9.3.2.Гидродинамические процессы в барабане парового котла. Барабан котла парового котла
9.3.2.Гидродинамические процессы в барабане парового котла.
Прежде чем рассматривать конструктивное выполнение внутрибарабанных устройств, необходимо провести анализ процессов барботажа и уноса влаги внутри барабана.
Барботаж пара через воду- подъем паровой фазы в жидкости, приведенная скорость направленного движения которой (жидкости) мала или равна нулю. Барботаж пара имеет место в барабанах котлов, в подъемных трубах контура циркуляции при образовании свободного уровня, застоя или опрокидывания циркуляции, в парогенераторах и реакторах атомных электростанций, испарителях и многих других аппаратах ряда отраслей промышленности. В общем случае аппарат, в котором происходит процесс барботажа пара через слой жидкости, называетсябарботером.
Для равномерного распределения паровой фазы по сечению барботера (в том числе и в барабане) и выравнивания скоростей пара в барботажном слое устанавливается распределительное устройство. Обычно применяется погруженный в слой жидкости дырчатый лист с соответствующим образом рассчитанным количеством отверстий выбранного диаметра d1. Правильно рассчитанные дырчатые листы гасят также кинетическую энергию пароводяных струй.
Режим работы дырчатого листа зависит от расхода паровой фазы и диаметра паровых пузырьков и отверстия в листе (рис.9.54). При небольших расходах пара и малом диаметре (dП< d1) пузырьки свободно проходят через отверстия в виде отдельных пузырьков, не сливаясь (рис.9.54а). Если dП> d1, то паровой пузырек втягивается в отверстие, разделяясь на две части (рис.9.54б). На часть пузырька, находящуюся над листом, действуют подъемная сила и конвективные токи, стремящиеся оторвать ее от листа.
Пока над листом будет формироваться новый пузырек, оставшиеся под листом части пузырька могут слиться в единую паровую подушку. Следовательно, для данного давления в системе и диаметра отверстия в листе существует скорость пара в отверстиях, при повышении которой под дырчатым листом образуется устойчивая паровая подушка.
Средняя скорость пара в отверстиях дырчатого листа определяется по формуле
| (9.132) |
где fОТВ- суммарное сечение отверстий, м2.
В паровых котлах, парогенераторах, испарителях и подобных элементах применяются погруженные дырчатые листы с диаметром отверстий 8…12 мм и более,так как в пароводяной смеси может находится шлам(взвеси,чешуйки оксидов железа с внутренних поверхностей труб),и он будет забивать мелкие отверстия.
С увеличением диаметра отверстий паровая подушка под дарчатым листом образуется при более высоком расходе паровой фазы. В этом случае через отверстия листа будет проходить пар в виде сплошного потока. При барботировании струя пара разбивается на отдельные пузырьки.
Для того чтобы пар не обходил по бокам дырчатый лист, выполняется отбортовка (рис. 9.55).
При дальнейшем увеличении расхода пара (при скорости пара wМАКС) отдельные струи пара могут сливаться вблизи дырчатого листа, образуя над ним сплошной паровой слой, отделяющий дырчатый лист от вышележащей жидкости. Это явление называетсякризисом барботажа.
После выхода из отверстий дырчатого листа пар барботирует через слой жидкости. Слой пароводяной смеси, в котором происходит барботаж пара, называется динамическим двухфазным слоем.
На рис.9.56 показано изменение истинного паросодержания по высоте барабана. На выходе из пароотводящих труб истинное паросодержание равно паросодержанию пароводяной смеси φПВСпосле испарительной поверхности, затем из - за смешания с водой в барабане уменьшается. В паровой подушке φПОД= 1. На выходе из отверстий дырчатого листа паросодержание равно относительной площади сечения отверстий φДЛ.
В динамическом двухфазном слое по высоте можно выделить три зоны.
В первой зоне, высотой Н1= 30…40 мм над дырчатым листом, движение пузырей происходит под действием нивелирного напора, создаваемого под листом, и подъемной силы. На этом участке происходит формирование устойчивых паровых пузырьков (объединение мелких и дробление крупных паровых струй), скорость паровой фазы уменьшается, паросодержание увеличивается.
Вторую зону называют зоной стабилизированных значений паросодержания, на этом участке паросодержание постоянно и равно φСТАББАРБ. В этой зоне высотой HII= HСТАБпаровые пузырьки движутся под действием подъемной силы - силы Архимеда.
Третья зона переходная (НIII= HП.З). При подходе к поверхностным слоям движение пузырей затормаживается действием силы поверхностного натяжения, вследствие чего φ = 1 (рис.9.56). Унос влаги составляет доли процента и на гидродинамику парового потока не влияет.
Физический уровень пароводяной смеси H'ФИЗопределяется от начала первого участка до середины переходной зоны. Вся высота динамического слоя НД.СЛравна сумме высоты физического уровня Н'ФИЗи половины высоты переходной зоны НП.З
| (9.133) |
Уровень воды в барабане определяется с помощью водомерного стекла, соединенного с паровым и водяным объемами барабана. В водомерном стекле в жидкой фазе нет паровых пузырьков, плотность воды близка к плотности ρ'.
Физическая высота двухфазного слоя в барабане H'ФИЗбольше, чем уровень столба жидкости (весовой уровень) в водомерном стекле H'ВЕСна ∆Н
| (9.134) |
При низких давлениях ρ'' << ρ', тогда
| (9.135) |
Истинное паросодержание φБАРБзависит от скорости (расхода) пара, давления, концентрации и состава примеси воды. Обычно принимают не действительную скорость пара wП, а приведенную w"0м/с, определяемую через расход пара GП, кг/с:
| w"0= GП/ (ρ"fБАР), | (9.136) |
где fБАР- горизонтальное сечение барабана или, в общем случае, барботера, м2.
Сечение барабана fБАРизменяется по высоте пароводяного объема, поэтому значение w"0зависит не только от расхода среды, но и высоты. Принято рассчитывать w"0по сечению барабана на границе между пароводяным и паровым объемами. Эту границу называютзеркалом испарения. Сечение барабана на зеркале испарения fЗ.ИСП. Тогда приведенная скорость пара w"0
| (9.137) |
Объемный расход пара GП/ ρ'', отнесенный к площади зеркала испарения fЗ.ИСП= 1м2называетсяобъемной нагрузкой зеркала испаренияRsv, м3/(с·м2)
| (9.138) |
или Rsv, м3/(ч·м2)
Аналогично определятся массовая нагрузка зеркала испаренияRsm, кг/(с·м2)
| (9.140) |
или Rsm, кг/(ч·м2)
| Rsm= 3600w"0ρ"0. | (9.141) |
Объемная и массовая нагрузки зеркала испарения Rsmи Rsvхарактеризуют интенсивность внутрибарабанных процессов. Например, для действующего котла известны его паропроизводительность D, кг/с (или т/ч), диаметр (внутренний) барабана dБ, м, и его длинаlБ, м. Определяем массовую нагрузку зеркала испарения Rsmкг/(с·м2), считая, что зеркало испарения находится в середине (по высоте) барабана
По этой величине находим w"0и другие характеристики двухфазного слоя.
При проектировании парового котла по заданной паропроизводительности D, кг/с, определяем геометрию барабана и погруженного дырчатого листа, задаемся величиной Rsmи Rsv, определяем сечение зеркала испарения fЗ.ИСП, по типовому диаметру барабана находим длину барабана. Наметив место вывода опускных и ввода пароотводящих труб контура циркуляции, находим размеры дырчатого листа. По Rsvнаходим расход пара через дырчатый лист. Диаметр отверстий в дырчатом листе 8…12 мм.
При расчете дырчатого листа два взаимосвязанных параметра неизвестны: скорость пара w0" и сечение отверстий. Скорость пара в дырчатом листе имеет два ограничения:- для организации паровой подушки,по возникновению явления кризиса барботажа; отсюда возникает условие
С увеличением приведенной скорости w"0растет количество барботируемого пара, который движется в виде цепочки пузырей, а при дальнейшем увеличении w"0сливается в паровые струи. Пар увлекает за собой часть воды, которая, поднявшись на определенную высоту, затем опускается, т.е. происходит циркуляция жидкой фазы. При малом расходе пара циркуляция жидкой фазы происходит в пределах небольшого участка стабилизации. С увеличением w"0доля сечения, по которому проходит жидкая фаза (I - φБАРБ), уменьшается, высота зоны циркуляции непрерывной струи жидкости снижается, следовательно, высота НСТАБпадает. Структура поверхностного слоя разрушается - все большая часть жидкой фазы за счет скоростной энергии пара дробится на отдельные крупные и мелкие капли, образуется пароводяная эмульсия, возрастают размеры переходной зоны. Это явление называют набуханием уровня. Увеличение высоты переходной зоны приводит к росту общего уровня динамического двухфазного слоя и, соответственно, к снижению высоты парового пространства.
Паропромывочные устройства с точки зрения гидродинамики представляют собой барботажные системы (химические процессы - см. гл.12), выполняются двух типов: погруженного, когда паропромывочный дырчатый лист находится в объеме жидкой фазы (рис.9.57а), и подвешенного, находящегося в паровом объеме, над зеркалом испарения (рис. 9.57б).
На паропромывочное устройство подается питательная вода (в парогенераторах и барабанах паровых котлов), которая растекается по дырчатому листу, образуя слой воды высотой НВЕС, и сливается по периферии листа. Толщина слоя промывочной воды определяется высотой бортиков НБОРТ.Пар направляется с помощью отбортовок (щек) под промывочный лист, проходит через отверстия, барботирует через слой промывочной воды и уходит на паросепарационные устройства. Проходящий через отверстия листа пар препятствует протеканию через них жидкости. Скорость пара в отверстиях дырчатого листа должна быть выбрана такой, чтобы жидкость удерживалась на промывочном листе и сливалась только по периферии листа или по специальным сливным линиям - такой режим называетсябеспровальным.
Высота бортиков НБОРТсоставляет 40…60 мм (эту высоту называют также высотой перелива НПЕР). Действительный уровень HВЕСпревосходит уровень перелива на 5…10 мм, т.е.
HВЕС= HПЕР+ (5…10)мм.
При дроблении жидкости на капли, при возмущении зеркала испарения пароводяной струей или при выходе парового пузыря из водяного объема в паровой происходит унос влаги паром.
В современных барабанах устанавливаются системы гашения кинетической энергии струй воды и пароводяной смеси, поступающих в барабан, и равномерной раздачи по сечению барабана. В этих условиях определяющим генератором капель воды в паровой объем является разрыв пузырей пара (рис.9.58).
Всплывающий пузырь пара подвержен воздействию силы внутреннего давления, стремящегося разорвать жидкую пленку вокруг пузыря, и силы поверхностного натяжения этой пленки.
В начальный момент выхода пузыря из объема жидкости (рис.9.58в) вода с пленки стекает, пленка утоняется и разрывается (рис.9.58г). Пар выходит через образовавшееся отверстие, разрушает верхнюю часть пленки и превращает ее в мелкие капли воды. Остатки жидкой пленки опускаются вниз, заполняют образовавшуюся после выхода пара лунку в воде. Соударение движущихся потоков воды в центре лунки приводит к выбросу крупных капель воды в паровой объем (рис. 9.58д).
На каплю воды диаметром dКв паровом пространстве действуют две силы:
сила Архимеда (направленная вниз)
| (9.143a) |
сила динамического напора пара (направленная вверх)
| (9.143б) |
где ξ - коэффициент сопротивления.
При равенстве этих сил капля воды будет витать в потоке пара. Скорость пара, при которой наблюдается витание, называют скоростью витания, ее можно определить из равенства FA = FД:
| (9.144) |
Скорость витания wВИТзависит от давления и диаметра капель: при р = 10 МПа и dК= 1 мм, wВИТ= 0,6 м/с; dК= 0,2 мм, wВИТ= 0,15 м/с; dК= 0,1 мм, wВИТ= 0,07 м/с. Для dК= 0,1 мм и р = 1 МПа, wВИТ=0,25 м/с. С увеличением давления скорость витания уменьшается, т.е. при равной скорости пара унос капель увеличивается.
Капли диаметром dК, для которых скорость витания меньше скорости пара w"0уносятся потоком пара; капли с wВИТ> w"0оседают в водяной объем. Скорость оседания капель воды
wос= wВИТ- w"0.
Унос влаги паромхарактеризуется его влажностью ω, %, которая определяется как отношение массы водяных капельmВк массе влажного пара
| (9.145) |
где mП- масса паровой фазы.
Таким образом, влажность параопределяется забросом капель воды в пароотводящие трубы и уносом капель потоком пара. При малых высотах парового пространства основную роль играет прямой заброс водяных капель, а при больших высотах - унос влаги. Поэтому ω сильно зависит от высоты парового пространства (рис.9.59), особенно до высоты 0,8…1 м.
Зависимость влажности пара от его скорости w"0сложная и имеет вид
Это связано с распределением капель воды по размерам по скорости их витания (рис. 9.60а).
При малой скорости пара, условно - до w1(рис. 9.60б), показатель степени n < 2; с увеличением скорости пара уносятся паром все более крупные капли, показатель степени увеличивается до 4…5; при скорости пара w"0приближающейся к wВИТСР(рис. 9.60), резко возрастают количество и масса унесенных капель воды, влажность возрастает с показателем степени n > 5…6.
В диапазоне скорости пара w0" и влажности пара ω = 0,01 - 0,1%, в котором работают промышленные агрегаты, расчет влажности можно вести по формуле
| (9.147) |
Коэффициент С зависит от давления и характеризует физические свойства пара и жидкости (рис.9.61). С увеличением давления коэффициент поверхностного натяжения s снижается, соответственно уменьшается размер капель воды, скорость витания падает, а количество капель увеличивается. Кроме того, увеличивается несущая способность пара за счет роста его плотности. Поэтому при изменении давления от 10 до 16 МПа коэффициент С и влажность пара о изменяются в 5 раз. Отсюда вытекает необходимость снижения приведенной скорости пара у зеркала испарения (нагрузки зеркала испарения) при проектировании парового котла на более высокое давление (рис.9.62), что вызывает увеличение размеров барабана. Второй путь снижения влажности пара - использование сепарационных установок внутри барабана.
Влияние примесей на динамический двухфазный слой и унос влаги определяется наличием в котловой воде (воде барабана и контура циркуляции) поверхностно-активных веществ. Эти вещества концентрируются в жидкой пленке вокруг парового пузыря, увеличивают силы поверхностного натяжения.
При температурах 300…360°С (давление свыше 9 МПа) основную роль в образовании адсорбционных структур в жидкой пленке играют неорганические вещества - продукты коррозии конструкционных материалов, в первую очередь оксиды железа.
Коллоидно-дисперсные частицы гидратов оксидов железа имеют вытянутую форму и при коагуляции образуют пространственную структуру. При низкой концентрации электролитов эти структуры непрочные, распадаются под влиянием других примесей и турбулизации потока. В этом случае поверхностное натяжение s изменяется незначительно, процессы барботажа пара и уноса его практически не претерпевают изменений.
При концентрациях электролитов выше критических СКРпроисходит упрочнение структуры, в жидкой пленке (поверхностном слое) частицы гидратированных оксидов железа образуют упорядоченную структуру в виде сетки, повышающую вязкость и прочность пленки; поверхностное натяжение резко возрастает.
Упрочнение жидкой пленки, повышение s приводит к тому,что при выходе из погруженного дырчатого листа образуются мелкие пузырьки пара, количество их возрастает. Все это приводит к изменению (увеличению) паросодержания φБАРБна стабилизированном участке двухфазного слоя (рис.9.63). При низких концентрациях электролитов в котловой воде СК.В, мг/кг, паросодержание φБАРБне изменяется по сравнению с чистой водой: при концентрации выше критического значения СКРначинается набухание двухфазного слоя, φБАРБувеличивается. При дальнейшем повышении концентрации СК.В, значения φ стабилизируются на новом, более высоком значении (примерно в 2 раза выше).
Разрушение жидкой пленки вокруг парового пузырька из-за повышения s происходит при меньшей толщине пленки. Замедленное разрушение пузырей пара приводит к их скоплению в переходной зоне двухфазного слоя, в верхней части этой зоны образуется высокодисперсная пароводяная эмульсия (пена), состоящая из паровых пузырей, окруженных тонкой пленкой воды. Доля пара в ней превышает 90…95%. Такое явление называют вспениванием уровня.
На рис.9.64 показано увеличение действительного уровня двухфазного слоя в зависимости от СК.Вw0". На рисунке видно, что увеличение уровня достигает 200…300 мм.
С увеличением давления в барабане котла СКРснижается, т.е. процессы набухания и вспенивания начинаются при более низких концентрациях, следовательно, для их предотвращения требуется более чистая вода.
При разрыве более мелких паровых пузырей с тонкой жидкой пленкой образуется большое количество мелких капель воды, их доля возрастает в потоке капель влаги.
Оба процесса, имеющие место при высокой концентрации примеси (СК.В> СКР), уменьшение высоты парового пространства и увеличение доли мелких капель воды - приводят к резкому возрастанию уноса влаги паром.
На рис.9.65,а показана зависимость влажности пара ω от концентрации примеси в воде. Видно, что при СК.В> СКРвлажность сильно возрастает. На рис.9.65,б приведен график изменения концентрации примеси в насыщенном паре CnУН, поступающей в него с уносимой влагой, ( ω - в %)
CПУН= 0,01СК.Вω
При ω = const концентрация примесей CnУНпропорциональна СК.В, а при СК.В> СКРзависит и от ω. Из графиков рис.9.65 можно определить по предельно допустимой концентрации (CУНn)ПРдопустимые значения (СК.В)ПРи ωПР. Способы воздействия на СПи СК.Врассмотрены в гл.11 и 12. Выполнить условие w ≤ wДОПможно за счет ограничения нагрузки на зеркало испарения (Rsvили Rsm).
На рис.9.66 показано, что при СК.В< СКРнагрузку на зеркало испарения можно поддерживать на высоком уровне, при этом ω = ωПР.
При С > СК.Вдля выдерживания условия ω = ωПРнагрузку приходится снижать, при (СК.В)ПРполучаем значение (Rsm)ПР, обеспечивающее предельно допустимый режим по (CnУН)ПР. Кривая на рис.9.66 разделяет плотность Rsm- CК.Вна две части, в которых ω меньше или больше ωПР. Влажность пара, уходящего из барабана, можно уменьшить по сравнению с уносом влаги путем организации сепарационных устройств.
studfiles.net
Барабан парового котла — с русского
См. также в других словарях:
Барабан парового котла — является объёмным сепаратором, в котором движется насыщенный пар либо пароводяная смесь. Барабаном парового котла является его элемент, который представляет собой объём заполненный на определенный уровень рабочим телом (водяной объём) и уровень… … Википедия
барабан парового котла — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN boiler barrel … Справочник технического переводчика
барабан парового котла — garo katilo būgnas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
Барабан стационарного котла — (англ. Drum ) элемент стационарного котла, предназначенный для сбора и раздачи рабочего тела, для отделения пара от воды, очистки пара, обеспечения запаса воды в котле. К барабану котла присоединяются кипятильные и опускные трубы, питательные… … Википедия
продувка парового котла — Непрерывное удаление из верхней части барабан котла воды для поддержания водного режима и периодическое удаление шлама из нижних барабанов и коллекторов котла. [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в… … Справочник технического переводчика
Котёл (техника) — У этого термина существуют и другие значения, см. Котёл (значения). В этой статье не рассматриваются атомные реакторы и парогенераторы АЭС. Котёл конструктивно объединенный в одно целое комплекс устройств для передачи некоторому… … Википедия
Kesseltrommel — garo katilo būgnas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
ballon de chaudière — garo katilo būgnas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
boiler drum — garo katilo būgnas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
garo katilo būgnas — statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
КОТЕЛ ПАРОВОЙ — сосуд давления, в котором нагревается вода, превращающаяся в пар. Тепловая энергия, подводимая к паровому котлу, может представлять собой тепло от сгорания топлива, электрическую, ядерную, солнечную или геотермальную энергию. Поскольку котел дает … Энциклопедия Кольера
translate.academic.ru
Барабан парового котла
20502I
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, -...Своз Советских
Ссдналисти веских
Республик 1 "Ii ЗАЛА j
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 21.Х.1966(№ 1108735, 24-6) Кл, 13а, 26 с присоединением заявки ¹
Приоритет
МПК F 22Ь
УДК 621.181.025 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете й1инистров
СССР
Спубликовано 13.XI.1967. Бюллетень № 23
Дата опубликования описания 29.1.1968
Авторы изобретения
А. Х. Сигал, Л. Г. Коварский и А. Э. Гольдберг
Производственное предприятие «Ленэнергоремоитмоитаж»
Заявитель
БАРАБАН ПАРОВОГО КОТЛА же поддерживается определенный уровень котловой воды. Нагрузка отвеса емкости со всем ее содержимым передается через опорные колодки 8 на стенку барабана, Водо5 опускные трубы 4 и водоперепускные трубы
5 снабжены защитными штуцерами б и 7, которые предотвращают контактирование воды со стенкой барабана. Г1ароотводящие трубы 8 на случай подачи в емкость питательной воды
10 через них также снабжены защитными штуцерами 9. Пароотводящие трубы 10 вводятся в барабаны 1 и в емкость без защитных штуцер ов.
Конденсат, образующийся в паровом про15 странстве между стенкой барабана и емкостью, отводится через дренажные трубы 11.
Температурные деформации емкости, труб и штуцеров воспринимаются специальными компенсаторами.
1. Барабан парового котла с опускными, подъемными и пароотводящими трубами, отличающийся тем, что с целью уменьшения термических напряжений в стенках барабана и защиты их от агрессивного воздействия котловой воды, в нем установлена открытая
30 сверху емкость, отделенная от его стенок паИзвестны барабаны паровых котлов с опускными, подъемными и пароотводящими трубами. Недостатками их являются значительные термические напряжения, возникающие в результате появления нестационарных температурных полей при различных режимах работы котла, а также агрессивное воздействие котловой воды на металл барабана. В совокупности эти причины приводят к образованию трещин на внутренней поверхности барабана.
Предлагаемый барабан отличается тем, что в нем устанавливается открытая сверху емкость, отделенная от стенок барабана паровой полостью. Такое отличие обеспечивает уменьшение термических напряжений в стенках барабана и защиту их от агрессивного воздействия котловой воды.
Пароводяная смесь вводится непосредственно в емкость, а вода отводится из нее соответственно подъемными и опускными трубами, которые как и пароотводящие трубы, снабжены дренажными трубками.
На чертеже изображен описываемый барабан, поперечный резрез.
В барабане 1 на некотором расстоянии от
его внутренней поверхности установлена открытая сверху емкость 2, внутри которой размещаются паросепарационные и питательные устройства (на чертеже не показаны), а такПредмет изобретения
20502i
Составитель В. Локшин
Редактор В, Сорокин Текред Т. П. Курилко Корректоры: М. П. Ромашова и В. Г. Ионова
Заказ 4240/2 Тираж 535 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2 ровым пространством, а в опускных, подъемных и пароотводящих трубах предусмотрены защитные штуцера.
2. Барабан по п. 1, отличающийся тем, что с целью отвода конденсата, опускные трубы снабжены дренажными трубками.
www.findpatent.ru
Паровой барабанный котел. Принципиальная схема и принцип работы — Мегаобучалка
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего образования
" Национальный исследовательский МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
(НИУ МГСУ)
Кафедра «Автоматизации и Электроснабжения»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по теме «Паровой барабанный котел»
Вариант 20
| Выполнил студент (институт, курс, группа) | Зекир-оглы Осман Заурович |
| (Ф.И.О.) | |
Работу приняла: Романова С.С.
Подпись:____________________
г. Москва 2018 г.
Оглавление
Введение: паровой барабанный котел. 1
Паровой барабанный котел. Принципиальная схема и принцип работы.. 4
Регулировка давления перегретого пара. 6
Местные измерения. Показывающий прибор. 9
Дистанционное измерение Дифференциальный манометр. 11
Принцип действия и схема датчика давления. 11
Метран 100 модели 1131, 1141; 11
Автоматическая защита барабанных паровых котлов. 13
Реле давления Danfoss KP/KPI 14
Список литературы.. 19
Введение: паровой барабанный котел
Паровой котел предназначен для получения рабочего (или сильного) пара, способного выполнить механическую работу или выделить эквивалентное ей количество теплоты. Устройства, образующие пар, силы определенной величины от которого не требуется, называются парогенераторами. Они широко применяются в промышленности (напр., для пропаривания бетона), в пищевых технологиях (паровые варочные котлы), медицине (ингаляторы, стерилизаторы) и в быту (для отпаривания и чистки, в бане и др.), но парогенератор это далеко не паровой котел.
Главный недостаток паровых котлов – большое время готовности. Лучшие из современных выходят на рабочий режим за 3-5 мин, а в обычном котле пары разводятся около часа. Поэтому наземного парового транспорта уже практически нет, хотя КПД современных керамических паровых машин не хуже чем ДВС. Но глушить ДВС можно, а останавливать котел нет.
Не менее существенный – взрывоопасность. Если запас энергии в топливном баке автомобиля измеряется десятками кг тротилового эквивалента, то в паровом котле центнерами и тоннами. Бензин и солярка могут и просто так сгореть, а котел при аварии взрывается. Современные – исключительно редко, но их взрывоопасность все-таки не нулевая.
Из 2-го недостатка вытекает еще один: питать паровой котел нужно очень качественной хорошо подготовленной водой. Накипь – страшный враг котла, она резко уменьшает его тепловую эффективность и повышает взрывоопасность.
Паровой барабанный котел. Принципиальная схема и принцип работы
Принципиальная схема технологического процесса, протекающего в барабанном паровом котле, показана на Рисунке(1). Топливо поступает через горелочные устройства в топку 1, где сжигается обычно факельным способом. Для поддержания процесса горения в топку подается воздух в количестве Qв. Он нагнетается с помощью вентилятора ДВ и предварительно нагревается в воздухоподогревателе 9.
Рисунок (1)
Рисунок (1.1) - Принципиальная технологическая схема барабанного котла. ГПЗ— главная паровая задвижка; РПК — регулирующий питательный клапан;
1 — топка; 2 — циркуляционный контур; 3 — опускные трубы; 4 — барабан;
5,6 — пароперегреватели; 7 — пароохладитель; 8 — экономайзер;9 —воздухоподогреватель
Образовавшиеся в процессе горения дымовые газы Qг отсасываются из топки дымососом ДС. Попутно они проходят через поверхности нагрева пароперегревателей 5, 6, водяного экономайзера 8, воздухоподогревателя 9 и удаляются через дымовую трубу в атмосферу. Процесс парообразования протекает в подъемных трубах циркуляционного контура 2, экранирующих камерную топку и снабжаемых водой из опускных труб 3. Насыщенный пар Dб из барабана 4 поступает в пароперегреватель, где нагревается до установленной температуры за счет радиации факела и конвективного обогрева топочными газами. При этом температура перегрева пара регулируется в пароохладителе 7 с помощью впрыска воды Dвпр.
Основными регулируемыми величинами котла являются расход перегретого пара Dп.п..и, его давление Pп.п. и температура Tп.п.. Расход пара является переменной величиной, а его давление и температура поддерживаются в пределах допустимых отклонений, что обусловливается требованиями заданного режима работы турбины или иного потребителя тепловой энергии.
Кроме того, следует поддерживать в пределах допустимых отклонений значения следующих величии:
- уровня воды в барабане Hб - регулируется изменением подачи питательной воды Dп.в.;
- разрежения в верхней части топки Sт - регулируется изменением производительности дымососов, отсасывающих дымовые газы из топки;
- оптимального избытка воздуха за пароперегревателем α(О2) – регулируется изменением производительности дутьевых вентиляторов, нагнетающих воздух в топку;
- солесодержания котловой воды (в пересчете на NaCl)-регулируется изменением расхода воды Dпр. выпускаемой из барабана в расширитель непрерывной продувки.
megaobuchalka.ru
барабан парового котла - это... Что такое барабан парового котла?
барабан парового котлаAutomation: steam drum, water drum
Универсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.
- барабан парафинового ротационного вакуум-фильтра
- барабан парциального конденсатора, находящегося наверху ректификационной колонны
Смотреть что такое "барабан парового котла" в других словарях:
Барабан парового котла — является объёмным сепаратором, в котором движется насыщенный пар либо пароводяная смесь. Барабаном парового котла является его элемент, который представляет собой объём заполненный на определенный уровень рабочим телом (водяной объём) и уровень… … Википедия
барабан парового котла — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN boiler barrel … Справочник технического переводчика
барабан парового котла — garo katilo būgnas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
Барабан стационарного котла — (англ. Drum ) элемент стационарного котла, предназначенный для сбора и раздачи рабочего тела, для отделения пара от воды, очистки пара, обеспечения запаса воды в котле. К барабану котла присоединяются кипятильные и опускные трубы, питательные… … Википедия
продувка парового котла — Непрерывное удаление из верхней части барабан котла воды для поддержания водного режима и периодическое удаление шлама из нижних барабанов и коллекторов котла. [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в… … Справочник технического переводчика
Котёл (техника) — У этого термина существуют и другие значения, см. Котёл (значения). В этой статье не рассматриваются атомные реакторы и парогенераторы АЭС. Котёл конструктивно объединенный в одно целое комплекс устройств для передачи некоторому… … Википедия
Kesseltrommel — garo katilo būgnas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
ballon de chaudière — garo katilo būgnas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
boiler drum — garo katilo būgnas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
garo katilo būgnas — statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garo katilo elementas šildomųjų paviršių garui surinkti. atitikmenys: angl. boiler drum vok. Kesseltrommel, m rus. барабан парового котла, m pranc. ballon de chaudière, m … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
КОТЕЛ ПАРОВОЙ — сосуд давления, в котором нагревается вода, превращающаяся в пар. Тепловая энергия, подводимая к паровому котлу, может представлять собой тепло от сгорания топлива, электрическую, ядерную, солнечную или геотермальную энергию. Поскольку котел дает … Энциклопедия Кольера
universal_ru_en.academic.ru
Барабан - паровой котел - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Барабан - паровой котел
Cтраница 2
Уровнемер для измерения уровня воды в барабане парового котла ( рис. 30) включает в себя уравнительный сосуд 5 ( устанавливаемый у барабана котла, расположенного на значительной высоте по отношению к рабочей площадке, на которой находится дифманометр) и дифманометр. [16]
Принципиальная схема многоконтурной САР уровня воды в барабане парового котла показана на фиг. Уровень в барабане устанавливается регулятором РУ путем изменения количества воды, поступающей в барабан котла. Основной регулируемой величиной является уровень воды в барабане котла, измеряемый дифманометром ДМПК-ЮО с пневматической дистанционной передачей. Остаточного отклонения уровня от действия упреждающих сигналов нет, так как в регуляторе уровня сигнал от расходомера пара вычитается из сигнала расходомера воды; по величине же эти сигналы равны один другому. [17]
Яв - высота подъема воды из деаэратора в барабан парового котла, м; р - средняя плотность питательной воды в напорной и входной линиях насоса; рсрс. [18]
К объектам без самовыравнивания относятся, например, барабан парового котла как объект регулирования высоты уровня воды и паровая машина как объект регулирования частоты вращения маховика. [20]
СНИЖЕННЫЙ УКАЗАТЕЛЬ УРОВНЯ - прибор, показывающий уровень воды в барабане парового котла и находящийся на рабочем месте машиниста ( кочегара) котла. [21]
Давление, которое поддерживается внутри сосуда ( например, в барабане парового котла, трубопроводе или теплообменном аппарате) во время его работы, называется рабочим давлением. Рабочее давление может быть больше атмосферного. Величина, на которую это давление превышает атмосферное, называется избыточным давлением. Изогнутая трубка 8 манометра соединяется с сосудом ( трубопроводом), в котором находится газ или жидкость под избыточным давлением. [23]
На рис. Х-3, г показан регулятор уровня воды в барабане парового котла. Измерительным устройством является термостатная трубка /, выполненная из сплава с высоким коэффициентом температурного расширения. Трубка соединена импульсными линиями 2 с паровым и водяным пространствами барабана. Нижняя часть трубки заполнена водой, верхняя - насыщенным паром. Один конец термостатной трубки жестко закреплен, другой связан с регулирующим клапаном 3, расположенным на линии питания котла. Таким образом, при изменении температуры трубки будет изменяться ее длина, что вызывает перемещение свободного конца трубки. [24]
Пример применения переносного электромагнита для выявления межкристаллитных трещин в трубной решетке барабана парового котла приведен на рнс. [26]
На рис. 10 - 41 дана схема измерения уровня жидкости в барабане парового котла. Как указывалось выше, для этой схемы измерения применяются двухкамерные уравнительные сосуды - ( см. рис. 10 - 35), имеющие камеры постоянного и переменного уровней. Схема измерения выполнена следующим образом. Сосуд размещают так, чтобы красный поясок на его корпусе совпал по высоте с нормальным уровнем воды в барабане котла. При этом необходимо учитывать, что этот уровень, как правило, не совпадает с геометрической осью барабана. Плюсовая полость дифманометра 4 соединяется с нижней частью камеры постоянного уровня уравнительного сосуда 2, а минусовая-с нижней частью камеры переменного уровня сосуда. В свою очередь уравнительный сосуд присоединяют к барабану котла двумя линиями. Одна отходит от верхней части камеры постоянного уровня, а другая от нижней части камеры переменного уровня. Таким образом, конструкция уравнительного сосуда обеспечивает равенство температуры столбов жидкости обеих камер, при этом исключается возможность температурной ошибки в показаниях дифманометра при работе котла с номинальными параметрами. При установке последних необходимо следить за тем, чтобы их штоки располагались горизонтально. Это требуется для исключения образования водяных пробок и соответственно пульсации в соединительных линиях, сосуде и приборе. [28]
На рис. 33 приведен пример установки дифманометра для измерения уровня воды в барабане парового котла с применением двухкамерного уравнительного сосуда. Уравнительные сосуды этого типа присоединяются к штуцерам на барабане котла. Внутренняя полость камеры постоянного уровня сообщается через верхний штуцер барабана с паровым пространством. Камера переменного уровня выполнена в виде трубки, расположенной внутри сосуда постоянного уровня. Это уменьшает влияние изменения температуры воды в камерах на показания прибора. Уровень воды в камере переменного уровня изменяется в зависимости от уровня воды в барабане котла. Уровень воды в камере постоянного уровня поддерживается за счет конденсации пара. Слив избытка конденсата через трубку переменного уровня в барабан котла сопровождается подогревом трубки. Чтобы уменьшить тепловые потери, сосуд покрывают слоем тепловой изоляции. [29]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Барабан парового котла
OllNCAHHE
273 2lO
Союз Советских
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт, свидетельства №
Заявлено 07.1Ч.1967 (№ 1146710,24-6) с присоединением заявки №
Кл. 13а, 8j13
13а, 8/15
МПК F 22b
F 22b
УДК 621.181.025(088.8) Приоритет
Комитет ло делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано 15.Ч1.1970. Бюллетень № 20
Дата опубликования ог,исания 20.VI II.1970
Агторы изобретения
А. П. Динерман, И. П. Гержой и Г. И. Иванищев
Заявитель
Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения
БАРАБАН ПАРОВОГО КОТЛА
Изобретение относится к защите барабанов паровых котлов и может быть использовано в энергетическом машиностроении.
Цель изобретения — снижение температурных напряжений на внутренних стенках барабана при любых режимах работы и повышение его эксплуатационной надежности.
Указанная цель достигается тем, что барабан снабжен тонкой секционированной оболочкой, свободно лежащей на внутренней поверхности барабана, а в отверстиях для труб цикруляционной системы вставлены отбортованные в оболочке воротники.
На чертеже показан частичный разрез барабана около трубного отверстия.
На внутренней поверхности барабана 1 свободно лежит секционированная оболочка 2. Я трубные отверстия вставлены отбортованные в оболочке воротники 3. Для обеспечения свободной тепловой деформации и удобства монтажа оболочка собирается из отдельных секций; размер которых определяется типом и размерами барабана. Прн изготовлении сек циям оболочки придают форму соответствующего участка внутренней поверхности барабана.
Отдельные секции соединяются между собой в замок или прихватываются одна к другой контактной сваркой.
Предмет изобретения
Барабан парового котла, преимущественно высоких параметров, отличающийся тем, что, с целью защиты стенок барабана от резких колебаний температуры рабочей среды, он снабжен тонкой секцнонированной оболочкой, свободно лежащей на внутренней поверхности барабана, а в отверстиях для труб циркуляцнонной системы вставлены отбортованные в
20 оболочке воротники.
273210
Составитель К. Конторович
Редактор П. А. Вербова Текред А. A. Камышиикова Корректор И. С. Хлыстова
Заказ 2248i15 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ 1(огиитета tÿ делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва 7К-35, Раушская наб., д 4;5
Типография, пр, Сапупова, 2
www.findpatent.ru
