Подача воды и паровой контур котла
В контуре подачи воды и пара котла присутствуют различные компоненты, и мы должны знать некоторые основные из них, такие как экономайзер, барабаны котла, трубки воды и перегреватель.
Экономайзер
Экономайзер — это теплообменник, который забирает тепло от дымовых газов и увеличивает температуру подаваемой воды, поступающей из подачи воды общего коллектора до температуры насыщения, соответствующей давлению котла.
Сброс высокотемпературных дымовых газов в атмосферу приводит к значительным потерям энергии. Использование этих газов для нагрева подаваемой воды позволяет достичь большей эффективности и экономичности, поэтому теплообменник называется "экономайзером".
Структурно экономайзер представляет собой набор изогнутых полых трубчатых элементов, через которые проходит подаваемая вода. Снаружи трубы нагреваются выхлопными дымовыми газами. Чем больше количество труб воды, тем больше поверхность теплообмена. Количество труб и их сечение предварительно спроектированы в соответствии с требуемыми параметрами котла.
На графике T-S выше теневая область иллюстрирует зону экономайзера. Тепло, поглощенное подаваемой водой, обозначается ‘Qeco’.
Другим важным компонентом контура подачи воды и пара
является барабан котла.
Барабаны котла
Два типа барабанов котла, используемых во всех типах котлов, — это паровой барабан и барабан осадка. Оба барабана имеют определенные функции.
Паровой барабан
Функции парового барабана в контуре подачи воды и пара следующие:
Хранение достаточного количества воды и пара для удовлетворения меняющихся нагрузок.
Обеспечение головы и, таким образом, помощь в естественной циркуляции воды через трубки воды.
Отделение пара от водяного пара, выделяемого восходящими каналами.
Помощь в химической обработке для удаления растворенного O2 и поддержания необходимого pH.
Отделение пара от двухфазной смеси в паровом барабане:
Пар должен быть отделен от смеси перед выходом из барабана, потому что:
Любая влага, переносимая с паром, содержит растворенные соли. В перегревателе, вода испаряется, а соль остается на внутренней поверхности труб, образуя накипь. Это уменьшает срок службы перегревателей.
Некоторые примеси в влаге (например, вапоризованная двуокись кремния) могут вызвать отложения на лопастях турбины.
Одной из важных функций парового барабана является отделение пара от водяного пара. При низком давлении (ниже 20 бар; 1 бар = 1,0197 кг/см2) используется простое гравитационное разделение. В методе гравитационного разделения частицы воды отделяются от пара из-за более высокой плотности.
По мере увеличения давления внутри барабана котла плотность пара увеличивается, так как пар очень сжимаем. Поэтому разница между плотностями пара и воды уменьшается. Гравитационное разделение становится неэффективным.
Поэтому в паровых барабанах высокого давления имеются некоторые механические устройства (известные как внутренние устройства барабана или устройства против выплескивания) для разделения пара от воды.
Следующее изображение иллюстрирует различные устройства против выплескивания, используемые в тепловых электростанциях:
Заглушки являются разделителями, которые отделяют горячую смесь пара и воды от сухого пара и обеспечивают направление для сухого пара.
В циклонном сепараторе смесь пара и воды движется по спиральному пути, и благодаря центробежным силам частицы воды отделяются от двухфазной смеси. Маленькие лопасти внутри циклонного сепаратора собирают отложившиеся частицы воды.
В скруббере двухфазная смесь движется по зигзагообразному пути, обеспечивая окончательную стадию сушки пара.
После скруббера пар проходит через перфорированный экран, чтобы попасть в перегреватель.
Барабан осадка
Барабан осадка — это еще один коллектор, расположенный в нижней части котла, обычно помогающий в естественной циркуляции воды через паровые трубы. Барабан осадка обычно содержит воду при температуре насыщения, а также осажденные соли и примеси, известные как шлам. Он периодически промывается для удаления шлама путем открытия сливного клапана.
Трубки воды
Это также важно для контура подачи воды и пара котла
Трубки воды — это изогнутые или прямые полые трубы, через которые циркулирует смесь пара и воды. Существует два типа труб воды: спускные и восходящие. Этот спускной и восходящий сборник также известен как испаритель (или сам котел). В испарителе происходит фактическое изменение состояния от воды к пару. На диаграмме T-S рядом показана зона испарителя. ‘Qeva’ — это тепло, поглощенное испарителем. Это в основном скрытая теплота парообразования воды.
Спускные трубки воды
Как следует из названия, спускные трубки — это трубки, через которые вода спускается из парового барабана в барабан осадка (см. рис.). Никакие пузырьки пара не должны двигаться вместе с насыщенной водой из барабана в спускные трубки. Это уменьшило бы разницу в плотности и давление, необходимое для естественной циркуляции.
Восходящие трубки воды
Восходящие трубки — это трубки, через которые двухфазная смесь пара и воды при температуре насыщения поднимается из барабана осадка в паровой барабан. Восходящие трубки обычно расположены ближе к топке, в то время как спускные трубки находятся дальше от топки.
Перегреватели
