Speisewasser- und Dampfschleife des Kessels
Es gibt verschiedene Komponenten im Speisewasser- und Dampfkreislauf des Kessels, und wir sollten einige wesentliche Komponenten dieser Kreisläufe kennen. Diese sind Wärmetauscher (Economizer), Kessel Trommeln, Wasserrohre und Überhitzer (Superheater).
Wärmetauscher (Economizer)
Wärmetauscher (Economizer) ist ein Wärmetauscher, der Wärme aus den Abgasen entnimmt und die Temperatur des Speisewassers, das vom gemeinsamen Kopf des Speisewassers kommt, auf etwa die Sättigungstemperatur entsprechend dem Kessel Druck erhöht.
Das Entweichen von Abgasen mit hoher Temperatur in die Atmosphäre bedeutet einen erheblichen Energieverlust. Durch die Nutzung dieser Gase zur Heizung des Speisewassers kann eine höhere Effizienz und bessere Wirtschaftlichkeit erreicht werden, daher wird der Wärmetauscher als "Economizer" bezeichnet.
Strukturell besteht der Economizer aus einer Sammlung gebogener hohler Röhrenelemente, durch die das Speisewasser fließt. Die Außenseite der Röhren wird von den Abgasen beheizt. Je mehr Wasserrohre, desto größer ist die Wärmeaustauschfläche. Die Anzahl der Röhren und der Querschnitt der Röhren werden nach den erforderlichen Kesselparametern vorausgeplant.
In der T-S-Kurve oben illustriert der schattierte Bereich die Zone des Economizers. Die von dem Speisewasser absorbierte Wärme wird mit 'Qeco' bezeichnet.
Eine weitere wesentliche Komponente des Speisewasser- und Dampfkreislaufs
ist die Kessel Trommel.
Kessel Trommeln
Zwei Arten von Kessel Trommeln werden in allen Arten von Kesseln verwendet: Dampftrommel und Schlammtrumel. Beide Trommeln haben spezifische Funktionen.
Dampftrommel
Die Funktionen der Dampftrommel im Speisewasser- und Dampfkreislauf sind:
Zum Speichern von Wasser und Dampf in ausreichender Menge, um wechselnden Lastanforderungen gerecht zu werden.
Um einen Druckkopf bereitzustellen und damit den natürlichen Zirkulationsfluss des Wassers durch die Wasserrohre zu unterstützen.
Um Dampf oder Wasserdampf von der Wasser-Dampfgemisch zu trennen, das von den Steigern abgegeben wird.
Um bei chemischen Behandlungen zur Entfernung gelöster O2 und zum Erhalt des erforderlichen pH-Werts zu helfen.
Trennung von Dampf aus zwei Phasen-Gemischen in der Dampftrommel:
Der Dampf muss vor dem Verlassen der Trommel aus dem Gemisch getrennt werden, weil:
Jedes mit dem Dampf mitgeführte Wasser enthält gelöste Salze. Im Überhitzer verdunstet das Wasser und die Salze bleiben auf der Innenseite der Röhren zurück, um eine Schicht zu bilden. Diese Schicht reduziert die Lebensdauer der Überhitzer.
Einige der Unreinheiten im Wasser (wie verdampfter Siliciumdioxid) können Turbinenschaufelablagerungen verursachen.
Eine der wichtigsten Funktionen der Dampftrommel ist die Trennung von Dampf aus dem Wasser-Dampf-Gemisch. Bei niedrigem Druck (unter 20 bar; 1 bar = 1,0197 kg/cm2) wird die einfache Schwerkraft-Trennung verwendet. Bei der Methode der Schwerkrafttrennung lösen sich die Wasserpartikel aufgrund ihrer höheren Dichte vom Dampf.
Mit zunehmendem Druck im Kesseltrommel steigt die Dichte des Dampfs, da Dampf sehr kompressibel ist. Daher nimmt der Unterschied zwischen den Dichten von Dampf und Wasser ab. Daher wird die Schwerkrafttrennung ineffektiv.
Daher gibt es in der Dampftrommel von Hochdruckkesseln einige mechanische Anordnungen (als Trommelinternes oder Anti-Primierungsanordnungen bekannt), um Dampf von Wasser zu trennen.
Das folgende Bild zeigt verschiedene Anti-Primierungsanordnungen, die in thermischen Kraftwerken verwendet werden:
Abtrenner sind Trennsysteme, die das heiße Wasser-Dampf-Gemisch vom trockenen Dampf trennen und einen geführten Weg für den trockenen Dampf bieten.
Im Zyklonseparator wird das Wasser-Dampf-Zweiphasengemisch in einem spiraligen Pfad bewegt und durch zentrifugale Kräfte trennen sich die Wasserpartikel aus dem Zweiphasengemisch. Die kleinen Flügel innerhalb des Zyklonseparators sammeln die abgesetzten Wasserpartikel.
Im Wascher wird das Zweiphasengemisch in einem Zickzackpfad bewegt und es bietet die letzte Stufe der Dampftrocknung.
Nach dem Wascher wird der Dampf durch einen perforierten Schirm zum Überhitzer geleitet.
Schlammtrumel
Schlammtrumel ist ein weiterer Header, der sich am unteren Ende des Kessels befindet und normalerweise hilft, den natürlichen Zirkulationsfluss des Wassers durch die Dampfrohre zu ermöglichen. Der Schlammtrumel enthält normalerweise Wasser bei Sättigungstemperatur sowie abgeschiedene Salze und Unreinheiten, die als Schlamm bezeichnet werden. Er wird regelmäßig gewaschen, um den Schlamm durch Öffnen des Ablaufventils zu entfernen.
Wasserrohre
Diese sind auch wesentlich für den Speisewasser- und Dampfkreislauf des Kessels
Wasserrohre sind gebogene oder gerade hohle Röhren, durch die das Wasser-Dampf-Gemisch zirkuliert. Es gibt zwei Arten von Wasserrohren, nämlich Downcomer und Steiger. Dieses Downcomer-Steiger-Aggregat wird auch als Verdampfer (oder eigentlicher Kessel) bezeichnet. Im Verdampfer findet der tatsächliche Zustandswechsel von Wasser zu Dampf statt. In der nebenstehenden T-S-Diagramm ist die Zone des Verdampfers dargestellt. 'Qeva' ist die vom Verdampfer absorbierte Wärme. Es handelt sich hauptsächlich um die latente Verdampfungswärme des Wassers.
Downcomer Wasserrohre
Wie der Name schon sagt, sind Downcomer die Wasserrohre, durch die das Wasser von der Dampftrommel zum Schlammtrumel fließt (siehe Abbildung). Keine Dampfblasen sollten zusammen mit dem gesättigten Wasser vom Trommel zum Downcomer fließen. Dies würde die Dichteunterschiede und den Druckkopf für die natürliche Zirkulation reduzieren.
Steiger Wasserrohre
Steiger sind die Wasserrohre, durch die das Wasser-Dampf-Zweiphasengemisch bei Sättigungstemperatur vom Schlammtrumel zur Dampftrommel aufsteigt. Die Steiger sind in der Regel in der Nähe der Feuerung, während die Downcomer davon entfernt sind.
Überhitzer
