Основы методики расчета простых и сложных контуров циркуляции

В топочной камере паровых котлов с есте­ственной циркуляцией обычно располагаются парообразующие трубы циркуляционных кон­туров. В контурах организуется непрерывное движение воды и пароводяной смеси (цирку­ляция), благодаря чему обеспечивается непре­рывный и достаточно эффективный отвод теп­ла от поверхности нагрева. Это позволяет поддерживать температуру металла поверхно­сти нагрева на допустимом уровне, следова­тельно, обеспечивать надежную длительную работу контуров циркуляции.

Отличительными особенностями слож­ного контура являются различие геометрических характеристик подъемных труб и их обогрева. Общими элементами являются опускные трубы, обеспечивающие питание подъемных звеньев всех циркуляцион­ных контуров, образующих сложный кон­тур.

Простой контур состоит из барабана 1, опускных труб 2, нижнего коллектора 3 и обогреваемых подъёмных труб 4. В подъёмных трубах образуется пароводяная смесь. Гидростатическое давление столба воды в нижнем коллекторе со стороны опускных труб оказывается больше давления со стороны подъёмных труб. Это является причиной движения среды: пароводяная смесь движется из подъёмных труб в барабан, а на её место поступает вода из опускных труб. Устанавливается такая скорость, при которой разность гидростатических давлений расходуется на преодоление различных сопротивлений, т.е. соблюдается баланс сил.

Задачу о надёжной работе контура естественной циркуляции нужно ставить как поверочный расчёт, потому что геометрические характеристики и интенсивность обогрева определяются условиями горения топлива и охлаждения продуктов сгорания. Это означает, что контур циркуляции уже имеется, внешние условия его работы заданы, и требуется найти параметры движения среды в трубах. Основные положения нормативного метода расчёта естественной циркуляции, применительно к простому контуру.

Разность гидростатических давлений – движущий напор

где ρ ' – плотность воды в состоянии насыщения при давлении в барабане1, ρсм – средняя плотность смеси на испарительном участке, H и H эк – полная высота контура и высота экономайзерного участка. Движущий напор расходуется на преодоление гидравлических

сопротивлений в подъёмных и опускных трубах,

Разность между движущим напором и сопротивлением подъёмных труб, так называемый полезный напор

Так что Это соотношение называют уравнением циркуляции. Его решают графически. Для этого рекомендуется задаться несколькими значениями скорости на входе в подъёмные трубы и для каждого зна чения вычислять p пол и Δ p оп.С ростом скорости растут гидравлические сопротивления, а полезный напор уменьшается, поэтому кривые p пол и Δ p оп должны пересечься. Точка пересечения определяет скорость, которая реализуется в действительности. Далее нетрудно рассчитать все гидравлические характеристики контура и оценить надёжность его работы. Для расчёта средней плотности смеси

определяют среднее объёмное паросодержание. В реальных условиях простые контуры всегда гидравлически связаны между собой и образуют сложный контур.

Расчёт сложного контура базируется на расчёте простого. Отличие заключается в том, что определяется полезный напор контура как сумма полезных напоров экрана, испарительных труб и отводящих труб.