ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Внутрикотловые процессы. Циркуляция и гидродинамика из "Котельные установки " Для предупреждения образования отложений на обогреваемых стенках в специальных аппаратах-фильтрах вода подвергается механической и химической очистке от лримесей и солей жесткости. Содержание в котловой воде растворенных солей и шлама регулируется путем их удаления с частью котловой воды — продувкой. [c.165] Далее следует создать режим парообразования, требуемый по условиям надежности работы металла и обеспечивающий отвод теплоты и удаление с обогреваемой поверхности образовавшихся пузырьков пара. Этого достигают обеспечением соответствующих скоростей движения воды, пароводяной смеси и пара. Необходимые величины скоростей можно получить, применяя принудительное движение теплоносителя с помощью насоса (принудительная циркуляция), или за счет естеств.енной циркуляции, правильно выбрав сечения всех подводящих и отводящих труб к экранам или пучкам кипятильных труб. Далее необходимо распределять расходы среды по отдельным трубам и элементам в соответствии с получаемым ими количеством теплоты. Этого достигают применением формы коллекторов правильным расположением на них подводящих и отводящих труб, применением обогреваемых труб одинаковой длины и имеющих равное гидравлическое сопротивление и проведением ряда других мероприятий конструктивного характера. [c.165] Для лучшего отделения воды от пара (сепарации) следует правильно выбирать размеры барабанов и надлежащим образом распределить по его образующим пароотводящие и водоподводящие трубы, устройства для продувки. Кроме того, в верхнем барабане или вне его устанавливают специальные приспособления для осущки пара. В некоторых случаях для защиты турбин, арматуры и труб пароперегревателя от отложений применяют устройства для промывки пара питательной водой. [c.165] Для удаления накапливающегося при работе котлоагрегата шлама в соответствующих элементах агрегатов устанавливают устройства для продувки воздух и газы, выделяющиеся из воды, удаляются через воздушники. [c.165] Перечисленные выше процессы принято называть внутрикотловыми, и хотя они протекают совместно, их рассматривают раздельно, выделяя процессы образования отложений, шлама, удаления газов (гл. 9). Условия надежного охлаждения рабочим телом обогреваемых поверхностей— гидродинамику и циркуляцию — рассматривают отдельно. Здесь же рассмотрены естественная циркуляция и гидродинамика. [c.165] Естественной циркуляцией называется движение теплоносителя по замкнутому контуру, состоящему из обогреваемых и необогре-ваемых труб и коллекторов. [c.165] Движение теплоносителя возникает из-за разности плотностей теплоносителя в обогреваемой и необогреваемой частях контура. Умень шение плотности теплоносителя в подъемной части контура по сравне нию с его плотностью в опускных трубах возникает за счет обогрева При дальнейшем нагреве теплоносителя часть его превращается в пар Плотность пароводяной омеси значительно меньше плотности ис ходного теплоносителя, что еще более интенсифицирует движение в контуре. [c.165] Кроме того, пузырьки пара всегда легче жидкости, и поэтому они стремятся занять верхнее положение, поднимаются и увлекают за собой нагреваемую жидкость. [c.165] Упрощенная схема контура с естественной циркуляцией теплоносителя показана на рис. 4-2. Питательная вода поступает в барабан 1 и смешивается с находящейся внутри барабана котловой водой. При этом питательная вода нагревается, но температура воды, поступающей в опускные трубы 2, будет немного ниже температуры насыщения, соответствующей давлению в барабане. Вода, дойдя до нижнего коллектора 3, распределяется по обогреваемым экранным трубам 4, сечение которых в несколько раз больше сечения опускных труб. До момента закипания—точки начала ларообразования—вода только подогревается. Затем начинается процесс образования пара на стенках обогреваемых труб. Отрывающиеся от стенки пузырьки сначала небольшого объема (рис. 4-2,а), поднимаясь вверх, соединяются, образуют так называемый снарядный поток (рис. 4-2,6) затем отдельные пузыри-снаряды сливаются, образуя в центре труб стержень (рис. 4-2,в) и оставляя на стенках обогреваемых труб слой воды, насыщенный солями. Если достигается предельная концентрация для каких-либо солей или их смесей, то они будут выпадать, образуя на стенках отложения. [c.166] Поскольку парообразование связано с увеличением объема, скорость пароводяной смеси возрастает и с некоторого момента пленка воды будет срываться со стенок труб в виде капель, которые за счет турбулентности потока распределяются по всему объему (рис. 4-2,г). При таком характере движения пароводяной смеси температура металла труб будет зависеть от количества капель жидкости, попадающих и испаряющихся на стенке. Температура металла может стать значительной по достижении определенной степени сухости пара, при низких его скоростях и высоких тепловых нагрузках. [c.166] Из труб 4 пароводяная смесь поступает в верхний коллектор 5 и по отводящим трубам 6 направляется в барабан. Отделившаяся в барабане 1 вода смешивается с подаваемой питательной водой и снова поступает в опускные трубы 2, а пар отводится из барабана к потребителю непосредственно или через пароперегреватель. [c.167] Скорость поступления воды в обогреваемые трубы называют скоростью входа или скоростью циркуляции. Количество воды О, циркулирующей по контуру, обычно значительно больше количества образовавшегося в нем пара О. [c.167] Значение величины кратности циркуляции зависит от конструкции контура, давления в контуре, тепловой нагрузки обогреваемых труб и некоторых других факторов. В экранах кратность циркуляции составляет от 4 до 20 в контурах, состоящих из барабанов, соединенных пучками кипятильных труб, от 10 до 100. [c.167] Непрерывное движение воды и пароводяной смеси в трубах контура обеспечивает отвод теплоты от обогреваемых стенок, а перемешивание питательной и котловой воды выравнивает температуры элементов котлоагрегата, снижая уровень температурных напряжений. [c.167] Изменение величины аг с 2000 до 12 000 Вт/(м -К) или ккaл/(м ч ° ) изменяет температуру стенки трубы при давлении 1,4 МПа (14 кгс/см2) в 1,5 раза (от 300 до 200°С), а коэффициент теплопередачи, определяемый по формуле (2-150), всего на 2%. [c.167] Примечание. Удельный вес (обозначение — у, размерность кгс/м ) определяется как вес единицы объема тела. Удельный вес тела зависит от ускорения силы тяжести в пункте его определения и, следовательно, не является параметром вещества. [c.168] Поскольку уравнения (4-6) и (4-7) могут быть решены подбором или с помощью электронно-вычислительных машин, для практических расчетов принято строить так называемые диаграммы циркуляции. [c.169] Для примера на рис. 4-3,а и б показаны диаграммы циркуляции для простого контура типа изображенного на рис. 4-2 и сложного, состоящего из нескольких контуров циркуляции, связанных между собой общими опускными трубами. [c.169] Вернуться к основной статье