7.2 Робота контурів природної циркуляції

Рисунок 7.3 – Контур
природної циркуляції

Контур природної циркуляції є замкненим: труби, що його складають, з’єднані колекторами та барабаном.

Циркуляція виникає внаслідок різниці густин води в опускній трубі та пароводяної суміші в екранній трубі (рис. 7.3).

Контури природної циркуляції котла складаються з великої кількості паралельно включених екранних та опускних труб, з’єднаних колекторами.

Контури поділяють на прості та складні. Система паралельних труб з однаковими умовами називається ланкою.

Простий контур – коли всі ланки підключені послідовно.

Складний контур – коли ланки підключені паралельно та послідовно.

Приклад складного контуру природної циркуляції наведений на рис. 7.4. Як можна побачити, паралельні опускні труби заживлюють колектори і бокових і фронтового екранів.

Під час розрахунків контурів природної циркуляції використовується поняття кратності циркуляції

k = {{{G_ц}} \over D},   (7.1)
де Gц – кількість води, що входить в контур, кг/с;
D – витрата пари, що утворюється в контурі, кг/с.

Орієнтовні значення кратності циркуляції наведені в табл. 7.1.


Таблиця 7.1 – Діапазони значень кратності циркуляції k
Тип котлоагрегату Тиск в барабані, бар k
Однобарабанні 30…35 20…25
Високого тиску 40…110 8…10
Надвисокого тиску 140…170 6…8

Метою циркуляційних розрахунків є оцінка надійності контуру і величини швидкості циркуляції теплоносія.

Рисунок 7.4 – Приклад складного контура:
1 – боковий екран; 2 – фронтовий
екран; 3 – опускні труби;
4 – задній екран; 5 – фестон

Швидкість циркуляції w0 в контурі визначають прирівнюванням самотяги контуру ΔРс і втрат тиску в контурі ΔРвтр. Втрати тиску в контурі визначаються з врахуванням втрат тиску по довжині та в місцевих опорах.

Надійність контуру визначається конструкцією та умовами експлуатації котла. Погіршення циркуляції може призводити до поганого охолодження стінки і її перегріву.

Погіршення охолодження стінки виникає через розшарування потоку, погану змочуваність поверхні, зупинку чи опрокинення циркуляції, осад і накип в трубах.

Нормальна робота контуру забезпечується безперервною подачею визначеної кількості води в екранні труби. Коливання подачі можуть приводити до порушення циркуляції. Зниження подачі частіше всього пов’язано із попаданням або утворенням пари в опускних трубах за таких умов:

1) при обігріві опускних труб можуть відбуватись часткове пароутворення;
2) при зниженні рівня в барабані може утворюватись воронка і засмоктуватись пара в опускну трубу;
3) при різкому падінні тиску в системі може відбуватись скипання в опускній трубі.

Для підвищення надійності циркуляції використовують:

1) секціонування – розділення труб однієї стіни на секції шириною 1,0…1,5 м з окремим підведенням і відведенням теплоносія;
2) підвищення перерізу опускних труб, який повинен складати не менше 25…50% від перерізу екранних труб.