ВНУТРИБАРАБАННОЕ СЕПАРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ВНУТРИБАРАБАННОЕ СЕПАРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО
Полезная модель относится к области энергетики, а именно, к области котлостроения, и может быть использована в барабанах котлов различной мощности, в частности, к сепарационным устройствам, размещенным в барабане с неравномерной нагрузкой зеркала испарения.
Известно сепарационное устройство для паровых котлов малой и средней мощности, включающее несколько рядов дырчатых листов, поэтажно расположенных в водяном пространстве барабана под зеркалом испарения, при этом, с целью лучшего гашения скорости пара и более равномерного и спокойного его выхода на зеркало испарения, дырчатые листы расположены так, что диаметр отверстий в листах отдельных рядов увеличивается по мере приближения ряда к зеркалу испарения. (SU 91410 МПК: F22B 37/26, опубликовано 31.08.51, бюллетень №8).
Недостатком этого устройства является то, что сепарационное устройство представляет собой многоярусный аппарат, занимающий большую площадь, выравнивание поля скоростей пара в водяном пространстве барабана происходит за счет изменения величины отверстий дырчатых листов по мере приближения ряда к зеркалу испарения, но не обеспечивает выравнивание поля скоростей пара в паровом пространстве барабана при неравномерной паровой нагрузке по длине барабана и отводе пара одной или двумя трубами, расположенными в области максимальных паровых нагрузок, что приводит к снижению качества пара и снижению надежности работы пароперегревателя.
Известно внутрибарабанное сепарационное устройство, относящееся к сепарационным устройствам в барабан-сепараторе с неравномерной нагрузкой зеркала испарения. В барабан-сепараторе размещено сепарационное устройство, содержащее образованный поддоном, торцевыми стенками, направляющими листами и перегородками выгороженный объем, в паровом пространстве которого размещены питательный коллектор, дроссельное устройство и пароотводящий патрубок, при этом, с целью повышения эффективности сепарации, перегородки, примыкающие к поддону, наклонены к последнему под тупым углом, а питательный коллектор размещен в паровой части выгороженного объема. Перегородки, направляющие щиты и коллектор расположены вдоль оси барабана в хвостовой его части. (SU 584153, МПК: F22B 37/26, опубликовано 15.12.77, бюллетень №46).
По совокупности признаков это техническое решения является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.
Недостатком прототипа является то, что выгородка части парового пространства и установка питательного коллектора в этой части парового пространства барабана уменьшает весь объем парового пространства барабана, а установка коллектора питательной воды в паровой части выгороженного объема вызывает захват капель влаги из отверстий коллектора восходящим потоком пара в пароотводящий патрубок, что приводит к ухудшению качества пара на выходе из барабана и снижению надежности работы пароперегревателя.
В барабанных котлах для улучшения качества насыщенного пара необходимо уменьшение в нем содержания капельной влаги и растворенных в нем веществ. Уменьшение солесодержания в паре капельной влаги достигается в барабане котла равномерным распределением паровой нагрузки по длине и диаметру барабана и эффективностью отделения капель влаги от пара в сепарационных устройствах. Одним из элементов сепарационных устройств (тонкой очистки) является потолочный дырчатый лист, устанавливаемый по длине барабана на небольшом расстоянии от пароотводящего патрубка.
Заявленное техническое решение позволяет не загромождать паровое пространство барабана установкой выгородки и размещения в нем питательного коллектора, исключить захват капель влаги из отверстий коллектора за счет его размещения в водяном пространстве барабана. Предлагаемое решение выполнения перфорации отдельных дырчатых листов позволяет в условиях неравномерной паровой нагрузки по длине барабана получение пара нормированного качества и обеспечивает влажность пара за котлом 0,1÷0,5% при допустимой величине 1,0%, и приводит к повышению эффективности работы сепарационного устройства и, следовательно, к повышению надежности работы пароперегревателя.
Предложено внутрибарабанное сепарационное устройство, включающее потолочный дырчатый лист, устанавливаемый по длине барабана в паровом пространстве на расстоянии от пароотводящего патрубка, состоящий из ряда отдельных листов, при этом перфорация каждого отдельного листа выполнена отверстиями одного диаметра, с постоянными продольными и поперечными шагами между отверстиями, и переменными шагами на разных листах по длине барабана, в зависимости от количества отверстий на листе, причем наибольшие шаги между отверстиями выполнены вблизи пароотводящего патрубка, а наименьшие шаги - в области уменьшенной паровой нагрузки. Такое решение перфорации позволяет в условиях неравномерной паровой нагрузки по длине барабана получение пара нормированного качества, что приводит к повышению надежности работы пароперегревателя.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где изображено:
- на фиг. 1 - поперечный разрез барабана;
- на фиг. 2 - распределение паровой нагрузки по длине барабана;
- на фиг. 3 - расположение отдельных дырчатых листов с переменной перфорацией по длине барабана.
Внутрибарабанное сепарационное устройство включает потолочный дырчатый лист 1, устанавливаемый по длине барабана 2 на расстоянии от пароотводящего патрубка 3 в паровом пространстве барабана 2. Дырчатый лист 1 состоит из ряда отдельных листов по длине барабана 4 (фиг. 3). Для упрощения и удобства выполнения перфорации листов 4 она выполнена отверстиями одного диаметра с постоянными продольными и поперечными шагами между отверстиями на каждом отдельном листе 4 и переменными шагами на разных листах по длине барабана 4 в зависимости от количества отверстий на листе. Наибольшие шаги между отверстиями на каждом листе 4 выполнены вблизи пароотводящего патрубка 3 (фиг. 3), а наименьшие - в области уменьшенной паровой нагрузки, находящейся на наибольшем удалении от пароотводящего патрубка 3. Внутри барабана 2 расположены короба 5, ограниченные направляющими листами 6. В паровом пространстве барабана 2 расположен горизонтальный жалюзийный сепаратор 7, за которым установлен потолочный дырчатый лист 1. Барабан 2 имеет неравномерную паровую нагрузку по длине барабана.
Предложенное устройство работает следующим образом. Пароводяная смесь поступает в короба 5. Далее за счет поворота потока в направляющих листах 6 происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Пар направляется в паровое пространство барабана 2, а вода - в водяной объем барабана. Пар поднимается вверх и поступает в жалюзийный сепаратор 7 и потолочный дырчатый лист 1, предназначенный для выравнивания поля скоростей за счет дросселирования потока пара. Необходимость установки потолочного дырчатого листа обусловлена относительно малой высотой парового объема барабана 2 и локальным отводом пара пароотводящим патрубком 3.
Неравномерное распределение паровой нагрузки по длине барабана и соответственное расположение потолочных дырчатых листов с переменной перфорацией представлены на фиг. 2 и 3. Наибольшей нагрузке (фиг. 2 участки VI и VII) соответствуют наибольшие шаги между отверстиями (фиг. 3 листы номера XX-XXV), а участку I соответствуют листы номерами I-V с наименьшими шагами. Для удобства выполнения перфорации на каждом отдельном листе сохраняются постоянные шаги между отверстиями в продольных и поперечных рядах.
Примером такого конструктивного решения является выполнение потолочных дырчатых листов на паровых водотрубных котлах насыщенного пара с естественной циркуляцией производства Колумбии F06-501/501/503 на территории АВ «Klaipedios Nafta». Проведенные пуско-наладочные испытания сепарационных устройств этих котлов подтвердили эффективность применения неравномерной перфорации потолочных дырчатых листов при неравномерной паровой нагрузке барабана для получения пара нормированного качества.