Тепловая и гидравлическая разверка

Для надежной работы поверхности нагрева котла необходимо, чтобы параллельно включенные элементы работали при средних расчетных условиях.

На практике они могут иметь различные тепловые и гидравлические характеристики (условия обогрева; диаметр, длину, конфигурацию). Эти различия усиливаются с ростом паропроизводительности и мощности котла. Надежность работы характеризуется различными коэффициентами.

Пусть средние параметры для элемента:

.

Для разверенной трубы:

,

где: - температура среды на входе в элемент;

- приращение энтальпии рабочей среды;

G – расход среды;

q – тепловой поток;

z – коэффициент гидравлического сопротивления;

H – поверхность нагрева.

Коэффициент гидравлической разверки:

;

Коэффициент тепловой разверки:

;

Коэффициент тепловой неравномерности:

.

Коэффициент гидравлической неравномерности:

.

Коэффициент конструктивной нетождественности:

.

Рассмотрим взаимосвязь перечисленных коэффициентов

,

так как, .

Таким образом, коэффициент тепловой разверки зависит от сочетания коэффициента тепловой неравномерности и гидравлической разверки.

Наибольшая тепловая разверка () наблюдается для труб с наиболее сильным обогревом и наименьшим расходом.

ЛЕКЦИЯ №29

ЛЕКЦИЯ №30

Водоподготовка и водный режим

Надежная и экономичная работа котла и паровой турбины возможна при отсутствии внутренних отложений на поверхностях нагрева (накипи). Снижения до минимума коррозии металла и получение в котле пара высокой чистоты. Эти задачи решаются рациональной организацией водного режима, включающего в себя: очистку добавочной воды; конденсата пара, отработавшего в турбине, от растворимых и нерастворимых примесей и газов; а также обработку питательной воды в сочетании с определенными конструктивными мероприятиями.

В процессе работы ТЭС рабочее тело загрязняется примесями, которые поступают в котловую воду и могут находиться в ней в нерастворенном и растворенном видах. При определенных условиях данные примеси могут образовывать накипь, которая повышает термическое сопротивление передачи тепла от стенки к рабочей среде.

.

В результате, увеличивается температура металла (), что может привести к разрыву труб; увеличивается температура уходящих газов (), а следовательно снижается КПД котла брутто ().

Попадание примесей вместе с паром в турбину вызывает отложение в проточной части, в результате чего повышаются потери на трение, снижается КПД турбины. Кроме того, может произойти осевой сдвиг ротора турбины.

В состав накипи также может входить соединения металлов (Fe,Cu,Al), а также кремниевой кислоты ().

Рассмотрим принципиальную схему ТЭС и возможные источники появления загрязнения рабочей среды.

 

- расход пара;

- расход охлаждающей воды;

- расход конденсата;

- расход исходной воды;

- расход питательной воды;

- расход воды на непрерывную продувку.

БОУ – блочная обессоливающая установка (для прямоточного котла);

Основными источниками загрязнения рабочего тела в цикле ТЭС являются:

ü загрязнения, поступающие через неплотности в контуре с охлаждающей водой;

ü загрязнения, поступающие с добавочной водой из химического цеха;

ü продукты коррозии материалов данной схемы;

ü искусственно вводимые добавки для обеспечения водного режима.

 

Количество добавочной воды, которое поступает в цикл для восполнения потерь; определяется видом ТЭС.

Для КЭС (ГРЭС): 0,5-1% от расхода рабочего тела;

Для ТЭЦ: 20-40% (до 70%, ввиду невозврата конденсата).

Требования к качеству питательной воды, поступающей в котел, определяются давлением котлоагрегата и его технологической схемой.

В прямоточном котле, где отсутствует возможность вывода примесей из пароводяного тракта, требования к качеству питательной воды более жесткие.