Естественная и принудительная циркуляция. Кратность циркуляции.

 

Столб воды, содержащий некоторое количество пара, имеет меньшую плотность, чем такой же по высоте столб воды без пара. По этой причине пароводяная смесь, которая образуется в обогреваемых газами трубах котла, выталкивается из них вверх водой, поступающей из необогреваемых или менее обогреваемых труб. В результате происходит естественная циркуляция котловой воды по трубам котла.

Трубы, в которых образуется и поднимается пароводяная смесь, называ­ются подъемными, и трубы, по которым опускается вода — опускными.

Циркуляции способствует также движение в подъемных трубах вверх легких паровых пузырей, которые увлекают при этом близлежащие слои воды.

Путь воды и пароводяной смеси: верхний барабан — опускные трубы — нижний коллектор — подъемные трубы — верхний барабан называется контуром циркуляции.

Разница плотности столбов воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных трубах создает движущий напор циркуляции, который расхо­дуется на преодоление сопротивлений движению воды и пароводяной смеси в контуре циркуляции.

 

НАРУШЕНИЕ ЦИРКУЛЯЦИИ

 

Если значительная часть подъемной трубы, присоединенной к паровому пространству барабана, при работе зашлаковалась, то такая труба получает от дымовых газов значительно меньше тепла, чем рядом стоящие незашлакованные трубы. В зашлакованной трубе образуется меньше пара, и воды из опускных труб в нее поступает меньше, чем в интенсивно работающие незашлакованные трубы, циркуляция ухудшается и даже может вовсе прекра­титься. В этой трубе образуется так называемый свободный уровень, с кото­рого с небольшой скоростью поднимается в барабан образующийся пар.

Пар плохо отводит тепло от стенки незашлакованной части этой трубы. Это угрожает ее перегревом и повреждением, так какчасть незашлакован­ной трубы хорошо обогревается горячими дымовыми газами.

Если незашлакованная труба присоединена к водяной части барабана, она при нарушении циркуляции остается залитой водой из барабана. Образую­щемуся в трубе пару затруднен выход в барабан из-за неподвижности воды и пар накапливается в обогреваемой части трубы, ухудшая отвод тепла от ее стенки, и лишь периодически прорывается в барабан. Стенки трубы то пере­греваются под паровым пузырем, то охлаждаются котловой водой, когда пар уходит. Последствие такого переменного режима работы повреждение труб. При таких условиях может оказаться, что в трубе не только прекратиться подъем воды, но вода начнет даже опускаться и будет поступать в соседние хорошо обогреваемые трубы. Такое явление называют опрокидыванием цир­куляции, опускание воды в трубе еще больше затрудняет выход паровых пузырей в барабан, и они, объединяясь, заполняют значительную часть сече­ния обогреваемой части трубы, вызывая ее перегрев и повреждение.

Нарушения циркуляции возможны не только из-за зашлаковки труб.

Причиной их может быть увеличение сопротивления движению среды при попадании в трубу постороннего предмета, оставленного после ремонта, при внутреннем загрязнении трубы, скоплении шлама в коллекторе и др.

Нарушение циркуляции может быть вызвано охлаждением подъемной трубы водой при обивке шлака, если оно не кратковременно.

Чтобы опускные трубы не обогревались, их выносят за обмуровку котла. Иногда опускными являются последние ряды труб по ходу газов, где темпе­ратура дымовых газов невысока и обогрев труб невелик.

При расположении опускных труб в зонах высоких температур их от обогрева обычно защищают кирпичной кладкой или изоляцией.

Необходимо следить за исправностью изоляции, разрушение которой мо­жет ухудшить циркуляцию.

Для надежности циркуляции важно, чтобы подъемные трубы одного контура обогревались одинаково. Если часть их обогревается меньше дру­гих, то вода из опускных труб направляется преимущественно в хорошо обогреваемые трубы, а в других может произойти застой и даже опрокиды­вание циркуляции или образование свободного уровня.

Во избежание подобных явлений подъемные трубы с меньшим обогре­вом (например, трубы фронтового экрана) выделяют в самостоятельный контур со своими опускными трубами.

При продувке коллектора экрана во время большой нагрузки котла в подъемные трубы поступает из опускных труб меньше воды, а в некоторые из них, ближайшие к месту продувки, может поступать слишком малое коли­чество воды, что вызовет плохое охлаждение подъемных труб и их пере­грев.

Неплотность продувочной арматуры ("самопродувка") также может быть причиной ухудшения циркуляции в трубах экрана, расположенных вблизи места продувки.

Концы опускных труб в барабане котла при его работе должны быть за­крыты уровнем воды не меньше чем 50-100 мм. При меньшем уровне воды в воронку, образующуюся на входе в опускные трубы, может подсасываться пар из парового объема барабана. Поступление же пара в опускную трубу уменьшает вес столба жидкости в ней и ухудшает циркуляцию в контуре.

Для предупреждения нарушений циркуляции необходимо:

- не допускать снижения уровня воды в котле ниже предельно допускаемого;

- вести правильно процесс горения, не допуская тепловых перекосов в топке и значительной разницы тепловыделения по ее ширине;

- не допускать шлакования поверхностей нагрева;

- производить регулярно обдувку или очистку от шлаков экранных труб;

- производить регулярно шламовую продувку экранов топки, не допус­кая скопления шлама в нижних коллекторах;

- производить продувку нижних коллекторов преимущественно при малых нагрузках котла и кратковременно каждой точки, при необходимости повторяя ее;

- следить за плотностью продувочной арматуры экранов;

- проверять, нет ли в барабанах, трубах и коллекторах посторонних предметов перед закрытием котла после ремонта;

- проверять тепловую изоляцию опускных труб (если по проекту трубы должны быть защищены от обогрева).