Вопрос № 227 Влияние коллекторов на распределение рабочей среды по трубам.

Коллекторы различают входные (1) в которые поступает рабочее тело и далее распределяется по параллельным трубам, выходные или собирающие (2) в которые собирается рабочее тело и затем выдается в следующий элемент парового котла, и промежуточные или смесительные (3), предназначенные для выравнивания нетождественности работы труб. Смесительные коллекторы наибольший эффект дают при однофазном потоке. Их широко применяют для выравнивания нетождественности работы змеевиков пароперегревателей.

Влияние входных и выход­ных коллекторов на работу поверхностей нагрева различно. Большое значение эти коллекторы имеют для п/п. В некоторых конструкциях применялся сосредоточенный торцевой подвод и отвод пара.

В схеме Z (рис. 18.2, а) при распределении по змеевикам осевая скорость пара во входном коллекторе W_BX снижается, в соответствии с чем падает скоростной напор (W²_вхρ/2) переходя в статическое давление (ΔР^вх_ст), а к выходу собирающего коллектора, наоборот, статическое давление (ΔР^вх_ст) снижается.

Например, крайние левые змеевики работают с перепадом давлений ΔР_зм+ΔР^вх_ст +ΔР^вых_ст, то есть большим, чем крайние правые, имеющие перепад ΔР_зм.

При сосредоточенном торцевом подводе по схеме (рис. 18.2, б) нетождественность определяется разностью статических напоров во входном и выходном коллекторах:

ΔР^вх_ст -ΔР^вых_ст

Уменьшить влияние коллектора можно увеличением ΔР_зм либо умень­шением ΔР_ст в коллекторах. Однако ни то, ни другое нецелесообразно, так как первое требует повышения рабочего давления и увеличения собственного рас­хода, а второе - увеличения размеров коллекторов.

Уменьшить влияние скоростного напора можно подводом и отводом по­средине коллектора (рис. 18.2, в). При этом осевая скорость уменьшается в два раза, а скоростной напор в четыре раза. Лучшие результаты достигаются рассредоточением подвода и отвода пара. Уже при двух подводящих и отводящих трубах осевая скорость и скоростной напор снижаются соответственно в 4 и 16 раз (рис. 18.2, г).

Вопрос № 228

Как связаны кратность циркуляции и массовое паросодержание?

Массовое паросодержание Х – массовая доля расхода пара в потоке пароводяной смеси при ω_п=ω_в.

Кратность циркуляции К обратно-пропорциональна массовому паросодержанию Х, выражает отношение количества циркулирующей воды к количеству получаемого пара за один и тот же промежуток времени, т.е.

Вопрос № 229

Почему секционируют парообразующие экраны барабанов котлов.

Поскольку ос­новной причиной возникновения опасных ре­жимов является неравномерный обогрев паро­образующих труб, включенных в общую систе­му, панели топочных экранов секционируют с целью уменьшения неоднородности их ра­боты; в каждую секцию выделяют примерно одинаково обогреваемые трубы с самостоя­тельным питанием.

На рис. 17.5 показано распределение скоростей в экране, имеющем неравномерный обогрев по ширине. Угловые трубы получают существенно меньше теплоты, чем средние, и преодолеть полезный напор контура S_пол=Δp_оп, который создается главным образом сильнообогреваемыми трубами, угловые трубы не способны, поэтому в них может появиться застой циркуляции, свободный уровень или опрокидывание циркуляции. Выделение угло­вых труб в самостоятельный контур циркуля­ции разделением верхнего и нижнего коллек­торов перегородками позволяет примерно вы­ровнять скорости циркуляции в пределах каждого контура, что создает благоприятные для них условия. При этом полезный напор в выделенном контуре несколько уменьшится, однако запасы против застоя и опрокидыва­ния циркуляции возрастут при прежней не­равномерности обогрева по ширине экрана, и скорость циркуляции увеличится (рабочая точка А' на рис. 17.5,б). В контуре с интен­сивно обогреваемыми трубами полезный напор возрастет, и несколько уменьшится скорость циркуляции, но запасы против застоя и опро­кидывания циркуляции в нем также будут достаточно велики (рабочая точка А" па рис. 17.5,б).

Обычно топочные экраны котлов с естест­венной циркуляцией выполняют гладкотрубными, сплошными по всем стенам топочной камеры. Для котлов высокого и сверхвысоко­го давлений применяют трубы внутренним диаметром 40—50 мм. Опускные трубы выпол­няют диаметром 60—160 мм и более. Иногда в качестве опускной системы мощных котлов применяют стояки большого диаметра (600— 800 мм).