39 Вопрос

Целью расчета естественной циркуляции является опреде­ление количественных характеристик циркуляции: скорости ш₀ и кратности циркуляции  и  , а также недогрева до кипе­ния  . Если полученные расчетом значения  ,  и  удовлетворяют рекомендациям, выработанным практикой, то можно определить истинную площадь проходного сечения опуск­ных труб для прохода в них воды в количестве  при  .

Расчет циркуляции выполняют для котла готовой конструк­ции после завершения теплового расчета.

На примере простейшего контура циркуляции, состоящего из одного ряда подъемных и одного ряда опускных труб (см. рис. 4.4), рассмотрим основной принцип расчета. Его выпол­няют методом последовательных приближений. В ходе расчета решаются два уравнения: основное уравнение циркуляции  и уравнение материального баланса  .

Основное уравнение циркуляции решается графоаналитиче­ским методом. Для этого задают три значения кратности цир­куляции в контуре  и по формуле  определяют три значения расхода воды в опускных трубах. Здесь расход пара, или паропроизводительность,  , где Q – тепловосприятие обогреваемого подъемного ряда;  – скрытая теплота парообразования при дaвлeнии в котле.

По уравнению (4.26), зная  находят три значения недогрева воды до кипения в верхнем барабане  .

 

 

Рис. 4.5. Гидравлические характеристи­ки подъемных (а),

опускных (б) труб и графическое решение уравнений

цирку­ляции применительно к однорядному контуру (в)

 

Для каждого  определяют скорость воды в опускных тру­бах  , где  – принятая площадь сечения опуск­ных труб. Пользуясь уравнением (4.22), находят гидравлическое сопротивление в опускных трубах  и строят графическую зависимость  , которая называется гидравлической характеристикой опускных труб (Рис. 4.5, б).

Затем определяют три значения скорости циркуляции  , где  – расход воды в трубах обогревае­мого подъемного ряда;  – площадь сечения труб подъемного ряда. Далее по уравнению (4.22) вычисляют три значения гид­равлического сопротивления в подъемных трубах  или  . При этом учитывается наличие пара в по­токе и его влияние на  .

 

Теперь можно определить три значения движущего напора  . Высота паросодержащей части труб подъем­ного ряда  снимается с чертежа, если известна высота эконо-майзерного участка  . Величины  и  определяют по спе­циальным методикам в зависимости от известных  и  (или  ).

В конце расчета находят три значения полезного напора  и строят график зависимости  , который называется циркуляционной характеристикой подъем­ных труб (Рис. 4.5, а). Эта характеристика имеет падающий ха­рактер, так как с ростом  количество пара, производимого в подъемных трубах при постоянном их обогреве, уменьшается, а следовательно, уменьшается и высота паросодержащей части труб  , увеличивается плотность смеси  и снижается движу­щий напор  . Хотя  с уменьшением паропроизводительности тоже уменьшается, однако  снижается сильнее, чем  , и значение  с увеличением  уменьшается.

Для решения основного уравнения циркуляции и уравнения материального баланса надо совместить графики, изображенные на рис. 4.5, а и 4.5, б (см. рис. 4.5, в). Тогда в точке пересечения М кривых  и  , называемой рабочей точкой, выполняются необходимые условия:  и  . Расчет окончен.

По этим данным можно определить кратность циркуляции  , скорость циркуляции  и расчетную площадь сечения опускных труб  , необходимую для пропуска воды  при  .

В котлах имеется несколько подъемных рядов, замыкающих­ся на единый необогреваемый опуск. Это не меняет существа расчета. Вначале рассчитывают каждый подъемный ряд (как это делалось выше), а потом объединяют данные и строят еди­ную циркуляционную характеристику всех подъемных труб  . Ее пересечение с кривой  опреде­ляет единую рабочую точку М для многорядного контура цир­куляции. При этом создается возможность рассчитать значения К и  для каждого подъемного ряда.