Гидродинамика котлов с естественной циркуляцией

Рассмотрим контур с естественной циркуляцией:

 

 

1. барабан.

2. опускные трубы.

3. нижний коллектор.

4. экранные трубы.

 

 

- плотность жидкости при температуре кипения соответствующей .

=f().

- средняя плотность смеси по подъемным трубам высотой H.

- средняя плотность пароводяной смеси на парообразующем участке .

h_ЭК, h_ПАР- высота экономайзерного и испарительного участков топочног экрана

- давление в точке закипания выше давления в барабане на величину нивелирного напора, поэтому температура рабочей среды здесь максимальная в подъемной трубе.

(1)

или , (2)

где ρ׳- плотность котловой воды при температуре насыщения при давлении в барабане;

ρ_СМ- средняя плотность пароводяной смеси в подъёмной трубе;

- средняя плотность пароводяной смеси в парообразующем участке.

Движущий напор тратится на преодоление гидравлического сопротивления опускных и подъемных труб.

(3)

Полезный напор:

(4)

- основное уравнение циркуляции. (5)

Причины возникновения экономайзерного участка:

1. Давление в точке закипания (т.з.) больше, чем давление в барабане;

.

Следовательно, чтобы среда закипала при более высоком давлении, необходимо подвести тепло, чтобы температура возросла до температуры насыщения при .

2. Захват питательной воды в опускные трубы при некипящем экономайзере.

Таким образом, высота рассчитывается исходя из равенства: количества тепла, переданного в экономайзерном участке экранным трубам и количества тепла, которое необходимо подвести котловой воде для нагревания до температуры насыщения в т.з.

,

где

- дополнительное количество тепла, которое необходимо подвести к среде для достижения температуры насыщения за счет повышения давления в т.з.

.

- расход в контуре циркуляции.

- это недогрев котловой воды, поступающей в опускные трубы при некипящем экономайзере.

.

- недогрев среды до энтальпии насыщения.

,

где

- энтальпия питательной воды за экономайзером.

 

Расчет контуров естественной циркуляции.

Различают простые и сложные контуры естественной циркуляции.

В простом - все подъемные трубы имеют одинаковые геометрические (диаметр, длина, конфигурация) и тепловые характеристики.

В сложном – данные характеристики для подъемных труб различны.

Расчет простого контура

Расчет связан с решением основного уравнения циркуляции.

0

Обе величины данного уравнения зависят от ряда параметров, в том числе и от скорости циркуляции .

Данное уравнение аналитически не решается.

.

Увеличение ведет к снижению за счет ↑ и ↓ , а также к увеличению сопротивления опускных труб. Для решения данного уравнения используют графо-аналитический метод. Задаются рядом значений скорости циркуляции. …

Далее производят расчет и при данных . Изображают соответствующие зависимости графически.

 

т.А – рабочая точка контура естественной циркуляции - решение основного уравнения циркуляции (): находим , .

Данная зависимость называется диаграммой циркуляции.