Котельные установки и парогенераторы Внутрибарабанные процессы и

это цилиндрический горизонтальный сосуд с внутренним диаметром до
1800 мм

и длиной до 20 м и более.
ЗАДАЧИ :
1. Гашение кинетической энергии водяной или пароводяной струи после экономайзера
2. Организация плавного входа в опускные трубы с малым сопротивлением (устранение
воронкообразования и захвата водой пара)
3. Организация равномерного по длине и сечению барабана ввода пароотводящих труб (ликвидация «набухания» уровня за счет равномерного барботажа пара)
4. Равномерное заполнение сечения парового пространства барабана паром (интенсивная сепарация пара и капель воды)
Организация очистки пара от примесей внутри барабана
Поддержание необходимого уровня воды в барабане котла

-отбортовка
средняя минимальная скорость в отверстиях
Кризис барботажа
диаметр отверстий

в дырчатых листах с учетом отложений и примесей в воде
( технологические и эксплуатационные ограничения)

Динамический двухфазный слой
30÷40мм
- высота динамического слоя
- истинное паросодержание

- в котлах малого давления

граница между паровым и пароводяным объемами
Истинное паросодержание

зависит от скорости (расхода) пара, давления,
концентрации и состава примеси воды (ПАВ).

- приведенная скорость пара на уровне зеркала испарения

- объемная нагрузка зеркала испарения,

- массовая нагрузка зеркала испарения ,

Пример 1:

- массовая нагрузка котла паропроизводительностью
при известных внутреннем диаметре барабана и его
длине . Далее находим и другие параметры слоя.

Пример 2:

Определение конструкции барабана и дырчатого листа при известной

пространстве
1 – подвод питательной воды; 2 – паропромывочный лист;

3 – отбортовка (щеки);
4 – паровая подушка; 5 – отводящие каналы; 6 –бортики

Набухание уровня - увеличение переходной зоны (снижение высоты парового пространства) за счет расширения парокапельной зоны с ростом скорости пара.
Паропромывочные устройства - барботажные системы погруженного или и «подвешанного» типа для создания стабильного малого по высоте парожидкостного слоя.

= = 60÷70мм

пузырек пара
б) - начальный период выхода пузырьков на на зеркало

испарения;
в) – перед разрывом водяной оболочки;
г ) - разрушение водяной оболочки;
д) – разрушение водяной оболочки

=

Скорость оседания

)

Устранение уноса паром влаги из барабана

С увеличением давления: коэффициент поверхностного натяжения снижается , соответственно уменьшается размер капель воды и скорость витания, а количество капель возрастает . Также возрастает несущая способность пара вследствие увеличения его плотности.

Уменьшение приведенной скорости пара
(нагрузка зеркала испарения)

«-» - увеличение размеров барабана
для высоких давлений пара

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) , особенно при низких

температурах, и оксиды железа при температурах 300÷360°С увеличивают силы поверхностного натяжения вокруг паровых пузырей. Это приводит к упрочнению жидкой пленки вокруг пузыря.
На выходе из погруженного дырчатого листа образуются большое количество медленно всплывающих мелких пузырей пара. Вследствие этого происходит «набухание» двухфазного слоя, которое проявляется при концентрации примесей в котловой воде выше некоторого критического значения.
Разрушение жидкой пленки вокруг парового пузыря при увеличении поверхностного натяжения происходит при ее меньшей толщине, что создает в верхней части переходной зоны высокодисперсную пароводяную эмульсию (пену) с долей пара в ней 90÷95%. В этом случае наблюдается явление «вспенивания уровня».

Локальные значения влагосодержания
на стабилизированном участке в зависимости от концентрации электролита при р = 3,24 Мпа:
1 – раствор NaOH; 2 – раствор BaSO4 ;
3 –раствор Nal

в котлах высокого
давления требуется более чистая вода. При разрыве

более мелких паровых пузырей
дисперсный состав образующихся капель сдвигается в сторону образования мелких
капель воды. Это увеличивает вероятность их уноса с паровым потоком.

Уменьшение высоты парового пространства
и увеличение доли мелких капель при
приводят к резкому возрастанию
уноса влаги паром.

При можно поддерживать
высокую нагрузку на зеркало испарения
.

рб < 11 МПа)
Условия для естественной сепарации влаги и

снижения влажности пара:
Равномерное распределение пара по сечению барабана;
Отсутствие набухания двухфазного слоя и пенообразования;
Относительно высокое паровое пространство

Промывку пара не делают, и поэтому имеется пространство для естественной сепарации.
Влажность пара должна быть не более 0,02 %.

1 – опускные трубы; 2 - подъемные трубы; 3 –экономайзер; 4 – отвод пара;
5 – решетки или крестовины;
6 – перегородка ; 7 – отбойные щитки;
8 –погружной дырчатый лист;
9 -щеки; 10 –паровая подушка;
11 –раздающая труба;
12 – пароприемный потолок (дырчатый лист) ; 13 –жалюзийный сепаратор

При высокой паропроизводительности дырчатый лист не обеспечивает хорошие условия для барботажа и по этой прчине устанавливают внутрибарабанные или выносные циклоны.

=15÷19МПа)

Промывку пара делают обязательно, и поэтому нет пространства для

естественной
сепарации. Делают вынужденную механическую сепарацию (внутрибарабанные
циклоны, паропромывочные устройства, выносные циклоны)

1 – опускные трубы; 2 – крестовины;
3 – труба аварийного слива воды
(при превышении максимально
допустимого уровня); 4 – экранные трубы; 5 –короб; 6 –корпус;
7 –крышка; 8 – встроенный жалюзийный сепаратор;
9 – крестовина; 10 –сливной короб; 11 – паропромывочное устройство;
12- пароприемный дырчатый лист; 13- пароотводящие трубы;
14 – распределительный коллектор;
15 – питательная вода из экономайзера; 16 – перепускной короб; 17 –внутрибарабанный циклон

2 –подвод воды из барабана;
3 – крестовина;
4 –водомерное

стекло; ;
5 – дроссельный дырчатый лист;
6 –трубы отвода пара;
7 – воздушник;
8 – улитка;
9 – завихритель;
10 –продувочная линия

Удельная нагрузка в 2÷2,5 раза
выше чем у внутрибарабанного
и составляет 24÷30 т/ч при
р = 15 МПа. Обычно устанавливают 2-4 выносных циклона.