Продування барабанних котлів ТЕС та котелень.
Продувка,тобто видалення з циклу частини води з найбільшими концентраціями домішок, здійснюється тільки для барабанних котлів ТЕС і ТЕЦ.
Для котлів ТЕС і ТЕЦ розімкнена, продувка, що безперервно виробляється, є важливим засобом підтримки нормального водного режиму. Поділ пароводяної суміші в барабанах призводить до незначного винесення домішок з насиченою парою і концентрування в циркулюючій киплячій воді. Це може спричинити перевищення допустимих концентрацій домішок та утворення значних твердих відкладень на теплообмінних поверхнях. Тому необхідно організувати постійне виведення домішок із цих контурів.
Для зменшення енергетичних втрат виведення домішок доцільно проводити із водяного об'єму котла. При цьому різко зменшується витрата води на продування, так як концентрація будь-якої домішки в котловій воді завжди більша, ніж у поживній. Змішування паралельних потоків у барабанах підказує і найбільш сприятливе місце для організації такої продування води – водяний об'єм барабана (рис. 4.1).
Мал. 5.1. Схема балансу витрат і домішок для котлів ТЕС і ТЕЦ без ступінчастого випаровування та промивання пари
Для оцінки водного режиму котла важливі концентрації, які встановлюються у водяному обсязі. З рис. 5.1 слід, що поживна вода з малими концентраціями домішок надходить у водяний об'єм, де змішується з водою, що циркулює, з максимальними концентраціями (s >> sпв).
Концентрації домішок у водяному обсязі sв тим ближче до концентрації в продувній воді sпрод, чим більша кратність циркуляції Кцв системі. Зазвичай Кц =5…10, причому Кц тим менше, що вищий тиск у системі. Для систем із примусовою циркуляцією Кцменше, ніж для природноїциркуляції.
Насичена пара виходить із води з концентрацією домішок sв, яка менша за sпрод (через безперервне надходження поживної води з найменшою концентрацією, sпв).Як показує розрахунок за рівнянням
результати якого представлені на рис. 5.2, з достатньою для практики точністю можна вважати sв ≈ sпрод, і всі розрахунки вести щодо sпрод. У зв'язку з цим розрахунки водного режиму суттєво спрощуються, оскільки з балансу домішок у пароутворювальній системі визначається саме значення sпрод (див. рис. 5.1).
Мал. 5.2. Залежність концентрації котлової води від кратності циркуляції при р = 1 %, тобто. sпрод/sпв = 100
При розрахунках водного режиму необхідно мати на увазі дві важливі обставини. По-перше, викладені далі розрахункові рівняння дійсні лише домішок, не які зазнають термічних перетворень у казані й у попередньому тракті. Тому такі розрахунки точні для хлоридів, кремнієвої кислоти та катіону натрію. Щодо жорсткості вони умовні у зв'язку з термічним розкладанням бікарбонатів і навіть карбонатів. У зв'язку з цим кратності концентрацій sпрод/sпв, що спостерігаються в експлуатації за хлоридами і жорсткістю, ніколи не збігаються. По-друге, балансові співвідношення, що наводяться нижче, складені для умов як відсутності утворення твердих відкладень у пароутворювальній системі (наприклад, важкорозчинних природних домішок і продуктів корозії), так і відсутності додаткового надходження домішок з пароутворюючої системи (наприклад, за рахунок її корозії).
Для оцінки водного режиму важливо знати як концентрації домішок, а й час перебування у водяному обсязі, тобто. час на них високих температур.
Значення безперервного продування для ТЕС та ТЕЦвстановлюють кожної системи з урахуванням проведення теплохімічних випробувань. Продувка є певною енергетичною втратою у зв'язку з дроселюванням її до тиску в деаераторі. Тому максимальне значення обмежується. За ПТЕ, вона має бути не менше 0,5% і не більше 1% при хімічному чи термічному знесолюванні. При поповненні втрат хімічно очищеною водою продування може бути збільшене, але не більше ніж до 3%. Для умов ТЕЦ з великою безповоротною віддачею пари на виробництво, а також за високої мінералізації вихідної води продувка може бути допущена до 5%. Теплота продувної води використовується в регенеративній системі, наприклад для підігріву живильної води випарників, або іноді в системі водопідготовки для підігріву вихідної води і т.п.
Безперервне продування для котлів ТЕС та ТЕЦ автоматизується. Застосовується двоімпульсна система – від рівня води в барабані та від співвідношення витрат пари та поживної води. Триімпульсна система, що застосовувалася раніше (ще і за загальним солевмістом продувної води) була доцільна тільки в умовах високих солевмістів, які слід обмежувати, щоб не викликати спінювання котлової води. У сучасних умовах солевмісту продувної води відносно невелику і триімпульсну систему, складнішу і найдорожчу, не застосовують.
На лінії безперервного продування передбачають відбірник проби з холодильником для контролю вмісту домішок (див. рис. 5.1). Витрата котлової води по пробовідбірній лінії становить досить велику частку від звичайної витрати продувної води. Це означає, що навіть без надходження котлової води в розширювач продування котла відбувається. Тому значення мінімально необхідної продування, витрата якої заміряють перед розширювачем,дорівнює 0,2-0,3%. Повне значення р, що входить у розрахункові співвідношення, більше.
Поряд з безперервною продуванням передбачають періодичне продування, яке виконується з усіх нижніх точок контуру (рис. 5.3.). Режим такого продування регламентується спеціальною інструкцією на кожній станції. Основне її призначення - виведення шламу, що зазвичай осідає в нижніх точках. Періодичне продування проводять короткочасно (3-5 хв), по черзі (по одному) з кожного нижнього колектора. Одночасне продування з двох, а тим більше з більшої кількості колекторів не допускається, оскільки воно може призвести до спорожнення барабана котла.
Мал. 5.3. Схема періодичного продування котлів ТЕС та ТЕЦ:
1 – нижні колектори; 2 – холодильник відбору проби води періодичного продування
Періодичне продування в системі електростанції не використовується і повністю скидається. На скиданнях періодичного продування відбори та холодильники до них зазвичай не передбачаються. Однак установка таких пробовідбірних точок доцільна, оскільки дозволяє характеризувати шламовий режим котла та знаходити оптимальний режим періодичних продувок.