Надежность работы контуров естественной циркуляции, страница 8

ОСОБЕННОСТИГИДРОДИНАМИКИАГРЕГАТОВ СМНОГОКРАТНОЙПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ИКОМБИНИРОВАННОЙЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Многократная принудительная циркуляция встречается в зарубежных и отечественных энергетических агрегатах. В испарительных поверхностях при многократной принудительной циркуляции расход жидкости в К раз больше, чем при прямоточном принципе получения пара:

                                        G_мн = КD,                                                         (1.34)

где К — кратность циркуляции (К = 4¸8); D— расход пара.

Все испарительные поверхности нагрева работают параллельно, и весь циркулирующий расход жидкости прокачивается циркуляционным насосом; Работа циркуляционного, насоса проходит в трудных условиях, ибо на вход в лопатки насоса поступает вода, почти догретая до закипания. Кипение в насосе недопустимо, ибо приводит к повреждению лопаток и срыву производительности.

По гидравлическому режиму работы агрегаты с многократной принудительной циркуляцией подобны прямоточным, но при большем в К раз циркуляционном расходе жидкости. Здесь могут оказаться гидравлические характеристики с зоной многозначности при низком давлении; в размеренной трубе, может быть мала массовая скорость; во многих случаях может возникнуть пульсация расхода. Формулы для расчета указанных гидравлических явлений даны в предыдущем параграфе.

Количество параллельно включенных труб в поверхностях нагрева с многократной циркуляцией по сравнению с прямоточными агрегатами в К раз больше (при одних и тех же сечениях труб и одинаковых скоростях). Это создает большую ширину ленты, что вызывает значительную неравномерность тепловосприятия отдельных труб и как результат необходимость шайбования.

При неблагоприятном соотношении эксплуатационных параметров и конструктивных величин в агрегатах с многократной принудительной циркуляцией могут появиться пульсации расхода, но с меньшим периодом, чем в аналогичном прямоточном агрегате.

Для агрегатов с многократной принудительной циркуляцией большое значение имеет высота расположения циркуляционного насоса. Эта высота должна обеспечивать такое давление на входе в насос, которое бы не допускало закипания жидкости при входе ее на рабочие лопатки. Высоту расположения циркуляционного насоса h_н от его оси до уровня воды в барабане определим из условия недопущения закипания воды на входе в лопатки рабочего колеса, для чего составим баланс теплоты. Количество теплоты, необходимое для нагрева циркулирующей жидкости, G_мн  до закипания при давлении в барабане Q₁ и на уровне насоса Q₂. При падении давления выделится тепло, аккумулированное в металле и жидкости опускной системы, Q₃. Запишем тепловой баланс: Q₁ + Q₂ ³ Q₃.

Подставив сюда значения входящих величин, определим высоту расположения насоса

                                   (1.35)

где — сопротивление труб опускной системы, Па; — коэффициент потерь при входе потока на рабочие лопатки,  ~ 2,5; dt'/dp— изменение температуры насыщения воды при изменении давления; w_н — абсолютная скорость воды на входе в рабочее колесо насоса; di'/dp— изменение энтальпии.

На увеличение h_н влияют: , сопротивление при входе на рабочее колесо насоса, скорость изменения давления при эксплуатации, а на уменьшение — лишь недогрев поступающей питательной воды до температуры кипения.

Для котлов с многократной принудительной циркуляцией необходимо иметь Di_б (т.е. некипящий экономайзер), что будет способствовать более устойчивой работе насоса.

В Прямоточных агрегатах высокого давления некоторые зарубежные фирмы часто применяют схему с дополнительной циркуляцией для повышения массовой скорости при сниженных нагрузках (рис.9). Циркуляционный насос при сниженной нагрузке более чем в 2 раза повышает массовую скорость в экранах па сравнению с чисто прямоточным принципом (когда rw уменьшается во столько же раз, во сколько снижается нагрузка). При номинальной нагрузке агрегата кратность комбинированной циркуляции составляет около 1,5. Для нормальной работы всегда должно выдерживаться условие отношения давлений   (рис.9), что обеспечивает необходимым напором, создаваемым  циркуляционным насосом.