для выравнивания нагрузки по длине и ширине барабана.

Разделение смеси на воду и пар осуществляется в водном пространстве барабана; в слое воды на промывочном листе 3 и окончательное деление в жалюзийном сепараторе 4.

При плохом качестве котловой воды, используется конструкции, которые позволяют разделять пароводяную смесь (отделять пар от воды),в основном в паровом пространстве барабана, используя действие инерционных и центробежных сил

При подводе пароводяной смеси в паровой объём барабана используется следующие конструкции:

7. подвод пароводяной смеси;

8. групповые отбойные щитки;

9. индивидуальные успокоительные лопатки;

10. подвод питательной воды;

11. отвод пара;

12. опускные трубы.

Промывка пара

Согласно уравнению Стыриковича, солесодержание пара, полученного из котловой воды:

.

Если данный пар пропустить через слой питательной воды, то получим пар с c содержанием растворимых примесей:

.

Коэффициент распределения зависит только от давления (К_Р = f(Р) = const).

Т.к. концентрация солей в котловой воде больше, чем в питательной воде, а коэффициент распределения , то после прохода пара через более чистую питательную воду его солесодержание будет уменьшаться.

.

Для повышения качества пара используются паропромывочные устройства

ЛЕКЦИЯ №26

Водный режим барабанных котлов

Цель – получение пара требуемого качесва.

Барабанные котлы питают умягченной и деаэрированной питательной водой содержащей легкорасворимые соединения, в основном соли натрия. Присос охлаждающей воды в конденсаторе, а также коррозия материалов пароводяного тракта цикла ПТУ загрязняют питательную воду соединениями образующими накипь.

Основные накипеобразующие катионы это:иимеют отрицательный коэффициент растворимости, т.е. растворимость солей, содержащихCa и Mg, падает с повышением температуры.

В процессе парообразования при высоком давлении легко достигается концентрация состояние насыщения концентрации солей жесткости, вызывающая образование накипи и шлама. Неприлипающий шлам находящийся в котловой воде во взвешенном состоянии в основном удаляется из барабана с помощью непрерывной продувки.

Для исключения образования накипи котел имеет непрерывную продувку.

Схема одноступенчатого испарения

1.- барабан; 2.- опускные трубы;

3.- нижний коллектор;

4.- топочные экраны;

5.- непрерывная продувка.

6.- периодическая продувка

.

где D, D_ПВ, D_ПР- расходы пара, питательной и продувочной воды;

С, С_ПВ, С_ПР, С_КВ – концентрация растворенных примесей в паре, питательной, продувочной и котловой воде.

Для ограничения концентрации солей в котловой воде , используется удаление части котловой воды из барабана - непрерывная продувка котла (Р,%).

в соответствии с ПТЭ величина Р=0,5-5%. На каждый килограмм продувочной воды расходуется теплота топлива,

q=(h_ПР-h_ПВ)/ή_КА ≈ (h´ - h_ПВ)/ ή_КА, кДж/кг

При указанных нормах и частичном использовании теплоты продувочной воды потери тепла составляют 0,1-0,5% теплоты топлива (Q^P_P).

С помощью непрерывной продувки из котла удаляются растворенные соли. Расход продувочной воды восполняется более чистой питательной водой.

D_ПВ= D + D_ПР (1)

или в % от D; →(100+Р) = 100 + Р

Для удаления шлама (солей в виде твердых частиц), из нижних коллекторов осуществляется периодическая продувка (продувка нижних точек). Она используется при растопке, останове котла, а также в процессе его работы.

Для удаления солей жесткости из котловой воды используется фосфатирование или фосфатный водный режим. Для этого в котловую воду дозируется тринатрийфосфат (), который связывает катионы жесткости в труднорастворимые соединения (и), выпадающие в виде шлама в котловой воде.

Запишем уравнение материального солевого баланса для схемы одноступенчатого испарения:

, (2)

где D_ПВ, D, D_ПР – расходы питательной воды, пара, продувочной воды;

С_ПВ, С_П С_ПР – соответствующие концентрации растворенных примесей.

С_ОТЛ – количество (концентрация) растворенных примесей образующих накипь

Поскольку при нормальном режиме эксплуатации образование накипи не допускается (С_ОТЛ=0 ), а при среднем и низком давлении в котле концентрацией примесей растворенных в паре можно пренебречь (), то уравнение (1) можно записать в виде:

(3)

или в % от D

(4)

Из последнего уравнения:

(5)

При высоком давлении, где растворимостью солей в паре пренебречь нельзя, (>0) выражение (5) примет вид:

۰100,% (6)

где концентрация солей в паре определяется по выражению

,

а в одноступенчатой схеме .

Например, рассмотрим отношение концентраций солей в питательной и продувочной воде, если величина продувки является 1%, и солесодержанием в паре пренебрегаем.