Водный режим и качество пара

18.1. Продувка котлоагрегата

В барабанных парогенераторах с естественной и многократной прину­дительной циркуляцией для исключе­ния возможности образования накипей необходимо, чтобы концентрация солей в воде была ниже критической, при которой начинается их выпадение из раствора. С целью поддержания требуемой концентрации солей из парогенератора путем продувки выво­дится некоторая часть воды и вместе с ней удаляются соли в таком коли­честве, в каком они поступают с пита­тельной водой. В результате продувки количество солей, содержащихся в воде, стабилизируется на допустимом уровне, исключающем их выпадение из раствора.

Применяется непрерыв­ная и периодическая продувка паро­генератора.

Непрерывная продувка обеспечивает равномерное удаление из парогенератора накопившихся рас­творенных солей и осуществляется из места наибольшей их концентрации в верхнем барабане.

Периодическая продувка применяется для удаления шлама, осевшего в элементах пароге­нератора, и производится из нижних барабанов и коллекторов парогенера­тора через каждые 12 – 16 ч.

Схема непрерывной продувки паро­генераторов показана на рис. 93.

водный режим и качество пара - student2.ru

Рис. 93. Схема продувки парогенератора при одноступенчатой

системе испарения:

1 – труба с отверстиями по ее длине для отвода продувочной

воды; 2 – труба для подвода питательной воды

Вода непрерывной продувки подается в расширитель, где поддерживается давление, меньшее, чем в парогенера­торе. В результате часть продувочной воды испаряется, и образовавшийся пар поступает в деаэратор. Оставшая­ся в расширителе вода удаляется через теплообменник, и после ее ох­лаждения сливается в дренажную систему.

Величина непрерывной продувки устанавливается по допустимой концентрации в воде парогенератора рас­творимых примесей, чаще всего по общему солесодержанию, и выражается в процентах от производительности парогенератора:

водный режим и качество пара - student2.ru ,

где водный режим и качество пара - student2.ru и водный режим и качество пара - student2.ru – расход продувочной воды и номинальная производительность парогенератора, кг/ч.

Расход питательной воды при наличии непрерывной продувки увеличивается и составляет:

водный режим и качество пара - student2.ru .

Количество воды, удаляемое непрерывной продувкой, устанавливается из уравнения солевого баланса парогенератора

водный режим и качество пара - student2.ru ,

где водный режим и качество пара - student2.ru – расход питательной воды, кг/ч; водный режим и качество пара - student2.ru , водный режим и качество пара - student2.ru и водный режим и качество пара - student2.ru – солесодержание питательной воды, пара и продувочной воды, мг/кг; водный режим и качество пара - student2.ru – количество веществ, отлагающихся на поверхностях нагрева, отнесенное к 1 кг получаемого пара, мг/кг.

В парогенераторах низкого и среднего давления количество солей, уносимых паром, незначительно, и член водный режим и качество пара - student2.ru можно приравнять нулю. Отложение солей на поверхностях нагрева при нормальном водном режиме парогенератора не допускается, и член водный режим и качество пара - student2.ru в этом уравнении также должен быть равен нулю. Тогда количество воды, удаляемое с продувкой, должно быть равно:

водный режим и качество пара - student2.ru .

С учетом того, что Dп.в =D + Dпр , получаем:

водный режим и качество пара - student2.ru .

Величину продувки в % определяется как:

водный режим и качество пара - student2.ru .

В парогенераторах высокого давле­ния уносом солей паром вследствие растворимости водный режим и качество пара - student2.ru пренебрегать нельзя, и величину продувки следует определять с учетом солесодержания пара.

Применение непрерывной продувки, являющейся основным средством поддержания требуемого качества во­ды парогенератора, связано с увели­чением расхода питательной воды и тепловыми потерями. На каждый ки­лограмм продувочной воды расхо­дуется тепло, кДж/кг

водный режим и качество пара - student2.ru ,

где iпр и iп.в – энтальпии продувочной и питательной воды, кДж/кг; h – КПД парогенератора.

По правилам технической эксплуа­тации величина непрерывной продув­ки при питании парогенератора сме­сью конденсата и обессоленной воды или дистиллята должна быть не более 0,5 %, при добавке к конденсату хи­мически очищенной воды – не более 3 %, а если потери пара, отбираемого на производство, превышают 40 %, – не более 5 %.

При указанных нормах продувки и частичном использовании продувоч­ной воды потери тепла с продувкой составляют 0,1 – 0,5 % тепла топлива.

В целях уменьшения потерь тепла с продувкой следует стремиться к уменьшению количества выводимой из парогенератора воды. Эффективным методом снижения продувки является ступенчатое испарение воды. Сущ­ность ступенчатого испарения или ступенчатой продувки состоит в том, что испарительная система парогене­ратора разделяется на ряд отсеков, соединенных по пару и разделенных по воде. Питательная вода подается только в первый отсек. Для второго отсека питательной водой служит продувочная вода из первого отсека. Продувочная вода из второго отсека поступает в третий отсек и т.д.

Продувку парогенератора осуществляют из последнего отсека – второго при двухступенчатом испарении, третьего – при трехступенчатом испарении и т. д. Так как концентрация солей в воде второго или третьего отсека значительно выше, чем в воде при одноступенчатом испарении, то для вывода солей из парогенератора тре­буется меньший процент продувки. Применение ступенчатого испарения эффективно также как средство уменьшения уноса кремниевой кислоты вследствие высокой гидратной щелочности, возникающей в солевых отсеках. В настоящее время в большинстве барабанных парогенераторов среднего и высокого давления применяется ступенчатое испарение.

Повышение солесодержания воды при нескольких ступенях испарения происходит ступенями и в пределах каждого отсека устанавливается по­стоянным, равным выходному из дан­ного отсека.

Практически системы ступенчатого испарения и продувки обычно выпол­няются из двух или трех отсеков. При двухступенчатом испарении сис­тема делится на две неравные части – чистый отсек, куда подается вся пи­тательная вода и вырабатывается 75 – 85 % пара, и солевой отсек, где вырабатывается 25 – 15 % пара.

На рис. 94а показана схема ис­парительной системы с двухступен­чатым испарением с солевыми отсе­ками, расположенными внутри бара­бана парогенератора, в его торцах, а на рис. 94б – с выносными цикло­нами, которые вместе с включенными в них экранами образуют солевые отсеки парогенератора.

Допустимые предельные значения солесодержания, кремнесодержания и щелочности воды в барабанных парогенераторах зависят от их конструкции, давления пара и других параметров.

Избежать появления накипи на поверхностях нагрева только путем улучшения качества питательной воды и продувки парогенератора не всегда удается. В таких случаях дополнительно применяется коррекционный метод обработки воды в парогенераторе. Для этого в воду вводятся реагенты – коррекционные вещества, анионы которых связывают и осаждают в виде шлама катионы кальция и магния.

водный режим и качество пара - student2.ru

Рис. 94. Схема продувки парогенератора при ступенчатой системе

испарения:

а – с солевыми отсеками внутри барабана; б – с выносными

сепараторами второй ступени испарения; 1 – подвод

питательной воды; 2 – отвод пара; 3 – продувка чистого отсека;

4 – продувка солевого отсека; 5 – испарительные поверхности

нагрева, включенные в солевой отсек; 6 – испарительные

поверхности нагрева, включенные в чистый отсек

В парогенераторах при давлении более 1,6 МПа в качестве корректирующего реагента применяется тринатрийфосфат Na3PO4·12H2O . При введении этого реагента происходит реакция с кальциевыми и магниевыми соединениями, например,

6Na3PO4 + 10CaSO4 +2NaOH = 3Ca3(PO4)2 + Ca(OH)2 + 10Na2SO4 .

Получившиеся вещества – Ca3(PO4)2 , водный режим и качество пара - student2.ru , водный режим и качество пара - student2.ru обладают малой растворимостью и выпадают в виде шлама, удаляемого периодически продувкой.

18.2. Сепарация пара. Требования к пару. В насыщенном водяном паре могут на­ходиться различные примеси: газы водный режим и качество пара - student2.ru , водный режим и качество пара - student2.ru , водный режим и качество пара - student2.ru , водный режим и качество пара - student2.ru и соли минеральных веществ, взвешенные или растворенные в паре.

Минеральные примеси могут отла­гаться в трубах пароперегревателя, в арматуре паропроводов и в проточ­ной части турбины в количестве, недопустимом для их нормальной ра­боты.

К качеству насыщенного пара барабанных парогенераторов предъявляются следующие основные требова­ния, установленные на основе опыта эксплуатации оборудования и данных теплохимических испытаний:

· содержание натриевых соединений в пересчете на Na при давлении пара 4 – 10 МПа – 200 мкг/кг, при давлении пара 10 МПа – не более 10 – 15 мкг/кг;

· содержание свободного СО2 при давлении пара 4 – 10 МПа 5 – 10 мкг/кг; при давлении пара более 10 МПа – отсутствие.

При давлении, большем 7 МПа, нормируется также содержание крем­ниевых соединений и содержание водный режим и качество пара - student2.ru допускается не более 25 мкг/кг. При значительной добавке к конденсату химически очищенной воды допус­каются количества примесей, больше указанных.

Загрязняющие примеси поступают в пар в основном из питательной воды. Содержание продуктов коррозии при нормальных условиях незначительно. В прямоточных парогенераторах высо­кого и сверхвысокого давления опре­деляющее значение в загрязнении пара имеют растворенные в нем мине­ральные неорганические примеси, в основном SiO2, оксиды Fе и Сu, а также соединения натрия. Соотношение между минеральными приме­сями, выносимыми с паром и откла­дывающимися на испарительных по­верхностях нагрева, характеризуется коэффициентом распределения

водный режим и качество пара - student2.ru ,

где Сп и Св – содержание минеральных примесей в паре и воде, мкг/кг.

Коэффициент распределения зави­сит от химического состава минераль­ных веществ, так как растворение примесей происходит избирательно, и повышается с увеличением давления и температуры пара.

Таким образом, в прямоточных парогенераторах качество насыщенного пара определяется только характеристикой питательной воды. В пароперегревателях с естественной и мно­гократной принудительной циркуля­цией отделение пара от воды происхо­дит в барабане. В парогенераторах низкого и среднего давления загряз­нение насыщенного пара происходит вследствие выноса вместе с паром капель воды, содержащих минераль­ные примеси. При высоком давлении пара выносятся также растворенные в нем примеси, в основном соединения кремния.

В общем случае, содержание мине­ральных нелетучих примесей в насы­щенном паре, мкг/кг:

водный режим и качество пара - student2.ru ,

где водный режим и качество пара - student2.ru – влажность пара, %, обычно водный режим и качество пара - student2.ru = 0,01 – 0,03%; Кр – коэффициент распределения примесей между паром и водой; Св – содержание примесей в воде, мкг/кг.

При низких и средних давлениях содержание минеральных примесей в паре практически определяется только их содержанием в находящейся в барабане воде и влажностью пара, так как водный режим и качество пара - student2.ru .

Образование капель воды и унос их паром. В барабане парогенератора при вводе пароводяной смеси под уровень воды происходит ее дробление и образова­ние крупных и мелких капель.

Дроб­ление воды происходит за счет затра­ты части кинетической энергии всплы­вающих на ее поверхность пузырей пара и за счет освобождения части энергии поверхностного натяжения при разрыве водных оболочек пузырей.

Унос котловой воды в пар связан в основном с массовым образова­нием в барабане мелких капель влаги в двух случаях:

· при ударе о зер­кало испарения мощных струй пароводяной смеси, подаваемой на зер­кало из испарительных труб;

· при разрыве тонкой водяной оболочки у пузырьков насыщенного пара, покидающих зеркало испарения (рис. 95).

водный режим и качество пара - student2.ru

Рис. 95. Модель образования влаги в паре:

а – при ударе пароводяной струи о зеркало испарения;

б – при разрыве пузырьков насыщенного пара на зеркале

испарения

Поток газа (пара), взаимодействуя с жидкостью, может увлекать
с собой капли этой жидкости. При дальнейшем движении пароводяной смеси происходит выпадение отдельных капель из потока в связи с изменением условий стабильности, т. е. нарушения устойчивости границы разделения двух фаз. Таким образом, существует два процесса: сепа­рация капель влаги и капельный унос. Оба эти процесса имеют большое значение для парогенерирующих агрегатов, работающих на докритическом давлении.

Следовательно, образование мелких капель жидкости происходит в основном за счет поверхностного натяжения, освобождающегося при разрыве оболочек паровых пузырей.

Образовавшиеся на поверх­ности зеркала испарения капли воды за счет их кинетической энергии будут подпрыгивать на высоту водный режим и качество пара - student2.ru . Если высота подпрыгивания капель больше высоты парового пространства барабана, то капли могут быть унесены из него потоком пара. Если водный режим и качество пара - student2.ru < водный режим и качество пара - student2.ru , то такие капли выпадают обратно из потока пара в водяной объем барабана. Если относительная скорость капли равна скорости ее витания, то высота подъема капли будет неограниченно большой.

После того как начальная скорость капли перестанет оказывать влияние на ее движение, вертикальная составляющая стабилизированного движе­ния капли в восходящем потоке пара будет wу = w" - wвит, где w" - подъемная скорость пара; wвит - скорость витания капли.

Если wвит < w", то капля при отсутствии уст­ройств для ее задержания будет уне­сена потоком пара из парового прост­ранства барабана, а если wвит > w", то капля упадет на зеркало испарения.

Скорость витания определяется по формуле:

wвит = водный режим и качество пара - student2.ru , м/с.

Например, при давлении пара 10 МПа и достаточной высоте парового пространства барабана водный режим и качество пара - student2.ru < водный режим и качество пара - student2.ru , если подъемная скорость пара составляет w" = 0,1 м/с, то потоком пара будут транспортироваться капли размером меньше 0,1 мм.

Из приведенной характеристики образования капель влаги и выноса их потоком пара следует, что влажность пара зависит от нагрузки зеркала испарения и парового объема барабана, физических характеристик воды и пара, а также солесодержания воды.

Зависимость влажности пара от его подъемной скорости определяется вы­ражением

ω = A(w0")n ,

где А – коэффициент, зависящий от физических свойств воды и пара, а также от солесодержания воды.

Подъемная скорость пара пропор­циональна нагрузке зеркала испаре­ния Rs и объему парового пространства водный режим и качество пара - student2.ru барабана, т. е. значению водный режим и качество пара - student2.ru или водный режим и качество пара - student2.ru , где D – нагрузка котла; F и V – площадь зеркала испарения и объем парового пространства барабана. Поэтому за­висимости влажности пара от w0" и водный режим и качество пара - student2.ru или водный режим и качество пара - student2.ru идентичны и, следова­тельно,

водный режим и качество пара - student2.ru .

На рис. 96 показана зависимость влажности пара от нагрузки зеркала испарения.

водный режим и качество пара - student2.ru

Рис. 96. Зависимость влажности пара, характеризуемой

коэффициентом уноса солей, %, от нагрузки парового

объема барабана для некоторых значений давления в

барабане (высота от уровня воды в стекле до точки выхода

пара 750 мм):

1 – 3,5 МПа; 2 – 9 МПа; 3 – 10,8 МПа

При малых нагрузках зер­кала испарения повышение влажности происходит медленно и n < 2. С рос­том нагрузки влажность пара интен­сивно увеличивается и n = 2÷4. Дальнейшее увеличение нагрузки при­водит к резкому увеличению влажнос­ти и n = 8÷12. Повышение давления увеличивает транспортирующую спо­собность пара и долю мелких капель влаги в паре. В результате влажность пара при той же нагрузке будет боль­ше, чем при меньшем давлении.

На рис. 97 показана зависимость влажности пара от высоты парового объема барабана. С увеличением водный режим и качество пара - student2.ru влажность пара сначала резко умень­шается, а затем уменьшение влаж­ности замедляется. При умеренных значениях водный режим и качество пара - student2.ru м3/(м2·ч) увеличение водный режим и качество пара - student2.ru выше 0,8÷1 м не дает существенного уменьшения влажности пара. Существенное влияние на влажность пара оказывает солесодержание воды. Это связано с уменьшением действительной высоты парового пространства барабана вслед­ствие набухания водяного объема при увеличении солесодержания воды, а также повышения доли мелкодисперс­ных капель влаги, транспортируемых паром. С увеличением влажности пара возрастает и коэффициент уноса солей, равный отношению солесодержания пара к солесодержанию воды: водный режим и качество пара - student2.ru .

водный режим и качество пара - student2.ru

Рис. 97. Зависимость влажности пара от высоты парового

пространства барабана при Р = 9 МПа

На рис.98 показана зависимость солесодержания пара и коэффициента уноса от солесодержания воды при постоянных приведенной скорости па­ра и давлении.

При увеличении соле­содержания воды водный режим и качество пара - student2.ru до некоторой величины, называемой критической, солесодержание пара увеличивается пропорционально водный режим и качество пара - student2.ru , и коэффициент уноса К остается постоянным. При критическом солесодержании воды наблюдается резкое увеличение солесо­держания пара и коэффициента уноса. Величина критического солесодержа­ния зависит от давления и состава взвешенных и растворенных в воде веществ. С ростом давления критичес­кое солесодержание воды уменьша­ется.

В барабанных парогенераторах для улучшения качества насыщенного пара необходимо уменьшить содержание в нем капельной влаги и растворенных в паре веществ. При низких и средних давлениях решающее значение для уменьшения солесодержания пара име­ет сепарация капельной влаги от пара. В парогенераторах высокого и сверхкритического давления солесодержа­ние пара определяется также содер­жанием в паре растворенных солей. Уменьшение содержания в паре ка­пельной влаги достигается в барабане парогенератора равномерным распре­делением по длине и по диаметру барабана пароводяной и паровой на­грузки, а также отделением капель влаги от пара с помощью сепарационных устройств.

водный режим и качество пара - student2.ru

Рис. 98. Солесодержание пара и коэффициент уноса в зависимости от

солесодержания воды в барабане при постоянной

приведенной скорости пара:

1 – солесодержание пара; 2 – коэффициент уноса

В современных барабанных паро­генераторах применяются в отдель­ности или в различных сочетаниях различные сепарационные устройства, схемы которых показаны на рис. 99.

Назначением указанных устройств является:

· погасить кинетическую энер­гию поступающей в барабан парово­дяной смеси с минимальным образо­ванием мелкодисперсных капель вла­ги;

· обеспечить равномерное распре­деление паровой нагрузки по площади зеркала испарения и потока пара в объеме барабана;

· осуществить выде­ление из потока пара капель влаги.

С помощью сепарационных уст­ройств используются следующие прин­ципы сепарации капель влаги из пара.

Гравитационная сепа­рация, при которой отделение капель влаги от пара осуществляется при горизонтальном и вертикальном подъемном движении пара со стабили­зированной малой скоростью. Эффек­тивность гравитационной сепарации пропорциональна разности плотности воды и пара, т. е. зависит от давления, а также размеров капель воды, ско­рости пара и длины его пути до выхода из барабана.

При указанных ниже напряже­ниях парового пространства барабана и скорости подъемного движения пара крупные капли влаги выпадают из потока на зеркало испарения, и в паре остаются частицы менее 50 мкм.

Этот принцип сепарации используется, например, в устройстве, пока­занном на рис. 99а. Гашение кине­тической энергии струи пароводяной смеси и равномерное распределение пара происходят в водяном объеме. Отделение капелек влаги от пара осуществляется в паровом простран­стве. Гравитационная сепарация имеет место практически в той или иной мере при всех конструкциях внутрибарабанных устройств.

водный режим и качество пара - student2.ru

Рис. 99. Схемы сепарационных устройств в барабане парогенератора:

а – при подводе пароводяной смеси под уровень воды в

барабане; б – при подводе пароводяной смеси в паровой

объем барабана; в – с внутрибарабанными циклонами;

1 – распределительный затопленный щит; 2 – отбойный щит;

3 – пароприемный щит; 4 – жалюзийный сепаратор; 5 – внутри-

барабанный циклон; 6 – трубы испарительной поверхности

нагрева; 7 – опускные трубы; 8 – пароотводящие трубы

Инерционная сепара­ция. Отделение более крупных капель воды от пара может быть осуществлено при резком ускорении горизонтального или вертикального потока пара и последующем умень­шении его скорости, а также за счет центробежных сил, действующих на каплю при изменении направления движения или направления закручи­вания потока влажного пара. Инер­ционный принцип сепарации исполь­зуется в различных конструкциях сепарационных устройств, основные из которых, как было указано ранее, показаны на рис. 99.

Простейшим инерционным сепара­тором являются глухие или дырчатые стальные листы, размещенные верти­кально или наклонно, которые одно­временно используются для гашения кинетической энергии пароводяной смеси и отделения основной массы воды от пара (рис. 99б).

Скорость пароводяной смеси на входе под отбойный щит не должна пре­вышать 2 – 2,5 м/с. Скорость пара на выходе из-под щита в барабан принимается обычно 0,7 – 1 м/с. При­меняемые для равномерного распре­деления пара по площади зеркала испарения дырчатые щиты устанавли­ваются примерно на 75 – 100 мм ниже нижнего уровня воды в барабане. Минимальная скорость пара в отвер­стиях щита размером 8 – 12 мм должна быть 0,95 м/с при 4 МПа и 0,5 м/с при 10 МПа.

В жалюзийном сепараторе (рис. 98, б) для инерционного отделения капель воды используется изменение ускорения потока в сепараторе и на выходе из него, а также много­кратное изменение направления потока, что повышает эффективность сепара­ции. Предельная скорость пара перед горизонтальным жалюзийным сепара­тором 0,5 м/с при 4 МПа и 0,2 м/с при 10 МПа. Если жалюзи верти­кальны или наклонены под большим углом, скорость пара может быть в 1,5 – 2 раза выше.

Центробежный сепаратор циклон­ного типа, в котором происходит интенсивное закручивание потока влажного пара, показан на рис.100. Циклонные сепараторы обеспечивают эффективное отделение капель влаги за счет действия на них центробежных сил, отбрасывающих капли к стенке циклона, где они задерживаются на пленке воды, сте­кающей на зеркало испарения. Цик­лонные сепараторы выполняются либо внутрибарабанными – при концентрированном подводе пароводяной смеси с боль­шой скоростью в паровой объем бара­бана, либо выносными, в том числе для сепарации пара из второй и третьей ступеней испарения.

Эффективность улавливания ка­пель влаги определяется тангенциаль­ной скоростью входа пароводяной смеси в циклон u и осевой скоростью подъема потока в циклоне w0. С понижением отношения u/w0, эффектив­ность работы циклона резко умень­шается, поэтому отношение u/w0 должно быть не меньше 5.

Внутрибарабанные циклоны обычно имеют высоту корпуса 400 – 500 мм. Осевая скорость пара в циклоне при давлении 4 МПа обычно w0=0,6 – 0,7 м/с, при 10 МПа w0=0,3 – 0,4 м/с. Допускаемая паропроизводительность циклона при диаметре 420 мм и давлении пара 4 МПа составляет 6,3 – 7,5 т/ч, а при 10 МПа около 10 – 13 т/ч.

Пленочная сепарация основана на использовании способ­ности налипания мелких капель воды, не обладающих инерционными свой­ствами, на увлажненную и развитую поверхность при соприкосновении с ней потока влажного пара. При ударе потока влажного пара о такую поверхность в результате слияния мелких капель на ней обра­зуется сплошная водяная пленка, ко­торая достаточно прочна и не сры­вается паром, но в то же время бес­препятственно и непрерывно дрени­руется в водяное пространство бара­бана.

Пленочная сепарация использу­ется в циклонных, а также в швеллерковых сепараторах. В швеллерковых сепараторах пленочная сепарация со­четается с инерционной за счет отбра­сывания более крупных капель воды при прохождении влажного пара по каналам между швеллерами с четырех­кратным поворотом на 90°. Такая конструкция достаточно эффективно отделяет мелкие капли от пара. Допу­скаемая скорость пара в швеллерковых сепараторах при давлении в ба­рабане 11 МПа 0,2 м/с.

Пароприемные щиты. Для равномерного отвода пара по се­чению барабана на выходе из него устанавливается пароприемный дыр­чатый щит. Скорость в отверстиях щита выбирается из условия

w02ρн/2 = 200 – 250 Па,

где водный режим и качество пара - student2.ru – плотность насыщенного пара, кг/м3.

Для создания достаточного дрос­селирующего эффекта щита скорость пара в его отверстиях должна быть в 2 раза больше, чем продольная скорость пара в барабане.

Промывка пара. Механические способы сепарации позволяют удалить из пара относительно круп­ные частицы. От веществ, находя­щихся в паре высокого давления в виде молекулярных и коллоидных растворов, пар может быть очищен промывкой его чистой водой. Прак­тически промывка пара осуществля­ется пропуском его через слой воды.

На рис. 100 показано устройство для промывки пара. В паровом пространстве барабана размещается щит, на который подается питательная вода, стекающая затем в водяное простран­ство барабана. Щит выполняется в виде системы корыт или с перфори­рованными по его площади отверстиями.

водный режим и качество пара - student2.ru

Рис. 100. Схема сепарационного

устройства с промывкой пара:

1 – щит с промывочным

корытцем; 2 – жалюзийный

сепаратор; 3 – пароприемный

щит; 4 – разделительный щит;

5 – подвод питательной воды;

6 – трубы испарительной

поверхности нагрева;

7 – опускные трубы;

8 – пароотводящие трубы

Пар, проходя над слоем воды в корытах или через отверстия в щите, частично очищается от солей, насы­щая ими воду. Основной целью про­мывки пара при высоком давлении является снижение уноса кремниевой кислоты. В установившемся состоянии кремнесодержание пара становится пропорциональным кремнесодержанию воды, контактирующей с паром. Коэффициент распределения кремнесодержания в паре и воде выражается отношением водный режим и качество пара - student2.ru , которое определяет допустимое кремнесодержание питательной воды при заданном допустимом кремнесодержании в паре.

При промывке пара вследствие несовершенства его контакта с водой соли удаляются не полностью; конеч­ное солесодержание пара определяется по формуле

водный режим и качество пара - student2.ru ,

где водный режим и качество пара - student2.ru – коэффициент проскока – доля пара, прошедшего через промывочное устройство, но не промытого; водный режим и качество пара - student2.ru и водный режим и качество пара - student2.ru – солесодержания про­мытой и непромытой частей пара.

Коэффициент проскока всех солей составляет примерно 10 – 15 %, а крем­ниевой кислоты 15 – 40 %. Для удов­летворительной работы промывочного устройства слой воды на щите дол­жен быть 60 – 70 мм.

На промывочный щит подают не бо­лее 50 % питательной воды в целях уменьшения конденсации пара в бара­бане, которая вызывает необходимость повышения паросодержания в испа­рительных поверхностях нагрева. Для уменьшения выноса капельной влаги в питательную воду, находящуюся на щите, необходимо иметь достаточ­ную высоту парового пространства под щитом.

В прямоточном парогенераторе с промывочно-сепарационным устройством промывка пара осуществляется путем впрыска воды в слегка перегретый пар с доведением его влажности до 2 %. При этом примеси в паре растворяются в воде. Далее влага отделяется от пара в центробежном сепараторе и после использования части ее тепла выводится в дренаж.

19. КОРРОЗИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

Наши рекомендации