Расчет редукционно-охладительной установки (РОУ), редукционной установки (РУ)

Редукционно-охладительные установки (РОУ) предназначены для снижения давления и температуры пара до параметров, необходимых потребителю.

Редукционно-охладительные установки работают следующим образом: по паропроводу острый пар через запорную задвижку (поз.1) поступает к регулирующему клапану (поз.2), в котором осуществляется первая ступень снижения давления (дросселирования) пара.

При больших перепадах давлений, с целью уменьшения шума во время работы, установки снабжаются дополнительными ступенями дросселирования. В зависимости от величины давления острого и редуцированного пара в качестве дополнительных ступеней дросселирования устанавливаются один или несколько узлов шумоглушителей рисунок 4 с дроссельной (поз.3) и дроссельно-охладительной решетками.

Шумоглушители не являются необходимым элементом РОУ и применяются только при значительном (околозвуковом и сверхзвуковом) перепаде давления.

Снижение температуры острого пара производится впрыском охлаждающей воды в поток пара через специальную трубку в дросcельно-охладительной решетке узла шумоглушителя или через сопло в охладитель пара рисунок 3 (поз.3).

Охлаждающая вода, испаряясь за счет тепла, отбираемого от пара, охлаждает его до заданной температуры. В зависимости от соотношения расходов острого пара и впрыскиваемой охлаждающей воды, а также их первоначальной температуры обеспечивается необходимая температура охлажденного пара на выходе из охладителя. В зависимости от рабочих параметров охладители пара отличаются размерами и числом форсунок (сопел).

Заданные значения давления и температуры редуцированного пара поддерживаются автоматически электронными регуляторами путем воздействия на регулирующие клапаны паровой (поз.2) и водяной (поз.8).

Кроме того, для регулирования температуры пара предусмотрен вентиль игольчатый с ручным приводом (поз.6).

Для полного перекрытия (открытия) потока охлаждающей воды для РОУ предусмотрен вентиль запорный (поз.7).

В целях предупреждения повышения давления сверх заданного каждая установка снабжается импульсно-предохранительным устройством, состоящим из предохранительного (поз.4) и импульсного (поз.5) клапанов.

Количество импульсно-предохранительных устройств зависит от производительности установки и параметров пара.

В связи с тем, что предохранительные клапаны рассчитаны на минимальное давление 0,25 МПа (2,5 кгс/см²), в установках с номинальным давлением редуцированного пара 0,12 МПа (1,2 кгс/см²) возможно повышение давления до 0,25 МПа (2,5 кгс/см²), что необходимо учитывать при проектировании трубопроводов после РОУ.

В соответствии с назначением в редукционных установках пар проходит расчетное количество ступеней дросселирования: клапан регулирующий и узлы шумоглушителей до получения требуемых параметров давления пара с незначительным снижением температуры (за счет дросселирования). Редукционные установки (РУ) предназначаются только для снижения давления пара.

Рисунок 3 - Схема редукционно-охладительной установки

1– задвижка, 2 – клапан регулирующий (пар), 3 – охладитель пара или узел шумоглушителя с дроссельно-охладительной решеткой, 4 – клапан предохранительный, 5 – клапан импульсный, 6 – вентиль игольчатый, 7 – вентиль запорный, 8 – клапан регулирующий (вода), 9 - задвижка.

Рисунок 4 - Схема редукционной установки

1 - задвижка, 2 - клапан регулирующий (пар), 3 – узел шумоглушителя с дроссельной решеткой, 4 - клапан предохранительный, 5 - клапан импульсный, 6 -задвижка на выходе.

В охладителе РОУ основная часть воды испаряется, а другая с температурой кипения отводится в конденсатные баки или непосредственно в деаэратор.

Примем в курсовом проекте, что вся вода, вводимая в РОУ, полностью испаряется, и пар на выходе является влажным.

Подача охлажденной воды в РОУ производственных котельных обычно осуществляется из магистрали питательной воды после деаэратора.

Тепловой расчет РОУ ведется по балансу тепла (рисунок 5).

Рисунок 5 - Схема РОУ

Расход редукционного пара с параметрами , , и расхода увлажняющей воды определяем из уравнения теплового баланса РОУ:

.

Из уравнения материального баланса РОУ:

.

Решая совместно уравнения (6) и (7), получим:

,

Определим расход свежего пара, поступающего в РОУ:

,

кг/с.

Составляем схему РОУ:Рисунок 6 - Узел РОУ

0.38 кг/с 439.36 кДж

Питательный наос подает увлажняющую воду в РОУ из деаэратора с энтальпией (ранее принятой равной энтальпии кипящей воды в расширителе непрерывной продувки, ). Таким образом,расход увлажняющей воды, , определим по формуле:

кг/с,

Количество редуцированного пара:

=10,37 кг/с.

где - расход острого пара, поступающего в РОУ, кг/с с параметрами , ;

- энтальпия влажного пара после выхода из котлоагрегата, кДж/кг;

- расход увлажняющей воды, поступающей в РОУ, кг/с;

- энтальпия увлажняющей (охлаждающей) воды, поступающей в РОУ, кДж/кг;

- количество редуцированного пара, кг/с;

- энтальпия влажного пара после РОУ при давлении ,кДж/кг;