Загрязнение питательной воды и их влияние на работу оборудования.

В процессе работы паротурбинной установки любого типа (КЭС, ТЭС, АЭС) рабочее тело загрязняется примесями. Количество и состав этих примесей определяется типом установки, составом конструкционных материалов и условиями их эксплуатации.

Основные источники загрязнения: присосы (в конденсаторах и подогревателях питательной и сетевой воды), добавочная вода (обессоленная, дистиллят), умягченная вода, продукты коррозии, искусственно вводимые добавки и т.д.

Количество и состав примесей определяется типом установки, составом конструкционных материалов и условиями ее эксплуатации.

Независимо от источника загрязнения примеси попадают в котловую воду или воду парогенератора и могут находиться в ней в растворенном и во взвешенном состоянии. При определенных условиях они могут выпадать на поверхностях нагрева, ухудшающие теплопередачу и повышающие температуру стенки. Примеси из воды частично переходят в пар и загрязняют его. Примеси пара могут давать отложения в парогенераторах и проточной части турбины. Недопустимы отложения в п/п, в которых даже при нормальных условиях выходные по пару участки змеевиков имеют предельную по условиям работы металла температуру. Даже небольшой слой отложений вызывает недопустимую высокую температуру металла, способствующую интенсификации ползучести и окалинообразования. Крайне отрицательно влияет так же образование отложений в проточной части турбины, они увеличивают шероховатость лопаток, потери на трение, следовательно, снижение экономичности. Значительные отложения в проточной части турбины могут создать дополнительное осевое давление, вследствие чего приходится ограничивать её мощность. Особенно чувствительны к отложениям турбины высокого давления, у которых из- за меньшего удельного объёма пара проточная часть высокого давления выполняется соответственно меньших размеров. В зависимости от типа оборудования и водного баланса электростанции в эксплуатации допускают определенный состав и концентрацию примесей питательной воды: для прямоточных – котлов сотые доли миллиграмма на килограмм, для барабанных – десятки миллиграммов на килограмм и более.

Вопрос № 233

Механизм и закономерности образования влаги в насыщенном паре барабанного котла. Удельная нагрузка зеркала испарения и парового объема.

В зависимости от схемы подвода пара в барабан механизм образования капель в паровом объеме имеет различную природу.

При подводе водяных струй под уровень воды в барабане отдельные пузыри пара, всплывая к поверхности раздела фаз образуют двухфазный динамический слой.

При этом пузырек подвержен воздействию двух сил: внутреннему давлению вызывающему разрыв водяной пленки, окружающей пузырек пара и силе поверхностного натяжения этой пленки, тормозящей ее разрыв с образовавшегося купола пленки жидкость стекает и пленка утоняется, образуется отверстие в верхней части купола которое под действием сил поверхностного натяжения расширяется, пленка втягивается в основную массу воды, пузырек пара выходит в паровой объем. В образовавшуюся лунку устремляется вода, которая при встрече дает всплески в виде столбика от которого так же отделяются капельки воды.

При подаче пара выше зеркала испарения капельки в паровом объеме образуются в результате дробления влаги поступающей с паром в барабан из парообразующих труб. Степень дробления зависит от кинетической энергии пароводяной струи. При большой нагрузке, а следовательно большой скорости входа пароводяных струй в барабан большая кинетическая энергия вызывает сильное дроблений влаги о более интенсивный капельный унос.

При малой подъёмной скорости пара с ним увлекаются только капли очень малых размеров. С увеличением расхода пара в унос включаются капельки всё больших размеров. Поэтому чем выше нагрузка, тем больше влажность выдаваемого пара.

Средний расход пара, отнесенный к 1 м² зеркала испарения, называется удельной нагрузкой зеркала испарения:

.

Средняя скорость пара, отнесенная к 1 м³ парового объема, называется удельной нагрузкой парового объема:

Удельные нагрузки парового объема и зеркала испарения оказы­вают сильное влияние на размеры барабана и качество выдаваемого им пара. Чем выше эти нагрузки, тем меньше размеры барабана, тем ниже его стоимость, но одновремен­но растет вынос влаги с насыщен­ным паром из барабана.

Вопрос № 234