Руководящие указания по осмотру и приемке внутрикотловых устройств

Б. ГРУБАЯ И ТОНКАЯ СЕПАРАЦИЯ

В большинстве схем сепарация, т.е. отделение пара от воды, осуществляется в два или более приема. Сначала происходит отделение основной массы воды от пара - так называемая "грубая" сепарация. При обычных для современных мощных котлов кратностях циркуляции, составляющих 10, 20 и 40 (меньшая величина относится к радиационным котлам высокого давления, средняя - к хорошо развитым экранам котлов среднего давления, а большая - к конвективным пучкам мощных котлов среднего давления) в устройствах грубой сепарации на каждый килограмм отсепарированного пара отделяется 10-40 кг воды. Далее пар с относительно небольшой влажностью (оцениваемой единицами и максимум десятками процентов по весу) входит в так называемый сепарационно-активный объем барабана, где под действием силы тяжести происходит выпадение мелких капелек воды из парового потока. В большинстве современных схем внутрикотловых устройств (фиг.1), в частности, схем по проектам ОРГРЭС, сепарационно-активный паровой объем является решающим элементом, от правильности работы которого зависит эффективность всего устройства.

Фиг.1. Основные схемы внутрибарабанных сепарационных устройств (чистый отсек)

1 - ввод пароводяной смеси; 2 - отвод пара; 3 - основной циркуляционный поток;
4 - опускные трубы; 5 - сепарационно-активный объем; 6 - абсолютно плотный шов.

 I. Схема продольного обтекания паром сепарационно-активного объема барабана: а) глухой разделительный
щит и короткий пароприемный потолок в середине барабана; напорная водораспределительная труба.  

II. Схемы поперечного обтекания паром сепарационно-активного объема барабана: б) щелевой щит
и пароприемный потолок по всей длине барабана; напорная водораспределительная труба;
в) щелевой щит со встречными жалюзи и размывочное корыто (схема ЦКТИ); г) дроссельная "стенка",
пароприемный потолок и напорная водораспределительная труба; д) погруженный дырчатый щит,
водораспределительные насадки, пароприемный потолок; е) циклоны, напорная
водораспределительная труба, пароприемный потолок

В этом объеме осуществляется наиболее ответственная задача - "тонкая" сепарация, т.е. отделение от пара мелких капелек воды. Для обеспечения эффективной сепарации паровой поток принудительно распределяется равномерно по всему сепарационно-активному объему путем правильной организации входа пара в этот объем элементами устройства грубой сепарации и правильной организации отвода пара из него пароприемным устройством.

Таким образом, в широко распространенных у нас устройствах по схемам ОРГРЭС отделение от пара основной массы воды осуществляется в устройстве грубой сепарации (щелевой щит, швеллерковая двухрядная стенка, дроссельная стенка, погруженный дырчатый щит, поворотные камеры, внутрибарабанные циклоны и их различные комбинации) и предшествующих этому устройству по ходу пара частях объема барабана. Мелкие же капельки воды отделяются от пара в сепарационно-активном объеме, который вместе с организующим его работу пароприемным устройством является решающим элементом всей схемы. Большие массы воды отделяются от пара сравнительно легко, поэтому создание эффективных устройств грубой сепарации не представляет большой трудности. Отделение же мелких капелек воды (тонкая сепарация) является весьма сложной задачей, а эффективность работы элементов, служащих для этой цели, может быть легко нарушена малейшим, на первый взгляд незначительным, дефектом внутрибарабанного устройства.

Наиболее частая причина снижения эффективности устройства, в котором тонкая сепарация осуществляется в сепарационно-активном паровом объеме, - это появление местного высокоскоростного потока (струи) пара, пароводяной смеси или воды, который обходит или "пробивает" этот объем и заносит воду в поток "осушенного" пара, подготовленного для отвода из барабана в перегреватель (фиг.2-4).

Фиг.2. Паразитные потоки и опасные неплотности в верхнем барабане двухбарабанного
котла при схеме "погруженный дырчатый щит и пароприемный потолок"

А - струя пароводяной смеси; Б - струя питательной воды; Х - места опасных неплотностей;

1 -  ввод пароводяной смеси; 2 -  ввод питательной воды; 3 -  отвод пара; 4 -  опускной пучок.

Фиг.3. Паразитные потоки и опасные неплотности в заднем барабане многобарабанного котла
при схеме "щелевой щит и паросборное устройство - труба плюс потолок"

А - подсос влажного пара; Б - подсос пароводяной смеси;  

1 - пароперепускные трубы из переднего барабана; 2 - водоперепускные трубы; 3 - второй кипятильный пучок;
 4 - опускной пучок; 5 - щелевой щит; 6 - сепарационно-активный объем; 7 - пароприемный потолок;
8 - паросборная труба; 9 - водораспределительная труба; 10 - ввод пароводяной смеси
из бокового экрана; 11 - улитка на вводе пароводяной смеси от бокового экрана.                
а - опасные неплотности в соединении верхнего козырька щелевого щита с телом барабана - влажный пар
прорывается в пространство над потолком; б - опасные неплотности в том же соединении - влажный пар может
попасть в неплотности паросборной трубы; в - особенно опасные неплотности в соединениях паросборной трубы,
выходящей из полости пароприемного потолка в торец барабана, где расположен ввод пароводяной смеси
от бокового экрана; через неплотности в приемной коробке бокового экрана пароводяная смесь
может попадать в неплотности паросборной трубы.

Фиг.4. Паразитные потоки и опасные неплотности при схеме "коробы с циклонами
и пароприемный потолок" (чистый или соленый отсек)

А - струя пароводяной смеси; X - места опасных неплотностей в коробах;
1 - ввод пароводяной смеси из бокового экрана; 2 - коробы подвода к циклонам; 3 - циклоны;
4 - пароприемный потолок.