Регулирование температуры перегретого пара

Регулирование температуры перегретого пара

В случае применения поверхностных и впрыскивающих пароохладителей поверхность перегревателя рассчитывают на номинальной нагрузке с запасом того количества теплоты, которое снимается в регуляторе. Поверхностный пароохладитель представляет собой теплообменник 1 несмешивающего типа (рис. 141).

Устанавливают его в барабанных котлах с 10,8 МПа и включают по воде в магистраль до экономайзера 2. Проходя теплообменник I, вода отбирает теплоту от пара. В результате i"_п <  i’_п, a i"_пo > i’_по. Из уравнения теплового баланса, кДж/кг,

следует, что регулирование температуры перегретого пара, кДж/кг.

Суммарное значение Δi_p по котлу принимается равным 63-83 кДж/кг. Число регуляторов до двух. Один из регуляторов обязательно устанавливают перед выходным пакетом 4 перегревателя 3, 4. В этом случае он защищает выходные витки от пережога и поддерживает заданное значение температуры пара на выходе. В барабанных котлах высокого давления (р = 13,8 МПа) широкое распространение получило регулирование температуры перегретого пара впрыском собственного конденсата (рис. 142). После нагрева воды в экономайзере 8 и циркуляционном контуре 1 насыщенный пар из барабана 2 идет двумя потоками: в количестве D_ку. на установку 9 получения собственного конденсата и в количестве D-D_в на нагрев пара в потолочном перегревателе 3 и в ширме 5.

В установке 9 пар конденсируется при передаче теплоты питательной воде. В результате i"_ку > i_пв и i'_вэ > i_пв. Полученный конденсат с теплосодержанием iK в количестве DBl и Db2 подается при регулирование температуры перегретого пара в паровой тракт котла перед «холодным» конвективным пакетом 7 ширмы и перед выходной ступенью 6. Остаток конденсата D насосом 4 перекачивается в барабан 2. Благодаря теплоте, полученной от пара питательной водой, i_вэ > i_пв. Схема впрыскивающего пароохладителя приведена на рис. 143. Вода разбрызгивается форсункой - распылителем 1 внутри стальной рубашки 2, защищающей корпус 3 парохладителя от попадания на него холодных капель. Защитный патрубок предохраняет корпус от возникновения трещин в месте соприкосновения с холодной трубой ввода конденсата. Длина корпуса парооохладителя составляет 4 -5 м, что обеспечивает полное испарение капель влаги.

Обычно число впрыскивающих пароохладителей не превышает двух. Пароохладитель устанавливают перед выходной ступенью. При развитой радиационной поверхности перегревателя или при включении ширм после конвективного пакета впрыск воды делают перед ширмами или в рассечку между ними, если они выполнены по двухпоточной схеме. При включении ширм в тракт после потолочного перегревателя первый впрыск может быть выполнен перед первой по ходу пара конвективной ступенью перегревателя, а второй - перед выходной.

Суммарное количество воды, идущей на впрыск, D_в = (0,03 / 0,05) D. Перед выходной ступенью D_в = (0,02 / 0,03) D. Конструкция пароохладителей должна быть рассчитана на возможность ввода конденсата в 1,5-2 раза выше расчетного. Возможны две схемы конденсатной установки: с постоянно действующим насосом перекачки лишнего количества конденсата в барабан или с системой регулирования расхода пара на установку путем изменения сопротивления регулирующих задвижек.

Значения Δi'_p определяют по уравнениям теплового баланса впрыскивающих пароохладителей, кДж/кг,

где i'_i и i'_i - энтальпии пара соответственно на входе и выходе из пароохладителя, кДж/кг.

Суммарное значение Δi_p = Δi_p1 + Δi_p2 = 63 / 83 кДж/кг, меньшее значение принимается при наличии настенных радиационных перегревателей. Теплота, полученная при конденсации пара, передается пита-тельной воде. Энтальпия воды на входе в экономайзер i_вэ, кДж/кг,

Значения i'_н и i'_к - энтальпии сухого насыщенного пара и воды на линии насыщения. При D_Ky = D_в

Суммарное количество теплоты, получаемой экономайзерным и испарительным участками экранов топки,

Впрыск в количестве D_в1+ D_в2 = (0,05 / 0,08) D применяется в прямоточных котлах в тракте высокого давления (рис. 144).

Для впрыска берется питательная вода в количестве DB перед экономайзером 5, так как в прямоточных котлах она глубоко обессолена. Число впрысков два, три. Для котлов с р = 13,8 МПа и СКД воду впрыскивают в количестве D_в1 перед выходным пакетом 4 перегревателя и в количестве D_в2 перед ширмами 3. Температура пара t поддерживается постоянством соотношения тепловой нагрузки Q и паропроизводительности D. Пусть температура пара в выходном пакете перегревателя начинает расти. Увеличим величину впрыска пара D_в2 (рис. 145). Температура пара t сначала уменьшится. Через все предвключенные поверхности 1 и 2 (см. рис. 144) расход среды снизится. При постоянстве теплоты, подводимой к предвключенным поверхностям 1 и 2, температура на выходе из них возрастет еще больше. Дальнейшее увеличение впрыска D_в2 приведет к еще большему росту температуры t пара (см. рис. 145).

 Впрыск в количестве D_в1 / D_в2 = (0,05 / 0,08) D применяется в прямоточных котлах в тракте высокого давления (рис. 144). Для впрыска берется питательная вода в количестве DB перед экономайзером 5, так как в прямоточных котлах она глубоко обессолена. Число впрысков два, три. Для котлов с р = 13,8 МПа и СКД воду впрыскивают в количестве DBl перед выходным пакетом 4 перегревателя и в количестве D_в2 перед ширмами 3. Температура пара t поддерживается постоянством соотношения тепловой нагрузки Q и паропроизводительности D. Пусть температура пара в выходном пакете перегревателя начинает расти. Увеличим величину впрыска пара D_в2 (рис. 145). Температура пара t сначала уменьшится. Через все предвключенные поверхности 1 и 2 (см. рис. 144) расход среды снизится. При постоянстве теплоты, подводимой к предвключенным поверхностям 1 и 2, температура на выходе из них возрастет еще больше. Дальнейшее увеличение впрыска D_в2 приведет к еще большему росту температуры t пара (см. рис. 145).

Впрыск воды в прямоточном котле следует рассматривать как способ уменьшения инерционности системы регулирования при основном способе регулирование температуры перегретого пара, основанном на поддержании постоянства отношения Q / D. Следует отметить, что уменьшение впрыска ΔD_в2 в выходной части перегревателя 4 (см. рис. 144) может оказывать воздействие на тепловосприятие радиационных поверхностей, так как расход среды в них будет меняться на величину ΔD_в2. Величину ΔD_в2 в прямоточных котлах рассчитывают по уравнениям, аналогичным (146), (147), НО вместо величины i_к берут энтальпию i_пв питательной воды. Для поддержания температуры промежуточного перегрева пара впрыск применяют очень редко, так как это приводит к снижению экономичности цикла ТЭС в среднем на 0,1 % на каждый процент впрыска пара. Объясняется это тем, что пар, образуемый из впрыскиваемой воды, не совершает работы в цилиндре высокого давления турбины. Ввиду малой инерционности впрыскивающие охладители применяют на котлах и в качестве аварийных. Их устанавливают на выходе как из промежуточного перегревателя, так и перегревателя высокого давления.