|
Настоящая книга знакомит теплоэнергетиков с применением в паровых котлах циклонных сепараторов различных конструкций. Разбираются встречающиеся схемы включения внутрибарабанных и выносных циклонов в циркуляционные контуры котлов и приводится методика расчетов внутрикотловых устройств. Освещаются особенности работы циркуляционных контуров с циклонными сепараторами и указываются мероприятия по повышению надежности циркуляции в этих контурах.
Имеющиеся конструкции выносных циклонов с двойной сепарацией пара создают условия в настоящее время для широкого перехода на изготовление простых и надежных в эксплуатации безбарабанных котлов низкого и среднего давления с естественной циркуляцией. Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся модернизацией существующих котлов, проектированием и наладкой новых котельных агрегатов, а также может служить пособием для студентов теплоэнергетических специальностей высших технических учебных заведений.
Широкое применение внутрибарабанных и выносных циклонов при модернизации различных типов паровых котлов позволило значительно увеличить паропроизводительность установленных котлов низкого и среднего давления. При установке экранных контуров с циклонами необходимо соблюдение целого ряда технических требований и условий, обеспечивающих как надежность работы всех циркуляционных контуров, так и высокое качество работы сепарационных устройств барабана и выносных циклонов. Настоящая книга является одной из первых попыток дать систематическое изложение вопросов проектирования, расчета, а также опытных и эксплуатационных материалов, собранных автором в течение многолетней работы в тресте Центроэнергомонтаж при проектировании, изготовлении, пуске, наладке и эксплуатации модернизированных котлов с независимыми экранными контурами. Следует подчеркнуть, что в настоящей книге рассмотрены вопросы проектирования, расчета и работы циклонных сепараторов только для паровых котлов с естественной циркуляцией. Расчеты и конструкции центробежных сепараторов, применяемых в парогенераторах с принудительной циркуляцией или в прямоточных котлах, в настоящей книге не рассматриваются. При составлении книги использовались также материалы, приведенные в отчетах ЦКТИ, ОРГРЭС, Промэнерго и других организации, занимающихся проектированием, наладкой и испытанием котлов низкого, среднего и высокого давления. Кроме того, использовались материалы, опубликованные в печати и в технических журналах. Перечень использованной литературы приведен в конце книги. Автор выражает свою признательность Н. Б. Либерману и М. С. Розанову за ценные замечания и рекомендации, способствовавшие улучшению рукописи.
Критические замечания но настоящей книге просим направлять в редакцию теплотехнической литературы издательства «Энергия». Автор заранее приносит свою благодарность за все указания и замечания по содержанию книги.
Имеющаяся в котлостроении тенденция к сокращению размеров сепарационных барабанов привела к значительному увеличению удельных паровых нагрузок барабана во всех современных котлах, включая и котлы низкого давления. Высокие удельные нагрузки барабана предъявляют все более и более жесткие требования к вопросам сепарации пара. Максимальная эффективность внутрибарабанной сепарации достигается в настоящее время за счет применения тех или иных конструкций сепараторов, в которых отделение влаги от пара осуществляется за счет центробежного эффекта. Еще в предвоенный период внутрнбарабанная центробежная сепарация пара начала применяться как в Советском Союзе, так и за рубежом, п котлах среднего и высокого давления с естественной и принудительной циркуляцией. Хорошая осушка пара в циклонах достигается не только за счет использования центробежного эффекта и естественной сепарации в паровом объеме его, но также и потому, что в них отсутствует барботаж пара через воду, который способствует вспениванию котловой воды. Применение циклонов дает возможность получить пар с небольшой влажностью даже при больших солесодержаниях котловой воды. Все энергетические барабанные котельные агрегаты каг среднего, так и высокого давления в последние годы выполняются с внутрибарабанными циклонами. Центробежная сепарация как наиболее эффективная с теми или иными конструкциями горизонтальных или вертикальных циклонов нашла в настоящее время широкое применение и в котлах .низкого давления. Одновременно с применением внутрибарабанной центробежной сепарации еще в предвоенный период начали применяться вертикальные выносные сепараторы центробежного действия. Такие вертикальные центробежные сепараторы впервые начали примениться в Советском Союзе в прямоточных котельных агрегатах с промывочно-сепарационнымн устройствами для отвода в продувку небольшого количества высококонцентрнрованной влаги, содержащейся в потоке пара. Одновременно с этим за рубежом в парогенераторах с принудительной циркуляцией типа Велокс начали применяться вертикальные барабаны с центробежной сепарацией пара. В котлах с естественной циркуляцией впервые выносные циклоны были применены трестом Центроэнергомонтаж на специальных котлах, разработанных и изготовленных в Советском Союзе в 1945-1946 гг. Несколько позже такие же выносные циклопы по проектам проектно-конструкторской конторы треста Цснтроэнергомонтаж и ОРГРЭС начали применяться в качестве сепарационных элементов экранов, включенных в соленые отсеки барабанных котлов с естественной циркуляцией. Достоинство выносных циклонов по сравнению с внутрибарабанными состоит в том, что их можно выполнять со значительной высотой парового пространства; поэтому
в них достигается хорошая осушка пара даже при котловой воде с очень высоким содержанием примесей.
Использование выносных циклонов при организации ступенчатого испарения в котельном агрегате позволяет полностью исключить переброс котловой воды из соленых отсеков в чистый. Все указанные преимущества выносных циклонов обеспечили в настоящее время их широкое применение в серийных паровых котлах среднего и высокого давления, изготовляемых котлостроительными заводами. Дальнейшие работы по усовершенствованию конструкции выносных циклонов, проводимые просктно-конструкторской конторой треста Центроэнергомонтаж совместно с ЦКТИ и заводами, завершились в настоящее время созданием новой конструкции выносного циклона с двухступенчатой сепарацией пара. Паропроизводитсльность таких выносных циклонов при работе -на низком и среднем давлении при одних и тех же размерах циклона может быть повышена в 2 раза и более без ухудшения качества выдаваемого .пара. Перспективность применения выносных циклонов такой конструкции в серийных котлах низкого и среднего давления очень велика, так как в этом случае значительно снижается расход металла на изготовление циклонов. В настоящее время относительные размеры испарительных поверхностей нагрева котла, включенных выносные циклоны, значительно увеличиваются, и уже имеются конструкции модернизированных котлов, в которых на выносные циклоны включены экранные поверхности, обеспечивающие производительность 60% и более от общей производительности котла. В таких котлах нельзя ограничиваться питанием независимых экранных контуров только за счет продувочной воды из барабанов, так как в этом случае в таких контурах возникают недопустимо высокие концентрации фосфатов, железа и других веществ, что приводит к отложениям в напряженных экранных трубах вторичных железо-фосфатных и других накипей. В этих случаях должны применяться схемы с подачей части питательной воды непосредственно в контуры с выносными циклонами. Успешный опыт длительной эксплуатации безбарабанных котлов с естественной циркуляцией дает основание в настоящее время рекомендовать постройку простых в изготовлении и надежных в работе безбарабанных котлов низкого и среднего давления производительностью до 75—100 т/ч.
|
