Регулювання температури пара
ЩЕ МАТЕРІАЛИ ПО ТЕМІ:
В процесі експлуатації парогенератора температура перегрітої пари може змінюватися внаслідок зміни питомої теплосприй пароперегрівача. Найбільше впливав-ня на температуру перегрітої пари окази-кість навантаження парогенератора. Температура перегріву пари залежить також від температури живильної води, надлишку повітря в топці, шлакування і забруднення екранів і паро-перегревателя, від характеристик палива.
У радіаційному пароперегрівача з підвищенням навантаження температура перегріву пара знижується, так як питомий тепловоспріятіе пароперегрівача зростає в топці повільніше, ніж збільшується навантаження.
В конвективному пароперегрівнику кількість проходять через нього продуктів згоряння збільшується майже пропорційно збільшенню навантаження і одночасно підвищується температура на виході з топки. Відповід-ного підвищуються коефіцієнт тепловіддачі в пароперегрівачі і температурний напір. В результаті питомий тепловоспріятіе паро-перегревателя зростає швидше, ніж навантаження парогенератора, і температура перегріву пара зростає.
У барабанних парогенераторах при сни-жении температури живильної води рас-хід палива і продуктів згоряння увеличива-ється, що підвищує швидкість газів в паро-перегрівачів і збільшує коефіцієнт тепловіддачі. Отже, при незмінній витраті пара підвищується температура його перегріву. У прямоточних парогенераторах зниження температури живильної води призводить до зменшення поверхні нагрівання зони пароперегрівача, і температура пере-Гревьє пара знижується.
Збільшення надлишку повітря в топці зменшує частку тепла, переданого радіа-цією в топці, і збільшує обсяг і швидкість продуктів згоряння, що проходять через паро-перегрівник. В результаті підвищується температура перегріву пара.
Підвищення вологості твердого палива при незмінній паропродуктивності парогенератора збільшує обсяг продуктів згоряння, прохо-дящих через пароперегрівача, і його питома-ве тепловоспріятіе, за рахунок чого також по-підвищується температура перегріву пара.
Йшла-Ковані екранів в топці викликає підвищення температури продуктів згоряння перед паро-перегрівачів і температури перегріву пари. Забруднення пароперегрівача викли-кість зниження температури перегрітої пари.
У прямоточних парогенераторах поверх-ність нагріву зони пароперегрівачів змінюється і залежить від експлуатаційних фак-торів. Підтриманням співвідношення витрат води та палива можна забезпечити незмінність-ву температуру перегріву пара. Разом з цим невелика зміна витрати палива викликає істотну зміну температури пара внаслідок малої акумулюючої здатності парогенератора.
Відповідно до ГОСТ на турбіни уста-новлено допустимі відхилення температури перегріву пари від номінального значення в межах від +10 до -15 ° С в парогенераторах середнього тиску і від +5 до -10 ° С в парогенераторах високого тиску. При-змінювані системи і конструкції паропере-гревателей в різних умовах експлуа-тації не можуть забезпечити підтримку тим-ператури пара в допустимих межах. У свя-зи з цим енергетичний парогенератор повинен мати пристрій для регулювання температури пари.
При цьому номінальна температура перегрітої пари після привчає-ного і проміжного пароперегрівачів повинна забезпечуватися в діапазоні навантажень парогенератора 70 - 100% при допустимих змінах всіх інших факторів, що впливають на температуру перегріву пара.
В сучасних парогенераторах примі-ються два способи регулювання темпера-тури пара: парове ігазових. При паровому регулюванні температура пара підтримай-ється постійної шляхом зміни ступеня його охолодження або зміни ентальпія пара, що надходить в пароперегрівач або в окремі його щаблі. При газовому регулювання здійснюється вплив на тепловоспріятіе пароперегрівача за рахунок зміни передачі тепла від газів до його поверхні нагрівання.
Парове регулювання температури первинного пара, здійснюється або в поверхневих пароохолоджувача. або шляхом вприскування в потік перегрітої пари чистого конденсату --- колючі пароохолоджувачі.
Зміна температури пара по тракту пароперегрівача при різних схемах включення пароохолоджувача показано на рис. 50.
Мал. 50. Зміна температури пара в залежності від розміщення
а - за пароперегрівом; б - у розтин; в - на вході
насиченої пари; г - допустима температура металу
труб; 1 - Пароохолоджувач
Установка пароохолоджувача на виході пара з пароперегрівача ні до-змінюється, так як пароперегреватель при цьому залишається незахищеним від надмірно високої температури. Розміщення пароохла-дителя на стороні насиченої пари визна-чає значне запізнювання системи регулювання температури пари і в настою-ний час застосовується в агрегатах малої потужності. Як правило, пароохолоджувачі компонуються в рас-січку, що забезпечує меншу інерційність регулювання внаслідок скорочення довжини шляху пара після регулятора і часу, необхідного для зміни кількості тепла, акумульованого в пароперегрівачі. У ре-док регулювання кінцевої температури пара досягається майже в 2 рази швидше, ніж при установці пароохолоджувача на стороні насиченої пари.
Поверхневі пароохла-ники. Поверхневий пароохолоджува-тель представ-ляет собою трубчастий теплообмінник. Усередині труб протікає охолоджуюча вода, зовні труби омиваються охолоджуваних паром (рис. 51).
Пароохолоджувач складається з корпусу, всередині якого по всій довжині разме частішають змійовики із сталевих труб діаметром 28x3 мм. До корпусу приварені штуцера довжиною близько 100 мм, до яких зварюванням приєднані кінці зме-евіков пароперегрівача.
Поверхневий Пароохолоджувач (регулятор перегріву):
1 - вхідний колектор живильної води; 2 - вихідний
колектор води; 3 - кришка; 4 - корпус; 5 - підвід пари;
6 - корито; 7 - диск опорний; 8 - вихід пара; 9 - змійовики
охолоджувача; 10 - кожух; 11 - опора
Залежно від температури перегрітої пари автоматично регулюється кількість охолоджуючої води, яка подається в змійовики пароохолоджувача. Підведення охолоджувальної живильної води проводиться з торця пароохолоджувача через вхідний колектор, а відведення через вихідний колектор.
Для забезпечення необхідного діапазону регулювання Пароохолоджувач парогенераторів з природною і багаторазової примусової циркуляцією повинен забезпечувати можливість зниження ентальпії пари на # 916; iпо = 60-80 кДж / кг.
Мал. 52. Схеми включення поверхневого пароохолоджувача:
а - паралельна; б - послідовна; 1 - барабан;
2 - Пароохолоджувач; 3 - відведення охолоджуючої води;
Кількість живильної води, прохо-дящей через Пароохолоджувач при повній його навантаженні, досягає 30 - 40% загального її рас-ходу.
Вприскуючі пароохолоджувачі. Впорскує пароохла-ник (рис. 53) встановлюється на прямій ділянці паропроводу або в колекторі довжиною 6 - 7 м, при цьому охолоджуюча вода або конденсат вводиться в потік пари через форсунку-розпилювач з нескольки-ми отворами діаметром 3 - 6 мм. Щоб уникнути потрапляння щодо холодних струменів води на гарячі стінки корпусу (колектора) всередині нього встановлена розвантажена від тиску захисна сорочка циліндри-чеський форми (рис. 53а) або у вигляді сопла Вентурі (рис.
53б). Розмір захисної сорочки (3 - 5 м) визначається розрахунковою довжиною ділянки випаровування крапель вологи.
Зниження температури перегрітої пари впорскується пароохла-ник досягається на деякій відстані від місця введення води, так як на випаровування крапель конденсату і подальший перегрів утворивши-шегося з них пара потрібно певний проміжок часу, а швидкість потоку пара в пароохолоджувача більше 40 м / с. Зменшення цієї відстані досягається більш тонким розпиленням води за рахунок зменшення діаметра отворів форсунки і збільшення перепаду тиску між впорскуючи-емой водою і парою і, по можливості, збільшенням різниці температур пари і конденсату.
Кількість пари, що проходить через щабель пароперегрівача після пароохла-дителя, збільшується і дорівнює, кг / год:
де - кількість пара до пароохолоджувача, кг / год; - кількість води, що надходить в Пароохолоджувач, кг / год.
Різниця називають питомою теплос'ема в пароохолоджувача, де і - ентальпія пари на вході і виході пароохолоджувача, кДж / кг. Він становить зазвичай (в цілому на весь пароперегреватель) кДж / кг або в перерахунку на зміну температури ° С.
Мал. 53. Вприскуючі пароохолоджувачі:
а - з циліндричною захисною оболонкою; б - з соплом Вентурі;
1 - водяна форсунка; 2 - штуцер; 3 - корпус пароохолоджувача;
4 - захисна сорочка; 5 - сопло Вентурі; 6 - вхід охолоджуючої води;
Загальна кількість конденсату, поступаю-ного в Пароохолоджувач, визначається з умов забезпечення зниження ентальпії пари на 80 кДж / кг при роботі парогенератора з повним навантаженням і визначається по фор-мулі
де iп.п і - ентальпії перегрітого пара і конденсату, що надходить в пароохолоджува-тель, кДж / кг.
Слід враховувати, що по мірі наближення-вання пароохолоджувача до виходу пара з пароперегрівача погіршуються температур-ні умови роботи металу паропроводу в місці впорскування. Це також є однією з причин застосування двох-трьох пароохла-ників по тракту пара, що дозволяє більш тонко регулювати температуру пара і більш надійно захищати окремі ступені пароперегрівача.
Вприскуючі пароохолоджувачі вимогливі до якості води, використовуваної для вприскування.
У барабанних парових котлах при сильно мінералізованою живильній воді конденсат для вприскування отримують в самому котлі за рахунок конденсації частини насиченої пари, що відбирається з барабана котла. Такий спосіб отримання якісної води для вприскування називають схемою уприскування власного конденсату (рис. 54).
Мал. 54. Схема регулювання перегріву пара уприскуванням власного
1 - барабан; 2 - лінія переливу; 3 - конденсатор; 4 - збірка
конденсату; 5 - впорскує Пароохолоджувач;
Таким чином, порівнюючи обидва типи, слід зазначити, що до недостаткамповерхностних пароохолоджувача відносяться:
· Низький діапазон регулювання;
а до недостаткамвприсківающіх пароохолоджувача - складність конструкції, пов'язана з необхідністю установки блоку для отримання власного конденсату.