Методы получения чистого пара

 

Требования к качеству пара, которое определяется наличием в нем взвешенных или растворенных примесей, чрезвычайно высокие. Суммарное содержание примесей в перегретом паре нормируется и при СКД, например, не должно превышать 40—50 мкг/кг пара, в том числе соединений Na и Fe не более 10 мкг/кг (каждого), кремниевой кислоты в пересчете на SiO₃ не более 15 мкг/кг. При давлении пара 14 МПа общее содержание примесей должно быть не более 100 мкг/кг.

В прямоточном котле вся поступающая питательная вода превращается в пар. Часть минеральных примесей откладывается внутри поверхностей нагрева котла, остальная уносится с паром в турбину. С ростом давления коэффициент распределения р увеличивается (см. рис. 9.1), и поэтому все большая часть примесей уносится с паром. Единственный путь получения пара с допустимым загрязнением — это улучшение качества питательной воды. Последнее должно мало отличаться от качества перегретого пара.

 

Рисунок 9.1 – Зависимость коэффициента распределения от отношения плотностей r´ /r´ ´ в двухфазной системе вода – пар

 

В барабанном котле чистота насыщенного, а следовательно, и перегретого пара определяется качеством воды, из которой он образуется. Чем меньше концентрация веществ в кипящей воде, тем чище получится пар. Однако солесодержание котловой воды, циркулирующей в трубных поверхностях и находящейся в барабане, значительно выше норм для пара. В этом случае для получения чистого пара, прежде всего необходима более полная осушка насыщенного пара, т. е. сепарация мелких капель влаги из потока отводимого из барабана пара.

При высоком давлении пар, полученный из воды со значительным солесодержанием, будет содержать в себе в растворенном состоянии определенные вещества. Коэффициент распределения Кр для любого вещества зависит только от давления.

 

 

Рисунок 9.2 - Схемы сепарационных устройств в паровых котлах низкого и среднего давления:

а - труба с отверстиями, б - отбойные щитки, в - отбойные щитки, жалюзийный сепаратор с дырчатым листом, г - утопленные листы, жалюзийный сепаратор с дырчатым листом, д - щитки, утопленный лист и жалюзийный сепаратор с дырчатым листом, е - внутрибаранные циклоны, жалюзийный сепаратор и дырчатый лист (иногда циклоны размещены вне барабана – выносные циклоны).

 

Так как при высоком давлении для большинства растворенных в воде веществ, то загрязнение пара в основном определяется растворимостью веществ в паре. Повышение качества пара может быть достигнуто улучшением качества воды, через которую пар проходит.

Используя это явление, организуется так называемая промывка «грязного» пара, полученного из сильно минерализованной воды, пропуском его через слой более чистой «промывочной» воды. При контакте «грязного» пара с более чистой водой часть растворенных в паре веществ перейдет в воду до установления нужного соотношения. В итоге пар очищается от большей части загрязняющих его веществ, как бы промывается.

Промывку пара организуют только в барабанных паровых котлах, в которых солесодержание котловой воды достаточно большое. Наиболее чистой водой в таких котлах является питательная вода. В простейшем виде для промывки пара в барабане котла применяют дырчатый щит в паровом объеме барабана, на который подают питательную (промывочную) воду. Размещение промывочного устройства требует, чтобы диаметр барабана был не менее 1600—1800 мм. После промывки пар дополнительно сепарируется, и влажность его доводится до нормируемых значений.

 

 

Продувка парового котла

 

Паровые котлы с естественной циркуляцией должны быть оборудованы устройствами для проведения непрерывной и периодической продувки.

Продувка – это удаление из котла постоянно или периодически определенного количества воды с содержащимися в ней солями, осадками и шламом.

Непрерывная продувка служит для снижения содержания солей в котловой воде и обеспечения чистоты пара. Выполняется из любой части котла. Это может быть верхний, нижний барабаны или выносные циклоны.

Непрерывная продувка более безопасна, чем периодическая, так как резко не снижает уровня воды в котле, и экономичнее, так как тепло непрерывной продувки можно использовать в деаэраторе.

Производится непрерывная продувка через дырчатую трубу, расположенную в барабане котла. Снаружи на трубе устанавливают два вентиля (второй для безопасности), ими регулируют непрерывную продувку. В том случае, если солесодержание котловой воды возрастает, оператор открывает вентиль, увеличивая количество вытекаемой из котла воды.

Накипь, шлам, зола, сажа приводят к пережогам, образованию разрывов труб, перерасходу топлива и снижению паропроизводительности котла. Они является плохими проводниками тепла, что влечет перегрев металла котла. Накипь, образуется из-за накапливания солей при испарении воды. Соли, достигнув предела растворимости (насыщения) выпадают в осадок, образую трудно растворимую накипь в местах больших тепловых напряжений. Шлам представляет собой илообразный осадок, выпадающий в нижних точках котла и состоящий из механических примесей, окислов металлов и продуктов внутрикотловой обработки воды. Шлам легко уноситься при проведении периодической продувки.

Периодическая продувка выполняется из нижних точек котла нижнего барабана, нижних коллекторов, циклонов. Под периодической продувкой понимают удаление за короткое время большого количества воды, с которой уносятся шлам, осадки, соли. Количество периодических продувок определяется пусконаладочной организацией по анализам котловой воды. Для проведения периодической продувки в барабане укладывается труба с отверстиями, через которые уносится шлам и осадки.

Каждый котел для проведения периодической продувки имеет продувочную линию, которая соединена с общей продувочной магистралью, проложенной за котлами. Продувочная вода поступает в продувочный бак или колодец, работающий без давления. Продувку выполняют последовательно в каждой точке. Особенно осторожно необходимо выполнять продувку из солевых отсеков – циклонов, из-за небольшого объема воды.

Вода непрерывной продувки подается в расширитель 1 (рис.9.3), в котором давление ее падает до атмосферного. В результате часть воды испаряется и образовавшийся пар 5 поступает в деаэратор, где тепло его используется. Оставшаяся вода проходит в сливной колодец через теплообменник 12, где также используется часть тепла продувочной воды.

Для соблюдения установленных норм качества пара осуществляют периодическую или непрерывную продувку, т.е. часть воды из паровых котлов выпускают и заменяют ее питательной водой. Периодическая продувка при наличии непрерывной служит для выпуска шлама. Непрерывную продувку в барабанных котлах выполняют из верхних барабанов 9 (рис.9.3), где концентрируется большее количества солей, а периодическую – из нижних барабанов или коллекторов. Непрерывная продувка должна обеспечивать при работе котла постоянный вывод избытка солей из котловой воды. Котловая вода непрерывной продувки из барабана 9 отводится в аппарат, называемый сепаратором непрерывной продувки, в котором происходит расширение воды и отделение пара. Из сепаратора пар отводится в деаэратор питательной воды, а горячая вода, содержащая соли – в дренаж 11, или используется для подогрева сырой воды.

 

 

Рисунок 9.3 - Схема непрерывной продувки: 1- расширитель, 2- труба для подвода котловой воды в расширитель от других котлов, 3 и 7- регулировочные вентили, 4- предохранительный клапан, 5- пар из расширителя, 6- манометр, 8- отключающие вентили на линии непрерывной продувки, 9- верхний барабан котла, 10 и 12- поверхностные охладители проб котловой воды и теплообменник, 11- дренаж, 13- охлаждающая вода, 14 и 15- трубы для подвода в барботер воды периодической продувки и охлаждающей, 16- барботер.

 

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: