Методика расчёта циркуляции

Для трёх значений скорости циркуляции ω_0i последовательно определяют:Сопротивление отпускного участка по которому движется вода ∆Р_оп = ∑ξ_оп , Пагде ∑ξ_оп – суммарный коэффициент сопротивления (входа в трубы, трения, поворота и выхода из труб) отпускного участка контура циркуляцииω₀ = - скорость воды в опускных трубахf_под – суммарное сечение подъёмных трубf_оп – суммарное сечение опускных труб Высоту экономайзерного участка, если она определяется.Высоту парообразующего участка h_пар = H - h_экОтносительное сечение, занятое паром φ = C*βφ – напарное паросодерж. - доля сечения трубы, занятое парообъёмными паросодерж. С – по норм. гидр. расчётаНапорную плотность пароводяной смес ρ_н = ρ^’ – φ (ρ^’ – ρ”)Движущий напор циркуляции Р = Н (ρ^’ – ρ”) g Сопротивление подъёмного участка, по которому движется пароводяная смесь ∆Р_под = ∑ξ_под

Полезный напор циркуляции Р_пол = Р - ∆Р_подЗатем строят график по трём точкам Р_пол и ∆Р_оп = f (G) G определяется = f (ω₀) По точке пересечения А, где Р_пол = ∆Р_оп находим истинные значения G и Р_пол. истинным значениям G_ц определяется действительная скорость циркуляций ω₀К = С увеличением силовой нагрузки кратность циркуляции уменьшается.Для испарительного пучка состоящего, например, из 3-х рядов труб, определяется Р_пол и ∆Р_оп для 3-х принятых значений ω₀ и строятся гидравлические характеристики для каждого ряда труб.Затем складывая G_ц для одинаковых Р_пол отдельных рядов, строят суммарную кривую Р^∑_пол. Расчётная точка А находится на пересечении кривых Р^∑_пол и ∆Р_оп, причём ∆Р_оп одинаково для всех рядов труб. т. к. у них общий коллектор и барабан.Пересечение прямой, проведённой из т.А параллельную оси абцисс, с кривыми полезных давлений для каждого ряда определяет расходы воды, циркулирующей через каждый ряд труб пучка. Далее по G_i определяют ω_0i в каждом ряду.

Застой и опрокидывание циркуляции. При некоторых режимах работы испарительных поверхностей нагрева пароводяная смесь в обогреваемых подъёмных трубах может остановиться или пойти вниз.Режим медленного движения воды вверх или вниз, а пара вверх, при котором возможен застой паровых пузырей в отдельных участках трубы – отводы, гибы и пр., называется застоем циркуляции. В испарительной трубе, выведенной в паровое пространство барабана, при прекращении движения воды вследствие недостаточного Р_пол может образоваться свободный уровень воды, выше которого медленно движется пар (или насыщенный или перегретый).Движение пароводяной смеси вниз в подъёмной трубе называется опрокидывание циркуляции. При этом появляется отклонение в трубе пара, который не может преодолеть динамическое воздействие движущегося вниз потока воды и увлекается вместе с ним, не выходя в верхний барабан.Для выявления причин образования явлений застоя, свободного уровня и опрокидывания циркуляции. Рассмотрим гидродинамические характеристики испарительной системы, состоящих из 3-х параллельно включённых рядов труб с различным тепловосприятием. При этом примем, что в подъёмные трубы поступает вода, нагретая до t⁰_нас. Гидродинамическая характеристика каждого ряда труб различна в зависимости от паросодержания, определяемого удельной тепловой нагрузкой, причём полезное давление Р_пол меньше в ряду труб (3 ряд) с меньшим тепловосприятием, т.е. в слабо-обогреваемых трубах.При некоторых тепловых нагрузках может оказаться, что пересечение характеристики этого ряда труб ординатой, определяющей Р_пол всей системы (т.В), произойдёт при значении G_ц, а следовательно, и ω₀ равны или меньшим нуля (т.С). Следовательно, в трубах этого ряда при некоторых малых q будет иметь место застой или опускное движение потока пароводяной смеси.Оба режима неустойчивы и опасны, т.к. образование паровых объёмов в трубе, ухудшает охлаждение поверхности трубы вследствие резкого снижения ω₀.Во- избежение опасных режимов циркуляции, как видно из рис., следует ограничивать сопротивление опускных труб так, чтобы Р_пол подъёмных труб не превышало исходного предельного значения.

Гидродинамика экономайзера. Задачами гидравлического расчета водяных экономайзеров являются обеспечение ихнадежности (безопасного температурного режима, предотвращение внутренних отложений, удаление газов)рациональности компановки определение потерь давленияГидравлический расчет экономайзеров производится отдельно для элементов, различающихся по условиям обогрева (необогреваемые, конвективные, радиационные), взаимному расположению в газоходах(ступени, секции) и по энтальпии среды на выходе (кипящие и некипящие).Гидравлический расчет водяных экономайзеров производится при номинальной нагрузке КА, а в некоторых случаях- и при пониженных нагрузках.Для исключения гидродинамической неустойчивости движения воды в параллельно включенных змеевиках экономайзера при их различной тепловой нагрузке, а так же в целях надежного охлаждения металла труб необходимо создание значительных массовых скоростей потока в элементах экономайзера - например, в некипящих ВВЭ-500…600 Во избежание перегрева труб кипящею ВЭ, работающих в самых неблагоприятных условиях, паросодержание в них не должно превышать 15-20%

Гидродинамика ПП

Общие положения, такие же как и у ВЭ.Возможные схемы включения ПП в паровой тракт показаны на рисункеГидравлическая неравномерность отдельных труб в ПП вызывается изменением давления вдоль коллекторов, различием полных коэффициентов сопротивлений труб, неравномерным тепловосприятием труб ПП и другое. Для уменьшения неравномерности обогрева устраивают переброс пара из зоны высокого в зону пониженного обогрева. Эти схемы неравноценны по гидродинамике потока пара, ибо дают неравномерную раздачу пара по отдельным трубам пароперегревателя.Очевидно, лучшие результаты будут при подводе и отводе пара в коллекторы широким фронтом - схема 3.Здесь можно сделать достаточное количество точек присоединения и обеспечить хорошее распределение пара по трубам паронагревателя. Однако эта схема не дает полного перемешивания пара и ликвидации тепловой неравномерности при входе в следующий пакет, поэтому часто применяют другие схемы – П или Z.Рассмотрим работу входного и выходного коллекторов в схемах П или Z. При движении пара вдоль оси коллекторов преодолеваются сопротивление, и поэтому изменяется давление.Осевая скорость пара во входном коллекторе изменяется от w_вх до 0, а в выходном коллекторе от 0 до w_вых - соответственно и изменяется давление. Сопротивления коллекторов на местные потери и трение определяются по формулам:для входного коллектора =x_вх r_вх для выходного коллектора =x_вых r_выхгде x_вх, x_вых – суммарные коэффициенты гидравлического сопротивления входного и ходного коллектораx_вх@0,8примерноx_вых@1,25w_вх – скорость параr_вх – плотность параПри изменении осевой скорости пара от w_вх до 0 изменяется его давление:для входного коллектора на =r_вх для выходного коллектора на =r_вых

При некотором переходе давления между коллекторами, объединяющими трубы котла, равном ∆Р_к, кривая ∆Р = f(G) пересекается с прямой ∆Р_к = const в 3-х точках. Соответственно расходы среды через разные трубы будут равны G₁, G₂, G₃.Разные расходы рабочего тела при одном и том же переходе давлений в трубах ∆Р_к возможны только при различных удельных объёмах рабочего тела в этих трубах.Наименьший расход G₁ соответствует наибольшему удельному обьёму и наоборот наибольшему расходу G₃ ~ наименьшему удельному объёму воды.Расходу G₂ соответствует пароводяная смесь при докритическом давлении.Такая гидродинамическая характеристика, при которой через отдельную трубу может протекать пар, пароводяная смесь или вода, является неустойчивой.При небольшом расходе пара и малой его скорости стенки его перегреты, что может вызвать выход его из строя.Для обеспечения надёжной работы котла гидродинамическая характеристика должна быть выравнена так, чтобы каждому значению ∆Р соответствовало только одно значение G.Выравнивание гидродинамической характеристики может быть достигнута путём установки дроссельных шайб на выходе воды в трубы.Сопротивление дроссельной шайбы:∆Р_ш = ξ - паровому.Складывая переходы в трубе и дроссельной шайбе получаем суммарную кривую ∆Р_с = ∆Р + ∆Р_ш,При этом можно выбрать такое сопротивление шайбы, при котором характеристика движения потока среды в трубе будет устойчивой.

Поиск по сайту: