Общее сопротивление водопарового тракта барабанного котла определяется
гидравлическим сопротивлением при движении воды в трубах экономайзера от входного
коллектора до поступления воды в барабан котла - ΔР
ЭК
= 0,05Р
П.П
в сумме с
сопротивлением тракта пароперегревателя от барабана до выхода перегретого пара из
котла - ΔР
ПЕ
= (0,1…0,15)Р
П.П
, где Р
П.П
- давление перегретого пара за котлом, МПа.
1.2.2. Паровые котлы с принудительной циркуляцией
Движущий напор в котлах с естественной циркуляцией снижается с повышением
давления, так как при этом ρ
см
→ ρ
оп
, но в парообразующих трубах можно организовать
принудительное движение рабочей среды за счет специального насоса, установленного на
опускных трубах (рис. 1.6, б). Движущий напор циркуляции в этом случае в несколько раз
превышает напор естественной циркуляции. Это позволяет увеличить скорость движения
и размещать парообразующие трубы в топке любым образом (наклонно, горизонтально),
исходя из условий установки котла в ограниченных по высоте помещениях, при этом
улучшаются условия конструирования. Повышается надежность циркуляции рабочей
среды в экранных трубах. Однако значительным оказывается расход электроэнергии на
привод насоса принудительной циркуляции, поэтому в этом случае уменьшается значение
кратности циркуляции до k
Ц
= 3…5.
По схеме принудительной циркуляции рабочей среды работают котлы-утилизаторы,
использующие теплоту отходящих из тепловых технологических агрегатов продуктов
сгорания. Принудительное движение воды применяется также в элементах
испарительного охлаждения высокотемпературных тепловых агрегатов и в
комбинированных энерготехнологических агрегатов. Наличие в паровых котлах
последних типов барабана-сепаратора насыщенного пара позволяет использовать их
только при докритическом давлении, обычно не более Р = 18 МПа.
Принудительная циркуляция применяется в водогрейных котельных агрегатах, в
парогенерирующих элементах АЭС, а также в котельных агрегатах парогазовых
установок (ПГУ).
1.2.3.Прямоточный паровой котел
Прямоточный котел характеризуется последовательным включением и однократным
прохождением рабочей средой всех поверхностей нагрева (рис. 1.6, в). Вода, поступающая
в экономайзер, практически с тем же расходом проходит прямотоком одним ходом все
поверхности, включая топочные экраны, полностью испаряется, перегревается в
пароперегревателе и затем перегретый пар по паропроводу направляется к турбине. В
такой конструкции котла в общем случае отсутствует четкое разделение экономайзерной,
парообразующей и перегревательной поверхностей, отчего при переменных режимах
работы изменяется положение границ между ними, что влияет на выходные параметры
пара и, прежде всего, на температуру пара.
Поддержание параметров пара обеспечивается постоянным соотношением между
расходом топлива (тепловыделением) и расходом воды. В связи с этим прямоточный
котел требует применения более совершенной быстродействующей системы
автоматического регулирования расходов топлива и воды.
При движении воды и пара в трубах возникает гидравлическое сопротивление, которое
преодолевается избыточным напором питательного насоса. Приближенно полное
гидравлическое сопротивление рабочего тракта прямоточного котла СКД составляет ΔР
П.К