Принудительная циркуляция в паровых и водогрейных котлах

К принудительной циркуляции прибегают в тех случаях, когда естественную циркуляцию осуществить нельзя. Это происходит с повышением давления, так как при этом разность плотностей пара и воды уменьшается(выше 18 МПа). В котлах с многократной принудительной циркуляцией движение воды в пароводяной смеси осуществляется циркуляционным насосом (рис. 2.3 или 6-2 учеб). Питательная вода через водяной экономайзер подается в барабан, из которого она забирается циркуляционным насосом 6 и направляется в нижние коллекторы экранов и нижние коллекторы конвективной поверхности нагрева, распределяясь по подъемным трубам. Из труб пароводяная эмульсия поступает в барабан котла, в котором происходит отделение пара от воды. Из барабана пар поступает в пароперегреватель, а из него в паропровод потребителей.

Кратность циркуляции составляет 4-6. Надежность циркуляции напрямую зависит от насоса, работающего при температуре котловой воды и давлении в парогенераторе.

Для равномерного распределения воды по отдельным трубам в каждую трубу устанавливается дроссельная шайба соответствующего размера. Парогенераторы с многократной принудительной циркуляцией не нашли применения в промышленных установках.

Принудительная циркуляция может быть осуществлена по прямоточном принципу, который применяется в водогрейных и паровых котлах (рис.2.4 или 6-3 учеб). В такой схеме вода превращается в перегретый пар при однократном проходе через змеевик. В такой схеме параллельно включают ряд труб. В ВЭК вода нагревается до температуры, на 50-60 К меньше температуры насыщения. Затем поступает в радиационную часть, где превращается во влажный пар со степенью сухостью 80%. Далее пар поступает в переходную зону, где превращается во влажный, а затем слабо перегретый пар (на 50-60К). В пароперегревателях происходит перегрев пара. Все современные теплофикационные котлы работают по прямоточному принципу. Они включаются непосредственно в систему теплоснабжения, сетевой насос обеспечивает движение воды.

При работе водогрейных котлов недопустимо закипание жидкости в отдельных обогреваемых трубах (это может привести к гидравлических ударам и вывести котел из строя). Опасно также и поверхностное кипение – образование пузырьков пара на внутренней поверхности труб при средней температуре ниже температуры кипения, приводящее к отложению накипи и гидравлическим ударам. Это возможно при увеличении температуры стенки больше температуры насыщения. Для предупреждения этого необходимо поддержание определенной скорости воды (1-2 м/с) при ее недогреве до температуры кипения на 30-35 К. Однако, неоправданное увеличение скорости воды в трубах повышает гидравлическое сопротивление, что ухудшает работу всей системы (перерасход Эл.энергии, недостаточный напор насосов). Т.е. важно выбрать минимально допустимые скорости воды, при которых не будет поверхностного кипения и нарушения работы котла.