37. Основы методики расчета простых и сложных контуров циркуляции.

В топочной камере паровых котлов с есте­ственной циркуляцией обычно располагаются парообразующие трубы циркуляционных кон­туров. В контурах организуется непрерывное движение воды и пароводяной смеси (цирку­ляция), благодаря чему обеспечивается непре­рывный и достаточно эффективный отвод теп­ла от поверхности нагрева. Это позволяет поддерживать температуру металла поверхно­сти нагрева на допустимом уровне, следова­тельно, обеспечивать надежную длительную работу контуров циркуляции.

Различают простые и сложные контуры естественной циркуляции.

Рис. 12.4. Схема простого (а, б) и сложного (в) конту­ров циркуляции.

1 — барабан; 2 — подъемные трубы (панели); 3 — коллектор; 4 — опускные трубы; 5 — пароотводящие трубы.

В простом контуре циркуляции все звенья включены последовательно, подъемные трубы имеют одинаковые геометрические ха­рактеристики— диаметр, длину и конфигура­цию труб и одинаковые условия обогрева. Простые контуры циркуляции не имеют общих элементов с другими контурами. Примером такого контура может служить топочный экран. Отличительными особенностями слож­ного контура являются различие геометрических характеристик подъемных труб и их обогрева. Общими элементами являются опускные трубы, обеспечивающие питание подъемных звеньев всех циркуляцион­ных контуров, образующих сложный кон­тур.

Р ассмотрим методику расчета простого контура циркуляции (рис. Схема (а) и диаграмма циркуляции (б) простого контура) Известно: геометрические характеристики контура, давление, h_ЭК, q_Л экранов. Расчет ведется параллельно для трех (минимум) значений скорости циркуляции w₀ или расхода циркуляционной воды G_Ц. Для экранов, непосредственно введенных в барабан , w₀ = 0,5…1,5 м/с. Задаются кратностью циркуляции К_Ц^з, определяют недогрев в барабане (∆h^Б_НЕД)³ и ((∆h^Б_НЕД)³ - ∆h_СН). По уравнению сплошности рассчитывают скорости потока в опускных трубах w_ОП; принимая ρ_ОП ≈ ρ', определяют ∆р*_ОП. Строят график ∆р*_ОП = f(w₀) рис(б) Сечение опускных труб (суммарное) при высоком давлении среды в 2…2,5 раза меньше сечения подъемных труб. Рассчитывают H_Т.З , H_ЭК и H_ИСП, определяют паропроизводительность контура G_п, . Затем находят S_ДВ и строят график S_ДВ.=f(w₀) Сопротивление подъемных труб Δр*_ПОД определяется как сумма сопротивления на экономайзерном и испарительном участках. Строят график ∆р*_ПОД = f(w₀) .Вычитая Δр*_ПОД из S_ДВ, определяют полезный напор контура S_ПОЛ (рис.б). Точка пересечения А кривых S_ПОЛ и Δр*_ПОД дает решение уравнения движения - действительную скорость циркуляции w₀^Д, расход среды G_Ц^Д, действительный полезный напор S_ПОЛ^Д. По w₀^Д определяют действительное парообразование G_Ц^Д и кратность циркуляции K_Ц^Д . После проведения расчета необходимо проверить правильность принятой предварительно К_Ц^з, при большом расхождении расчет повторяется при другом значении К_Ц. Расчет сложного контура циркуляции ведется почти так же, как в предыдущем случае. Отличие заключается в том, что определяется полезный напор контура S_ПОЛ ^КОНТ как сумма полезных напоров экрана (испарительных труб) S_ПОЛ ^ЭКР и отводящих труб S_ПОЛ^ОТВ. Движущий напор отводящих труб S_ДВ^ОТВ невелик, так как мала высота H_ОТВ, а сопротивление этих труб Δр*_ОТВ значительно из - за большой скорости пароводяной смеси и дополнительного сопротивления Δр_В.У. Поэтому S_ПОЛ^ОТВ значительно меньше S_ПОЛ^ЭКР и может быть отрицательным при G_Ц > G_К, Суммирование S_ПОЛ^ЭКР и S_ПОЛ^ОТВ ведется при G = const. Рабочей точкой контура А является точка пересечения кривых S_ПОЛ^КОНТ = f(G_Ц) и Δр*_ОП = f(G_Ц), которая дает нам действительные значения G_Ц^Д и S_ПОЛ^КОНТ Действительные значения S_ПОЛ^ОТВ и S_ПОЛ^ЭКР определяются по соответствующим кривым при G_Ц^Д. В нашем случае (рис.9.45б) S_ПОЛ^ОТВ при G_Ц^Д отрицателен, т.е. часть полезного напора экрана затрачивается на преодоление сопротивления отводящих труб.