Схема одноступенчатого испарения

 

 

1.- барабан;

2.- опускные трубы;

3.- нижний коллектор;

4.- топочные экраны;

5.- непрерывная продувка.

6.- периодическая продувка.

 

 

где D, D_ПВ, D_ПР- расходы пара, питательной и продувочной воды;

С, С_ПВ, С_ПР, С_КВ – концентрация растворенных примесей в паре, питательной, продувочной и котловой воде.

Для ограничения концентрации солей в котловой воде, используется удаление части котловой воды из барабана - непрерывная продувка котла (Р,%).

в соответствии с ПТЭ величина Р=0,5-5%. На каждый килограмм продувочной воды расходуется теплота топлива,

q=(h_ПР-h_ПВ)/ή_КА ≈ (h´ - h_ПВ)/ ή_КА, кДж/кг

При указанных нормах и частичном использовании теплоты продувочной воды потери тепла составляют 0,1-0,5% теплоты топлива (Q^P_P).

С помощью непрерывной продувки из котла удаляются растворенные соли. Расход продувочной воды восполняется более чистой питательной водой.

D_ПВ= D + D_ПР (1)

или в % от D; →(100+Р) = 100 + Р

Для удаления шлама (солей в виде твердых частиц), из нижних коллекторов осуществляется периодическая продувка ( продувка нижних точек ). Она используется при растопке, останове котла, а также в процессе его работы.

Для удаления солей жесткости из котловой воды используется фосфатирование или фосфатный водный режим. Для этого в котловую воду дозируется тринатрийфосфат (), который связывает катионы жесткости в труднорастворимые соединения ( и ), выпадающие в виде шлама в котловой воде.

Запишем уравнение материального солевого баланса для схемы одноступенчатого испарения:

, (2)

где D_ПВ, D, D_ПР – расходы питательной воды, пара, продувочной воды;

С_ПВ, С_П С_ПР – соответствующие концентрации растворенных примесей.

С_ОТЛ – количество (концентрация) растворенных примесей образующих накипь

Поскольку при нормальном режиме эксплуатации образование накипи не допускается (С_ОТЛ=0), а при среднем и низком давлении в котле концентрацией примесей растворенных в паре можно пренебречь (), то уравнение (1) можно записать в виде:

(3)

или в % от D

(4)

Из последнего уравнения:

(5)

При высоком давлении, где растворимостью солей в паре пренебречь нельзя, ( >0) выражение (5) примет вид:

۰100,% (6)

где концентрация солей в паре определяется по выражению

,

а в одноступенчатой схеме .

Например, рассмотрим отношение концентраций солей в питательной и продувочной воде, если величина продувки является 1%, и солесодержанием в паре пренебрегаем.

 

 

Ступенчатое испарение

Эффективны методом повышения качество пара и сокращения непрерывной продувки в большинстве промышленных и энергетических котлов является ступенчатое испарение.

Сущность данного метода состоит в разделении испарительной системы котла на ряд отсеков или ступеней по воде и соединенных по пару. Питание первой ступени осуществляется питательной водой. Подпитка последующих ступеней или отсеков осуществляется котловой водой (продувкой) предыдущих ступеней (ступенчатая продувка). Непрерывная продувка всего котла осуществляется из последней ступени.

Первая ступень – чистый отсек (ч.о.), так как в ней минимальное солесодержание котловой воды; последний отсек – солевой отсек (с.о).

Для схемы трёхступенчатого испарения

С_ПВ < С_КВI < С_КВII < С_{КВIII →} С_ПI < С_ПII < С_ПIII

Основное количество пара вырабатывается в чистом отсеке (n_I=70-90%), а остальное в последующих ступенях (n_II+n_III=30-10%).