ボイラの給水および蒸気回路

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フィールド: 基本電気

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ボイラの給水および蒸気回路には異なるコンポーネントが存在し、これらの回路のいくつかの重要なコンポーネントを知っておく必要があります。それらはエコノマイザー、ボイラドラム、水管、および過熱器です。

エコノマイザー

エコノマイザーは、排ガスから熱を取り、給水共通ヘッダーからの給水の温度をボイラー圧力に対応する飽和温度まで上昇させる熱交換器です。
高温の排ガスを大気中に放出すると、多くのエネルギー損失が生じます。これらのガスを利用して給水を加熱することで、より高い効率と経済性が得られ、そのためこの熱交換器は「エコノマイザー」と呼ばれます。
構造的には、エコノマイザーは曲げられた中空の管状要素の集合体で、これらを通って給水が流れます。管の外側は排ガスによって加熱されます。水管の数が多いほど、熱交換表面も大きくなります。管の数と断面積は、必要なボイラパラメータに基づいて事前に設計されています。
上のT-S曲線では、影の部分がエコノマイザーのゾーンを示しています。給水に吸収される熱は‘Qeco’で表されます。

もう一つの重要なコンポーネントは給水および蒸気

回路のボイラドラムです。

ボイラドラム

すべてのタイプのボイラで使用される2種類のボイラドラムは、蒸気ドラムと泥ドラムです。両方のドラムには特定の機能があります。

蒸気ドラム

給水蒸気回路における蒸気ドラムの機能は以下の通りです：

変動する負荷要求に対応するために十分な量の水と蒸気を貯蔵します。
自然循環を助けるために頭部を提供します。
ライザから排出された水蒸気混合物から蒸気を分離します。
溶解したO2を取り除き、必要なpHを維持するための化学処理を補助します。

蒸気ドラムでの二相混合物からの蒸気分離:

蒸気がドラムを離れる前に混合物から分離されなければならない理由は以下の通りです：

蒸気とともに運ばれる水分には溶解塩が含まれています。過熱器では、水分が蒸発し、塩が管の内部表面に堆積してスケールを形成します。これは過熱器の寿命を短縮します。
水分中の一部の不純物（例えばシリカ）はタービンブレードへの堆積を引き起こす可能性があります。

蒸気ドラムの重要な機能の一つは、蒸気水混合物から蒸気を分離することです。低圧（20バール未満；1バール = 1.0197 kg/cm2）では、単純な重力分離が使用されます。重力分離法では、水粒子は密度が高いことにより蒸気から分離されます。
ボイラドラム内の圧力が高くなると、蒸気の密度も増加します。蒸気は非常に圧縮可能です。従って、蒸気と水の密度の差は減少します。これにより、重力分離は非効率的になります。
従って、高圧ボイラの蒸気ドラムには、蒸気を水分から分離するためのいくつかの機械的な装置（ドラム内部またはアンチプライミング装置として知られています）があります。
以下の画像は、熱電所で使用されるさまざまなアンチプライミング装置を示しています：
バッフルは、湿った蒸気水混合物から乾燥した蒸気を分離し、乾燥した蒸気の導入パスを提供する分離器です。
サイクロン分離器では、蒸気水二相混合物を螺旋状に移動させ、遠心力により水粒子が二相混合物から分離されます。サイクロン分離器内の小さな羽根板が沈殿した水粒子を集める役割を果たします。
スクラバーでは、二相混合物をジグザグに移動させ、蒸気の最終段階の乾燥を提供します。
スクラバーを通過した後、蒸気は穿孔スクリーンを通って過熱器へと導かれます。

泥ドラム

泥ドラムは、ボイラの底部に位置し、通常、蒸気管を通る水の自然循環を助けます。泥ドラムには通常、飽和温度の水と、スラリーと呼ばれる沈殿塩や不純物が含まれています。定期的に放水弁を開いてスラリーを除去します。

水管

これらもボイラの給水および蒸気回路に不可欠です
水管は、蒸気水混合物が循環する曲がったまたは直線の空洞管です。ダウンコマーとライザーという2種類の水管があります。このダウンコマーとライザーの組み合わせは、エバポレーター（またはボイラ本体）とも呼ばれています。エバポレーターでは、実際の状態変化が水から蒸気に起こります。横のT-S図では、エバポレーターのゾーンが示されています。‘Qeva’はエバポレーターが吸収する熱を表します。主に水の蒸発潜熱です。