Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация


Принцип образования пара в паровых котлах

6928
знаков
0
таблиц
2
изображения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский государственный технический университет

РЕФЕРАТ

на тему «Принцип образования пара в паровых котлах»

Новосибирск, 2010


Введение

Для превращения химической энергии топлива в тепловую служит комплекс устройств, называемых котельной установкой.

Котельные установки в зависимости от требований и вида потребителей могут производить пар для нужд промышленного предприятия и служить для получения горячей воды. Котельные установки, предназначенные для снабжения паром предприятий, принято называть производственными котельными; в случае, когда котельная вырабатывает пар и нагревает воду или нагревает воду для предприятия и нужд отопления, её называют производственно-отопительной, и когда котельная установка сооружается лишь для потребностей отопления и горячего водоснабжения, её называют отопительной.

Устройство, имеющее топку для сжигания топлива, обогреваемое продуктами горения топлива, предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного и используемого вне самого устройства, называют паровым котлом.

Для образования пара или нагрева воды, в котельной установке необходимо подать некоторое количество топлива и окислителя (воздуха); обеспечить сжигание топлива и отдачу теплоты от продуктов сгорания рабочему телу и удаление продуктов сгорания топлива; подать рабочее тело – воду, сжатую до необходимого давления, нагреть эту воду до требуемой температуры или превратить её в пар, отделить влагу из пара, а иногда и перегреть пар, обеспечив надежную работу всех элементов установки.

Процесс парообразования является одним из самых сложных процессов, которые реализованы в котле. От этого процесса во многом зависит не только качество пара, но и надежность работы котла в целом.


Принцип образования пара в паровых котлах

По способу организации движения рабочего тела различают паровые котлы с естественной циркуляцией и прямоточные. Процесс образования пара в паровом котле удобно рассмотреть на примере котла с естественной циркуляцией.

Естественной циркуляцией называется движение теплоносителя по замкнутому контуру, состоящему из обогреваемых и необогреваемых труб и коллекторов, рис. 1 [1].

Движение теплоносителя возникает из-за разности плотностей теплоносителя в обогреваемой и необогреваемой частях контура. Уменьшение плотности теплоносителя в подъёмной части контура по сравнению с его плотностью в опускных трубах возникает за счет обогрева. При дальнейшем нагреве теплоносителя часть его превращается в пар. Плотность пароводяной смеси значительно меньше плотности исходного теплоносителя, что ещё более интенсифицирует движение в контуре.

Кроме того, пузырьки пара всегда легче жидкости, и поэтому они стремятся занять верхнее положение, поднимаются и увлекают за собой нагреваемую жидкость.

На упрощенной схеме контура с естественной циркуляцией теплоносителя показано как, питательная вода, (вода, подводится к котлу) поступает в барабан 1. Барабан служит для разделения пароводяной смеси на пар и воду, и смешивается с находящейся внутри барабана котловой водой. При этом питательная вода нагревается, но температура воды, поступающей в опускные трубы 2, будет немного ниже температуры насыщения, соответствующей давлению в барабане. Вода, дойдя до нижнего коллектора 3, распределяется по обогреваемым экранным трубам 4, сечение которых в несколько раз больше сечения опускных труб. До момента закипания – точки начала парообразования – вода только подогревается. Затем начинается процесс образования пара на стенках обогреваемых труб. Отрывающиеся от стенки пузырьки сначала небольшого объёма (рис. 1 - а), поднимаясь вверх, соединяются, образуют так называемый снарядный поток (рис. 1 - б); затем отдельные пузыри-снаряды сливаются, образуя в центре труб стержень (рис. 1 - в) и оставляя на стенках обогреваемых труб слой воды, насыщенный солями. Если достигается предельная концентрация для каких-либо солей или их смесей, то они будут выпадать, образуя на стенках отложения.

Поскольку парообразование связано с увеличением объёма, скорость пароводяной смеси возрастает и с некоторого момента пленка воды будет срываться со стенок труб в виде капель, которые за счет турбулентности потока распределяются по всему объёму (рис. 1 -г). При таком характере движения пароводяной смеси температура металла труб будет зависеть от количества капель жидкости, попадающих и испаряющихся на стенке. Температура металла может стать значительной по достижении определенной степени сухости пара, при низких его скоростях и высоких тепловых нагрузках.

Рис. 1


Из труб 4 пароводяная смесь поступает в верхний коллектор 5 и по отводящим трубам 6 направляется в барабан. Отделившаяся в барабане 1 вода смешивается с подаваемой питательной водой и снова поступает в опускные трубы 2, а пар отводится из барабана к потребителю или через пароперегреватель. На рисунке 1 – д изображено образование пара при горизонтальном расположении труб.

Принцип образования пара в прямоточных котлах схож с котлами с естественной циркуляцией. Движение жидкости по трубам осуществляется за счет напора питательного насоса. Прямоточные котлы отличаются тем, что рабочее тело в контуре полностью превращается в пар.

Требования к пару.

Качество выдаваемого пара связано с работой его паросепарационных устройств.

Для того, чтобы обеспечить высокое качество перегретого пара, требования предъявляемые к питательной воде (вода, подаваемая в котел) должны дополняться качествами, предъявляемые к котловой воде (вода, которая циркулирует внутри котла) как непосредственного источника загрязнения пара. В котлах с естественной циркуляцией сепарация пара происходит в барабане котла. Сепарация пара – это уменьшение влажности пара, т.е. отделение влаги от пара. Она проводится для того, чтобы уменьшить количество примесей, которые в последствие откладывается на разных элементах энергоустановки. В прямоточных котлах происходит полное упаривание воды, поэтому к качеству питательной воды предъявляют более жесткие требования, так как она, превратившись в пар, сохраняет в себе примеси содержащиеся в воде.

В условиях неправильной работы поверхностей нагрева (труб, которых происходит парообразование рис, а - в) возможно образование больших объёмов сорванной пленки пограничного слоя, рис. 2, что приводит к разрушению («пережогу») стенки трубы.


а)

 

в)

 

б)

 

Рис. 2


Заключение

В данной работе, рассмотрен процесс образования пара, который представляет собой сложный технологический процесс, в котором нужно предусмотреть не только параметры пара (давление и температура), на которые проектируются котел, но и качество пара. Рассмотрены образование пара в контурах с естественной циркуляцией и метод очистки пара от примесей, в виде сепарации.


Список литературы

 

1.  Ковалев А.П. Парогенераторы: Учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 376 с.

2.  Роддатис К.Ф. Котельные установки: учебник для вузов.- М.: «Энергия», 1977.


Информация о работе «Принцип образования пара в паровых котлах»
Раздел: Физика
Количество знаков с пробелами: 6928
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 2

Похожие работы

Скачать
111761
6
0

... газифицируется, а второй консервируется. РЕЦЕНЗИЯ на дипломный проект студента энергетического факультета Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого Соловьева Виталия Николаевича на тему: "Перевод на природный газ котла ДКВР 20/13 Речицкого пивзавода." В данном дипломном проекте произведен расчет по переводу котла ДКВР 20/13 с мазута на природный газ и ...

Скачать
57643
6
0

... барабана по перепускным. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции. Экранные трубы паровых котлов ДКВР изготовляют из стали 51ґ2.5 мм. В котлах с длинным верхним барабаном экранные трубы приварены к экранным коллекторам, а в верхний барабан ввальцованы. Шаг боковых экранов у всех котлов ДКВР 80 ...

Скачать
143711
9
3

... функционирующий элемент технологического оборудования: механический фильтр, осветлитель, цепочку фильтров блока обессоливания, группу баков и насосов и т.п.   3. Технологическая схема приготовления топлива В котлах Орской ТЭЦ-1 сжигается природный газ, представляющий собой механические смеси различных газов.Состав газа ( в %)а) метан - 97,37б) ...

Скачать
45097
0
6

... режимов функционирования котла. Повышение экологических характеристик котельной и культуру производственного процесса. Благодаря программному управлению система автоматически отслеживает все параметры текущих процессов, реализуемых водогрейными и паровыми котлами, и управляет технологическим оборудованием, обеспечивая нормальное и безаварийное функционирование котельной установки. Кроме того, ...

0 комментариев


Наверх