Методика розрахунку циркуляційного контура

Для розрахунку циркуляції вибираються (див. табл. 9) три-п'ять значень швидкості циркуляції, що охоплюють можливий діапазон дійсної швидкості, наприклад, w₀ = 0,5¼1,5 м/с. Для кожної з вибраних швидкостей циркуляції проводиться розрахунок циркуляції в повному об'ємі.

Таблиця 9 -Рекомендовані розрахункові швидкості води на вході в підйомні труби [2]

Розрахунок починають з визначення гідравлічного опору опускних труб (див. формулу (50)). Потім визначають корисний напір циркуляції екрану. Для цього задаються кратністю циркуляції відповідно до рекомендацій табл. 8 і визначають величину недогріву води до кипіння в барабані Di_б по формулі (19), (20) або (21), яку корегують на величину Di_зн.

Далі підраховують висоту економайзерної ділянки. Висота економайзерної ділянки визначається по формулі

. (25)

Якщо з розрахунку по формулі (25) точка закипання виходить за межі першої обігріваємої ділянки, тобто h_ек > ( h_до + h₁) необхідно знайти її висоту, використовуючи теплові характеристики другої ділянки

, (26)

де Q₁ і Q₂ - теплосприйняття відповідно першої і другої ділянок, кДж, див. формулу (9). Знаючи висоту економайзерної ділянки і виходячи з геометрії циркуляційного контуру, визначають довжину труб економайзерної частини контуру і висоту парогенеруючої частини.

Рушійний напір S_i, Па, для кожної ділянки підйомних і відвідних труб (обігріваємих, так і не обігріваємих) визначаються по формулі

. (27)

Тут h_ni - висота паровмісткої частини ділянки труби, м; - середній напірний паровміст на ділянці.

. (28)

Коефіцієнт пропорційності с і поправочний коефіцієнт на кут нахилу труби до горизонту K_αвизначають відповідно по номограмах (рис. 7 і 8). На рис. 8 кут нахилу труб a відраховується від горизонталі.

Рисунок 7 - До визначення коефіцієнта пропорційності с у формулі для визначення напірного паровмісту у вертикальних трубах [2]

Середній об'ємний паровміст в ділянці (рис. 9)

. (29)

Де `w₀ " - середня приведена швидкість пари в ділянці

. (30)

Середня витрата пари в ділянці

. (31)

Для ділянки, що не обігрівається

. (32)

На кожній парогенеруючий ділянці Сума паропродуктивностей ділянок , дорівнює паропродуктивності контура D_к, див. ф. (17).

Середня швидкість суміші в ділянці труби

. (33)

Рисунок 8 - Визначення коефіцієнта K_a на кут нахилу підйомних труб до горизонталі [2]:

а) - р = 1-8 МПа; б) - р = 8-20 МПа

Рисунок 9 - Залежність об'ємного паровмісту від масового [2]

Сума рушійних напорів ділянок становить рушійний напір екрану або панелі (між верхнім і нижнім колекторами)

(34)

Рушійний напір підвісних S_пт і відвідних труб S_відв визначають по аналогічній (27) формулі

, (35)

. (36)

Розрахунок `j<sub>пт</sub> та `j_відв також проводиться по формулі (28), але значення `w<sub>0</sub> " і w<sub>см</sub> будуть іншими, ніж для екранних труб, оскільки змінюється діаметр і прохідний перетин підвісних і відвідних труб. У відвідних трубах значення `w₀ " і w_см не змінюються, оскільки відсутній процес паротворення.

Далі проводиться розрахунок гідравлічних опорів підйомних ланок контура і втрати напору на підйом пароводяної суміші вище рівня води в барабані, а для виносних циклонів на підйом вище рівня в циклоні.

Гідравлічний опір тертя, Па, підйомних ланок контура знаходять:

- для економайзерної ділянки

; (37)

- для парогенеруючих ділянок

; (38)

- для ділянок після обігріву і відвідних труб

; (39)

- у місцевих опорах

. (40)

У формулах (37) - (39) позначено ℓ _ек, ℓ _пар та ℓ _по — довжина економайзерного, парогенеруючих ділянок і ділянки після обігріву відповідно, м; ` х - середній масовий паровміст потоку в обігріваємій ділянці, який визначається

, (41)

x _по - масовий паровміст потоку в ділянках після обігріву визначається по кінцевій паропродуктивності контура D_к; `y і y_по - поправочні коефіцієнти до формули втрат від тертя в обігріваємій ділянці

. (42)

Для обігріваємої ділянки значення y_кін і y_поч визначаються по рис 10, а по кінцевому і початковому паровмісту на ділянці х _кіни х _почі добутку масової швидкості wr¢, кг/(м²×с), і тиску, р, МПа. Значения х _кіні х _поч знаходять з формули (41), але по концевому паровмісту на попередній ділянці D_i-1 і на розглядаємій D_i. На необігріваємій ділянці величину y визначають по масовому паровмісту x _по з рис. 10, б. Коефіцієнти опору за рахунок тертя l₀, входу в труби x_вх, повороту потока x_пов з находять по табл. 10 - 14 і рис. 11.

Таблиця 10 - Значення приведеного коефіцієнта тертя котельних труб l₀, м^-1 [1]

Таблиця 11 -Коефіцієнти опору входу в трубу з барабана [1]

Вид входу	Коефіцієнт опору входу
Прямий вхід (врівень зі стінкою і при виступі всередину об'єму)	0,5
Вхід за наявності вальцювального дзвоника (рис. 11, а)	0,25
Конічний вхід з загальним кутом розкриття 50—60° при відносній довжині (рис. 10, б)
= 0,1	0,25
= 0,2	0,1

Таблиця 12 - Коефіцієнти опору входу в трубу з колектора [1]

Вид входу
£0,1	>0,1
У обігріваєму трубу з роздаючого колектора при торцевому або бічному підведенні середовища (рис. 11, г)	0,5	0,7
У обігріваєму трубу з роздаючого колектора і розосередженим підведенням середовища при числі відвідних труб на одну підводящу n £ 30 (рис. 11, в)	0,5	0,7
Те ж при n ³ 30 (рис. 11, в)	0,6	0,8
У опускну трубу з вертикального колектора або виносного циклону	0,4	0,4
У відвідну трубу збираючого колектора з розсередженим радіальним відведенням середовища (у активній зоні) (рис. 11, д)	0,5	0,5

Рисунок 10 - Коефіцієнт y до формули для розрахунку втрат від

тертя при русі пароводяної суміші [2]:

а — труби, що обігріваються; б — труби, що не обігріваються

а — вхід в трубу з вальцьованим дзвоником; б — конічний вхід в трубу; в — роздаючий колектор з радіальним розсередженим підведенням при n > 30;

г — роздаючий колектор з торцевим підведенням;

д — збираючий колектор з розсередженим відведенням

Рисунок 11 - До розрахунку коефіцієнтів опору входу і виходу труб

Гідравлічні опори всіх парогенеруючих ділянок підсумовуються, D р _пар= åD р _тр^пар.

Повний гідравлічний опір екрану або панелі

. (43)

Корисний напір екрану визначається як різниця рушійного напору S_екр і гідравлічного опору D р _екр;

. (44)

Окремо аналогічно розраховується корисний напір підвісних труб.

Таблиця 13 - Коефіцієнтів опору виходу з труби [1]

Вид виходу
У барабан	0,1
Вихід в роздаючий колектор з торцевим підведенням середовища (по схемі рис. 11, г)	0,8
У роздаючий колектор з радіальним підведенням середовища (по схемі рис. 11, а)	1,1
У збираючий колектор (рис. 11, д)	1,2

Таблиця 14 - Коефіцієнти опору поворотів в гибах котельних труб з звичайним гибом ( ³ 3,5) [1]

Корисний напір у відвідних трубах в залежності від конструкції контура розраховується з урахуванням втрат тиску на перевищення труб над рівнем води в барабані D р _рві опору внутрішньобарабанних циклонів D р _ц.

. (45)

Втрата тиску на підйом пароводяної суміші вище за рівень води в барабані

. (46)

Опір внутрішньобарабанних циклонів

, (47)

де

; ,

f_ц - сумарний перетин вхідних патрубків циклонів, м²; для стандартних циклонів розмір вхідного перетину патрубка циклону складає 250´60 мм; х _ц - масовий паровміст суміші на вході в циклон.

Корисний напір контура дорівнює сумі корисних напорів екрану і відвідних труб

, (48)

а за наявності підвісних труб, включених в контур циркуляції після екрану (див. рис. 1, б):

. (49)

Опір опускних труб циркуляційного контура з урахуванням впливу зносу пари в опускні труби складе

. (50)

Швидкість води в опускних трубах

, (51)

åf₀ и åf_оп - сумарні перетини екранних і опускних труб контура відповідно, м².

В результаті розрахунку визначаються три…п¢ять значень корисних напорів циркуляції і відповідні значення опору опускних труб. За цими даними будуються залежності (рис. 12)

, , .

Точка перетину і визначає дійсну величину корисного напору контура і дійсну величину швидкості циркуляції .

По дійсній швидкості циркуляції визначають корисний дійсний напір екрану . За значенням встановлюють дійсну витрату води в контурі

(52)

і дійсну кратність циркуляції

, (53)

яка за умовами надійності повинна бути більше чотирьох.

Рисунок 12 - Діаграма циркуляції контура

Поиск по сайту: