12.4.Влияние внутрибарабанных устройств на качество котловой воды и насыщенного пара.

Качество насыщенного (при ДКД) и перегретого пара в прямоточном котле определяется концентрацией примесей в питательной воде. В барабанном котле качество насыщенного пара зависит не только от качества питательной воды, но и от методов организации водного режима в самом котле, в его барабане. К таким методам относится организация ступенчатого испарения и продувки, сепарационных устройств и промывки пара.

Эффективность ступенчатого испарения и продувки котла рассмотрена в §11.7. При достаточно высоком качестве питательной воды выполняют двухступенчатую схему испарения при паропроизводительности второго (солевого) отсека 3…5% (иногда 10%). Солевой отсек внутри барабана устанавливают на мощных котлах редко, так как возможный в переходных режимах переток воды или переброс через перегородку из солевого отсека в чистый снижает эффект от ступенчатого испарения. Второй отсек организуется в выносном циклоне, пар из него направляется в барабан на промывку.

При достаточно больших концентрациях примеси в питательной воде возможна организация трехступенчатой схемы испарения. Паропроизводительность второго и третьего отсеков в этом случае выбирается в пределах 3…10%.

Сепарация капельной влаги из пара и сепарационные устройства рассматривались в гл.9. Для обеспечения высокой чистоты насыщенного пара в барабанах без промывки пара унос влаги не должен превышать 0,02% паропроизводительности. При промывке пара из-за того, что места для организации сепарационных устройств остается мало, допускается влажность пара до промывочного устройства и после него в размере 0,05% (в некоторых случаях - до 0,1%). Увеличение влажности компенсируется эффективной промывкой пара.

Промывка насыщенного пара питательной водой проводится путем барботажа его через слой воды на промывочном устройстве, гидравлическая работа которого анализировалась в гл.9. На рис.12.3 показана принципиальная схема промывки пара, а на рис.12.4 обозначены потоки воды и примеси. Пар из контуров циркуляции барботирует через слой котловой воды и выходит из нее с концентрацией определяемой по формуле

где ω₁- влажность пара; К_p1- коэффициент распределения в системе котловая вода - насыщенный пар.

Пар поступает на паропромывочное устройство и барботирует через слой воды. При этом в системе промывочная вода - пар устанавливается новое равновесное состояние, соответствующее коэффициенту распределения Кp₂.

Так как концентрация примесей в промывочной воде С_пром меньше С_к.в, то концентрация примесей в паре С_пуменьшается (по сравнению с C_п`), а примеси в количестве ( C<sub>п</sub>` - Сп) переходят в промывочную воду. Концентрация примесей в паре после промывки будет равна

Промывочная вода поступает в водяной объем барабана, и концентрация примесей в котловой воде С_к.всвязана с С_промформулой (11.42), где вместо С_п.внеобходимо подставить С_пром

Примем ω = ω₁= ω₂= 0,05%; K_p= К_p1= К_p2= 1%,р= 1%.Определим степень очистки пара от примесей после промывки. Для этого разделим выражение для C_п` на C_п

Таким образом, пар после промывки стал чище почти в 50 раз (при принятых значениях ω, К_p,р). С увеличением К_pэффективность промывки снижается.

Формула (12.5) показывает, что относительное снижение концентрации примеси в паре при промывке зависит от продувки р- с ростом продувки эффективность промывки падает, но при этом абсолютные величины C_п` и C_пснижаются (уменьшаются C_к.в). В результате качество пара С_пмало зависит от продувки: при К_p+ ω = 0 вообще не зависит, а при К_p+ ω =10% увеличение продувки с 1 до 5% приводит к снижению С_пвсего в 1,7 раза. Поэтому продувка в рассматриваемом случае должна выбираться не по С_п, а по концентрации примесей в котловой воде С_к.в, влияющей на интенсивность отложения примесей в экранных трубах. При двухступенчатой схеме испарения оптимальная паропроизводительность второй ступени n_IIпри промывке пара составляет 3%.