автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.01, диссертация на тему:Разработка форсированных паросепараторов и метода их расчета для котлоагрегатов низкого и среднего давления

Введение . б

1. Состояние вопроса и постановка задачи . </

1.1. Обзор основных конструкций и паровых нагрузок сепараторов центробежного типа.

1.1.1. Выбор критерия для сопоставления и оценки нагрузок сепараторов . М

1.1.2. Центробежные сепараторы котельных агрегатов . V

1.1.3. Сепараторы специфического назначения для разделения парогазожидкостных смесей.

1.2. Обзор работ по созданию и исследованию внутриба-рабанных сепарационных устройств в условиях, характерных для котлов низкого и среднего давления. 4з

2. Экспериментальные установки, методика и порядок проведения исследований.

2.1. Воздуховодяной стенд для отработки конструкции осевого центробежного сепаратора

2.2. Пароводяной стенд для исследования высокофорсированных осевых сепараторов . SZ

2.3. Водяной стенд для исследования истечения жидкости из отверстий перфорированной обечайки.

2.4. Опытно-промышленный паровой котел E-I-9M. 7Z

2.5. Опытно-промышленные установки для испытаний центробежных сепараторов непрерывной продувки.

3. Экспериментальные исследования на стендовых установках 82,

3.1. Отработка конструкции осевого сепаратора на воз-духоводяном стенде . 8Z

3.1.1. Описание конструкций моделей сепаратора . 8Z

3.1.2. Визуальные наблюдения и результаты исследования . gg

3.2. Результаты и анализ исследования моделей высокофорсированного осевого сепаратора на паровом стенде натурных параметров

3.2.1. Определение сепарационннх и гидравлических характеристик моделей сепаратора при р=3,0; 4,0; 6,5 МПа и 1^3,0*10.ЮО

3.2.2. Проверка эффективности работы осевого сепаратора при повышенном солесодержании котловой воды.

4. Экспериментальные исследования на опытно-промышленных объектах

4.1. Исследование внутрибарабанных устройств для котлов типа E-I-9.

4.2. Отработка конструкции и исследование осевого центробежного сепаратора на котле E-I-9M.1&

4.2.1. Описание конструкций.</£5*

4.2.2. Результаты исследования моделей осевбго сепаратора . /

4.3. Исследование новых конструкций сепараторов нецре-рывной продувки центробежного типа.

5. Разработка и экспериментально-теоретическое обоснование метода расчета сепараторов с отводом жидкости через перфорированную обечайку. 16%

5.1. Основные положения метода расчета.</5^

5.2. Исследование истечения жидкости из отверстий перфорированной обечайки./

5.3. Физико-математическая модель расчета .у

5.4. Алгоритмы расчета сепаратора.

5.5. Результаты и анализ расчетных исследований.J8Z

Решениями ХХУ и ХХУТ съездов КПСС перед разработчиками новой техники поставлена задача создания оборудования, отвечающего современным требованиям и имеющего технико-экономические показатели, превосходящие соответствующие показатели лучших отечественных и зарубежных образцов. Наряду с этим намечена широкая программа экономии топлива и энергии, предусматривающая разработку конкретных предложений по снижению их расходов во всех областях народного хозяйства и максимальному использованию вторичных энергоресурсов.

В области промышленной энергетики поставленные задачи решаются при создании новых малогабаритных паровых котлов, а также вспомогательного и общекотельного оборудования, за счет разработки и внедрения мероприятий по повышению их надежности, экономичности, снижению металлоемкости, совершенствованию систем автоматизации, расширению блочной поставки и выпуска моноблочных транспортабельных агрегатов увеличенной единичной мощности.

Сепарационные устройства, являясь как составными частями собственно котлов, так и элементами общекотельного оборудования теплосиловых установок (например, сепараторы непрерывной продувки), не только обеспечивают требуемое качество пара, но и во многом определяют их экономические и весо-габаритные показатели.

Тенденция на снижение металлоемкости, повышение степени заводской готовности, компактности и моноблочности разрабатываемого энергооборудования оказывала и оказывает влияние на направленность исследований в области создания новых конструкций форсированных сепарационных устройств.

Повышение удельных паровых нагрузок как внутрибарабанных сепарационных устройств, так и выносных циклонов дает реальныевозможности: увеличения паропроизводительности действующих кот-лоагрегатов при их реконструкции, во-первых, и, во-вторых, снижения удельного расхода металла вновь создаваемых за счет уменьшения длины либо диаметра барабана.

Выполненные за последние годы многочисленные работы позволили наметить пути увеличения удельных паровых нагрузок барабанов котлов [i, 2, 3, 4, б] и значительно повысить их, а также нагрузки выносных циклонов котлов низкого и среднего давления [б, 7, 8, д]. Полученный опыт показал, что применение центробежного принципа сепарации в значительной мере способствовало достижению желаемых результатов.

Сложность гидродинамики двухфазных закрученных потоков и механизма разделения фаз в центробежных сепараторах является основной причиной отсутствия до настоящего времени аналитических методов их расчета, поэтому совершенствование конструкций таких сепараторов проводится путем экспериментальных исследований, а в основу расчета закладываются опытные данные.

Исследованиями [l0, II] по определению условий устойчивого течения пленок жидкости на стенках вертикального канала установлено, что при наличии встречного осепараллельного движения жидкости вниз, а воздуха (пара) вверх, увеличение скорости воздуха (пара) до некоторого значения, называемого критическим, приводит к нарушению свободного стекания пленки. При этом возникает кризис процесса, выражающийся в "захлебывании" и последующем "опрокидывании", то есть в изменении направления течения пленки.

Так как встречное движение жидкости и пара имеет место в выносных и внутрибарабанных циклонах, а также и других вертикальных сепараторах циклонного типа, то очевидно, что допускаемая в них скорость пара ограничена критическими значениями, при достижении которых начинается увлечение пленки жидкости с пароми резкое повышение его влажности. Следовательно, повышение удельных нагрузок сепараторов такого типа, и в том числе выносных циклонов-наиболее форсированных сепараторов котельной техники, ограничено вполне определенным пределом.

Поэтому разработка конструкции высокофорсированного сепаратора на базе нового принципа разделения пароводяной смеси, позволяющего исключить возникновение кризисных процессов и добиться дальнейшего повышения удельных нагрузок центробежных сепараторов котлов низкого и среднего давления, и его экспериментально-теоретическое обоснование являются актуальной задачей и составляют основную цель данной работы.

Удельная паровая нагрузка барабана отражает степень форси-ровки внутрибарабанных сепарационных устройств, но не является единственным показателем, определяющим возможность получения пара требуемой влажности.

Известно [12, 13, 14, 15J, что при наличии барботажа увеличение солесодержания котловой воды SKi до некоторой критической величины £кр даже при невысоких удельных нагрузках "зер- ^ кала" испарения, вызывает набухание и вспенивание воды в объеме барабана, приводящее к резкому росту влажности пара. При этом величина Sup в основном зависит от рабочего давления, солевого состава котловой воды и высоты парового объема, то есть диаметра барабана [б, 1б|.

Конструктивные особенности малогабаритных котлов низкого и среднего давления, имеющих сильно развитые конвективные поверхности нагрева, низкие циркуляционные контуры, высокие кратности циркуляции и малую высоту парового объема (при диаметрах барабанов ф а 0,65+1,0 м), создавали значительные трудности при разработке для них внутрибарабанных сепарационных устройств.

Из нижеприведенной таблицы видно, что для отечественных котлов низкого давления паропроизводительностью до 10 т/ч с одноступенчатой схемой испарения допустимое солесодержание котловой воды устанавливается на уровне значений, близких к критическим для "чистого" барботажа. Это обусловлено отсутствием до настоящего времени эффективных сепарационных устройств, обеспечивающих требуемое качество пара при работе на котловой воде закритического солесодержания. Положительного результата в этом вопросе не удалось еще получить, хотя попытки создания таких устройств предпринимались неоднократно [l7, 18, 19, 20, 21, 22].

При солесодержании котловой воды 3000 мг/кг расчетная непрерывная продувка (по балансу солей, вводимых с питательной водой и удаляемых с продувкой) не будет превышать установленную [23] для котлов этих параметров максимальную величину в 10% только при наличии питательной воды с солесодержанием Sn.g не выше 270 мг/кг.

Широкое применение котлов малой производительности в различных географических районах страны часто приводит к необходимости использовать для их питания воду с солесодержанием до 1000 мг/кг и даже более. При этом для поддержания условияS^g^S*!о » необходимого для нормальной работы существующих сепарационных устройств, приходится идти на перепродувку котлов (25$ и выше) [24]. Поскольку годовой выпуск котельных агрегатов малой производительности исчисляется тысячами штук, то очевидно, что значительная часть из них вынужденно эксплуатируется с повышенными продувками, приводящими, в целом, к существенным потерям тепла, перерасходу топлива и питательной воды.

Из таблицы следует, что зарубежные котлостроительные фирмы устанавливают для котлов низкого и среднего давления нормыИсточник информации Гфяяя Рабочее шРЙа «ЩГ? Допустимое общее солесодержание котловой воды или сухой остаток, мг/кгСССР [25] E-I-9 до 0,9 3000СССР [26] ДКВР-2,5-13 с перегреватеДЕШР-4-13 до 1,3 лем - 1500;ДКВР-6,5-13 ДКВР-10-13 без перегревателя - 3000СССР [27] Е/ДЕ/-4-1М Е/ДЕ/-6,5-Ш Е/ДЕ/-10-Ш 1,4+2,4 с перегревателем - 2000; без перегревателя - 3000[28, 15$ США до 2,1 3500 2,2+3,1 3,3+4,2 3000 2500[29] ГДР 1,4+1,7 2500[29] Югославия до 1,5 до 2,5 3000 2500[155] Англия жаротрубно-га-зотрубные котлы 3500по допустимому солесодержанию котловой воды также близкими к отечественным. Рекомендуемые ими значения допустимого солесодер-жания котловой воды для рабочих давлений до 2,1 Ша равны 2500* 45500 мг/кг.

Наиболее целесообразным в настоящее время реальным способом повышения экономичности отечественных котлов малой производительности с одноступенчатой схемой испарения является создание эффективных сепарационных устройств, которые позволили бы сместить границу начала вспенивания котловой воды в объеме барабана в область больших, чем при "чистом" барботаже, значений солесодержания или гарантировать требуемое качество пара при $к.в >&кр. Это обеспечило бы существенное сокращение потерь тепла с продувкой и экономию топлива (особенно при питании котлов водой повышенного солесодержания с Sn.8 более 300 мг/кг).

Разработка таких форсированных сепарационных устройств для наиболее распространенных в "малой" энергетике автоматизированных котлоагрегатов типа E-I-9, имеющих наименьшие в отечественной котельной технике диаметры барабанов (0,65 м) и, следовательно, наиболее ограниченные возможности для организации сепарации пара при повышенном солесодержании котловой воды, является важной задачей и составляет одну из главных целей диссертации.

Сепараторы непрерывной продувки для котельных агрегатов являются неотъемлемыми элементами, позволяющими сократить потери тепла с продувочной водой и увеличить расход вторичного пара низких параметров на собственные нувды.

Роль сепараторов непрерывной продувки становится особенно ощутимой для котлов низкого и среднего давления, допустимая величина продувки которых установлена до IQffo от их производительности. Расход продувочной воды при этом может составить десяткитонн в час (в зависимости от суммарной паропроизводительности и солесодержания питательной воды), что обычно требует применения нескольких сепараторов и соответствующего усложнения тепловой схемы. Поэтому разработка и экспериментальное определение характеристик новых конструкций паросепараторов непрерывной продувки центробежного типа с повышенными удельными паровыми нагрузками, обеспечивающими снижение их удельной металлоемкости и упрощение схемы включения, также входит в круг задач по повышению экономичности оборудования котельных агрегатов и также составляет цель настоящей работы.

Научной новизной диссертации является:- экспериментально-теоретическое обоснование возможности повышения удельных паровых нагрузок сепараторов центробежного типа при использовании отвода жидкости через перфорированные обечайки, исключающего возникновение кризисных процессов на границе раздела фаз при нагрузках, превышающих критические для основных конструкций котельных паросепараторов;- установление функциональной зависимости между величиной расхода жидкости, при ее истечении под действием центробежного давления из отверстий перфорированной обечайки сепаратора, иего основными конструктивными и расходными характеристиками;»- разработка и обоснование метода расчета сепараторов с перфорированными обечайками, базирующегося на положении о превалирующем влиянии отвода жидкости из обечайки сепаратора на величину его предельно допустимой паровой нагрузки.

Настоящая работа включает также материалы ряда работ по созданию и исследованию центробежных паросепараторов, выполненных как лично автором [30, 31], так и в соавторстве с А.М.0си-повым [32, 33, 34, 35].

В первой главе диссертации дается обзор конструкций и анализ удельных паровых нагрузок сепараторов центробежного типа, приводится анализ работ по созданию сепарационных устройств для котлов низкого и среднего давления, предназначенных для обеспечения эффективной сепарации пара при закритическом солесодержа-нии котловой воды. Показана актуальность задачи повышения удельных нагрузок основных видов паросепараторов и разработки форсированных сепарационных устройств для работы на воде закритиче-ского солесодержания.

Во второй главе описываются экспериментальные стенды и опытно-промышленные установки для отработки и исследования новых конструкций форсированных сепараторов, а также излагается методика и порядок их проведения.

В третьей главе представлены экспериментальные данные по отработке и исследованию на воздуховодяном и паровом стенде моделей высокофорсированного осевого центробежного сепаратора, в конструкции которого использован новый принцип отвода жидкости через перфорированную обечайку.

В четвертой главе приведены результаты отработки и исследований на опытно-промышленном котле E-I-9 новых сепарационных устройств при повышенном солесодержании котловой воды, а также результаты испытаний новых сепараторов непрерывной продувки для котлоагрегатов низкого и среднего давления.

В пятой главе излагаются основные положения нового метода расчета сепараторов с рассредоточенным отводом жидкости через перфорированную обечайку, дается его экспериментально-теоретическое обоснование, а также приводятся алгоритмы расчета сепаратора и сопоставление расчетных и экспериментальных данных.

В заключении подведены результаты выполненной работы и приведены сведения об их внедрении и экономической эффективности.

Результаты исследования первых трех моделей этого типоразмера представлены на рис.4.7 в виде зависимостей Нур

Cd = f($K.Z) *ДРС = • у модели М-0,125-1, в которой установлено ЗУ-0,125-1 с центральным стержнем, отмечено повышенное сопротивление (при SK$ >5000 мг/кг - 4,0 КПа), с

Pkc.V*^ ♦ Зависимость влажности пара и сопротивления от солесодержания котловой воды

•с в- М -0,15-1. ;®-М -0,15-2- ; о-М -0,15-3

Phc.V. 7. Зависимость влажности пара (СО ), положения уровня ( Hyp) и еопротивления (дРс)

I 6 от солесодержания котловой воды •-М-0,125-1 ; ©-М-0,125-2 ; О-М-0,129-3 . ito отразилось на повышении уровня в сливной трубе и явилось причиной роста влажности пара. Поэтому в модели М-0,125-2 закручивающее устройство заменено плосколопастным с увеличенным утлом установки лопастей. Видно, что это позволило вдвое снизить сопротивление, но положение Hyp при этом изменилось незначительно, что подтверждает наличие захвата пара. Для его снижения в модели М-0,125-3 был выполнен внутренний слив, позволивший почти в 3 раза увеличить сечение сливного канала. Так как замер положения уровня во внутреннем сливном канале не производился, то о результате данного конструктивного изменения можно судить лишь по конечному эффекту, а он, по-прежнему, остался отрицательным ( сд> 40^ при SK.g около 5500 мг/кг). Испытания этой модели проводились при накоплении в котловой воде раствора "букета" солей.

Последующая отработка конструкции сепаратора этого типоразмера выполнялась при наличии внутреннего слива, поэтому определялись только зависимости и)= $ (Sx.g) и д Рс =f ($>к.В) » которые и приводятся на рис.4.8 и рис.4.9. Модели М-0,125-4 и М--0,125-5 исследовались без установки внутрибарабанных устройств. Их сопротивление при работе на пустом барабане увеличилось в два раза, что говорит о значительном повышении влажности на входе в сепаратор. Выполненное в этих моделях увеличение степени перфорирования, так же как и в моделях первого типоразмера, не привело к достижению цели. Поэтому было смонтировано упрощенное внутрибарабанное устройство (сборный короб и отбойный козырек), совместно с которым исследовалась модель М-0,125-6,по конструкции аналогичная М-0,125-5, при этом одна сепарационная характеристика $к.ё) получена при накоплении в водяном объеме котла раствора /\1аС£ , а вторая - "букета" солей того же состава. Из графиков видно, что сопротивление сепаратора уменье-М- 0,125-4 ; \©-М- 0,125-5 ; О-М- 0,125-6 ; е-М- 0,125-6 " букет " солей

Pj£c»^/» 9. Зависимость сопротивления от солесодержания котловой воды в-М- 0,125-4 ; в-М- 0,125-5 ; О-М- 0,125-6 ; в-М- 0,125-6 " букет " солей 5

Пятилось вдвое, до значений, имеющих место при испытании моделей М-0,125-2 и М-0,125-3, а зависимость Л Рс =$(&*.£) носит явно выраженный ступенчатый характер. Такой же характер имеет и зависимость и> = f (Sk.8) при работе на "букете" солей, где влажность стабилизировалась на уровне 0,4% при увеличении S к.В почти до 10000 мг/кг, а при накоплении daCC стабилизация влажности пара начинается на уровне 3,0%.

На рис.4.10 и рис.4.II в виде зависимостей влажности отсе-парированного пара, положения уровня в сливной трубе и сопротивления сепаратора от изменения общего солесодержания котловой воды приводятся результаты исследований моделей сепаратора М-0,15-4 * М-0,15-8, выполненных при наличии внутрибарабанных устройств.

Из графика видно, что для модели М-0,15-4 при Sk.€= 5000 мг/кг наступило резкое возрастание уровня до 0,6 м, хотя сопротивление ее при этом составляло 1,0 КПа, то есть в этом случае имело место подтопление перфорации сепаратора из-за повышенного сопротивления водоотводящего трубопровода и как следствие -резкий рост влажности пара до 20-50%. На основании этого было увеличено сечение и уменьшена длина сливного трубопровода, что привело к определенному положительному результату - влажность пара (М-0,15-5) до значений = 7000 мг/кг не превышала

1,0%. Уровень воды в сливной трубе при этом стабилизировался при 5500 мг/кг, хотя сопротивление сепаратора еще монотонно возрастало. Повышение -Hyp до значения 0,5 м в 1,5 раза превышает возможную величину его подъема за счет сопротивления сепаратора и говорит о наличии захвата пара отсепарированной водой, что отмечено и при исследовании осевого сепаратора на стендовых установках. При работе на вспенивающейся воде захват пара, несомненно, должен увеличиваться, повышая тем самым уд елью,о о

0.4

0.04

0.004

• ----------u H 4 "Г ; 1

1 1 1 A !

1 /1 . ! i 1 / ! ; i

1 ! 1 m / 1 1 1

P1 О/ t ! ( ! ■ яп/ / | ' j i CL ЯГ i i ^ .1 гч . 0 / " т " . О ! 9 i. I i i t

4 / -О- Л.* 1 1 i

J*- i ■ 1 1

•v © ) I

9 / U V / la / i i

0 « # 1

1

У О n ■ 0 0 ---^ P °G •

• • . * г,о

4о б.о во ао

I 1

Зависимость влажности пара от солесодержания котловой воды. ©-М- 0,15-4 ; 0,15-5 ; 9-М- 0,15-6 ; О-М- 0,15-7.; ©-М- 0,15-8 оА g^o —" 9 ^- О

- * • ■ -т. о ф 0 о й

Z.o

Д^КПя W

2фО 4,0

6.0 во

0,0

• 1

•в —-------- О • ш

14 и ^ • О

QO I to t

Рис.^.^/о Зависимость уровня (Hyp) и сопротивления сепаратора (*Рс) от солесодержания котловой воды

-Д1- 0,15-.'4 ; О-М- 0,15-5,; <Э-М- 0,15-6 ; 9-М-0,15-7,; е-М- 0,15-8

1ый объем отводимого сепарата.

Поскольку степень перфорирования данной конструкции несколько превышала таковую для ранее исследованных на стендах моделей, было решено последовательно уменьшить ее, что и было осуществлено в моделях М-0,15-6 и М-0,15-7. В первом случае (М-0,15-6) несколько изменился характер зависимости кривая которой сместилась влево, в сторону меньших значений Sk.b , однако до S*.g = 6500 мг/кг чО была ниже 2,0Во втором (М-0,15-7) - выполненное конструктивное изменение позволило и для этого типоразмера сепаратора получить необходимый результат. Как видно, при этом произошла стабилизация не только Hyp и д Рс , но и~~и) при значении около 0,6%. Это еще раз подтверждает своеобразный характер процессов, происходящих при переходе через критическое солесодержание котловой воды.

Конструкция модели М-0,15-8 упрощена за счет применения ЗУ с плоскими лопастями и удаления пленкоснимателя. Внутрибара-банное устройство также упрощено (жалюзийно-дроссельная стенка заменена отбойным козырьком), хотя это и приводит к некоторому повышению влажности пара перед сепаратором, что ставит его в более тяжелые условия работы. Несмотря на это, сопротивление данной модели сепаратора оказалось наименьшим и не превышало 1,5 КПа, а влажность находилась на уровне 2,0% при S к.ё -= 9000 мг/кг.

При отработке моделей выходного сепаратора их паровая нагрузка определялась максимальной паропроизводительностью опытного котла E-I-9-M, не превышающей по отмеченным причинам 0,95 т/ч. Для рабочего давления 0,6 МПа, при котором проводились исследования сепаратора, были получены следующие максимальные скорости пара, приведенные к поперечному сечению перфорированной обечайки оптимальных моделей,и соответствующие им течения параметра К, а именно: модель М-0,125-6 W0"= 6,0 м/с, К = 2,5; модель М-0,15-7 - jNo = 4>3 м/°> К = 1,8. Влажность пара на входе в сепаратор при этом превышала (по результатам измерений без установки модели сепаратора), it о равнозначно повышению кратности\ .пароводяной смези до Ки, = 10, и выше. Поскольку более точное определение влажности пара на входе в осевой сепаратор при наличии позиционного регулирования котла осуществить невозможно,, то будем относить, в первом приближении, полученные значения нагрузок к вредней кратности смеси, равной 10.

Как следует из таблицы 1,1 выносной циклон с овальным подводящим патрубком, обеспечивающим его наивысшие нагрузки, при Кц= 13,8 и Р = 0,66 МПа имеет критическую скорость И/^р = =5,7 м/с (К = 2,35). Следовательно, нагрузки модели М-0,125-6 выходного линейного сепаратора лежат на уровне таковых для выносного циклона оптимальной конструкции. Конечно, отмеченные нагрузки будут в 1,5-2,0 раза меньшими при отнесении их к поперечному сечению корпуса, однако и габаритные размеры выходного сепаратора ( =4,5) значительно меньше размеров выносного циклона.

Это говорит о том, что разработанный выходной линейный сепаратор является вполне компактным и форсированным устройством, работающим при закритическом солесодержании котловой воды и обеспечивающим нормированное качество пара за котлом при Sk.S до 14000 мг/кг. Следовательно, доказана принципиальная возможность создания сепарационного устройства, гарантирующего экономичную работу котлов низкого давления при питании их водой высокого солесодержания.

- iAs

Как, в основном, и решение любой сложной технической зада-и, это было достигнуто за счет усложнения конструкции. Нельзя ie признать, что разработанное сепарационное устройство, имею-iee и внутрибарабанные элементы и выходной сепаратор, является *остаточно сложным для массовых котлов типа E-I-9, особенно в сравнении с существующей в настоящее время серийной конструкци-зй. Сложность конструкции не позволяет рекомендовать выходной линейный сепаратор для всей программы выпуска котлов, но его 1есомненные преимущества должны быть реализованы при разработке специальной модификации котла, предназначенного для работы ia питательной воде с солесодержанием более 300 мг/кг.

Итак, в процессе исследований и отработки конструкций моде-ней выходного линейного сепаратора для котлов типа E-I-9 уста-зовлено:

- оптимальные конструкции сепаратора с перфорированными эбечайками диаметром 0,15 м (М-0,15-7; М-0,15-8) и 0,125 м (М--0,125-6) обеспечивают совместно с внутрибарабанными устройствами, состоящими из сборного короба пароводяной смеси и жалю-зийно-дроссельной стенки (либо заменяющего ее отбойного козырька), влажность отсепарированного пара менее 3% при повышении солесодержания котловой воды вплоть до 14000 мг/кг;

- при отсутствии внутрибарабанных устройств влажность пара на входе в сепаратор возрастает свыше 50%, приводя к повышению его сопротивления и уровня воды в сливном канале, подтоплению перфорации обечайки и, в итоге, к недопустимому увеличению влажности отсепарированного пара;

- сепарационные характеристики оптимальных конструкций при переходе через область критических солесодержаний котловой воды претерпевают скачкообразные изменения, что соответствует имеющимся представлениям о закономерностях процессов в этой области.

4.3. Исследование новых конструкций сепараторов непрерывной продувки центробежного типа.

Конструкция опытного сепаратора Ду 300 показана на рис. 1.12,а. Она разработана с использованием основных конструктивах решений, присущих выносным циклонам котлов высокого давле-гия.

Пароводяная смесь подводится тангенциально к средней части о корпуса высотой 1,5 м через круглый патрубок (88x4)«ICT м. 1ри помощи внутренней укороченной улитки высотой 0,4 м создается крутка потока. Влага стекает в нижнюю часть сепаратора, где установлена крестовина для предотвращения возникновения воронки и захвата пара в водоотводящую трубу. В верхней части парового эбъема размещен отбойный лист. Уменьшение высоты активной части парового объема, по сравнению с рекомендуемой [43] для выносных циклонов, вызвано стремлением к максимальному уменьшению габаритов и металлоемкости новых сепараторов продувки, а также невысокими требованиями к качеству пара (влажность 1*3%). Сепаратор имеет в верхней части патрубок для установки предохранительного клапана, а также снабжен водоуказательным стеклом и манометром.

Результаты испытаний сепаратора Ду 300 приведены на рис. 4.13 в виде зависимости влажности пара за сепаратором от скорости пара, приведенной к его поперечному сечению. Как видно, се-парационная характеристика и> = f (wj') при Р=0,15*0,2 МПа имеет вид, аналогичный характеристикам выносных циклонов, то есть в области докритических нагрузок с увеличением W0" качество пара улучшается за счет усиления центробежного эффекта и затем, при достижении W^p, происходит резкое возрастание и) (свыше 10%). При этом впервые для сепараторов циклонного типа . Выход пара оду 200

Выход пара 3)у100

Выход отсепариро&оннои боды 3)у50

Сепараторы непрерывной продувки: а-опытный образец «^Х/ЗОО; б-с внутренней улиткой; в-с овальным подводящим патрубком; г-опытный образец 800. . . становлено наличие четкого расслоения восходящих участков ха-)актеристик зависимости - i (^о) от кратности циркуляции [термин принят по аналогии с замкнутым контуром) пароводяной ;меси на входе в сепаратор в диапазоне ее изменения от Кч= = 4,5 до Кц= Ю. Численные значения критических скоростей паза при Р=0,2 МПа и Кч= 4,5; 5,5; 7 и 10 соответственно равны: 5,1; 4,9; 4,5 и 4,1 м/с.

В реальных условиях паросодержание продувочной смеси ОСпр за входе в сепараторы определяется количеством пара, выделив-иемся в ней при падении ее давления от давления в барабане кот-па P<f до давления в сепараторе R* . В промышленных котельных в основном устанавливаются деаэраторы 0,12 Ша, поэтому Рс , с учетом сопротивления пароотводящих трубопроводов, будет около Э,15 Ша. Паросодержание смеси в этом случае, как следует из рис.4.14, для котлов низкого и среднего давления находится в диапазоне 10-30%, чему соответствует Кц= 10*3,3.

В основных режимах солесодержание продувочной воды составляло 500+800 мг/кг, поэтому ряд из них был проведен при повышенном содержании л/а3 РОу до 2600*5200 мг/кг (при общем солесодер-жании до 6500 мг/кг), раствор которого является наиболее пенящимся, в сравнении с растворами л/аОН, Уа2 ВОч, л/аСв и их компонентов [63]. Это представляло интерес еще и потому, что при испытаниях [бЗ] выносных циклонов с внутренней улиткой на паровом стенде было обнаружено сильное влияние солесодержания на допустимую нагрузку. В данных опытах такого влияния не выявлено, поскольку все опытные точки цри X, и,-const на графике обобщаются одними кривыми.

Влажность пара при нагрузках менее W^p имеет повышенные значения (0,1*0,5%), в сравнении с выносными циклонами, что обусловлено незначительной высотой парового объема. Это под

С0г%

0,01

5 W" N/c

Рис.^./З.Зависидость влажности отсепарированного пара от его приведённой скорости. 1-Кц=4,5 2-Kit=5,5+6»0 (О);

3-КЦ=7,0+8,0 (в); 4-Кц =10. (®).

0/1 ол QS OA 0,5 0,6 Рс№а

Рис.^./f .Зависимость паро со держания продувочной воды от давления в сепараторе.

-Y50верждается также в 143], где установлено повышение сд в оплати докритических нагрузок с уменьшением +1по»

На этом основании с целью обеспечения более высокого качества пара решено увеличить высоту парового объема до 1,1 м. [анная конструкция (рис.4.12,б), а также конструкция (рис.4,12,в) ! упрощенным узлом ввода продувочной смеси, приняты в качестве [сходных при разработке стандартов fl37, 138] на сепараторы не-грерывной продувки Ду 300. Рекомендуемые максимально допустимые расходы пара Qc для них при Рс =0,16 Ша одинаковы и равны 1,0 т/ч.

Максимально допустимый расход продувочной воды Qnp (т/ч), гаправляемой на сепаратор, подсчитывается по формуле л" = п' Lc-i'c ЦпР Uc L'np~ L'c еде Znp, Lci Lо - удельная энергия продувочной воды до дросселирования, воды и пара в сепараторе, Дд/кг. Сепаратор Ду 800 (рис.4.12,г)имеет цилиндрический корпус о диаметром (820x10) »10 ми высотой 2,8 м.

Продувочная среда подводится в нижней части к штуцеру о

Ь (219x8,5)«10 м приемной трубы, выполненной с поворотом на 90° соосно корпусу, и по ней попадает внутрь заглушённой сверху о распределительной камеры /6 (377x10)«10 м, имеющей равномерно размещенные вертикальные прорези длиной 0,6 м и шириной 0,02 м. Через эти прорези пароводяная смесь направляется на изогнутые с небольшим радиусом кривизны лопасти, разделяющие внутренний объем сепаратора на ряд параллельно действующих сепарационных элементов, в которых под действием центробежных и гравитационных сил происходит разделение смеси. Вода стекает по лопастям вниз и частично отбрасывается на внутреннюю поверхность корпу ia сепаратора, а пар в промежутках между лопастями выходит терх.

На рис.4.15 показаны зависимости влажности пара на выходе 13 сепаратора Ду 800 и его гидравлического сопротивления от 1риведенной скорости пара.

Из графика видно, что критические скорости пара в поперечном сечении сепаратора равны 1,8; 2,5; 3,0 м/с при давлениях 0,6; 0,25; 0,15 Ша, соответственно. Полученным значениям W*p соответствуют критерии К, равные 0,7; 0,62 и 0,58. Поскольку сепарационные характеристики в закритической области нагрузок имеют пологий вид, то предельно допустимая нагрузка может быть несколько увеличена до значений, при которых сО» 0,1%. Паровая нагрузка сепаратора при этом принята [139] равной 6,5 и 12,5 т/ч при ^= 0,16 и 0,8 Ша.

Изменение положения уровня воды в сепараторе в пределах видимости по стеклу указателя не влияет на величину влажности отсепарированного пара во всей области докритических нагрузок ( ид не превышает здесь 0,1%).

Сопротивление сепаратора при критических нагрузках для тех же давлений равно 16, 10 и 8 КПа.

Общее солесодержание воды непрерывной продувки при испытаниях составляло 1000*1400 мг/кг.

Подробные результаты исследования данного сепаратора приведены в [l40].

Характеристики разработанных сепараторов непрерывной продувки представлены в таблице 4.2.

Из сопоставления таблиц 4.2 и 1.3 видно, что новая конструкция сепаратора Ду 300 имеет допустимую паровую нагрузку, превосходящую более чем в 2,5 раза нагрузку сепаратора диаметром 0,6 м, а нагрузка сепаратора Ду 800 близка к таковой для сущест

- f£>~2.

Од,°/о to a)

OA

0.04.

5 W"M/c

A&. К Па

1Z

6) 8 4 0

11 5? • / '1 о / 1/ ! /о о7 SbP • / Л / eg г Щ /1 яр&У/ 1

Ti mL

4 5 Wi,"/c

Рис./^.Зависимость влажности отсепарированного пара ( а ) и гидравлического сопротивления ( б ) сепаратора ДубОО от приведённой скорости пара.

1-Р=0,65 МПа, 2-Р=0,25 МПа, 3-Р=0,15 МПа.

-/созвавшей конструкции диаметром 1,5 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основании исследований на воздуховодяном и паровом тендах обоснована принципиальная возможность создания высоко-орсированных осевых центробежных сепараторов, при использова-ии рассредоточенного отвода жидкости через перфорированную обе-[айку корпуса. Разработана оптимальная конструкция осевого сенатора диаметром Дс=0,24 м и высотой Нс=1,1 м, обладающего повышенной удельной паровой нагрузкой, которой соответствует крите-)ий К, равный 5,1, что более чем в 1,5 раза превосходит макси-?ально достижимые нагрузки выносных циклонов - наиболее форсированных сепараторов котлов низкого и среднего давления.

2. Установлено, что применение в указанном сепараторе перфорированной обечайки в качестве устройств для отвода вццелив-пейся из пароводяной смеси под действием центробежных сил жидкости обеспечило также и его высокую эффективность, характеризующуюся величиной конечной влажности пара порядка 0,01%, при работе на котловой воде докритического и закритического солесо-цержания.

3. Максимальные допускаемые паровые нагрузки, умеренное гидравлическое сопротивление, не превышающее 10 КПа, и высокая эффективность позволяют считать осевой сепаратор с отводом жидкости через перфорированную обечайку универсальным устройством, которое может быть использовано как для предварительного разделения пароводяной смеси, так и для окончательной осушки пара.

4. Выявлены перспективы применения новой конструкции осевого сепаратора в качестве второй ступени сепарации выносных и внутрибарабанных циклонов, а также разработанных на их основе новых сепараторов непрерывной продувки ДуЗОО и 800, в которых только использование принципа центробежной сепарации дало возэжность увеличить паровые нагрузки в 7*8 раз.

5. Применение осевого центробежного сепаратора на серийном отле E-I-9M, имеющем наименьший диаметр барабана (0,65 м), поволило, в сочетании с простейшими внутрибарабанными устройст-ами, обеспечить требуемое качество пара при работе на котловой оде с солесодержанием до 14 ООО мг/кг даже при наличии односту-:енчатого испарения и тем самым значительно сократить потери •епла и воды с продувкой, доходящие в отдельных случаях до 30 и >олее процентов.

6. В обоснование метода расчета сепаратора проведены подобные исследования истечения жидкости под действием центробеж-шх сил из отверстий разных диаметров (0,003; 0,0035; 0,004 и 3,005 м), расположенных на участке обечайки постоянного радиу-за, обтекаемой пленкой жидкости различной толщины (0,0022; 3,003 ; 0,004 и 0,005 м).

7. Установлена функциональная связь мезду количеством жидкости, отводимой из отверстий перфорированной обечайки, и определяющими ее расходными и конструктивными параметрами в виде:

8. Разработан метод расчета осевых центробежных сепараторов с отводом жидкости через перфорированную обечайку, базирующийся на положении об определяющей роли отвода жидкости в оценке предельной нагрузки сепаратора, в отличие от известных методов расчета критических нагрузок по условиям устойчивого течения расслоенного двухфазного потока. На основании данного метода разработаны алгоритмы и программы расчета на ЭВМ. Выполненные расчеты предельно допустимых нагрузок сепаратора показали удовлетворительную сходимость расчетных и экспериментальных данных, что является убедительным подтверждением основных положений ме ода расчета,

9. Результаты диссертации внедрены при разработке следую-[ей нормативно-технической документации:

- ОСТ 24,838.11-72. Сепараторы непрерывной продувки Ду 300. конструкция и технические требования;

- ОСТ 108.838.01-75. Сепаратор непрерывной продувки Ду 800. Сонструкция и технические требования.

10. Новые сепараторы непрерывной продувки Ду 300 внедрены 5ийским котельным заводом, а сепараторы Ду 800 - Таганрогским ютельным заводом.

11. Новые конструкции сепарационных устройств для котлов типа E-I-9 внедряются Монастыриценским машиностроительным завода.

12. Экономический эффект от внедрения результатов работы составляет:

- на один сепаратор Ду 300 - 0,637 т.руб.;

- на один сепаратор Ду 800 - 1,3 т.руб.;

- по сепарационным устройствам для котлов типа E-I-9 -0,64 т.руб. (на I котел).

1. Сорокин Ю.Л., Пушкина О.Л. Выявление возможности повышения удельных нагрузок барабанов паровых котлов на давление 155 ата. Важнейшие работы ЦКТИ за 1966 г. и их эффективность. Л., 1967.

2. Сорокин Ю.Л. О допустимой нагрузке барабанов паровых котлов. Энергомашиностроение, 1961, № 2.

3. Сорокин Ю.Л., Пушкина О.Л. О возможности повышения удельных нагрузок барабанов паровых котлов. Отчет ЦКТИ, 054507/0-4675, 1966.

4. Батшцев В.И., Ларченко В.А. О предельных нагрузках котельных барабанов малого диаметра с барботажной паросепарацией при работе на водах высоких солесодержаний. Теплоэнергетика, 1974, № 8.

5. Козлов Ю.В. Пути повышения удельных нагрузок сепарационных устройств мощных парогенераторов. Труды ЦКТИ, Л., 1971, вып.108.

6. Бузников Е.Ф. Циклонные сепараторы в паровых котлах. М., Энергия, 1969.

7. Бузников Е.Ф. Анализ работы и выбор типа, размеров вертикальных центробежных сепараторов пара. За экономию топлива, 1951, В 10.

8. Пушкина О.Л. Опрокидывание движения пленки жидкости в вертикальных трубах. Труды ЦКТИ, Л., 1969, вып.96.

9. Стерман Л.С. Вспенивание котловых вод. Внутрикотловые физико-химические процессы. М., Из-во АН СССР, 1957.

10. Стерман Л.С. Вспенивание котловой воды. Электрические станции, Jfc 9, 1949.

11. С4. Стырикович М.А., Бартоломей Г.Г., Колокольцев В.Г. Исследование влияния солесодержания воды на набухание уровня и коэффициент уноса. Внутрикотловые физико-химические процессы. М., Из-во АН СССР, 1957.

12. Стырикович М.А. К вопросу о чистоте пара. Внутрикотловые физико-химические процессы и водный режим котлов высокого давления. М., Госэнергоиздат, 1951.

13. Панасенко М.Д. Влияние парового и водяного объемов парового котла на качество пара. Пар высокого давления в энергетике. М., Госэнергоиздат, 1950.

14. Ялышев З.С., Кувшинов Г.И. Приспособление котлов среднего давления к питанию их водой с большим солесодержанием. -Наладочные и экспериментальные работы ОРГРЭС. М., Госэнерго-издат, 1958, вып.ХУ.

15. Акопьянц Б.Е., Ларченко В.А., Мартынов А.С., Дорожков А.А. Изыскание оптимальных конструкций сепарационных устройств для серийных барабанов БиКЗ. Отчет ЦКТИ, 082008/0-7129, 1972.

16. Акопьянц Б.Е., Ларченко В.А., Кокотов Б.Л. Проверка на опытной установке сепарационных возможностей барабана диаметром 1000 мм с серийными сепарационными устройствами. Отчет ЦКТИ, 08914/0-6478, 1970.

17. Переверзев В.А., Цыпин А.С., Межанский А.М. Повышение допускаемого солесодержания котловой воды на котле 1ЭП энергопоезда Б-4000. Отчет ЦКТИ, 9302/0-2960, I960.

18. Котлы паровые стационарные низкого и среднего давления. Организация водно-химического режима РТМ 108.030.114-77.

19. Кошелев И. И. О непрерывной продувке паровых котлов малой производительности. Промышленная энергетика, 1976, & II.

20. Инструкция МО-13-75 ИЭ по "монтажу и эксплуатации парового котлоагрегата E-I-2M, Черкассы, 1978.

21. Паровые котлы ДКВр. Краткое описание и инструкция по монтажу и эксплуатации. Бийск, 1974.

22. Газомазутные паровые котлы типа Е (ДЕ). Техническое описание, инструкция по монтажу, безопасной эксплуатации и обслужившего котлов. 00.0303.002 ИЭ. ППО "Катунь", 1978.

23. Проектирование паровых котельных в США. Информационные материалы ЦКТИ, Л., 1970.

24. Сутоцкий Г.П. Технико-экономический анализ существующих способов очистки воды и выбор типа водоподготовки для высокофорсированных транспортабельных агрегатов. Отчет ЦКТИ, 214412/0-8551, 1975.

25. Осипов A.M., Сидоров В.В. Испытание опытного образца сепаратора продувки диаметром 325x8 мм. Отчет ЦКТИ, 054910/0-6250, 1969.

26. Осипов А.М., Сидоров В.В. Испытания опытного образца сепаратора продувки диаметром 820x10 мм. Отчет ЦКТИ, 054804/0-6861, 1971.

27. Осипов A.M., Сидоров В.В. Разработка и исследование на воз. духо-водяном стенде высокофорсированных центробежных сепараторов. Отчет ЦКТИ 054908/0-7022, 1969.

28. Осипов A.M., Сидоров В.В. Исследование высокоэффективных устройств для разделения двухфазной среды в кипящих реакторах и парогенераторах большой мощности. Отчет ЦКТИ, 054105/0-7136, 1972.

29. Мынкин К.П. Исследование и усовершенствование паросепара-ционных циклонов у источников теплоснабжения. Дис. на соискание учен.степени канд.техн.наук. ВЗЭИ, 1967.

30. Серов И.Т. Об оценке эффективности сепарационных устройств- sooреакторов АЭС. Вопросы атомной науки и техники. Сер.Реак-торостроение. М., ЩШИАтоминформ, 1973.

31. Стырикович М.А., Катковская К.Я., Серов Е.П. Парогенераторы электростанций. М.-Л., Энергия, 1966.

32. J9. Дементьев Б.А., Малинин Ю.И. Экспериментальное исследование центробежного сепаратора с осевым подводом на воздухо-водя-ной смеси. Труды МЭИ, 1972, вып.126.

33. Агеев А.Г., Карасев В.Б., Ильин А.Н. Исследование центробежных сепараторов в контуре принудительной циркуляции. -Энергомашиностроение, 1971, № II.

34. Маргулова Т.Х. Расчет и проектирование парогенераторов атомных электростанций. М., Госэнергоиздат, 1962.

35. Дементьев Б.а., Малинин Ю.И. Экспериментальное исследование центробежного пароводяного сепаратора. Теплоэнергетика, 1974, J& 9.

36. Акопьянц Б.Е. Повышение эффективности выносных сепараторов пара и надежности циркуляционных контуров котлов низкого давления. Дис. на соискание ученой степени канд.техн.наук, ЦКТИ, 1972.

37. Козлов Ю.В., Эскин Н.Б. К вопросу расчета критической нагрузки сепаратора. Теплоэнергетика, 1964, № 2.

38. Кутателадзе С.С., Сорокин Ю.Л. О гидродинамической устойчивости некоторых газожидкостных систем. Вопросы гидравлики и теплообмена в двухфазных средах. М.-Л., ГЭИ, 1961.

39. Сорокин Ю.Л. Критические нагрузки некоторых элементов сепарационных устройств. Дис.на соискание учен.степени канд. техн.наук, ЦКТИ, 1961.

40. Сорокин Ю.Л. О некоторых предельных соотношениях движения газожидкостных потоков в трубах. Труды ЦКТИ. Котлотурбо-строение, 1965, № 59.

41. Кемельман Д.Е. Линейная сепарация влажного пара. М., Энер-гоиздат, 1982.

42. Сорокин Ю.Л. Разработка диаграммы режимов течения вертикального двухфазного потока и ее применение для расчета сепарационных устройств ТЭС и АЭС. Часть I. Разработка и обоснование диаграммы. Отчет ЦКТИ, 054008/0-II3I9, 1983.

43. Курбатов Л.М. Сравнительные испытания осевых турбоциклонов.-Теплоэнергетика, 1978, № 3.

44. Демидова Л.Н. Исследование процессов сепарации жидкости из газожидкостных потоков. Дис. на соискание учен.степени канд.техн.наук. ЛЕННИИХИММАШ, 1971.

45. Можаров Н.А. 0 максимально допустимом расходе пара в сепараторе. Теплоэнергетика, 1961, № 4.

46. Кемельман Д.Н. Линейная сепарация пара и новые пути повышения ее эффективности. Автореферат дис. на соискание учен, степени канд.техн.наук. МЭИ, 1957.

47. Козлов Ю.В. Осушители пара и их использование в различных аппаратах на АЭС. Труды Всесоюзного теплотехнического НИИ, 1974, вып.2.

48. Ромм Э.И. Химический перекос и ступенчатое испарение в генераторах пара. Тепловое хозяйство, 1938, № 8-9.

49. Ромм Э.И. Ступенчатое испарение в генераторах пара. Борьба с авариями пароперегревателей, 1939.

50. Видершайн А.Б., Сенцецкий А.А. Опыт внедрения ступенчатого испарения с выносными циклонами. Известия вузов, I96IVJ£ 3.

51. Дзюба Г.Д., Ухин Б.Н. Эксплуатация секционных котлов ЛМЗ--200 с выносными циклонами. Эл.станции, 1954, JS 10.

52. Батенко В.Ф. Опыты внедрения соленых отсеков с выносными циклонами на котле 70/85 т/ч, 32 ата. Наладочные и экспериментальные работы 0РГРЭС, М., Госэнергоиздат, I960, вы1. SOZпуск XXI.

53. Рубинов Ю.С. Конструкции выносных циклонов и гидравлические схемы их подключения к котлам. Сахарная промышленность, 1961, № I.

54. Маторин А.Н. Исследование и усовершенствование внутрибарабанных и выносных циклонов на воздуховодяных стендах. Отчет ЦКТИ, 1821/0-2452, 1958.

55. Осипов А.М., Шпильберг З.М. Исследование выносных циклонов на паровом стенде высокого давления. Отчет ЦКТИ, 1245/0-3318, 1961.

56. Осипов A.M. Исследование выносного циклона с внутренней улиткой на стенде высокого давления. Отчет ЦКТИ, 054207/0-3807, 1963.

57. ОСТ 108.030.03-75. Циклоны выносные котлов паровых стационарных. Типы. Основные параметры. Конструкция и размеры. Технические требования, 1975.

58. ОСТ 108.838.10-80. Циклоны выносные котлов низкого и среднего давления. Общие технические условия.НПО ЦКТИ, 1980.

59. ОСТ 24.838.10-70. Циклоны выносные для котлов низкого давления. Конструкция, основные размеры и технические требования. Минтяжмаш, 1970.

60. Бузников Е.Ф., Евдокимов А.В. Экспериментальные исследования двухступенчатых выносных циклонов. Энергетик, 1975,№ 9.

61. Акопьянц Б.Е., Сидоров В.В. Теплохимические и циркуляционные испытания комбинированного теплофикационного котла типа КТК-ЮО. Отчет ЦКТИ, 082803/0-10293, 1980.

62. Бузников Е.Ф., Березницкий Л.Я., Крылов А.К., Овчинников В.А. Особенности конструкции и характеристики работы пикового пароводогрейного котла 100 Гкал/ч. Промышленная энергетика, 1975, № I.

63. Бузников Е.Ф., Евдокимов А.В. Оптимальная конструкция выносного циклона двойной сепарации. Энергетик, 1976, № 7.

64. Стырикович М.А., Бузников Е.Ф. Экспериментальные данные по работе вертикальных центробежных сепараторов пара. Котло-турбостроение, 1951, № 6.

65. Маргулова Т.Х. Исследование работы внутрибарабанного циклона на пароводяной смеси. Котлотурбостроение, 1949, № 3.

66. ОСТ 24.838.17-74. Котлы паровые стационарные. Циклоны внутрибарабанные. Типы, конструкция и размеры. Технические требования.

67. Мынкин К.П. Сепарационные устройства паровых котлов. М., Энергия, 1971.

68. Руководящие указания по устройству и обслуживанию продувок паровых котлов. М., Госэнергоиздат, 1953.

69. Кемельман Д.Н., Эскин Н.Б. Методика расчета горизонтальных пленочных и центробежных сепараторов МО ЦКТИ. Л., БТИ ЦКТИ, 1961.

70. Кемельман Д.Н. Определение эффективности центробежного сепаратора прямоточного котла в промышленных условиях. Электрические станции, 1962, № 3.

71. Сорокин Ю.Л., Тамбовцева В.Н. Исследование на воздуховодя-ных стендах и выполнение технических проектов встроенных и выносных пусковых сепараторов для моноблока 1200 Мвт. Отчет ЦКТИ, 054901/0-6652, 1970.

72. Сепараторы растопочные для блоков 300 Мвт. Рекомендации по конструированию и расчету. РШ 24.030.27-72. МТЭ и ТМ СССР.

73. Кременчугский В.М., Вавилин А.Н., Сорокин Ю.Л., Тамбовцева В.Н. Работа узла встроенных сепараторов первого блока 800 Мвт Славянской ГРЭС. Энергомашиностроение, 1975, № 2.

74. Сорокин Ю.Л., Сидоров В.В., Тамбовцева В.Н. Испытания выносного сепаратора и предварительный анализ работы встроенных сепараторов блока 800 Мвт Славянской ГРЭС. Отчет ЦКТИ 054810/0-6008, 1969.

75. Кемельман Д.Н., Таратута В.А., Эскин Н.Б., Ястребов А.Г. Результаты испытания опытного прямоточного котла-утилизатора с двухступенчатой схемой сепарации. Обмен опытом в азотной промышленности, 1962, № I.

76. Пуганов Б.Н. Исследование малогабаритного центробежного сепаратора для прямоточного котла на воздуховодяном стенде. -Отчет ЦКТИ, 1221/0-2805, 1959.

77. Ариэль С.Я. Исследование сепарирующих устройств на котле типа ПК-19. Отчет ЦКТИ 1720/0-2030, 1955.

78. Блинов К.А., Лабинский Ю.В. Исследование выносных центробежных паросепараторов высоконапорных котлов на воздуховодяном стенде. Отчет ЦКТИ, 1955.

79. Приходько В.П., Сафонов В.Н., Лебедюк Г.К. Центробежные каплеуловители с лопастными завихрителями. М., ЦИНТИХИМ-нефтемаш, серия XM-I4, 1975, № 5.

80. Козлов Ю.В. Развитие конструкций сепарационных устройств парогенераторов и кипящих реакторов АЭС с водоводяными реакторами. Теплоэнергетика, 1969, № I.

81. Моен Р.Х., Кудирка А.А., Фитисимменс Г.В., Бурлей Е.Л. Достижения в разработке сепарационных устройств кипящих реакторов. ЭИ ВИНИТИ АН СССР. Теплоэнергетика, 1970, & 32.

82. Бурлей Е.Л. Характеристики внутрикорпусной сепарационной системы реактора с кипящей водой. ЭИ. Теплоэнергетика, 1970, £ 40.

83. Кемельман Д.Н., Уваров Г.А., Пименов В.К. Результаты испытаний фракционных сепараторов с рециркуляцией. Энергетическое оборудование. М., НИИИНФОРМТЯМАШ, 1974.- eos

84. Дементьев В.А., Мойрер М., Скачек М.А., Кривов И.В. Исследование сепарационного устройства с осевым подводом газожидкостной смеси. Теплоэнергетика, 1972, № 3.

85. Карасев В.Б., Агеев А.Г., Серов И.Т., Дубровский И.С. Экспериментальное исследование пароводяного сепаратора с осевым подводом потока. Вопросы атомной науки и техники. Реакторостроение, 1973, вып.4.

86. Агеев А.Г., Карасев В.Б., Дубровский И.С., Карасев Э.К. Авт.свид.СССР № 397713, Официальный бш.ГК СМ СССР по делам изобретений. Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки, 1973, В 37.

87. Патент США № 3614863, 55-452, опубл.1971.

88. Агеев А.Г., Карасев В.Б., Серов И.Т., Титов В.Ф. Сепараци-онные устройства АЭС. М., Энергоиздат, 1982.

89. Зенкевич Ю.В. О вспенивании котловой воды. Отчет ЦЕСТИ, HI2I2, 1939.

90. Зенкевич Ю.В. Лабораторные исследования уноса и ценообразования. Отчет ЦЕСТИ, HI277, 1941.

91. Дуров С.А. Физико-химические основы пенистого переброса котловой воды. Изд.АН СССР, 1948.

92. Дуров С.А. Влияние солевого состава на пенистый переброс котловой воды. Внутрикотловые физико-химические процессы и водный режим котлов высокого давления. М., Госэнергоиз-дат, 1951.

93. Дуров С.А., Чеп И.Г. Коллоидные и взвешенные частицы во внутрикотловом физико-химическом процессе. Прикл.химия, 1957, вып.30.

94. Глейм В.Г., Шеломов И.К., Шидловский В.Р. Влияние взвешенных веществ на стабильность элементарной пены и унос влаги. Теплоэнергетика, I960, № 3.- £ Об

95. Стырикович М.А., Мартынова О.И., Миропольский З.Л. Процессы генерации пара на электростанциях. М.-Л., Энергия, 1969.

96. Акопьянц Б.Е., Синицкая В.А. Обобщение и анализ результатов исследований сепарационных устройств с целью разработки рекомендаций по их выбору для барабанов различных диаметров. Отчет ЦКТИ, 082403/0-8570, 1975.

97. Розен А.М., Голуб С.И., Давыдов И.Ф., Гостинин Г.И. Некоторые закономерности капельного уноса. Докл.АН COOP, 1969, т.187, № 2.

98. Розен A.M., Гостинин Г.И., Давыдов И.Ф., Голуб С.И., Красиков А.Н. К вопросу о влиянии солесодержания воды на капельный унос влаги при барботаке. Изв.АН СССР. Энергетика и транспорт, 1973, вып.6.

99. Панасенко М.Д., Филимонов А. И. Об относительной скорости пара. Изв.ВТИ, 1952, № 3.

100. Стерман Л.С. Испарители. М., Машгиз, 1956.

101. Семеновкер И.Е. Ухудшение циркуляции при вспенивании котловой воды. Теплоэнергетика, 1955, 7.

102. Сухарев Е.И., Акопьянц Б.Е. Влияние водно-химического режима на гидравлические характеристики циркуляционных контуров паровых котлов. Труды ЦКТИ, Котлотурбостроение, 1965, № 59.

103. Радвинский М.В., Акопьянц Б.Е. Применение активированного химического пеногасителя в котлах, работающих на воде с высоким солесодержанием. ГОСИТИ № 10-64-414, 1964.

104. Поверхностно-активные вещества. Справочник под ред.Абрам-зона А.А. и Гаевого Г.М. Л., Химия, 1979.

105. Макинский И.З. Питание котлоагрегатов высокого и среднего давления высокоминерализованной водой. Энергомашиностроение, 1966, № 4.

106. Сидоров В.В. Совершенствование унифицированных сепарационных устройств котла КН-80/40 в условиях повышенного солесодержания котловой воды. Отчет ЦКТИ, 082807/0-10112, 1979.

107. Акопьянц Б.Е., Кокотов Б.Л., Тисенко Н.Н., Штейнер. Исследование сепарации, циркуляции воды и температурного режима труб экранов в серийном котле ДКВр-20-13 при повышенных нагрузках. Отчет ЦКТИ, 082708/0-5822, 1966.

108. Артемьев В.П., Акопьянц Б.Е., Агалаков Е.А., Блинов К.А., Гендельман В.Е., Ларченко В.А. Отработка внутрикотловых схем конверторных котлов-охладителей и газотрубных котлов. Отчет ЦКТИ, 082203/0-7856, 1973.

109. Агалаков Е.А. Испытание и совершенствование сепарационных устройств энерготехнологических котлов для обжига колчедана. Отчет ЦКТИ, 082404/0-8277, 1974.

110. Артемьев В.П., Блинов К.А., Васильев Б.П., Гендельман Е.Б., Немкин Э.М., Семенов М.К. Сепарационные устройства, 30 жь ля 1971, I685I45/24-6, Бюллетень: "Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки", СССР, 1974, № 12.

111. Акопьянц Б.Е. Использование расслоенного режима течения пароводяной смеси для улучшения условий работы парогенераторов низкого и среднего давлений. Энергомашиностроение, 1978, № II.

112. Мочан С.И. Распределение двухфазной смеси в горизонтальных коллекторах. Теплоэнергетика, 1955, № 2.

113. Бузников Е.Ф., Евдокимов А.В. 0 расслоении пароводяной смеси в подводящих трубах к выносному циклону. Энергетик, 1976, № 2.

114. Можаров Н.А., Серов Е.П. 0 расслоенном течении в горизонтальных трубах. Теплоэнергетика, 1962, № 9.

115. Агалаков Е.А. Реконструкция внутрибарабанных устройств котлов ИШ-14/7 и их испытания с целью выдачи рекомендаций по обеспечению надежной работы паросборников без изменения их диаметров. Отчет НПО ЦКТИ, 082606/0-8974, 1976.

116. Смирнов Е.В. Внедрение перспективных сепарационных устройств, унифицируемых на котлах-утилизаторах, в конструкции энергетических котлов БЗЭМ. Отчет ЦКТИ, 082804/0-9926, 1978.

117. Акопьянц Б.Е., Казачек B.JI. Разработка и внедрение двухступенчатой схемы испарения на котле KE-25-I4C для работы на питательной воде с повышенным солесодержанием с целью повышения технического уровня этих котлов. Отчет ЦКТИ, 082103/0-10809, 1981.

118. Кузьмин А.В. Наладка и заводские испытания автоматизированного котлоагрегата Е-1/9-1Г паропроизводительностью I т/ч на природном газе. М., Отчет МО ЦКТИ, 1970.

119. Сурнов А.В. Испытания котла E-I/9-2M, направленные на повышение надежности и безопасности его работы. М., Отчет МО1. ЦКТИ, 1975.

120. Маргулова Т.Х. Методы получения чистого пара. М., Гос-энергоиздат, 1955.

121. Иванов Б.Г., Ухина Б.И. Опыт эксплуатации котлов высокого давления с барботажной промывкой. Теплоэнергетика, 1957, № 8.

122. Кот А. А. К вопросу промывки пара барабанных котлов высокого и сверхвысокого давления. Теплоэнергетика, 1956, № 8,

123. Балдина О.М., Байтина Ц.М. Захват пара в опускные трубы паровых котлов. Труды ЦКТИ, Котлостроение, 1965, В 55.

124. ОСТ 108.030.04-80. Устройство для отбора проб пара и воды паровых котлов. Типы, конструкции, размеры и технические требования.

125. Осипов А.М., Сидоров В.В., Харзеев Ю.И. Создание и исследование сепараторов предварительного разделения пароводяной смеси для вертикального парогенератора ПГВ-250. Труды ЦКТИ, Л., 1982, вып.199.

126. Акопьянц Б.Е. Разработка и промышленное внедрение центробежных сепараторов пара для снижения непрерывной продувки в котлах ДЕ-25-14ГМ. Отчет ЦКТИ, 082206/0-II393, 1983.

127. Акопьянц Б.Е. Разработка техдокументации по новым сепара-ционным устройствам для котлов E-I/9. Отчет ЦКТИ, 082805/0-9775, 1978.

128. ОСТ 24.838.11-72. Сепараторы непрерывной продувки Ду=300. Конструкция и технические требования.

129. OCT I08.838.II-8I. Сепаратор непрерывной продувки Ду=300. Технические условия.

130. ОСТ 108.838.01-75. Сепаратор непрерывной продувки Ду=800. Конструкция и технические требования.

131. Боровков В.М., Осипов А.М., Сидоров В.В. Новая конструкциялсепаратора непрерывной продувки. Информационный листок № 379-73. Серил ЭП-36. Л., МТЦ НТИ, 1973.

132. Аэродинамика закрученной струи. Под ред.Р.Б.Ахмедова. М., Энергия, 1977.

133. Сидоров В.В. Исследование истечения жидкости из отверстий применительно к расчету осевых сепараторов с перфорированным корпусом. Реф.сб.Энергетическое машиностроение, I--82-02, М., 1982.

134. Осипов A.M., Сидоров В.В., Харзеев Ю.И. Экспериментальное исследование осевых центробежных сепараторов для вертикальных парогенераторов АЭС. Реф.сб.Энергетическое машиностроение, 1-82-02, М., 1982.

135. Константинов Ю.М. Гидравлика. Киев, Высшая школа, 1981.

136. Справочник по гидравлическим расчетам. Под ред.П.Г.Киселева, М., Энергия, 1974.

137. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. М., Машиностроение, 1970.

138. Щукин В.К., Халатов А.А. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков осесимметричных каналах. М., Машиностроение, 1982.

139. Вукалович М.П., Новиков И.И. Термодинамика. М., Машиностроение, 1972.

140. Сидоров В.В., Акопьянц Б.Е., Артемьев В.П., Терентьев В.Д. Осевой центробежный сепаратор для котлов типа E-I-9.

141. Реф.сб.Энергетическое машиностроение, I-82-0I, М., 1982.

142. Jul gen Уо€ваМ <£> c/mpj-cy8s с -/re сс/<уг7<р Sec Slec/e Wasse*t - ипс/ SCec/ec/eeii4cizezzec/££oTeArrrCsc'/fe ъ were Acsr?gл fegtuS. -/963, л/5.

143. Von Uo/ге-Мес /7? О r a gene ВеггтЫ Мбеггсвее, A/cricr€с/ xcses7 SOc/nyofurc?ssev- SepofzatCorr cr,- 2 Н

144. Sieot6uras$>e *t ъеаЖ&аъ&п и not 'tbormpfetsieugrebn- /\~torrr urrc/ s-/tom, /970J А/44/42.

145. K.H. вчавепеъ. Зе£*.Сеёз veiAaeten c/es F&eezyf-fo- №(X*t/>re ktorff, 4972J л/2

146. Уоб*t E. Я)£е Ю&т^- UTasset- SepxxiaTitorr

147. Teie c/es k<!f'6€&'zeis£crs7f Afansi^a^iio^ /97/, гз^

148. Ро€€а4 С. tonsil и. Ж £ cor? \/orrr %)ofmpf-K/crsse*-A6sc6eLcte*L t/ncf 'Юалгьр^ъоеЖ/теъ. ~-7974, гъ */44.155. &Li%on А . Т&е c^rcr/7^0/7^ i.ecof -&oc€ei f7cr/7&(pe/тте/г6.J} Рвет,7-6 £rrp"(g^&tUX

149. Baxy MoHarrymac/ R. У/7 Ыа с site а в босбеъ €£oztfctou *heai. tecoirety t) Pxoc. Ame*. Pou/et tonf. Vot C-hccatgo j Wл 4978157. /Voacfc WO. Лnurerrc/tsrrcfen c/es Ve£ox. pzemepi ins вегрелпе/ Ha^errweserr . Bzoum /ЗоггеъС MiiteLiungen? 4943.

150. S Af.G. J4ye Ve.£ox s^eo^/77 ^ene^cr-doicfС freezing , CLpt.66, 493^ r.2.1711. ПРШЮЖЕНИЕ I

151. Расчеты экономической эффективности

152. Расчет экономического эффекта от создания и внедрения сепарационных устройств для котлов типа E-I-91. Выбор базы для сравнения

153. Экономический эффект получен за счет установки на котле новых сепарационных устройств, которые позволяют увеличить солесо-держание котловой воды до 4300 мг/кг.

154. За базу для сравнения принят котел с простейшими сепараци-онными устройствами, которые допускают солесодержание котловой воды на уровне 3000 мг/кг.

155. Исходные данные для расчета экономического эффекта1. Наименование показателей1. Сравниваемые варианты

156. Обоснование исходных данных или расчет

157. До прове- После про-дения ме- ведения мероприятий роприятий

158. Производитель- 1,0 ность котла,1. Дк, т/ч1,0 Паспортная производительность

159. Число часов использования установленной производительности, <Г, час/год 4000 4000 Данные основного заказчика

160. Предельное солесо-держание котловой воды, SKP6 » мг/кг 3000 4300 Технические условия ТУ 108-684-77 и изменения к техническим условиям ТУ 108-684-77

161. Процент продувки на котле с сепарацион-ными устройствами (старыми;, рл , % 10 а. Технические условия ТУ 108-684-77

162. Салесодержание питательной ВОДЫ Sn.6 » мг/кг 272 272 с с P<-S*.e ^п.б JQQ + Pj - <4О ЗООО ~ 400 + 40 ~ А *

163. Процент продувки на котле с сепарацион-ными устройствами (новыми), Р& , % mm 6,75 Рг= с 1п\ * OK.g Sn.s ^ я

164. Расход продувочной воды, *%>„Pi , т/ч oD пр& , т/ч 0,1 0,068 «гч Р%0 * <Нпр- уоо о, у = ««ом

165. Часовая экономия продувочной воды, аФпр » т/ч 0,032 д*в0/7уо - *bbnpz -'tbrrpj ~ - 0,4-0,068= 0,038.

166. Годовая экономия пит.воды за счет уменьшения продувки, д 3Dпр , т/год 128 с д'&пр Albnp ' L - = ЦОЗг-4ооо = 4Z8

167. Экономия условного топлива, получаемая от снижения продувки д В 1 ТУ-Т год3,861. QZycA 20•100 7000 /00=3,8Сгде Он уса- теплота сгорания условного топливакоэффициент полезного действия котла из карты технического уровня (М27540 КУ)

168. Замыкающие затраты на I ТУ*Т -каменный уголь,3» ШР1. ТУГт31,5 31,5

169. Инструкция по определению экономического эффекта, приложение 5 в соответствии с "Портфелем заказов" ММЗ

170. Экономия топлива от уменьшения процента продувки после проведения дополнительных мероприятий, дИт, т.руб.год1. А И у- АВз =-з5,86- 31 А /о =о,1 г0,121

171. Суммарная экономия ежегодных затрат, дИ, т.руб.0,159а И = дИП.е +дит =1. Ц038 + 0,121=0,15S

172. Удельные предпро-изводственные затраты, связанные с созданием новых сепарационных устройств Кк5 » т.руб. «?0,043

173. Принято ММЗ, что пред-производственные затраты Ппр==15,0 т.руб. (сепарационные устройства распространяются на 5 типов котлов). Годовой выпуск котлов А=700 (по плану завода)18. Коэффициент учета «чизменения произво- л oUH - / пдительности ап - 1»0 п 1

174. Срок службы котла Карта техническогодо списания уровня (М 27540 КУ)1. ТСд, час 60000 60000