Випарувальні установки
Використовують для знесолення морської води.
6. ОБЛАДНАННЯ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЯ ІСПАРЮВАЛЬНИХ, ПАРОПЕРЕТВОРЮВАЛЬНИХ, ДЕАЕРАЦІЙНИХ ТА ЗНЕСКЛАСНЮВАЛЬНИХ УСТАНОВОК
6.1.Випарювальні та пароперетворювальні установки
На теплових електростанціях застосовуються два способи підготовки додаткової води: хімічний та термічний. Вибір способу водопідготовки залежить багатьох чинників. Необхідно враховувати тип електростанції, тип котла, розміри втрат теплоносія, якість вихідної сирої води тощо.
Хімічний метод знесолювання в даний час є основним для ГРЕС з обладнанням на тиск пари вище 10 МПа при середньому солевмісті вихідної води не вище 4-5 мг-екв/кг для барабанних котлів і не вище 3-4 мг-екв/кг для прямоточних котлів .
Основним недоліком хімічного способу підготовки води з погляду охорони навколишнього середовища від шкідливих викидів є велике скидання відмивних вод у водойми. Термічний метод підготовки додаткової води має перевагу щодо цього перед хімічним.
Термічний спосіб підготовки додаткової води ґрунтується на застосуванні випарних установок. У випарювальній установці відбувається дистиляція вихідної додаткової води - перехід її в пару з наступною конденсацією. Конденсат випареної води є дистилятом, вільним при правильній конструкції та експлуатації випарника від солей жорсткості, розчинних солей, лугів, кремнієвої кислоти тощо.
До складу випарної установки входять випарник, в якому попередньо хімічно очищена вода перетворюється на пару, і охолоджувач, в якому конденсується отримана у випарнику пара. Такий охолоджувач називається конденсатором випарної установки, або конденсатором випарника.
Термічний спосіб підготовкидодаткової води за початковими витратами та експлуатаційними витратами зазвичай дорожче хімічного. Крім того, випарні установки з порівняно простою одноступінчастою схемою мають обмежену продуктивність, а застосування багатоступінчастих випарників ще більше дорожчає і робить громіздкішим всю установку, а також ускладнює компонування машинного залу.
Випарні установки застосовують на станціях високого та надкритичного тиску з барабанними та прямоточними котлами при відносно невеликих втратах пари та конденсату.
Випаровування додаткової води відбувається за рахунок теплоти, що віддається первинною парою, що гріється конденсується, з відборів турбіни. Конденсація виробленого у випарнику вторинної пари відбувається в результаті охолодження пари водою, зазвичай - конденсатом турбінної установки.
Випарник - теплообмінник поверхневого типу, в якому гріючий (первинний) пар, віддаючи теплоту, конденсується при постійній температурі насичення
Чим більший температурний напір у випарнику, тим дешевше випарник, тому що менше необхідна площа поверхні нагрівання випарника.
Конденсатор випарника є пароводяний поверхневий - теплообмінник. Тут вторинна пара конденсується при температурі насичення
Витрата на продування випарника залежить від солевмісту води, що живить випарник, концентрації домішок у продувній воді та норми солевмісту у вторинній парі.
При обмеженій конденсуючій здатності конденсатора випарника (через відносно великої кількості вторинної пари, що конденсується) можливо отримати збільшену кількість дистиляту, якщо сконденсувати частину виробленої пари в теплообміннику типу випарника. З цією метою застосовують двоступінчасту випарну установку (рис. 6.1). Подібно до того, як первинна гріюча пара конденсується в першому верхньому ступені випарної установки, так в цьому випадку вторинна пара першого ступеня конденсується в другому нижньому ступені, яка видає частину готового дистиляту. Решту дистиляту отримують, як завжди, з конденсатора випарної установки.
 |
Мал. 6.1. Схема двоступінчастої випарної установки з паралельним живленням верхнього ступеня І1 і нижнього ступеня І2 (засувки А і Б відкриті, засувка закрита) і з послідовним їх живленням водою (засувки А і Б закриті, засувка відкрита)
Вигляд рівнянь теплового балансу двоступінчастої випарної установки залежить від схеми живлення щаблів водою: паралельної чи послідовної (каскадної). При паралельному живленні (засувка закрита, А і Б - відкриті) потік очищеної води перед випарною установкою поділяється на два; один з них надходить у верхній, інший - у нижній щабель (рис. 6.1).
Послідовне живлення щаблів випарної установки (засувки А і Б закриті, В відкрита) водоювиконується за каскадною схемою, тобто весь потік подається у верхній ступінь, частина його випаровується, решта потік у кількості служить живильною водою нижнього ступеня.
У цій схемі продувка здійснюється з другого ступеня. Продувною водою першого (верхнього) ступеня служить поживна вода другого ступеня. Вода з верхнього ступеня вищого тиску надходить у другий ступінь нижчого тиску самопливом.
Послідовне живлення випарної установки водою дозволяє покращити якість виробленої пари і дистиляту, що можна пояснити таким чином. У другий щабель через першу вводяться майже всі домішки, т. е. удвічі більше, ніж за паралельному харчуванні. Якщо продування з другого ступеня вдвічі більше, ніж при паралельному живленні щаблів водою (наприклад, 10 замість 5%), то якість пари та дистиляту з другого ступеня можна вважати однаковим в обох системах. У першу щабель також вводяться всі домішки (солі), які у поживній воді випарників. Однак при подвійному підведенні солей з першого ступеня проводиться продування в розмірі, тобто приблизно в 20 разів більше, ніж при паралельному харчуванні. Можна вважати, що пара і дистилят, одержувані у верхньому ступені, значно чистіше, ніж при паралельному харчуванні, тому при послідовному живленні водою ступенів випарників виходить чистіший дистилят. Послідовне, харчування щаблів випарника особливо доцільно при низькій якості вихідної сирої води, наприклад, при використанні морської води.
Аналіз рівнянь теплового балансу різних схем включення випарників показує, що витрата первинної пари на одну тонну вторинної пари більша у одноступінчастих установок. Можна також показати, що при послідовному живленні випарної установкиводою покращується якість виробленої пари та дистиляту.
Якщо випарна установка використовується для виробництва пари, а не живильної води, її називають пароперетворювальною.
6.1.1.Схема випарника
 |
Рис.6.2. Випарник ІСВ-965 з двоступінчастим промиванням пари (реконструйована): 1 — дірчаста стеля; 2 - підведення власного дистиляту-конденсату для промивання; 3 - верхній промивний лист; 4 - труба, що відводить промивну воду з верхнього листа; 5 - гідрозатвор; 6 - нижній промивний лист; 7 - опускні труби промивної води; 8 - підведення поживної води для промивання; 9 - підведення пари, що гріє; 10 - затоплений дірчастий лист; 11 - гріюча секція; 12 - відведення конденсату пари, що гріє; 13 - відведення вторинної пари; 14 - вентиляція парового об'єму секції, що гріє; 15 - підведення поживної води.