Режимы течения пароводяного тракта в трубных элементах котла.

Исследование режимов течения пароводяных смесей в трубах при эксплуатационных параметрах возможно с использованием косвенных методов, без нарушения рабочего режима движения. Одним из них является применение жесткого гамма-излучения в виде узкого луча с определением прошедшей сквозь трубу интенсивности излучения (рис. 10.2). Установка с источником излучения — радиоактивным кобальтом — и счетчиком импульсов может перемещаться поперек трубы и фиксировать плотность среды по сечению трубы. Зная плотность в каждом месте сечения трубы, не представляет труда найти долю пара и в итоге его распределение по всему сечению трубы.

На начальной стадии парообразования при небольшой скорости пароводяной смеси отдельные пузырьки пара малых размеров (при высоком давлении— диаметром около 1 мм) распределены практически равномерно по сечению трубы. Такой режим течения получил название пузырькового (рис. 10.3,а). С увеличением па-росодержания паровые пузырьки все в большей мере концентрируются в центральной части потока, создавая здесь пароводяную смесь со значительным количеством мелких паровых пузырей, как бы равномерно перемешанных с водой. Этот режим назван эмульсионным режимом течения. При относительно невысоких давлениях рабочей среды (р<4 МПа) мелкие паровые пузырьки обладают возможностью объединяться в крупные паровые пузыри, диаметр которых несколько меньше внутреннего диаметра трубы, а длина их может быть значительной. Эти образования пара внешне напоминают форму снаряда, и потому такой режим течения называется снарядным. За кормой «снарядов» следует жидкая перемычка, содержащая мелкие пузыри пара.

При дальнейшем увеличении па-росодержания паровые пузыри при высоком давлении вытесняют воду из центральной части потока, а при низких давлениях отдельные паровые «снаряды» соединяются между собой, образу-в итоге сплошной паровой стержень, движущийся по оси трубы, в котором распылена часть пель жидкости. Паровой стерже: окутан сплошной кольцевой водяной пленкой, движущейся по с ке. Эта пленка надежно охлажу стенку трубы. Такой режим течения получил название стержневой:: или дисперсно-кольцевого

51.Массовое и объёмное паросодержание содержания потоков, их взаимосвязь и зависимость.

Массовое паросодержание потока х — массовая доля пара в потоке пароводяной смеси:

_x₌G_n/G_CM. (10.5)

Массовое паросодержание выражают также формулой

x=*(hnoт -*h)/r, (10.6)

где киот — удельная энтальпия потока в рассматриваемом сечении системы труб, кДж/кг; h' — удельная энтальпия воды на линии насыщения при рабочем давлении в данном сечении, кДж/кг; г—удельная теплота парообразования при том же давлении, кДж/кг.

В таком виде виличина х характеризует относительную энтальпию потока по сравнению с h\

Величина (1-х) характеризует массовое водосодержание потока:

1— х =Gв/Gсм (Ю.7)

Расходное (объемное) паросодержание потока р — объемная доля пара в потоке пароводяной смеси при одинаковой скорости воды и пара:

B=Vп/(Vп+Vв)

С помощью указанных выше расчетных параметров движущейся па -роводяной смеси можно получить ряд других характеристик этого потока. Важное значение имеет знание скорости пароводяной смеси w_CM, м/с. Ее можно выразить как отношение суммы объемных расходов V_n-\-V_B к сечению трубы /₀:

Wcu=(Vn+V_B)/f₀. (Ю.9)

Если объемные расходы выразить через массовые

Vn=G_n/p" и Vв=G_B/p',

то с учетом выражений для приведенных скоростей (10.2) и (10.3) окончательно получим

Wcm=w'o+w"o. (10.10)

Обычно значение w'o не используют в расчетах. Исходя из условия

G_b=Gcm—G_n

и выражая массовые расходы через приведенные скорости и скорость циркуляции (10.1) —(10.3), получаем выражение для приведенной скорости воды

w'o=wo-w’’_q"/_p^’’. (10.11)

Подставив (10.11) в (10.10), окончательно получим

wсм = w0+w"о(1— р'’/р')

52.Температурные режимы работы трубных элементов, в зависимости от расположения и тепловосприятия.

Температура металла поверхностей нагрева является одним из основных показателей надежности котла. Поэтому очень важно располагать данными для определения температуры металла, работающего в различных и притом сложных и напряженных условиях.

В паровых котлах, работающих на органическом топливе, условно можно выделить три области теплообмена. Первая область охватывает поверхности, расположенные в топочной камере — топочные экраны, получающие теплоту излучением. В условиях плотного экранирования трубы получают теплоту от газовой среды в основном только лобовой ее поверхностью. Здесь имеет место наиболее высокая температура металла. За счет теплопроводности металла часть получаемой тепловой энергии отводится к тыльной стороне трубы, что в известной мере уменьшает максимальную температуру на лобовой поверхности (рис. 10.8). В более тяжелых условиях оказываются трубы двусветных экранов, получающие тепловую энергию от факела с обеих сторон. Распределение теплового потока по высоте экранов топочной камеры также далеко не равномерно: наибольшую интенсивность имеет тепловой поток в зоне ядра горения. Он в 1,2—1,6 раза превышает среднее расчетное значение по топке в целом. Учитывая высокую интенсивность тепловых потоков в топке, для обеспечения надежной работы металла экранных труб необходимо охлаждать их рабочей средой с относительно невысокой температурой при высоких коэффициентах теплоотдачи. Этими свойствами обладают вода и пароводяная смесь.

Вторая зона теплообмена охватывает полурадиационные поверхности, располагаемые в области высоких газовых температур в горизонтальном газоходе (1200— 800 °С), где еще существенно излучение газовых объемов, и потому эти поверхности выполняются с разреженными трубными системами. Это главным образом ширмовые и конвективные поверхности пароперегревателя и настенные экраны конвективных газоходов. Здесь тепловые потоки заметно ниже, чем в топке, однако пар высокой температуры не может интенсивно отводить теплоту от стенки труб, что приводит к минимальному запасу надежности. Для обеспечения надежной работы поверхностей нагрева здесь применяют самые высококачественные стали.

Третья область теплообмена охватывает конвективные поверхности нагрева: экономайзер, промежуточный пароперегреватель, воздухоподогреватель.

53.Гидравлические сопротивления для одно и двухфазного потока.

54.Тепловая и гидравлическая неравномерности, тепловая разверка.

55.Движущий и полезный напор циркуляции.

Движущий напор циркуляции создается только на паросодержа-щем участке подъемных труб:

Sд_В= (Hпар+Hотв) (р'—

-Рсм)g.

Используя выражение (10.19), окончательно получаем

Sдв= (Hпар+Hотв) ф(р'—

-р")g.

Как видно, определение движущего напора прежде всего требует знания высоты точки закипания в контуре.

Высота экономайзерного участка определяется, исходя из.равенства двух выражений: количества теплоты, которую необходимо передать в единицу времени воде для подогрева ее до кипения на эконо-майзерном участке и количества теплоты, полученной за то же время из топки экономай-зерным участком,

Qэк=Hэк(Qэкр/Hэкр)=Hэкq1/

где Дельта Hнед — энтальпия недогрева поступающей в подъемные трубы воды в количестве Go, кг/с, до кипения, кДж/кг; Q₃_Kp — тепловоспри-ятие нижней части экрана, кДж/с; qi=Q₃_Kp/H₃_Kp — удельный тепловой поток, воспринятый на 1 м высоты экрана, кВт/м.

Тогда высота экономайзерного участка

Hэк=дельта hнедG0/q1/

При более точном расчете необходимо учитывать, что с подъемом воды вверх происходит некоторое уменьшение абсолютного давления, при этом энтальпия и температура кипения будут несколько уменьшаться, отчего точка закипания немного снизится.

В паровых котлах с кипящим экономайзером АЛнед будет иметь небольшое значение (так как давление в нижнем коллекторе выше, чем в барабане) и определение Я_эк не обязательно.

При установившемся режиме движущий напор в контуре циркуляции тратится на преодоление с противлении в опускных Ар_оп ■ подъемных (включая пароотволя щие) Дельта Рпод трубах:

S_дв=дельта р_оп+дельтар_Под. (10.59)

Избыточную часть движущего в пора, который остается после преодоления гидравлического сопротивления в подъемных звеньях контура, называют полезным напорем циркуляции:

Sпол=Sдв-дельта рпод.

Из сопоставления (10.59) i (10.60) получаем основное уравнение циркуляции Sпол=дельта р оп.

56.Расчёт простого контура циркуляции.

Расчет контура циркуляции сводится к определению скорости циркуляции wo. Исходя из уравнения (10.61) действительным условиям отвечает только такая скорость w₀, при которой найденные по независимым друг от друга выражениям Ароп и 5_Пол будут равны. Однако 5пол и Ар_оп являются функцией искомого значения w₀.

Значение 5_ПОл находят по формуле (10.60), предварительно определив 5д_В [формула (10.54)] и Арпод- Последнее определяют по участкам с одинаковыми (или усредненными) конструктивными тепловыми и физическими характеристиками дельтаРпод=дельтаЗдо+дельтаРэк+дельтаРпар+дельтаРотв. (Ю.62)

Для расчета отдельных звеньев подъемной части контура используют данные п. 10.3.1. Расчет сопротивлений производят для одной усредненной по всем показателям трубы контура (элемента). Исходной расчетной величиной является искомая скорость Wo- Сопротивление усредненной опускной трубы контура определяют по формуле

w²

дельтаРоп = Z_оп-W²оп/2p’ (10.63) 2

где Z_on — коэффициент полного гидравлического сопротивления [см. формулу (10.40)]; w_On — скорость воды в опускной трубе, м/с.

Последнее определяется из условия сплошности движения в контуре G₀n=Gnoд=Go по соотношению суммарного сечения подъемных 2/о и опускных £fon труб контура: Как видно, сопротивление опускных труб Ар_оп также зависит от искомой скорости ш₀. Значения скоростей циркуляции ш₀, м/с, в, контурах барабанных котлов находятся обычно в следующих пределах:

Экраны, непосредственно введенные в барабан........ 0,5—1,5

Экраны, имеющие верхние коллекторы............. 0,4—1,2

Двусветные экраны....... 0,5—2,0

Расчету циркуляции предшествуют тепловой расчет топки парового котла и определение конструктивных характеристик его циркуляционных контуров. Используют два пути решения этой задачи. При расчете на ЭВМ задаются минимальной допустимой скоростью Wo= =0,2 м/с и устанавливают шаг изменения скорости в расчете 0,05— 0,1 м/с. С помощью ЭВМ по заданной программе вычисляют для каждого wo значения 5_ПОл и Ароп и сравнивают их с допустимым небалансом этих значений т=5_ПОл— —Ароп^е. При достижении пг^е расчет кончается, и по полученным точкам может быть построен график (рис. 10.27,а). Равенство 5^кпол=Ар_Оп при скорости ш_о^р соответствует средним расчетным условиям работы контура.

57.Источники загрязнения питательной воды и их влияние на работу оборудования.

Качество пара во многом определяется качеством поступающей в котёл воды. Загрязнение воды может происходить как на стадии образования конденсата, так и на линии питательной воды. В конденсате- загрязнение происходит в конденсаторе в результате образования присосов, охлаждающей воде непосредственно в конденсат с вводом солей, калоидных примесей, а также взвеси и газа.

Также в конденсат могут попадать соли и калоидные примеси при вводе в него добавочной воды от ХВО.

Вода, которая попадает в теплообменник, например в сетевые подогреватели, при возникновении неплотностей.

Кроме того в воду могут попадать продукты окислов металлов.

Также в качестве загрязняющих компонентов в конденсат и воду могут попадать искусственно вводимые добавки в виде солей фосфорной кислоты, аммиак гидрозин, комплексоны и кислород.

58.Загрязнение пара веществами, находящимися в растворённом и взвешенном состоянии в воде.

Загрязнение пара веществами, находящимися в растворённом и взвешенном состоянии могут происходить двумя способами:

1.Унос капельной влаги и расворённых в них веществ (характерно для котлов барабанного типа)

2.Растворяющая способность самого пара, солей и веществ, находящихся в воде (характерно для СКД котлов)

Так для устранения попадания загрязняющих компонентов в пар в котлах СКД прямоточного типа добиваются за счёт дополнительной очистки конденсата пара за счёт установки за конденсатором БОУ.

Получение качественного пара в барабанных котлах сводится к следующим мероприятиям:

1.Поддержание солесодержания котловой воды на допустимом уровне за счёт проведения непрерывной продувки.

2.Удаление взвешенных компонентов осуществлением периодических продувок.

3.Сокращение капельного уноса за счёт установки в барабане котла паро-сепарационного устройства.

59.Паросепарационные устройства барабанных котлов, промывка пара.

Гашение кинетической энергии пароводяных струй происходит в паро-сепарационных устройствах. Всю пароводяную смесь подают в водяной объём барабана, используя глухую перегородку в тех случаях, когда ввод сделан выше уровня воды в барабане. Скорость пара в отверстиях подтопленного дырчатого щита выбирают из условия образования под ним сплошной паровой подушки, обеспечивающей равномерное распределение пара. Пит воду падают в верхний слой воды над надтопленным дырчатым щитом. В барабанах с более высоким напряжением парового объёма кроме пароприёмного дырчатого листа устан жалюзийный сепаратор, в котором пар, проходя в узких зазорах между гофрированными листами и постоянно меняя направление, за счёт инерционных сил освобождается от мелких транспортируемых паром капелек воды. В мощных барабанных котлах для более полного отделения пара от воды прим внутри барабанные циклоны.

Промывку пара организуют только в барабанных паровых котлах, в которых солесодержание котловой воды достаточно большое. Наиболее чистой водой в таких котлах является питательная. В простейшем виде для промывки пара в барабане котла прим дырчатый щит в паровом объёме барабана, на который подают пит воду.

60.Ступеньчатое испарение как один из эффективных методов сжигания концентрации примесей в воде и паре.

В результате использования двухступенчатой схемы испарения значительно повышается качество пара, т.к. наиболее чистый в количестве 80% получает в чистом отсеке, у которого концентрация солей повышается в 4,8 раза, загрязнённая в 101 раз, составляет лишь 20%, что суммарно приводит к более качественному пару, отсюда с повышением числа ступеней испарения растёт качество пара, поэтому могут использовать и трёхступенчатую схему, но повышение эффективности с дальнейшим ростом ступеней испарения приводит к значительному увеличению затрат на обороудование, его усложнение и замедлению качественности, что не дало распространения, поэтому трёхступенчатую в основном используют на ТЭЦ, где наблюдается значительные потери конденсата и наиболее распространено двухступенчатое испарение, что приводит к удешевлению химводоподготовки и повышению экономичности паротурбинной установки за счёт снижения величины продувки.

61.Методы вывода примесей из цикла станции и водный режим котлов.

Химическая очистка- предусматривает промывку водными растворами химических реагентов той части тракта рабочей среды энергоблока, в которой имеет место наибольшая вероятность образования внутренних отложений. Химические реагенты разрушают внутри турбинные образования и удаляют их из замкнутого контура рабочей среды. Различают предпусковые и эксплуатационные химические очистки.

Продувка- постоянное удаление примесей из тракта работающего энергоблока путём вывода из котла некоторого количества воды с повышенной концентрацией примесей.

Очистка турбинного конденсата- непрерывное удаление из конденсата пара растворённых и взвешенных загрязняющих веществ.

Термическая деаэрация- процесс удаления из питательной воды, поступающей в паровой котёл, растворённых в ней газов, вызывающих активную коррозию металла питательного тракта.

В практике эксплуатации получили распространение основные принципы организации водного режима.

Гидразионно-аммиачный режим является дополнением к термической деаэрации, которая не обеспечивает полного удаления кислорода и СО2, образующего в воде раствор углекислоты.

Комплексонный водный режим нацелен на удаление ранее имевшихся окислов железа и меди на внутренней поверхности питательного тракта и создание на поверхности НРЧ прямоточного котла или топочных экранов естественной циркуляции прочной защитной плёнки от коррозии.

62.Топочные экраны, назначение, конструкции, размещение, крепление.

Топочные экраны размещены вдоль стен топки и которые воспринимают лучистое тепло от горящего топлива и передают это тепло воде, проходящей внутри труб частично испаряя её и образуя пароводяную смесь. По конструкции различают гладкотрубные, газоплотные и ошипованные.

Гладкотрубные выполняются из цельнотянутых, гладких бесшовных труб, выполненных из стали СТ 20, с d: для котлов с низкими и средними P 60-83 мм, а с Р 14-25 42-60 мм, с толщиной стенки 3,5-5мм.

Как правило экраны обязательно имеют нижние раздающие коллектора, которые объединяют n труб в ленты, а иногда и 2-мя коллекторами с установкой и верхнего собирающего коллектора. Пространственная ориентация экранов: для барабанных котлов – только вертикальная, для прямоточных – ленты могут выполнять с восходящими.

Газоплотные. Могут выполняться как из гладких труб, но с приваркой к ним рёбер и последующей сваркой этих рёбер. С приваркой металлических проставок толщиной 3-5мм между гладкими трубами или изготовление такого экрана из плавниковых труб

63.Пароперегреватели, назначение, виды, схемы включения, размещение.

Пароперегреватель предназначен для перегрева поступающего в него насыщенного пара до заданной температуры. Он является одним из наиболее ответственным элементов котла, так как тем-а пара здесь достигает наибольших значений и металл перегревателя работает в условиях, близких к предельно допустимым.

Конвективные пароперегреватели (в конвективных газохода котла), радиационные (на стенах и потолке топочной камеры и горизонтального газохода), полурадиационные ширмовые (в верхней части топки на входе в горизонтальный газоход).

Конвективный (противоточная схема движения пара, прямоточная, смешанная).

64.Компоновки пароперегревателей.

Современные пароперегреватели выполняют комбинированными, они включают в себя все три вида конструкций (радиационный, полурадиационный, конвективный).

В барабанных котлах с давлением 14мПа и температурой пара 560 перегреватель состоит из радиационной, конвективной и ширмовой частей. Ширмовый перегреватель размещён на выходе из топки до подвесных труб заднего экрана.

Первый (холодный) конвективный пакет включен по пару за потолочным перегревателем и имеет ещё достаточно низкую t пара. Выходной конвективный пакет перегревателя располагается в зоне достаточно высоких t газов, что сохраняет необходимый температурный напор.

В паровых котлах того же P, но сниженной тем-ы до 545 ширмовый перегреватель включен после радиационного и при отсутствии настенной панели радиационного перегревателя получает пар достаточно низкой t, что повышает надёжность металла труб, образующих ширмы. Выходной пакет размещают в верхней части конвективной шахты с горизонтальными змеевиками и с опорой на подвесных трубах

65.Паровое регулирование температуры перегрева пара.

Паровое регулирование t первичного пара осуществляют с помощью впрыскивающего пароохладителя, который основан на использовании падения энтальпии пара за счёт отдачи части тепла, вводимой в поток пара воды. Для этого способа в барабанных котлах вводят собственный конденсат, получаемый в конденсаторе собственных нужд котла, а для прямоточных котлов питательную воду. Впрыскивающий пароохладитель представляет собой выделенный за газоходом котла участок трубы, длиной 5-7 м и более, внутри которой устанавливают тонкостенную трубу, наз. паровой рубашкой. Ввод воды осуществляют через форсунки распылители, выполненные в виде металличсекой трубы вводимого поперёк паропровода и имеющей несколько калиброванных отверстий.

Вторым способом парового регулирования является регулирование t пром пара с использованием паровых теплообменников. При этом способе перед входной ступенью первичного п.п. у станавливают У образный теплообменник в виде трубы.

66.Методы газового регулирования температуры перегрева пара.

Осуществляется только для регулирования t пром пара следующими способами:

1.Установкой выделенных (2-3) газоходов в опускном газоходе, в которых могут размещать поверхности нагрева пром перегрева и эк и под газоходами устанавливать n шиберов, которые могут открывать или перекрывать сечение газоходов и тем самым увеличивать или уменьшать пропуск уходящих газов, а значит увеличивать или уменьшать температурный напор.

2.Рецеркуляция продуктов сгорания. При этом способе из опускной шахты в топку возвращается часть газов, что создаёт условие повышения суммарного Vг в топке, рост скоростного и температурного напора в конвективном газоходе, а значит изменение t особенно у пром пара, т.к. у него низкие P

3.Установка выделенных газоходов и подключение к каждому своего дымососа, с установкой в каждом газоходе пром п.п. и эк. В данном случае количественный пропуск газов, а значит и температурный напор осуществляют за счёт изменения производительности дымососов.

4.Установка многоярусных горелок. Регулирование этим способом осуществляют за счёт переключения нижних и верхних ярусов, что создаёт условие понижения и повышения температуры газов на выходе из топки.

5.Установка поворотных горелок и горелок, имеющих разные схемы направлений вращения, потоков, газов.

67.

68.

69.

70.

71.

72.

73.

74.

75. Расчёт на прочность цилиндрических поверхностей котла.

Расчет на прочность цилиндрической части барабана.

Расчет проводят по формулам, по заданным D и Р с учетом Сигма_дом (табл 11-6):

1. Дельта=(P*Dв)/(2*Фи*Сигма_доп-Р)+с

2. Дельта=(Р*Dн)/(2*Фи*Сигма_доп+Р)+с, где

Дельта - толщина в метрах

Дв, Дн - соотв внутренний и внешний диаметры элементов

Фи - коэф прочности элемента, учитывающий его ослабление в результате сверлений и наличия продольного шва.

Сигма_доп - допустимое напряжение, которое учитывает материал, из которого изготовлен элемент и его температуру (стенки)

Р - избыточное давление

с - прибавка к толщине стенки элемента, учитывающая его ослабление за счет утонения в местах гиба, на окалинообразование (ржавчина) в течение расчетного срока эксплуатации.

-=коэф Фи определяют, исходя из учета значительного кол-ва сверлений, необходимых для присоединения трубных элементов и с учетом их расположения:

1) при продольном расположении сверлений: Фи=t-d/t

2) при поперечном расположении сверлений: Фи=t1-d/t1

3) при диагональном расположении: Фи=(1-d/a*Корень(1+m^2))/Корень(1-0,75*(m^2/1+m^2)^2).

76. Расчёт на прочность днищ барабана.

Днища барабанов с торцов заделываются элептическими конструкциями в виде: элептически глухих, элептических с лазовым отверстием и стенками разной толщины. Минимальная высота днища не должна быть менее 0,2dв. В случаях, когда эту величину увеличивают до 0,3 dв, то расчёт толщины днища производят по выражению:

Дельта=PDв/4ZGдоп-P*Dв/2Пд+С, где Z- коэффициент учитывающий ослабление днища пазом с учётом наибольшего диаметра отверстия. Коэ-т Z определяется:

А) При отношении d/кореньDв(S-C)<=0.4 Z=1/

Б) При этом отношении от 0.4 до 2: Z=2/1/25*d/кореньPв(S-C)+1/5.

В) При этом отношении >=2: Z=2/1/25*d/кореньPв(S-C) +2.

Добавка к толщине стенки С у днищ определяется из условия, что С=0.05(S-C).

77.Компоновки котла, схемы применение.

Компоновкой называют взаимное расположение газоходов котла и расположение в них поверхностей нагрева с их коммуникацией. Различают П-образную, Т-образную, башенную, 4-ходовую, U-образную, N-образную.

-=П-образная - применяется для любых видов сжигаемых топлив. Наиболее распространена, т.к. обладает следующими преимуществами. К ним относят:

1)нижнее расположение ТДУ

2)короткие комуникации по газу

3)удобная подача топлива

4)более компактна строительная часть.

Однако имеет и отрицательные стороны:

1)из-за наличия поворотов и опускного газохода увеличивается аэросопротивление и возникает антисамотяга, а также значительные комуникации по паровому тракту (длинные паропроводы к турбине).

-=Т-образная - применяется только для сжигания твердых топлив, обладающих высокообразивными золами (но не в большом кол-ве). В таких компоновках установка дополнительных конвективных зон позволяет, деля поток газа на 2 подпотока уменьшить концентрацию золы, и уменьшая воздействие ее на поверхности нагрева, и кроме того, дополнительные газоходы позволяют разрядить (увеличить шаг) в конвективных поверхностях ПП и ЭК. В основном положительные и отрицательные стороны аналогичны П-образной, но она сложнее и требует дополнительного расходы металлоконструкции на 12-15%.

-=4-ходовая - используется для сжигания только твердых топлив, обладающих повышенным содержанием золы (легкоплавкая, но необладающая высокими образивными св-вами). Характерной особенностью ее является наличие промежуточных (двух) конвективных газоходов, что позволяет ещё больше разрядить и разместить конвективные поверхности нагрева, уменьшая зашлаковку и отложения (плюсы и минусы - см п- и Т-образную).

-=Башенная - может использоваться для любых видов топлив и обладает значительными преимуществами в аэродинамике, минимальной площадью сечения в плане, хорошее заполнение газами объемов газохода, т.е. равномерно распределение, минимальное аэросопротивление. Однако, при такой компоновке, высота котла может достигать значительной высоты, что приводит к трудности в строительной части, размещению и закреплению конвективных поверхностей на большой высоте и там же установки ТДУ и кроме того растут комуникации паро-водо-воздухопроводов и сложность в очистке поверхностей и внешних отложений. Применяются редко.

-=U-образная - такая компоновка может использоваться для любых видов топлив, и, по сравнению с П-образной, в ней аэродинамика лучше, но все остальные компоненты хуже (кроме коротких паропроводов). Особого распространения не получила.

-=N-образная - такая компоновка используется только для сжигания твердых топлив и является промежуточной между Т и 4-ходовой. При сжигании высокоугольных с образивными св-вами тв топлива (+ и - см предыдущие). Не распространены.

78.Каркасы паровых котлов, назначение, конструкции.

Каркас представляет собой пространственную металлическую конструкцию, предназначенную для установки и закрепления всех элементов парового котла: барабана, поверхностей нагрева и коллекторов, обмуровки, изоляции и обшивки, трубопроводов и коробов, помостов и лестниц обслуживания.

Каркас состоит из вертикальных колонн и стоек, горизонтальных ферм, опорных балок и соединительных горизонтальных и диагональных связей.

Число колонн зависит от мощности агрегата. Вспомогательные стойки и горизонтальные балки имеют меньшее сечение и служат для придания каркасу большей жёсткости.

79.

80.

81.

82.

83. Радиальные (центробежные) ТДУ, конструкция, применение КПД, регулирование нагрузки.

Тягодутьевые машины должны обеспечивать номинальную нагрузку парового котла и при этом иметь высокую экономичность, эффективно работать на частичных нагрузках, отличаться высокой надёжностью в работе, компактностью размеров и быстроходностью вращения при умеренном шуме.

КПД центробежных ТДУ 82-87%.

84.

85.

86.

87.

88. Золоуловители, назначение, КПД, конструкция, применение.

ЗУ предназначены для вывода из продуктов сгорания летучей золы (и несгоревших частическ тв топлива)

КПД ЗУ согласно нормам технологического проектирования ТЭС должно соответствовать мощности ТЭС и определятся след зависимостями:

ГРЭС: >=2400МВт - >=99%; 1000-2400МВт - >=98%; 500-1000МВт - >=96%; <500МВт - >=93%

ТЭЦ: >=500МВт - >=99,5%; 300-500МВт - >=99%; 150-300МВт - >=98%; <150МВт - >=96%

Инерционные представляют собой циклоны или БЦУ, где используют инерционные силы раскрутки и отброса золы к стенкам ЗУ, их торможения и выведения из газов. КПД отдельных ЗУ-80-90%, а БЦУ-93%.

89.

90.

91.

92.Регулирующая и запорная арматура, назначение, конструкция, применение.

Арматурой называют находящиеся под рабочим давлением оборудование и служ. для управления котлом, и протекающими в нем процессами.

Запорную (предназначена для периодического, герметического отключения одних участков трубопровода от других или их выключения)

Регулирующая - для изменения или поддержания расхода рабочих сред в соответствии с требованиями по P, t. w и уровнем.

93.

94.Высоконапорные котлы, конструктивные особенности и применение.

ВПГ - высоконапорный парогенератор. Используется на комбинированных ТЭС, где используют газовый цикл с установкой ГТ и паровой цикл. При этом КПД установки повышает КПД ПГУ на 5-6% по сранению с паротурбинными ТЭС.

Конструктивно ВПГ в плане выполняется круглого или близкого к круглому профиля с плавными переходами по газоходам, чтобы обеспечить минимальные аэросопротивления и выдержать повышенные Р по газам, которые составляют до 0.6 МПа. Создание такого Р осуществляется за счет ввода воздуха, сжатого в компрессоре, причем в ВПГ отсутствуют ВП, т.к. первой ступеню нагрева воздуха является сам компрессор (сжатия), а 2-ой ступенью подогрева является кольцевой канал между внутренней оболочкой ВПГ (т.е. воздух нагревается от стен ВПГ), причем давление воздуха в этом канале исключает выброс газов из газоходов, т.к. его давление выше 0.6МПа. В дальнейшем весь паровой цикл аналогичен паровому барабанному котлу, но газы, имея высокие т и Р (при отсутствии ВП), сбрасывают не в дымовую трубу, а в ГТ, где дополнительно вырабатывают эл энергию, причем на выходе из ГТ можно устанавливать теплообменник с дополнительным отбором тепла, кондленсатом или пит водой.

95. Комбинированные ПГУ.

Однако при работе ВПГ в цикле ПГУ имеет существенный недостаток - выход из строя любого из циклов (парового или газового) приводит к останову всей станции, что не всегда выгодно, поэтому наиболее эфективными ПГУ являются станции с выделенными контурами ГТ и ПТ.

Рассмотрим одну из схем использования газового и парового циклов с подключением парового котла по газовому циклу:

1. компрессор

2. камера сгорания

3. подача топлива

4. ГТ

5. дутьевой вентилятор

6. регенератор

7. паровая турбина

В данной схеме ГТУ сохраняется тот же КПД, но контур газовой турбины и паровой могут работать независимо друг от друга, т.е. при выходе из строя оборудования одного из контуров, и его отключении может не вызывать отключение другого. В данной схеме работа газового контура следующая. От К сжатый воздух с Альфа = 4-5 и более подается в камеру сгорания, куда также вводят топливо и продукты сгорания после сжигания топлива сбрасывают в ГТ. За ГТ газы (со значительным содержанием воздуха и с высоким t=500-600) подаются через горелки в паровой котел, с получением в нем пара, но с отключенным ВП, что позволяет выводить газы с повышенным Тетта ух. г., а значит и их утилизацией тепла в регенераторах (теплообменниках), которые можно подключать как по нитке пит воды, сетевой воды или технической для ХВО. Как видно из схемы такое подключение ГТ к паровому котлу может обеспечить ускоренную растопку парового котла при остановке, за счет интенсивного прогрева газоходов и поверхностей нагрева газами от ГТ.

96.Котлы для полупиковой и пиковой нагрузок, их назначение и особенности нагрузок.

В условия, при покрытии длинных перегрузочных режимов, создают специальные полупиковые энергоблоки большой мощности, которые можно вводить в работу за минимальное время и которые взяли бы на себя обеспечение переменной по нагрузкам части электрического графика.

97.Сокращение вредных выбросов в атмосферу с территории ТЭС.

Основными способами снижения сернистых соединений, выбрасываемых в атмосферу, являются очистка нефтяного топлива от серы на нефтеперерабатывающих заводах с целью получения малосернистого мазута, глубокая переработка жидкого и твёрдого топлив на ИЭС с получением газообразного топлива и последующей его очисткой от сернистых соединений, очистка дымовых газов после паровых котлов от оксидов серы.

Способы подавления образования оксидов азота в топках котлов:

Уменьшение избытка воздуха в топке до минимального по условиям полного сгорания топлива, понижение температуры подогрева воздуха поступающего в топку, рециркуляция дымовых газов в топку, применение двух ступенчатого горения, снижение теплового напряжения в топке, увеличение степени экранирования с применением двусветных экранов, установка специальных горелок, применение топок с гранулированных шлакоудалением, впрыск воды на начальной стадии образования факела.

98.Дымовые трубы, назначение, конструкция, выбор высоты.

Предназначены для вывода и рассева в атмосфере продуктов сгорания от котлов из расчёта, что рассеиваемые вредные компоненты газов на уровне дыхания человека не превышают ПДК (предельно-допустимая концентрация) по условиям безопасности

Конструкция дымовых труб представляет собой высотное сооружение, со сложной конической формой и состоит из несущих конструкций (оболочка или внешний ствол), находящийся на фундаменте и газоотводящий ствол (внутренний), который может быть коаксиальным внешнему с тесным прилеганием или с зазором (100-300мм). Трубы могут быть как одноствольными, так и многоствольными (3-4), причём внутренние металлические, цилиндрические.

99.Сокращение водных выбросов ТЭС в водоёмы.

Сброс сточных вод в водоёмы приводит к загрязнению воды в них, изменению органолептических свойств воды, изменению санитарного режима, а также гибели флоры и фауны.

Значительно снижается тепловая нагрузка на водоёмы при использовании оборотных систем охлаждения воды с использованием водохранилищ или градирен (однако тогда повышаются затраты и снижается КПД ТЭС за счёт увеличения температуры охлаждающей воды и снижение вакуума в конденсаторах).

Уменьшение, а в перспективе и полное прекращение сбросов в водоёмы возможны при существенной модернизации схем подготовки воды, а также при внедрении новых прогрессивных методов водоподготовки.
Для очистки сточных вод от нефтепродуктов используются методы отстаивания, флотации и фильтрования, нефтеловушкой.

100.Классификация ТЭС по назначению, их типы, простейшие тепловые схемы.

КЭС и ТЭЦ.