Получение чистого пара

К качеству пара, производимого котельным агрегатом, предъявляются высокие требования.

Параметры пара (p, t) должны выдерживаться постоянными. Допускаются лишь небольшие отклонения в соответствии с требованиями ПТЭ.

Чистота пара, которая определяется содержанием в нем различных примесей (летучих и нелетучих). Основные требования к качеству пара состоят в том, чтобы содержащиеся в нем примеси обеспечивали работу котла и оборудование потребителя в течение достаточно долгого времени без снижения экономичности и ограничения мощности.

Причин загрязнения пара несколько, причем примеси, загрязняющие пар попадают в него в основном из питательной воды, роль продуктов коррозии невелика.

В барабанных котлах насыщенный пар сепарируется от котловой воды, но сотые доли процента мелких капель попадают с паром в паропроводы и уносятся дальше (унос капельный).

При высоких давлениях часть солей растворяется в сухом насыщенном и перегретом паре и растворимость солей с увеличением давления растет (унос избирательный).

В конечном счете на качество пара, производимого барабанным котлом, влияют следующие факторы:

- солевые составы питательной и котловой воды;

- высота и объем парового пространства барабана, способ ввода пароводяной смеси в барабан и способ отвода насыщенного пара из барабана, наличие и эффективность работы внутрибарабанных сепарационных и паропромывочных устройств;

- эксплуатационный режим котла (величина и равномерность нагрузки, положение уровня воды в барабане и т.д.).

Сепарационные устройства. Для уменьшения содержания капелек влаги в насыщенном паре служат сепарационные устройства. Они должны удовлетворять следующим требованиям:

- в них должно происходить гашение кинетической энергии струй пароводяной смеси с минимальным дроблением влаги и отделением основной массы воды от пара;

- они должны способствовать равномерному распределению пара в паровом пространстве барабана для обеспечения естественной (осадительной) сепарации;

- в них должна осуществляться механическая сепарация, главным образом за счет центробежных сил.

В барабанных котлах применяют различные сепарационные устройства: дырчатые щиты, отбойные щиты, жалюзи, циклоны.

Рис. 9.1. Схема внутрибарабанных устройств котельногоагрегата высокого давления

1 – паросборный дырчатый щит; 2 – погруженный дырчатый щит; 3 – подвод питательной воды; 4 – жалюзийный сепаратор; 5 – отбойный щит; 6 – паропромывочное устройство; 7 – направляющий щит

Питательная вода после промывки

Промывочное устройство

Питательная вода

Рис. 9.2. Схема внутрибарабанного паропромывочного устройства

Продувка котлов. Современные сепарационные устройства позволяют получать насыщенный пар с влажностью 0,02–0,05%. Уменьшения содержания примесей в насыщенном паре можно добиться как снижением влажности пара, так и снижением концентрации примесей в жидкой фазе.

Для уменьшения концентрации примесей используются различные пути. Первый – это соответствующая подготовка добавочной и питательной воды. Второй – это ограничение роста концентрации примесей в воде по мере ее упаривания. Этот путь может быть реализован, если из замкнутого контура естественной циркуляции удалять часть воды с повышенной концентрацией и заменять ее водой с меньшей концентрацией. Такой процесс замены воды в замкнутом контуре называется его продувкой.

Существуют два вида продувки. Непрерывная, когда с продувочной водой удаляются растворенные соли, и периодическая, когда удаляются соли, выпавшие в твердую фазу в виде шлама.

Рис. 9.3. Схема котельного агрегата с соленым отсеком в

выносном циклоне

Рис. 9.4. Схема котельного агрегата с трехступенчатым

испарением