Лекция для заочников. Лекция для заочников
 Скачать 1.36 Mb.
|
Подогреватели низкого давления поверхностного типаПоверхностные подогреватели низкого давления—это аппараты камерного типа, вертикального исполнения, с трубной системой из гладких U-, П-образных или прямых трубок, концы которых развальцованы (или развальцованы и приварены) в трубных досках. Число ходов воды в трубной системе чаще 4, реже 2 или 6 . Во всех регенеративных подогревателях поверхностного типа применяются трубки из медных сплавов или нержавеющей стали. Движение нагреваемой воды происходит внутри трубок, а греющего пара—в межтрубном пространстве. Принцип маркировки аппаратов тот же самый, что и ПВД ПН-100-16-4-II ПН – подогреватель низкого давления 100 – площадь поверхности теплообмена, м2 16 – рабочее давление воды в трубной системе, кгс/см2 4 – рабочее давление пара в корпусе, кгс/см2 II – вариант исполнения Рассмотрим примеры конструкций ПНД На слайде показан подогреватель ПН-400-26-7-II  А—вход питательной воды (основного конденсата), Б—выход питательной воды (основного конденсата), В—вход греющего пара, Г—выход конденсата (дренажа), Д—подвод конденсата (дренажа), Ж—отвод парогазовой смеси, И—к указателю уровня, Поверхность нагрева этого подогревателя включает 1452 U-образные трубки, концы которых закреплены в трубной доске, установленной между фланцами водяной камеры и корпуса. К водяной камере приварены патрубки подвода и отвода основного конденсата (А и Б). Внутри водяной камеры размещены анкерные болты для укрепления трубной доски и передачи части веса трубной системы на крышку корпуса. Там же устанавливаются перегородки для разделения потока воды на четыре хода. Подвод греющего пара осуществляется через паровой патрубок В, против которого установлен отбойный щит, связанный с каркасом трубного пучка. Для улучшения условий передачи теплоты в корпусе установлены перегородки, обеспечивающие трехходовое поперечное движение пара. Отвод конденсата греющего пара Г производится из нижней части корпуса. Из зоны на уровне конденсата греющего пара через перфорированную полукольцевую трубу осуществляется отвод неконденсирующихся газов и воздуха Ж. Для контроля уровня конденсата и его регулирования в корпусе в нижней части аппарата, имеются штуцеры присоединения водомерного стекла и импульсных трубок регулятора. Обычно уровень конденсата в корпусе ПНД не превышает 1000 мм . К недостаткам конструкции этого подогревателя надо отнести возможность заливания конденсатом нижних рядов трубок и ввод конденсата греющего пара из вышестоящих подогревателей через перфорированную трубу под уровень конденсата, что затрудняет удаление из корпуса неконденсирующихся газов и вызывает колебание уровня воды в нем. Слайд 10 Подогреватели низкого давления смешивающего типаОсновное условие эффективной работы смешивающих подогревателей—обеспечение равномерного распределения в аппарате взаимодействующих фаз (пара и воды) либо путем дробления воды в паровом пространстве, либо путем ввода пара под слой воды. Равномерное распределение воды производится с помощью перфорированных тарелок (лотков), различных разбрызгивающих сопл, упорядоченной и неупорядоченной насадок и пр. Дробление воды может осуществляться как при использовании избыточного давления, так и при свободном сливе ее внутри аппарата. Для дробления можно использовать и энергию парового потока. Так как температура воды на входе в подогреватели значительно ниже (иногда на 50―60°С) температуры насыщения греющего пара, в них, как правило, применяется распределение воды в паровом пространстве, а подвод пара под слой воды применяется только в отдельных случаях для ее догрева и деаэрации, причем разность температур насыщения греющего пара и воды на входе в аппарат в этом случае не должна превышать 5―7°С, так как при более высоких значениях этой разности конденсация пара сопровождается гидроударами, шумом и вибрацией. На слайде приведена конструктивная схема смешивающих подогревателей струйного типа, предназначенных для работы по гравитационной схеме на турбине К-300-240 ЛМЗ. Подогреватели имеют форму горизонтальных цилиндров с эллиптическими днищами. Внутри установлены в два яруса горизонтальные перфорированные лотки. Лотки верхнего яруса снабжены перепускными патрубками для сброса части воды на нижний ярус лотков при увеличении гидравлической нагрузки сверх 80―90 %. В ПНД-1 греющий пар подводится снизу через два патрубка, откуда он движется вверх навстречу воде к двухсекционному встроенному контактному охладителю выпара, пересекая струи конденсата в поперечном направлении. В верхней части подогревателя установлен встроенный контактный охладитель выпара. Нижний лоток составляет одно целое с направляющим коробом, обеспечивающим равномерный подвод пара к струям нижнего яруса. Лотки нижнего яруса имеют перегородки, которые разделяют их на два отсека, последовательно заполняемые водой по мере повышения гидравлической нагрузки. Контур перфорации каждого лотка представляет собой замкнутый прямоугольник. Над сливными трубами установлены влагоотбойные щитки, предохраняющие паровые патрубки от прямого попадания капельной влаги, выносимой из труб при сбросах нагрузки турбины. В ПНД-1 нет развитого конденсатосборника, так как уровень сливаемого конденсата находится в сливной трубе, благодаря чему достигается быстрое изменение уровня конденсата, компенсирующего изменение давления в ПНД-1 и ПНД-2, и обеспечивается нормальная работа турбины при резком изменении ее нагрузки. Все подводящие и отводящие патрубки в ПНД-1 расположены в нижней части корпуса, а в ПНД-2—в верхней его части, что улучшает компоновку трубопроводов системы. В сливных штуцерах ПНД-1 установлены входные патрубки аварийного перелива, что исключает затопление подогревателя водой.   Рис. Смешивающие подогреватели низкого давления блока К-300-240. В ПНД-2 пар подводится к верхней части и проходит по расширяющемуся конусу под нижний лоток. Двигаясь снизу вверх, пар конденсируется на струях нижнего и верхнего ярусов, а выпар отводится через два штуцера в ПНД-1. Конденсат из ПНД-1 подводится к верхнему лотку ПНД-2 через два встроенных гидрозатвора, соединенных между собой двумя уравнительными трубами, к которым сверху прикреплена горизонтальная перегородка, отделяющая струйные отсеки подогревателя от его конденсатосборника. Нагретый в струйных отсеках конденсат сливается в конденсатосборник через 12 обратных клапанов, встроенных в перегородку. Конденсатосборник соединен с паровым пространством уравнительной трубой диаметром 300 мм . На перегородке установлен входной патрубок аварийного перелива из ПНД-2 в конденсатор, наклоненный над переливным штуцером для его защиты от прямого попадания струй нижнего отсека. В конденсатосборник ПНД-2 конденсат поступает в виде тонких пленок, что позволяет использовать пространство над уровнем воды в качестве дополнительного деаэрационного отсека. Наибольшая разность температур в отдельных узлах ПНД-1 составляет 25―30 °С, а в ПНД-2 достигает 40―45 °С. Поэтому крупные внутренние детали и узлы непосредственно к корпусу не привариваются, а устанавливаются на стальных направляющих, не препятствующих тепловому расширению этих деталей и узлов. Слайд 11  Рис. 3.28. Схема струйной ступени нагрева конденсата в смешивающем П1 турбины 300 МВт А—отвод паровоздушной смеси, Б—подвод конденсата (показан условно), В—подвод греющего пара (показан условно), Г—отвод конденсата На рис. схематично изображено поперечное сечение струйного отсека ПНД-1. Средний 2 и нижний 3 лотки имеют общий центральный канал, непосредственно связывающий каждый струйный отсек с первым 1 по ходу конденсата. Лотки установлены в корпусе таким образом, что по их внешнему периметру имеется пространство для одновременного подвода пара ко всем струйным пучкам, кроме верхнего, первого по ходу конденсата. Верхний пучок предназначен для конденсации пара, поступающего по центральному каналу после всех нижних струйных пучков. Между боковыми бортами верхнего лотка и корпусом аппарата имеется канал для отвода паровоздушной смеси. Верхний лоток одновременно является приемной водяной камерой. Второй лоток полностью перекрывает аппарат в горизонтальной плоскости, разделяя его на зону отсоса паровоздушной смеси и зону подвода греющего пара. Нижний лоток делит струйный пучок после второго лотка на две части, что позволяет устранить слияние струйных пучков при их отклонении под воздействием парового потока. Кроме того, при таком ступенчатом сливе увеличивается общее время пребывания конденсата в паровом пространстве, что способствует более полному его нагреву. При одновременном поступлении пара ко всем струйным пучкам ниже второго лотка расход пара на каждый из этих пучков различен. На первом из этих пучков, из-за большого температурного напора конденсируется до 70 % пара. Слайд 12 Деаэраторы Основной функцией термических деаэраторов на ТЭС является удаление из воды растворенных агрессивных газов (кислорода и углекислоты). В зависимости от рабочего давления деаэраторы подразделяются [27, 34] на вакуумные (типа ДВ), работающие при давлении 0,0075―0,05 МПа, атмосферные (типа ДА), работающие при давлении 0,12 МПа, и повышенного давления (типа ДП) с рабочим давлением 0,6―0,7 МПа, реже 0,8―1,2 МПа. Маркировка деаэраторов: ДВ, ДА, ДП – тип; -800 (номинальная производительность, т/ч Деаэраторы первых двух типов применяются на ТЭС для дегазации подпиточной воды теплосетей или воды в тракте химической водоподготовки. Наибольшее значение для работы электростанций имеют деаэраторы повышенного давления, входящие в состав тепловой схемы ПТУ и выполняющие три основные функции: · деаэрации конденсата, поступающего из ПНД; · повышения температуры конденсата до температуры насыщения, соответствующей давлению в деаэраторе; · создания запаса питательной воды для котлов. Первые две из перечисленных функций выполняет деаэрационная колонка, третью—аккумуляторный бак, на который устанавливается деаэрационная колонка. Струйные деаэраторы представляют собой аппараты, в которых вода системой дырчатых тарелок разделяется на струи, стекающие каскадами сверху вниз. Навстречу струям воды движется пар. Характер обтекания паром струй приближается к поперечному. К аппаратам этого типа относятся деаэраторы с деаэрационными колонками ДП-400 и ДП-800, установленные на энергоблоках 150, 200 и 500 МВт. На слайде представлена конструкция струйной колонки ДП-800. В верхней части колонки находится смесительно-распределительное устройство 10, в которое введены патрубки основного и резервного конденсата 1 и 5, а также от уплотнений питательных насосов 2. Через горловину 12 вода сливается на струйные тарелки 11, расположенные в нижней части колонки; расстояние между тарелками 1200 мм . Через отверстия нижней тарелки вода струями сливается через горловину в бак-аккумулятор. Греющий пар и пар от штоков клапанов турбины поступают в колонку через коллекторы 7 и 8, которые расположены под нижней тарелкой. Омывая стекающие с тарелок струи, греющий пар частично конденсируется, а его меньшая часть вместе с газами удаляется через патрубок 13 в охладитель выпара. Конденсат ПВД подается в бак-аккумулятор.  Рис. Деаэрационная колонка ДП-800 1—подвод основного конденсата, 2—подвод воды от уплотнений питательного насоса, 3, 4, 9—резервный патрубок, 5—повод резервного конденсата, 6—люк, 7—парораспределительный коллектор, 8—подвод пара от штоков клапанов турбины, 10—смесительно—распределительное устройство, 11—струйные тарелки, 12—горловина верхней части колонки, 13—отвод выпара В колонках пленочного типа разделение воды на пленки осуществляется с помощью различных насадок. Деаэрируемая вода в виде тонкой пленки стекает по поверхности насадки сверху вниз, а пар движется снизу вверх, т.е. имеет место противоток. В деаэраторах используются два типа насадок: упорядоченная и неупорядоченная. Упорядоченную насадку выполняют из вертикальных, наклонных, зигзагообразных листов, а также из укладываемых правильными рядами колец, цилиндров или других элементов. Для более равномерного орошения вертикальных листов целесообразно предусматривать перераспределение воды по высоте насадки. Для этой цели листы собираются в укладываемые друг над другом пакеты, причем направление листов в двух смежных пакетах изменяется на 45―90°. Такую насадку часто называют хордовой. Если вертикальные листы по всей высоте насадки не меняют направление, то насадку называют плоскопараллельной. Основное преимущество колонок с упорядоченной насадкой—возможность работы с высокими плотностями орошения, порядка 200―300 т/(м2⋅ч), при значительных подогревах деаэрируемой воды (20―30°С) и барометрическом (атмосферном) давлении. Такие колонки могут быть использованы для деаэрации неумягченной воды. Основной областью их применения является дегазация подпиточной воды тепловых сетей при необходимости получения в ней остаточного содержания кислорода не выше 50 мкг/кг. Для лучшего удаления кислорода требуется большая высота слоя насадки—2―3 м. Деаэраторы этого типа могут применяться для деаэрации питательной воды котельных установок с давлением пара не выше 1,4 МПа (14 кгс/см2). Слайд 13 Неупорядоченная (или нерегулярная) насадка выполняется из небольших элементов той или иной формы, засыпаемых в аппарат без всякого порядка, что и определяет ее название. Элементы такой насадки могут иметь форму обычного кольца, кольца с продольными и спиральными перегородками, пропеллера, шара, седла, греческой буквы омега и др. При прочих равных условиях неупорядоченная насадка допускает меньшую предельную гидравлическую нагрузку, чем упорядоченная насадка или струйная колонка, но зато обеспечивает более высокий объемный коэффициент массоотдачи и соответственно меньшее остаточное содержание газов в воде. Эффективной формой элемента для неупорядоченной насадки является омегаобразная форма с отверстиями. Ее удельная поверхность достигает 190―195 м2/м3. Допустимая плотность орошения такой насадки при подогреве воды на 40°С составляет 90―110 т/(м2⋅ч). Колонки с неупорядоченными насадками, вплоть до колонок производительностью 500 т/ч, имеют заметное преимущество по высоте перед колонками струйного типа. При больших производительностях и необходимости сопряжения колонки с баком-аккумулятором это преимущество уменьшается. Так, при допускаемой плотности орошения 110 т/(м2⋅ч) диаметр колонки приближается к диаметру транспортабельного бака-аккумулятора. Вследствие этого для сопряжения такой колонки с баком приходится вводить переходный патрубок, который, в свою очередь, требует для колонок повышенного давления установки дополнительного нижнего днища. Возможна также установка на одном баке двух колонок меньшей производительности. В энергетике получили широкое распространение колонки ДП-320 и ДП-500 с омегаобразной насадкой из нержавеющей стали с отверстиями. Конструкция деаэрационной колонки ДП-320 приведена на рис.   Колонка состоит из разъемного корпуса 3 и крышки 9, водораспределительного устройства 7, слоя омегаобразной насадки с отверстиями 4 и коллектора 2 ввода пара. В колонке предусмотрены патрубки: для ввода конденсата турбины |