Циркуляция воды

Циркуляцией называется движение воды по замкнутому контуру в работающем котле.

Различают циркуляцию естественную и принудительную.

Принудительная осуществляется с помощью насосов.

Естественная циркуляция за счет разностей плотностей воды в более нагретых и менее нагретых частях контура.

Количество воды циркулирующей в контуре обычно значительно больше количества образовавшегося в нем пара.

Отношение за единицу количества циркулирующей воды к количеству полученного в контуре пара называется кратностью циркуляции.

Для экранных труб Кц от 4 до 20

Для конвективных Кц от 10 до 100

Контур циркуляции представляет собой замкнутую систему непрерывного движения воды и пароводяной смеси по трубам, подключенным к паровому и водяным коллекторам котла.

Котел может иметь один или несколько самостоятельных контуров циркуляции.

Контуры циркуляции бывают независимыми и смешанными. У независимого контура циркуляции опускные трубы обслуживают только свой контур, а у смешанного — опускные трубы питают водой подъемные трубы нескольких контуров.

Контуры естественной циркуляции разделяются на простые и сложные. В простом контуре все звенья включены последовательно. Сложный контур состоит из нескольких простых контуров, в которых некоторые звенья являются общими.

Например, рассмотрим циркуляционную схему котла, у которого боковой и фронтовой экраны питаются водой из одного стояка, являющегося общим звеном для двух экранов. Таким образом, в этом контуре фронтовой и боковой экраны вместе составляют сложный контур. Задний экран имеет свою опускную систему, но его обогреваемые трубы в верхней части (фестон) имеют разную конфигурацию и величину обогрева. Такой контур циркуляции также является сложным, так как общим звеном у него являются опускные трубы, а каждый ряд подъемных труб представляет собой звено отдельного контура. Обогреваемые трубы могут выводиться непосредственно в барабан котла (фронтовой и задний экраны) или в собирающий коллектор (боковой экран). В последнем случае пароводяная смесь из коллектора отводится в барабан так называемыми пароотводящими трубами.

Застой циркуляции — явление, при котором в подъемных трубах существенно замедляется или прекращается движение пароводяной смеси вверх. Застой циркуляции может возникнуть в случае неодинакового подвода теплоты к парообразующим трубам, расположенным в одном и том же ряду, например, из-за их неравномерного обогрева, загрязнения или других причин.

Замедление или прекращение движения воды возникает у менее нагретых труб, в результате чего в них образуется свободный уровень воды. По участку труб, расположенному выше свободного уровня, будет медленно двигаться не пароводяная смесь, а пар. Условия нормального отвода теплоты от стенки обогреваемой трубы нарушены, и на данном участке трубы возникает аварийное состояние, связанное с перегревом металла.

Опрокидывание циркуляции — явление,  при  котором  в  подъемных трубах, получающих по сравнению с другими трубами ряда меньше теплоты, происходят выделение пара и его подъем с одновременным опусканием воды. Опрокидывание циркуляции  вызывают те  же  причины, которые приводят к застою циркуляции.

С целью обеспечения надежной циркуляции необходимо содержать в чистоте поверхности нагрева, не допускать резких колебаний давления пара, поддерживать нормальный уровень воды в паровом коллекторе, особенно при качке судна.

Кавитация — явление, при котором во входном сечении опускной трубы происходит парообразование. Оно может происходить, если статическое давление в этом сечении окажется меньше давления в паровом коллекторе. При кавитации нарушается нормальное поступление воды в опускные трубы, а следовательно, и в подъемные. Образующиеся паровые пузырьки и их конденсация вызывают в трубах гидравлические удары, которые могут быть причиной образования трещин в трубах. Для предотвращения кавитации следует поддерживать такой уровень воды в паровом коллекторе, чтобы он был выше кромки входного сечения опускных труб не менее чем на 50 мм.

Причины нарушения циркуляции

1. Разрушение изоляции опускных труб и коллекторов

2. Скопление шлама

3. Загрязнение поверхности нагрева накипью и сажей

4. Низкий уровень воды в барабане котла (над опускными трубами образуются водяные воронки, и в них затягивается пар, что ведет к появлению паровой пробки)

5. Резкое падение давления в котле

6. Загорание сажи в газоходах

В результате этих причин может возникнуть замедление, полное прекращение или опрокидывание циркуляции.

Обнаруживается по резкому увеличению температуры уходящих газов.

Тема №4