Меню

Для чего опускные трубы

Гидравлическая характеристика опускных труб контура циркуляции

В современных паровых котлах опускные трубы делаются без обогрева, с хорошей тепловой изоляцией, поэтому их теплообмен с окружающей средой близок к нулю и не учитывается. В этом случае температура воды в опускных трубах и энтальпия hОП по высоте изменяться не будут. Поскольку hОП близка к энтальпии насыщения, плотность воды ρОП будем считать равной ρ’. При hОП = const ΔpУСК=0.

Вода в опускные трубы попадает из барабана с энтальпией hОП, давление в паровой части барабана pБ (рис.9.39). Под воздействием гидростатического столба воды (нивелирного напора) давление в барабане повышается, и на входе в опускные трубы нивелирный напор составит

(9.102)
(9.103)

Скорость вертикального движения воды в барабане мала, поэтому ∆pГ Б ≈ 0. На входе в опускные трубы скорость воды резко возрастает, что требует затраты энергии на ускорение потока. С учетом местного сопротивления (сопротивления входа) потери давления на входе в опускные трубы составляет

(9.104)

Давление на входе в опускные трубы

(9.105)

Давление в нижнем коллекторе

(9.106)
(9.107)

где ZОП — суммарный коэффициент сопротивления в опускной трубе.

По уравнению состояния энтальпия воды на линии насыщения h’ однозначно зависит от давления. Поэтому, по высоте опускных труб энтальпия насыщения hўОП будет изменяться эквидистантно изменению давления (рис.9.39). Действительная энтальпия воды в опускных трубах зависит от режима работы экономайзера и барабана. Вода, поступающая из барабана в опускные трубы, может быть недогрета до энтальпии насыщения по давлению в барабане hўБ Недогрев в барабане Dh Б НЕД определяется из теплового и материального баланса барабана

(9.108)

где hЭК — энтальпия воды за экономайзером.

Недогрев воды в барабане зависит от кратности циркуляции KЦ и энтальпии воды за экономайзером.

Кратность циркуляции в отдельных контурах котлов высокого давления (p = 8…14 МПа) составляет КЦ = 6…14, сверхвысокого (p = 14…18,5 МПа) — КЦ =5…8. Повышение энтальпии за экономайзером hЭК уменьшает недогрев в барабане. В котлах с кипящим экономайзером недогрев воды в барабане равен нулю. То же — в солевых отсеках котла и в случае подачи всей питательной воды на паропромывочное устройство в чистом отсеке барабана (при этой схеме вода на паро-промывочном устройстве дополнительно нагревается до насыщения за счет теплоты промываемого пара).

Недогрев воды по ходу ее движения в опускной трубе увеличивается за счет роста давления рОП и h’ОП. В нижнем коллекторе недогрев составит

(9.109)

В рассмотренном случае по всей высоте опускной трубы ∆hНЕД > 0 остается однофазной, плотность ее постоянна, не зависит от расхода воды. Постоянной величиной будет и нивелирный напор ∆p ОП НИВ = ∆p*НИВ (рис.9.40). Гидравлическая характеристика опускной трубы ∆pОП = ∆p*ОП + ∆pНИВ ОП получается однозначной. При малых расходах (GЦ рБ, а при GЦ > G положителен. Расходу G соответствует w 0 ОП порядка 10 м/с. Скорость в опускных трубах котлов wОП = 1…3 м/с, т.е. wОП 0 ОП и всегда рН.К > рБ

В опускных трубах может появиться пар за счет закипания воды на входе в опускные трубы, сноса пара из барабана и затягивания паровых воронок, образующихся в барабане.

Вскипание воды на входе в опускные трубы (явление кавитации) может произойти, если давление на входе в опускные трубы рВХ Б НЕД= 0 (hОП = h’Б) это означает, что h’ВХ рБ. Из (9.105) видно, что это условие соблюдается при выполнении неравенства

(9.110)
(9.111)

Воронкообразование в барабане может возникнуть при малой высоте слоя жидкости над опускными трубами. Минимальная высота уровня воды в барабане для опускных труб диаметром до 200 мм составляет 400…500 мм. При установке на входе в опускные трубы разного типа решеток и крестовин, минимальная высота уменьшается в 2 раза. Современные мощные котлы имеют барабаны с внутренним диаметром 1600…1800 мм, уровень воды 700…800 мм, что создает достаточный запас по недопущению воронкообразования.

Читайте также:  Чем покрасить печную кирпичную трубу

Снос пара из барабана потоком воды в опускные трубы может происходить при близком расположении ввода пароотводящих труб в барабан от входа в опускные трубы. Если вода, направляющаяся в опускные трубы, имеет скорость больше скорости всплывающих пузырьков пара, то может захватить часть из них с собой и унести в опускные трубы. Для предотвращения захвата пара водой вход в опускные трубы должен быть расположен от выхода пароотводящих труб на расстоянии не менее 250…300 мм, между ними при необходимости следует ставить перегородки.

В современных котлах внутрибарабанные устройства выполняются таким образом, что снос пара практически отсутствует, среднее истинное паросодержание в опускных трубах = 0,02…0,03. Такое количество пара при конденсации нагревает воду в опускных трубах на ∆hСН = 5…8 кДж/кг.

Появление пара в опускных трубах отрицательно сказывается на их работе и работе всего контура циркуляции: увеличивается сопротивление движению потока ∆p*ОП, снижается нивелирный напор, так как уменьшается плотность среды

На рис.9.40 пунктиром показаны кривые (∆p*ОП)сн, (∆p НИВ ОП)сн, (∆pОП)сн, учитывающие снос пара в опускные трубы. Наличие небольшого количества пара в опускных трубах не опасно.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Опускная труба

Опускные трубы и коллекторы находятся снаружи. От нижнего коллектора несколько параллельных изогнутых труб проходят через кипящий слой и подсоединяются к верхнему. Две трубы используются в качестве несущих. Циркуляционный контур в охладителе кипящего слоя объединен с системой циркуляции воды в топочной камере. Поэтому температура воды в трубах на всех режимах работы равна температуре кипения при данном давлении. [2]

Опускные трубы из циклона ( одну или две в зависимости от ширины нижнего коллектора, к которому подается вода из циклона) целесообразно, как и в конструкциях ОРГРЭС и ЦЭМ, выводить из днища циклона. [3]

Опускные трубы и коллекторы выполнены из стали, содержащей 0 5 % хрома и 0 5 % молибдена. [4]

Опускные трубы для питания водой подключенного экрана могут быть выведены из днища циклона; при достаточно большой высоте циклона, это уменьшает опасность захвата пара в опускные трубы при снижении уровня. [5]

Опускные трубы котлов чистых отсеков. Вырезки целесообразны в случаях, когда желают убедиться, насколько интенсивно эти трубы заносятся отложениями. В опускных трубах чистых отсеков и котлов без ступенчатого испарения отлагается преимущественно фосфатно-кальциевый шлам, а иногда и окислы железа возле сварных стыков. Отложения эти обычно мягки и легко удаляются шарошкой. [6]

Опускная труба принята диаметром 250 мм, при расходе воды 29 л / сек скорость ее движения v 0 55 л / сек. [7]

Опускные трубы имеют обогрев также в паровых котлах низкого и среднего давления, где часто небольшой обогрев опускной системы целесообразен, так как при этом уменьшается длина экономайзерного участка подъемной части контура, а для контуров небольшой высоты это может привести к заметному увеличению кратности циркуляции. Однако здесь обогрев выбирают таким, чтобы парообразования в опускной системе при стационарном режиме не было. [8]

Опускная труба принята диаметром 250 мм, при расходе воды 29 л / сек скорость ее движения v 0 55 л / сек. [9]

Опускные трубы задних экранов из-за отсутствия их на графиках в указанный перечень не включены. [11]

Опускную трубу л отражательный щит в вертикальных отстойниках во избежание струйности всегда следует делать крхглыми, так как опыт эксплуатации отстойников с квадратными опускными трубами показал, что они работают значитель я о хуже. [13]

Обогреваемые опускные трубы размещены по нижней образующей верхнего барабана, необогреваемые — а его концах. Все экраны, кроме фронтового, выделенного во вторую ступень испарения, питаются водой из нижнего барабана; фронтовой экран — из выносных циклонов. Пароперегреватель ( выполнен из труб диаметром 32X3 мм, включенных во входную и выходную камеры; трубы расположены горизонтально в шахматном порядке; регулятор температуры перегрева пара отсутствует. За перегревателем установлен стальной одноходовой воздухоподогреватель з труб 40X1 5 мм. Далее продукты сгорания выходят в вынесенный подъемный газоход а чугунный водяной экономайзер, который очищать дробью нельзя. [14]

Читайте также:  Трубы железобетонные диаметр внутренний 2000

Присоединять опускные трубы к верхнему барабану парового котла на высоте больше чем на / з диаметра барабана от нижней образующей барабана не разрешается. [15]

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Опускная отводящая труба

Опускные и отводящие трубы являются более эластичным элементом, чем другие соединения камер с паросборником. Эти достоинства, возможность стандартизации отдельных деталей и их транспортабельность обусловили широкое распространение секционных котлов. [1]

За и 36 — подъемные, опускные и отводящие трубы малого бокового экрана ; 4, 4а и 46 — подъемные, опускные и отводящие трубы большого бокового экрана; 5, 5а — подъемные и опускные трубы среднего бокового экрана ( солевой отсек схемы ступенчатого испарения); 6 — водоперепускные трубы; 7-перепускные трубы. [2]

Одно: временно необходимо добавление опускных и отводящих труб и внутрибарабанных циклонов. [3]

Поверхностный пароохладитель, работающий на котловой воде, усложнен устройством опускных и отводящих труб с сечением, достаточным для надежной естественной циркуляции, и имеет большую поверхность охлаждения, чем у пароохладителя, работающего на питательной воде. [4]

Средние и угловые секции экранов конструктивно одинаковы и имеют одинаковые соотношения подъемных, опускных и отводящих труб . У боковых экранов не различаются между собой и тепловосприятия угловых и средних секций. У фронтовых и двусветных экранов тепловосприятия этих секций различаются только на верхних участках, где часть труб угловых секций затенена выступами пережимов топки и ширмами пароперегревателя. [6]

Для секций, в которых следует ожидать более слабую циркуляцию, относительное сечение опускных и отводящих труб должно выбираться несколько большим, чем для секций с более интенсивной циркуляцией. Секционировать экраны, надежность которых лимитируется кратностью циркуляции, нежелательно. Для ускорения прогрева торцов барабана желательно размещать экраны второй ступени испарения в средней части боковых стенок топки. [7]

Также к числу основных условий, обеспечивающих надежность циркуляции в контуре, относится правильный выбор сечений опускных и отводящих труб экранного контура . Выполнение экранного контура необходимой высоты, но с недостаточными сечениями опускных или отводящих труб не обеспечивает надлежащих скоростей входа воды во все экранные трубы, что может вызывать перегрев и пережог отдельных экранных труб. При включении экранных труб непосредственно в верхний барабан котла, как это часто бывает у фронтовых и задних экранов при поперечном расположении барабана, сечение опускных труб от барабана до нижнего коллектора экрана не должно быть меньше 18 — 20 % от общего сечения соответствующих экранных труб. Опускные трубы необходимо подключать в наиболее низкой точке образующей верхнего барабана котла. В отдельных экранных панелях с нижними и верхними коллекторами ( например, боковые экраны) необходимое сечение опускных труб должно быть не менее 20 — 25 % от общего сечения экранных труб. Сечение отводящих труб от верхнего коллектора до барабана должно составлять в этом случае 30 — 35 % от общего сечения экранных труб. Отводящие трубы необходимо включать по наивысшей образующей верхнего коллектора для облегчения и наиболее полного отвода пара из коллектора. Как опускные, так и отводящие трубы следует распределять достаточно равномерно по длине коллектора. В отдельных случаях циркуляционные схемы экранных контуров выполняются с применением рециркуляционных труб, устанавливаемых между верхним и нижним коллекторами. Применение таких рециркуляционных труб позволяет получать необходимые скорости входа воды в экранные трубы за счет возвращения из верхнего коллектора экрана до 50 — 60 % всей воды, проходящей через экранные трубы. При наличии рециркуляционных труб сечение отводящих и опускных труб может быть значительно уменьшено. [8]

За и 36 — подъемные, опускные и отводящие трубы малого бокового экрана; 4, 4а и 46 — подъемные, опускные и отводящие трубы большого бокового экрана ; 5, 5а — подъемные и опускные трубы среднего бокового экрана ( солевой отсек схемы ступенчатого испарения); 6 — водоперепускные трубы; 7-перепускные трубы. [9]

Читайте также:  Techno sound комплект для изоляции труб

Для того чтобы избежать нежелательной связи разнородных циркуляционных контуров, в современных котлах применяют разделение экранов на отдельные контуры со своими опускными и отводящими трубами и коллекторами. [10]

Кроме перечисленных контуров, участвующих в общей схеме циркуляции воды в котельном агрегате, в верхней части фронтовой стены топки расположен дополнительный экран с независимой схемой циркуляции. Опускные и отводящие трубы его включены в передний Верхний барабан. [12]

По условиям обеспечения необходимой сепарации пара, как уже отмечалось выше, приходится принимать достаточно высокие значения скоростей пароводяной смеси на входе в циклоны, для чего независимо от принятого сечения отводящих труб приходится входные штуцера в циклон принимать сечением не более 5 — 18 % от сечения экранных труб. Если учитывать, что сопротивление входа в циклон является основным в общем сопротивлении пароотводящих труб, увеличение сечения отводящих труб не дает какого-либо существенного эффекта для повышения циркуляционной надежности контуров с выносными циклонами, особенно при небольшой высоте экранных труб. Длительная эксплуатация большого количества котлов среднего и низкого давления, снабженных экранными контурами, имеющими достаточно ограниченные сечения опускных и отводящих труб , показала, что наиболее эффективным способом повышения циркуляционной надежности этих контуров является применение рециркуляционных труб, обеспечивающих высокие значения скорости входа воды в экранные контуры. На рис. 6 — 3 а, б дана схема экранного контура с рециркуляционными трубами и приведен график циркуляции. [13]

Таким образом, при заданных размерах и конструктивном оформлении экрана с рециркуляционными трубами количество воды, проходящей через эти трубы, определяется размером установленной шайбы и соответствующим коэффициентом сопротивления. Как видно из рис. 4.22 6, повышения скорости воды в экранных трубах и устойчивости циркуляции такого контура без изменения площади сечения опускных, отводящих и рециркуляционных труб можно достичь ( в известных пределах) путем увеличения диаметров шайб, установленных в рециркуляционных трубах. В этом случае кривая сопротивления опускных труб Др оп за счет меньшего расхода воды в них располагается значительно ниже кривой Др оп. При этом увеличении скорости воды в экранных трубах полезный напор звена экранных труб понизится до значения Р, так как за счет перераспределения количества воды во внешний контур по опускным и отводящим трубам направится меньшее количество циркулирующей воды, и в этом случае полезный напор всего контура также уменьшится. [14]

Таким образом, при заданных размерах и конструктивном оформлении экрана с рециркуляционными трубами количество воды, проходящей через эти трубы, определяется размером установленной шайбы и соответствующим коэффициентом сопротивления ее. Как видно из рис. 6 — 3 6, повышение скорости воды в экранных трубах и устойчивость циркуляции такого контура без изменения сечения опускных, отводящих и рециркуляционных труб можно достичь путем увеличения диаметра шайб, установленных в рециркуляционных трубах. ДрРец, что при одной и той же кривой полезного напора экрана дает возможность значительно увеличить скорость воды в них. В этом случае кривая сопротивления опускных труб Ар он за счет меньшего расхода воды в них располагается значительно ниже Кривой А / / ОП — При этом увеличении скорости воды в экранных трубах полезный напор звена экранных труб понизится до значения Р, так как за счет перераспределения количества воды во внешний контур по опускным и отводящим трубам направится меньшее количество циркулирующей воды, и в этом случае полезный напор всего контура также уменьшается. На рис. 6 — 3 6 кривая этого нового полезного напора контура Р показана пунктиром. Соответствующая этому полезному напору контура скорость циркуляции, или расход воды, вызывает значительное снижение полезного напора звена экранных Р 2 меж ду нижним и верхним коллекторами, что, как уже отмечалось, положительно влияет на повышение устойчивости циркуляции в экране. Максимальный размер шайбы на рециркуляционных трубах ограничивается величиной допустимой скорости входа воды в рециркуляционные трубы по условиям возникновения кавитации. [15]

Источник

Adblock
detector