Механические сепарирующие устройства

Механических сепарирующих устройств, которые обеспечивали бы получение высококачественного пара при наличии в котле интенсивного пенообразования, пока нет и вряд ли возможно создание таковых. Вот почему для безаварийной работы котлов, оборудованных одними механическими сепарирующими устройствами, необходимо обеспечить поддержание, с помощью продувок, солесодержания котловой воды на таком уровне, при котором явления вспенивания отсутствуют.

Для глубокой очистки насыщенного пара от загрязнений и предотвращения солевых отложений в пароперегревателях и в турбинах в заграничной практике широкое применение получила промывка пара питательной водой. При этом присутствующая в паре высоко дисперсная котловая вода как бы вытесняется более чистой питательной. Для промывки насыщенного пара его пропускают через завесу тонко распыленной питательной воды либо через смоченные поверхности сетки или скруббера. Пар промывают также созданием барботажа с разделением парового потока на множество тонких струй. В случае барботажной промывки насыщенный пар, поступающий в паровой объем барабана проходит через прорезы в днищах барабанных корыт и между соседними корытами и попадает под колпаки с вырезами. Далее, делая два поворота, пар вынужден за отсутствием другого пути пробарботировать сквозь питательную воду, заполняющую корыта. Ввиду того что пар, проходя сквозь воду, при этом значительно увлажняется, необходимо предусмотреть последующую механическую сепарацию, которая должна свести к минимуму влажность, а вместе с ней и солесодержание пара. Эксплуатация котлов в США показала, что не все паропромывательные устройства обеспечивают получение высококачественного пара: так, промывка пара горизонтальной завесой тонко распыленной влаги на практике себя не оправдала. Паропромывочные барботажные устройства получили в США большое распространение и хорошо себя оправдали в эксплуатации.

Устройства для размыва пены

По-видимому, немалое влияние на улучшение эффекта промывки пара имеет свойство барботажных устройств не пропускать пену, разрушение которой с помощью остальных описанных выше способов паропромывки идет значительно слабее. К. А. Блиновым (ЦКТИ), Н. Ф. Осиповским (Оргрэс) и С. И. Сухаревым (ЦКТИ) предложен метод разрушения пены потоком питательной воды, подаваемой на зеркало испарения. Вода здесь действует в качестве среды, растворяющей пену и конденсирующей пар в пузырьках пены. Пузырьки пены, проходя через слой питательной воды, теряют благодаря процессу диффузии солевую концентрацию своей оболочки и становятся не способными к вспениванию.

В случае котлов с некипящими экономайзерами охлаждение питательной водой пара в пузырьках пены вызывает уменьшение объема пузырьков и сокращение оболочки, а также конденсацию пара на внутренней стенке оболочки пузыря пены, что влечет за собой изменение структуры оболочки и уменьшение концентрации солей в ней. Сокращение оболочки ведет к ее разрыву под действием внешнего давления пара на пузырек пены.

Обычно устройства для размыва пены устанавливаются в дополнение к сепарирующим устройствам в барабане котла. Они состоят из отдельных корыт, служащих для получения защитного антивспенивающего слоя чистой питательной воды. Размывочные устройства располагаются у места выхода пара и устанавливаются на высоте 100-180 мм над нормальным уровнем котловой воды. Питательная вода, поступающая из водяного экономайзера, равномерно распределяется по всей поверхности размывочного устройства с помощью нескольких питательных отводов. Емкость размывочных устройств определяется из условий заданного запаса воды, на случай перерыва питания и достаточно быстрого удаления загрязненной питательной воды. Для равномерного распределения питательной воды тонким слоем по зеркалу испарения на размывочных корытах установлены распределительные коробки, в верхней части которых по обе стороны устроены щели.

Питательная вода

Вода подается из них в верхний слой размывочного корыта параллельно оси барабана, а затем поступает в водяной объем котла, меняя свое направление под прямым углом.

С целью устранения влияния охлаждающего действия потока питательной воды на стенки барабана они защищены направляющим щитком. При кипящих экономайзерах питательная вода может подаваться в виде дождевой завесы на зеркало испарения за сепарирующими устройствами. Тогда размывочные устройства могут быть выполнены в виде ряда отдельных листов, перекрывающих зеркало испарения.

В обычных условиях питательная вода с малым солесодержанием, поступая в барабан котла, смешивается с концентрированной котловой водой и выделение пара происходит из воды, имеющей значительно более высокую концентрацию солей, чем питательная вода. При этом концентрация солей у котловой и у продувочной воды одинакова.

Э. И. Ромм (ВТИ) в 1937 г. предложил для улучшения качества пара искусственно создавать внутри водяного объема котла значительную неравномерность концентрации солей котловой воды. При этом на участке, где выделяется основная масса пара, поддерживается пониженная концентрация солей, а на небольшом участке, откуда производится продувка, создается концентрация, в несколько раз превышающая концентрацию основной массы воды, заполняющей водяной объем котла.

Таким образом благодаря искусственно созданному «химическому перекосу» качество продувочной воды делается весьма отличным от качества котловой воды и благодаря этому мало влияет на качество пара. Этот метод назван ступенчатым испарением воды или организацией искусственного химического перекоса в котловой воде, который достигается делением котла на несколько частей с самостоятельной системой циркуляции и сепарации пара в т каждой из них.