2.6.1. Циркуляційний контур і його основні характеристики

На рис. 2-9 приведена схема циркуляційного контуру екрана котла.

Розглянемо деякі позначення на рис. 2-9:

• h_ек – економайзерний участок циркуляційного контуру, на якому рухається лише вода. Верхня точка економайзерного участка відповідає початку пароутворення в трубі,

h_ек= h_ек^д.н.+ h_ек^нагр, (2-23)

де- h_ек^д.н. – участок циркуляційного контуру (по висоті), який не сприймає теплоту з топки (вода в трубі не нагрівається), але тиск води, в зв’язку з її підйомом, дещо зменшується, м;

• h_ек^нагр – участок циркуляційного контуру, в якому вода нагрівається від температури насичення в барабані котла до температури насичення, що відповідає тиску в точці закінчення цього участку,м;

• h – загальна висота циркуляційного контуру, м;

• h_нагр – частина висоти труб, на якій сприймається теплота з топки, м;

• h_п.н. – висота участка контуру після закінчення h_нагр, в якому парорідинна суміш не нагрівається;

• h_пароут= h- h_екон,– висота участка пароутворення, м.

Для кожного циркуляційного контуру характерними є:

1. Кратність циркуляції , – відношення маси води, яка надійшла в парогенеруючу трубу циркуляційного контуру, до маси пари, яка утворилася в трубі, тобто:

, (2-24)

де – масовий паровміст потоку на виході з труби.

В барабанних котлах з робочим тиском пари 13-24 бар для конвективного пучка =30÷50, а для екранних труб – 20÷25. При робочому тиску в барабані котла 44 бар кратність циркуляції в циркуляційних контурах екранів складає =15÷20.

2. Швидкість циркуляції – це швидкість води при вході в парогенеруючі труби циркуляційного контуру.

, м/с. (2-25)

Оскільки в будь-якому перетині труби, де рухається парорідинна суміш, маса суміші дорівнює масі води на вході в трубу, тобто , то

, м/с.

В свою чергу , тоді:

. (2-26)

3.Швидкість руху води в опускних трубах:

, м/с, (2-27)

де: , – сумарні площі перетину підйомних і опускних труб, які залежать від конструктивних характеристик контуру, м².

2.6.2. Рушійний і корисний напори циркуляційного контуру

Рушійний напор циркуляції визначається з рівняння:

, Па. (2-28)

В формулі – середня густина пароводяної суміші, кг/м³, яка визначається з рівняння:

, кг/м³, (2-29)

де – середній істинний паровміст парорідинного потоку.

Тоді:

, Па . (2-30)

Рушійний напор циркуляції витрачається на подолання гідравлічного опору в підйомних і опускних трубах циркуляційного контуру,

. (2-31)

Корисний напір циркуляційного контуру:

, (2-32)

або . (2-33)

Для конкретного циркуляційного контуру умова, зазначена формулою (2-33), реалізується при певній швидкості циркуляції , яка визначається з діаграми циркуляції (див. рис. 2-10), що являє собою залежність і від швидкості циркуляції.

Очевидно, що зі збільшенням швидкості циркуляції зростає швидкість води в опускних трубах і збільшуються втрати тиску в них, оскільки .

При зростанні швидкості циркуляції зменшується h_пароут , збільшується ρ_сум, тобто істотно зменшується Р_руш. При цьому також деякою мірою зменшується через зменшення опору при русі парорідинної суміші. В результаті Р_кор зменшується зі збільшенням швидкості циркуляції

Проводять розрахунок величин Р_кор і для трьох значень швидкості циркуяції , , і будують залежності і .

Швидкість циркуляції в контурі з конкретними розмірами і режимом роботи відповідає т. А діаграми циркуляції, де .

Контрольні питання

1. Особливості процесу горіння при шаровому спалюванні твердого палива.

2. В чому сутність генерації пари на основі багакоткратної природної циркуляції, багатократної примусової циркуляції та прямоточної генерації пари? Їх реалізація в реальних конструкціях парових котлів.

3. Які існують режими руху парорідинної суміші в парогенеруючих каналах парових котлів?

4. Складові елементи циркуляційних контурів екранних парогенеруючих поверхонь.

5. Що являється рушійною силою багатократної природної циркуляції?

6. Як визначається рушійний і корисний напори в циркуляційному контурі?