АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра тепловых энергетических установок

 

 

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТЭС 

Методические указания к выполнению курсовой работы

для студентов всех форм обучения специальности

050717 – Теплоэнергетика

 

Алматы 2009 

СОСТАВИТЕЛЬ: А.И. Соколов. Вспомогательное оборудование ТЭС. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения специальности 050717 – Теплоэнергетика. –

          Методические указания содержат основные положения по организации выполнения и оформления курсовой работы, методику теплового расчёта деаэрационной колонки струйного деаэратора.

          Методические указания предназначены для студентов специальности 050717 – Теплоэнергетика.

   

ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа выполняется с целью закрепления теоретических знаний и приобретения навыков по расчёту и проектированию технологического оборудования турбинного блока тепловых электрических станций. Для выполнения курсовой работы необходимы знания следующих базовых дисциплин: техническая термодинамика, тепломассообмен, механика жидкости и газа, вспомогательное оборудование ТЭС.

 1 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Курсовая работа включает расчётно-пояснительную записку и графическую часть. Расчётно-пояснительная записка оформляется на листах формата А4, в соответствии с "Фирменным стандартом. Работы учебные". Графическая часть выполняется на бумаге формата А1-А3 и включает продольный разрез проектируемого устройства. Для большей ясности на этом же листе могут быть показаны отдельные детали и разрезы деаэратора.

Расчёты выполняются в системе СИ. Допускается применять единицы измерения, принятые на производстве. Варианты заданий приведены в приложении.

                  

2 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

§        Разработать расчётную схему деаэраторной колонки.

§        Сделать тепловой расчёт деаэраторной колонки, последовательно переходя от верхнего струйного отсека к нижнему.

§        Одновременно делать гидравлический расчёт деаэраторной колонки.

§        Рассчитать выделение кислорода в каждом отсеке деаэраторной колонки, начиная с верзней.

§        Сделать эскизный проект деаэраторной колонки.

 

3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

3.1 Назначение и устройство деаэраторов

Деаэраторы предназначены для дегазации питательной воды паровых котлов, парогенераторов, испарителей, паропреобразователей и подпиточной воды после химводоочистки. Деаэраторы, последовательно включённые в линию подогрева основного конденсата между подогревателями низкого и высокого давления, работают при повышенном абсолютном давлении порядка 0,6¸0,8 МПа. В этом случае второй функцией их является также и подогрев основного конденсата. Деаэраторы, предназначенные для дегазации подпиточной воды, работают при абсолютном давлении 0,12¸0,14 МПа (атмосферные деаэраторы).

 

3.2 Кинетика процесса дегазации воды

Скорость процесса дегазации зависит от степени отклонения системы от равновесного состояния, свойств дегазируемой воды, растворимости газов (О2, СО2, N2), пара, величины и формы поверхности контакта фаз и от гидродинамических условий. При термической дегазации воды выделение каждого газа происходит до тех пор, пока равновесное парциальное давление, соответствующее его концентрации в жидкой фазе, превышает парциальное давление над раствором (в паровой фазе). Поэтому для наиболее полного удаления газа из воды необходимо использовать пар с возможно меньшим содержанием удаляемых из воды газов.

Для достижения состояния, близкого к равновесному, необходимо увеличивать поверхность контакта пара и деаэрируемой воды или путём интенсификации массообмена. 

Увеличение поверхности контакта фаз достигается путём дробления воды на струи и капли или путём пропускания пузырьков пара через слой дегазируемой воды.

При термической дегазации газы из воды удаляются двумя путями: диффузией и образованием в объёме жидкости мелких пузырьков (дисперсное выделение газа). Диффузия происходит в течение всего процесса дегазации, а дисперсное выделение газа начинается с того момента, когда при нагреве воды достигается насыщение её удаляемым газом.

Относительная насыщенность воды газом j характеризуется отношением фактического содержания его к предельно возможному при тех же термодинамических параметрах:

 

(1)

где сф(р, t) – фактическая концентрация газа в воде, мг/кг;

         сн(р, t) – предельная концентрация газа, соответствующая состоянию

                 насыщения при тех же условиях, определяемая по закону Генри.

          Значения сф(р, t) вычисляются по формуле (22) для соответствующей тарелки, сн(р, t) выбирают из таблицы 1 или определяют по формуле (2).

         

Т а б л и ц а 1 – Растворимость кислорода в воде (мг/кг) в зависимости от температуры воды и давления насыщенной паровоздушной смеси над ней

Температура воды, 0С

Давление насыщенной паровоздушной смеси, МПа

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0

14,11

28,31

42,51

56,71

70,91

85,11

99,31

113,51

5

12,33

24,77

37,21

49,65

62,09

74,53

86,97

99,44

10

10,90

21,94

32,98

44,02

55,06

66,10

77,14

88,18

15

9,75

19,67

29,59

39,51

49,43

59,35

69,27

79,19

20

8,81

17,82

25,84

35,86

44,88

53,91

62,92

71,94

25

7,97

16,21

24,45

32,70

40,93

49,17

57,41

65,65

30

7,27

14,87

22,47

30,00

37,67

45,27

52,87

60,47

35

6,71

13,83

20,95

28,07

35,20

42,31

49,43

56,55

40

6,23

12,97

19,71

26,45

33,20

39,93

46,67

53,41

45

5,78

12,19

18,60

25,01

31,42

37,83

44,24

50,65

50

5,36

11,49

17,62

23,75

29,88

36,00

42,14

48,27

60

4,57

10,31

16,05

21,80

27,53

33,27

39,01

44,75

70

3,71

9,15

14,60

20,03

25,47

30,91

36,35

41,80

80

2,71

7,96

13,21

18,46

23,71

28,96

34,21

39,46

90

1,47

6,64

11,81

16,98

22,15

27,32

32,50

37,66

100

-

4,98

10,13

15,28

20,43

25,58

30,73

35,88

110

-

2,79

7,97

13,15

18,33

23,51

28,70

33,87

120

-

-

5,17

10,47

15,77

21,07

26,37

31,67

130

-

-

1,35

6,83

12,31

17,78

23,27

28,75

140

-

-

-

1,80

7,50

13,20

18,90

24,60

150

-

-

-

-

0,876

6,88

12,88

18,88

160

-

-

-

-

-

-

4,45

10,83

170

-

-

-

-

-

-

-

-

 

 

(2)

          где aо – коэффициент абсорбции при данной температуре воды, приведённый к температуре 0оС и давлению 100000 н/м2 (берётся из таблицы 2), м3/м3;

          rг – плотность кислорода при нормальных условиях, rг – 1,429 кг/м3;

          rв – плотность воды при рассматриваемой температуре, кг/м3;

          р0 – физическая атмосфера,  р0 = 101972 Па;

          рг – парциальное давление газа над поверхностью воды, Па.

          Парциальное давление газа (кислорода) в паровом пространстве деаэратора вычисляется следующим образом. Из давления в деаэраторе вычитается давление насыщенного пара для температуры воды в тарелке (находится из [1]). Эта разность представляет собой парциальное давление воздуха. Так как объёмное содержание кислорода в воздухе 21 %, то произведение парциального давления воздуха на 0,21 даёт парциальное давление кислорода рг.

 

Т а б л и ц а 2 – Коэффициент абсорбции кислорода водой, приведённый к температуре 00С и давлению 100000 Па при парциальном давлении газа, равном 100000 Па

Т-ра воды, 0С

Коэф. абсорбции, м3/м3

Т-ра воды, 0С

Коэф. абсорбции, м3/м3

Т-ра воды, 0С

Коэф. абсорбции, м3/м3

0

0,0489

110

0,0173

250

0,0417

5

0,0489

120

0,0174

260

0,0458

10

0,0380

130

0,0180

270

0,0500

15

0,0342

140

0,0181

280

0,0543

20

0,0310

150

0,0192

290

0,0590

25

0,0283

160

0,0197

300

0,0640

30

0,0261

170

0,0209

310

0,0689

40

0,0231

180

0,0221

320

0,0736

50

0,0209

190

0,0238

330

0,0784

60

0,0195

200

0,0257

340

0,0838

70

0,0183

210

0,0282

-

-

80

0,0176

220

0,0313

-

-

90

0,0172

230

0,0346

-

-

100

0,0170

240

0,0378

-

-

 

3.3 Основные требования, предъявляемые к деаэраторам

На основании вышеизложенного наиболее эффективная дегазация воды будет происходить в деаэраторах, конструкция которых удовлетворяет следующим условиям:

1. В деаэраторе должна обеспечиваться дегазация всех поступающих потоков воды, в которых могут содержаться растворённые газы.

2. В деаэраторах должна применяться, как правило, двухступенчатая схема дегазации воды, причём в качестве второй ступени наиболее целесообразна барботажная ступень.

3. Все ступени деаэратора должны представлять собой элементы аппарата непрерывного действия, для чего в каждой ступени недопустимы циркуляционные токи, которые могут привести к проскоку необработанных масс воды в отводящий трубопровод; в деаэраторе не должно быть застойных зон ни в воде, ни в паровом пространстве.

4. В деаэраторе на всем пути между паром и водой должен быть четко выраженный противоток, что обеспечит максимальную разность между равновесным давлением газа в воде и его парциальным давлением над водой.

5. Для непрерывного и устойчивого протекания процесса дегазации обработанной воды деаэратор должен вентилироваться необходимым количеством пара, причем парциальное давление удаляемых газов в подводимом к деаэратору паре должно быть минимальным.

6. Способ обработки деаэрируемой воды, особенно на последних стадиях дегазации, должен обеспечивать многократную обработку ее паром и максимальное развитие поверхности контакта фаз.

7. В деаэраторе должны быть предусмотрены условия для удаления мельчайших газовых пузырьков, возникающих при нагревании воды или падении давления.

8. Для обеспечения глубокой дегазации и для эффективного протекания процессов термического разложения бикарбонатов и других термически неустойчивых соединений необходимо перед последней ступенью деаэрации выдержать воду при температуре, близкой к температуре насыщения.

9. Обработка воды в последней ступени дегазации должна, по возможности, осуществляться при температуре более высокой, чем температура насыщения, соответствующая давлению в паровом пространстве деаэратора, что обеспечивает дополнительную дегазацию воды за счет эффекта испарения.

10. В деаэраторе должна быть предотвращена возможность повторного заражения воды кислородом и углекислотой.

 

3.4 Конструкция струйных деаэраторов

Современные двухступенчатые деаэраторы состоят из деаэрационной колонки, которая служит для предварительной дегазации воды, и бака-аккумулятора, в котором происходит выдержка воды и окончательное

 

 удаление из неё мельчайших пузырьков газа. В баке-аккумуляторе также располагается барботажная ступень.

Деаэраторная колонка может иметь различные конструкции, зависящие от способа создания развитой поверхности контакта фаз. В курсовой работе рассматриваются только колонки струйного типа, схема которых приведена на рисунке 1.

В верхней части корпуса 6 колонки расположена камера смешения 1, куда поступают потоки воды по штуцерам 2 из разных источников – основной конденсат, подпиточная вода после химводоочистки и др.

В камере смешения происходит смешение всех потоков воды и выравнивание их температур. Из камеры смешения вода переливается через порог и поступает на верхнюю дырчатую тарелку 3, в центре которой имеется отверстие с бортами для пропуска выпара. Вода из тарелки сливается струями через отверстия на следующую тарелку, образуя струйный отсек. Все тарелки располагаются так, что пар, поступающий снизу, проходит через все струйные отсеки перпендикулярно струям, частично на них конденсируется, а остаток несконденсировавшегося пара вместе с удалёнными из воды газами в виде выпара покидает колонку через штуцер 5. После самой нижней тарелки деаэрированная вода сливается в бак-аккумулятор.

Если к деаэратору подводятся кипящие потоки воды, то они вводятся ниже камеры смешения между 1 и 2 или между 2 и 3 тарелками через штуцера 4. В данной работе рассматриваются деаэраторные колонки с подводом только некипящих потоков воды.

 

3.5 Тепловой и материальный баланс деаэрационной установки

Тепловой баланс деаэрационной установки составляется для определения полного расхода пара, подводимого к деаэратору.

Уравнение теплового баланса для рассматриваемого деаэратора записывается как равенство потоков тепла, введённых в деаэратор и вышедших из него

(3)

где Q1 – тепло, внесённое с основным потоком греющего пара, кВт;

      Q2 – тепло, внесённое с некипящими потоками воды, кВт;

      Q3 – тепло, отведённое с дегазированной водой, кВт;

      Q4 – тепло выпара, кВт;

      Q5 – потеря тепла деаэратором в окружающую среду, кВт;

Составляющие теплового баланса определяются следующим образом.

Количество тепла, подведённое с основным потоком греющего пара

(4)

Энтальпия пара iп определяется по его давлению и температуре на входе в деаэратор.

Количество тепла, подведённое с некипящими потоками воды,

 

(5)

Количество тепла, отведённого с деаэрированной водой

(6)

Производительность деаэратора (расход деаэрированной воды) определяется по формуле

 

(7)

где G'п – количество сконденсированного пара в деаэраторе, кг/с;

Величина G'п определяется из соотношения

 

(8)

где Gпос – расход пара на покрытие потерь тепла в окружающую среду,

      кг/с.

Тепло, отводимое с выпаром

(9)

где – Gвып – расход выпара, кг/с. Эта величина должна приниматься из расчёта 1,0¸2,0 кг на 1000 кг деаэрированной воды. Тогда расход выпара на деаэратор составит

(10)

Энтальпия паровоздушной смеси выпара условно может быть принята равной энтальпии насыщенного пара при давлении в деаэраторе, т.е. iвып = is. (is – энтальпия насыщенного пара при давлении в деаэраторе).

Потеря тепла в окружающую среду определяется по формуле

,

(11)

где a – коэффициент теплоотдачи от изоляции к окружающему воздуху, принимаемый равным (9¸12) Вт/(м2град);

      F – поверхность корпуса деаэратора, включая бак-аккумулятор, м2;

      tиз – температура поверхности изоляции, принимаемая равной 50 0С;

      tвозд – температура воздуха в помещении деаэрационной установки. Если деаэрационная установка стоит на открытом воздухе на крыше здания, то нужно принимать наружную температуру воздуха. В общем случае потеря тепла может приниматься равной 1¸2 % от общего расхода тепла на деаэраторную установку.

Расход пара на покрытие потерь тепла в окружающую среду определяется по формуле

 

(12)

Расход пара на деаэрационную установку определяется по уравнению

 

(13)

Уравнение материального баланса деаэратора в общем виде записывается как равенство расходов потоков, вводимых в деаэратор и отводимых из него

(14)

 

3.6 Расчёт и конструирование деаэрационных колонок струйного

типа

3.6.1 Порядок расчёта

Целью расчёта является определение числа отсеков (тарелок) в колонке, необходимых для обеспечения требуемого количества дегазированной воды.

Исходными данными для расчёта выделения кислорода является начальное и конечное содержание его в деаэрируемой воде и расчётные характеристики потоков воды и пара в отсеках, определяемые в тепловом расчёте колонки.

Расчёт числа отсеков производится методом последовательных приближений, вплоть до достижения требуемого остаточного содержания кислорода при выходе воды в бак-аккумулятор.

Недогрев воды до температуры насыщения в струйной колонке двухступенчатого деаэратора с барботажем в баке-аккумуляторе может приниматься в пределах 5¸100С.

Одновременно с тепловым расчётом проводится гидравлический расчёт струйной колонки и делается её эскизная проработка.

После завершения теплового и гидравлического расчёта данного отсеке делается расчёт десорбции кислорода в отсеке. По (22) вычисляется фактическая концентрация кислорода на нижней тарелке отсека (свых = сф), а по (2) – концентрация насыщения. Если на тарелке сн > сф, то принимается сф и j < 1. Если сн < сф, то принимается сн и j = 1.

Расчёт барботажной ступени в данной работе не проводится.

 

3.6.2 Тепловой расчёт

В процессе теплового расчёта необходимо определить температуру воды на тарелках и расход пара в каждом струйном отсеке. Расчёт ведётся методом последовательных приближений для каждого отсека, начиная с верхнего. Сначала выбираются геометрические параметры пучка струй. В геометрические параметры пучка струй входит длина струй l, начальный диаметр струй d и шаг s (диаметр и шаг отверстий на тарелке).

Высота отсека (расстояние между тарелками) равно

(15)

где hд – вычисляется из гидравлического расчёта, формула (24).

При производительности деаэрационной установки до 400 т/ч длину струй рекомендуется принимать равной 350¸500 мм, а для более крупных деаэрационных установок целесообразно увеличить её до 800¸900 мм с целью ограничить таким образом скорость пара, т.е. предотвратить вынос капель за пределы тарелки.

Диаметр отверстий dо на тарелках следует принимать 5¸8 мм. Шаг отверстий на тарелках при их сотовом расположении принимается равным 18¸20 мм.

Для определения температуры воды на тарелках и расхода пара в отсеках выполняется расчёт подогрева воды в отсеках. При поперечном обтекании пучка струй паром, давление которого выше атмосферного, для определении подогрева воды используется формула

 

(16)

где А – коэффициент, зависящий от давления в деаэраторе и

  определяемый из графика на рисунке 2;

        ts – температура насыщения при давлении в деаэраторе, 0С;

        tвх, tвых – температура воды на входе и выходе из отсека, 0С;

        l, dо – длина струй и диаметр отверстий на тарелке, м;

        wо – средняя скорость истечения воды из отверстий на тарелке, м/с;

        wп – средняя скорость пара в пучке струй, м/с.

Подпись:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Это уравнение содержит три неизвестных: wп, wо и tвых, причём, tвых является искомой величиной.

Среднюю скорость истечения воды из отверстий можно найти по формуле

.

 

(17)

В этой формуле Gк – расход воды через данную тарелку, причём расход через первую тарелку (верхнюю) равен сумме расходов некипящих потоков воды SGнп. К расходу на следующих тарелках прибавляется количество пара, сконденсировавшегося в данном отсеке.

v' – удельный объём воды при температуре и давлении на тарелке, м3/кг;

п – количество отверстий на тарелке, которое можно найти из формулы

 

(18)

F – общая площадь тарелки, которая вычисляется из диаметра корпуса деаэраторной колонки и площади проходного сечения в центре тарелки или в кольцевом зазоре между тарелкой и корпусом, м2.

Нагрев конденсата в пучке струй определяют методом последовательных приближений. Ориентировочно принимают значение нагрева конденсата в струйном пучке и вычисляют соответствующее этому нагреву количество сконденсировавшегося пара:

,

 

(19)

где – энтальпия конденсата на рассматриваемой тарелке;

                  - энтальпия конденсата на следующей тарелке или на сливе из

                          деаэраторной колонки после последней по ходу воды тарелки;

       iп – энтальпия пара.

          Скорость пара во входном и выходном сечениях струйного пучка при поперечном омывании струй паровым потоком определяется по формулам:

  и 

 

(20)

где  – расход пара на входе в струйный пучок, кг/с;

                 – расход пара на выходе из струйного пучка, кг/с.

Для первого струйного пучка, являющегося последним по ходу пара, .

       Dвх и Dвых выбирается в зависимости от того, в каком направлении идёт паровой поток. Если он движется от периферии к центру, как в первом отсеке, то Dвх = D1 и Dвых = D2. Во втором отсеке движение пара противоположное, от центра к периферии, следовательно Dвх = D2 и Dвых = D1.

          Средняя скорость пара в струйном пучке определяется как среднелогарифмическая величина по формуле

 

(21)

          Полученную по формуле (16) температуру конденсата на выходе из струйного пучка сравнивают с принятой. Если расхождение превышает  0,10С, то следует изменить принимаемую величину нагрева конденсата в пучке и повторить расчет.

Расчётная величина средней скорости пара в отсеке не должна превышать предельно допустимой из условия предотвращения уноса капель. Предельно допустимая скорость пара в пучке струй для данного давления в деаэраторе определяется из графика на рисунке 3.

Подпись:

 

 

 

 

Рисунок 3 – Зависимость предельно допустимой скорости пара в струйном отсеке от начального диаметра струй при различных давлениях в деаэраторе
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давление пара во всех отсеках принимается постоянным и равным номинальному давлению в деаэраторе, а пар – сухим насыщенным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловой расчёт проводится при одновременном выполнении схем отдельных отсеков колонки, включая разметку отверстий на тарелках, что связано с необходимостью определения средней скорости пара в отсеке. Пример такой схемы показан на рисунке 4.

 

3.6.3 Расчёт десорбции кислорода

Расчёт выделения кислорода в отсеке производится по формуле

 

(22)

где свх, свых –концентрация кислорода в начале и в конце струи, мг/кг;

      В – коэффициент, зависящий от давления в деаэраторе, определяется

             по графику на рисунке 5.

      Gкп – количество пара, сконденсировавшегося в данном отсеке, кг/с;                                 

      Gв – расход воды через верхнюю тарелку отсека, кг/с.

В×104
 
Подпись:

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 По этой формуле определяется фактическая концентрация, а по таблице 2 или по формуле (2) определяется концентрация насыщения кислорода на нижней тарелке данного отсека.

Параллельно с расчётом десорбции кислорода по формуле (22) определяется степень насыщения воды кислородом j на каждой из тарелок по (формуле (1)).

Расчёт по формуле (22) производится до отсека, на нижней тарелке которого вода достигает состояния насыщения кислородом не более 2 мг/кг.

В расчётах отсеков, на тарелках которых величина j > 1, пересыщение не учитывается. В этом случае за начальную концентрацию кислорода на верхних тарелках отсеков принимается предельная концентрация, соответствующая состоянию насыщения при температуре воды на данной тарелке и давлении в деаэраторе, определяемая по таблице 1 или формуле (2).

 

3.6.4 Гидравлический расчёт

При гидравлическом расчёте определяется количество отверстий на дырчатой тарелке по (18), которое затем уточняется при конструировании тарелки.

Для избежания перелива воды через борта тарелки необходимо рассчитывать их высоту, зависящую от динамического уровня воды на тарелке.

Относительный уровень воды на тарелке определяется по формуле

 

(23)

где Но – высота борта тарелки, м.

Высота борта тарелки принимается примерно в 1,4¸1,5 раза выше динамического уровня воды. Динамический уровень воды на тарелке hд складывается из суммы гидростатического уровня hс и потерь давления при прохождении пара через струйный пучок и местных сопротивлений:

(24)

Гидростатический уровень равен

 

(25)

где mр – коэффициент расхода для круглых отверстий. Для отверстий 5¸8 мм и толщине тарелки 4¸6 мм значение коэффициента mр можно принять равным 0,75.

Потеря давления

(26)

где Dр1 – паровое сопротивление пучка струй, м вод. ст.;

      SDр2 – сумма местных сопротивлений парового тракта между

                отсеками, м вод. ст.

Величину Dр1 можно принять равной

(27)

где z – число рядов струй по ходу пара.

Здесь принято, что паровое сопротивление одного ряда струй равно 1 мм вод. ст. Количество струй подсчитывается по формуле

,

 

где т – глубина струйного пучка в направлении движения пара, равная 0,5(D2 – D1) м.

Местные сопротивления по пути движения пара из отсека в отсек слагаются из сопротивлений поворота потока и внезапных изменений сечения:

 

(28)

Коэффициент местного сопротивления при повороте  на 1800 составляет величину x180 =3,5¸4. Коэффициент сопротивления горловины тарелки с острыми кромками определяется по формуле (29) и лежит в пределах от 1¸3.

 

 

(29)

где F1 – площадь горловины, м2;

       F2 – площадь сечения отсека, м2.

 

3.6.5 Конструкторские особенности и размеры колонок

Деаэрационные колонки устанавливаются непосредственно на бак-аккумулятор с помощью специального патрубка и фланцевого соединения. Диаметр колонки должен быть не более 0,7 диаметра бака.

Колонка состоит из следующих основных элементов: корпуса, водораспределительного устройства, дырчатых тарелок, коллекторов ввода греющего пара и штуцеров ввода некипящих потоков воды и отвода выпара.

Корпус колонки выполняется в виде цилиндрического сосуда с эллиптическим днищем. Штуцера некипящих потоков воды расположены в одной горизонтальной плоскости на уровне водораспределительного устройства. Штуцер для отвода выпара установлен на верхнем днище колонки.

Водораспределительное устройство предназначено для смешения некипящих потоков воды и дробления её на струи.

Ввод греющего пара в колонку осуществляется через коллектор. Греющий пар при температуре до 2500С целесообразно подавать в деаэраторную колонку через паровое пространство бака-аккумулятора, чтобы улучшить вентиляцию поверхности воды в баке. В этом случае вода из колонки должна сливаться непосредственно в бак без каких-либо накопительных устройств. Греющий пар с температурой выше 2500С следует подводить непосредственно в колонку с помощью перфорированного коллектора, распределяющего пар по всему сечению колонки. Эта мера необходима для предотвращения образования усталостных трещин в корпусе бака.

Диаметр присоединительных штуцеров, расположенных на деаэрационной колонке, рассчитывается по формуле

 

(30)

Скорость пара в штуцерах рекомендуется принимать:

          при р = 0,12¸0,14 МПа Þ wп =40¸70 м/с;

          при р = 0,6¸1,0 МПа Þ wп = 30¸40 м/с.

Скорость воды в штуцерах рекомендуется выбирать в пределах 1,5¸2,5 м/с. Площадь центральной горловины тарелки или зазора между корпусом и тарелкой необходимо выбирать такой, чтобы скорость пара в ней лежала в пределах от 0,5¸2 м/с.

  

 Список литературы

1. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: Мздательство стандартов, 1969.

2. Рихтер Л.А., Елизаров Д.П., Лавыгин В.М. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций. Учебное пособие для вузов. – М.:Энергоатомиздат, 1987. – 216 с.

3. Оликер И.И., Пермяков В.А. Термическая деаэрация воды на тепловых электростанциях. – Л.: Энергия, 1971. – 186 с.: ил.

4. Соколов А.И. Вспомогательное оборудование ТЭС и АЭС: Коспект лекций. – Алматы: АИЭС. 2001. – 93 с.: ил.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Студенты, фамилии которых начинаются на буквы А – Л, выбирают вариант из таблицы П1. Студенты, фамилии которых начинаются на буквы М – Я, выбирают варианты из таблицы П2. Номер варианта задания выбирается по последней цифре номера зачётной книжки.

Т а б л и ц а  П 1

Наименование показателя

Обознач.

Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Общие данные

 Давление в деаэраторе, МПа

р

0.8

0.8

0,6

0,6

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,8

 Производительность, т/ч

G

6

13

225

500

500

1000

1300

1600

2000

2000

 Температура деаэрированной воды, 0С

tдв

169

169

158

158

164

164

164

164

164

169

 Содержание кислорода в 

 деаэрируемой воде, мг/кг

Состояние насыщения

 Содержание кислорода в

 деаэрированной воде после последнего отсека, мг/кг

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

Характеристика потоков воды и пара

                           1. Основной конденсат

   Расход, т/ч

Gк

4.2

9,0

155

350

360

700

910

1120

1400

1370

 Температура, 0С

tк

156

156

145

145

152

152

152

152

152

156

                           2. Химически обработанная вода

 Расход, т/ч

Gнп

1,3

2,9

50,0

110

100

220

280

350

420

440

 Температура, 0С

tнп

27

28

29

30

30

31

32

30

31

29

                           3. Греющий пар из отбора турбины

 Давление, МПа

рп

0,8

0,8

0,6

0,6

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

0,8

 Температура, 0С

tп

170

170

159

159

165

165

165

165

165

170

  Конструктивные размеры

 Диаметр колонки, м

D1

1,1

1,1

1,8

2,0

2,0

2,4

3,4

3,0

3,4

3,4

 Полезная ёмкость бака-аккумулятора, м3

Vб

5,0

10

65

100

120

120

120

150

150

185

Т а б л и ц а  П 2

Наименование показателя

Обознач.

Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Общие данные

 Давление в деаэраторе, МПа

р

0.12

0.12

0,12

0,12

0,13

0,14

0,12

0,14

0,13

0,14

 Производительность, т/ч

G

3

5

15

25

50

75

100

150

200

300

 Температура деаэрированной воды, 0С

tдв

104

104

104

104

107

109

104

109

107

109

 Содержание кислорода в 

 деаэрируемой воде, мг/кг

Состояние насыщения

 Содержание кислорода в

 деаэрированной воде после последней тарелки, мг/кг

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

Характеристика потоков воды и пара

                           1. Основной конденсат

   Расход, т/ч

Gк

2,1

3,5

10

17,5

35

52

70

105

140

210

 Температура, 0С

tк

65

70

62

60

70

70

68

72

70

70

                           2. Химически обработанная вода

 Расход, т/ч

Gнп

0,65

1,1

3,2

5,5

11,0

16,5

22,0

33,0

44,0

66,0

 Температура, 0С

tнп

30

28

29

30

31

32

29

30

30

30

                           3. Греющий пар из отбора турбины

 Давление, МПа

рп

0,12

0,12

0,12

0,12

0,13

0,14

0,12

0,14

0,13

0,14

 Температура, 0С

tп

105

105

105

105

108

110

105

110

108

110

  Конструктивные размеры

 Диаметр колонки, м

D1

1,1

1,2

1,6

2,0

2,0

2,2

2,2

3,0

3,0

3,0

 Полезная ёмкость бака-аккумулятора, м3

Vб

1,0

4,0

10

15

25

50

50

75

100

100