Барабанный парогенератор Советский патент 1980 года по МПК F22B21/00 F22B35/04 

t

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при создании парогенераторов барабанного типа.

Известны барабанные парогенерато- 5 ры, содержсццие контур циркуляции нагреваемой среды, пароперегревательный тракт и экономайзер, подключенный к барабану трубопроводом с задвижкой

1.«О

Существенным недостатком таких парогенераторов является относительно большая продолжительность их пуска, что объясняется следующим.

При пуске парогенератора подключе-|5 .ние его к потребителю (при блочном выполнений, - к турбине) может быть произведено только после повышения температуры рабочего тела в паропро- воде в месте подключения потребителя/20 до требуемого значения. Известно, что прогрев пароперегревателя и паропроводов определяется двумя факторами: температурой и расходом рабочего тела, которые в свою очередь определяются 25 тепловыделением в топке Ввиду значительных затрат тепла на повышение аккумуляции бар-абанного парогенератора при пуске его всегда есть несоответствие между расходом пара, выработан- 30

ного в контуре естественной циркуляции и охлаждающего пароперегреватель/ и тепловыделением в топке. Указанное несоответствие обуславливает чрезмерное повышение температуры металла пароперегревателя, в результате чего ограничивается скорость увеличения тепловыделения в топке и, соответственно ,увеличивается продолжительность прогрева паропроводов и длительность пуска.

Недостатком указанных конструкций является и трудность обеспечения при пуске надежного режима барабана и экономайзера..

Цель изобретения - повышение экбномичности и надежности путем сокращения времени пуска, а обеспечение возможности длительной работы с увеличенной мощностью сверх номинальной.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве к трубопроводу 1ежду экономайзером и задвижкой подключен сепаратор, паровое пространство которого через дополнительный дроссель соединено с пароперегревательным тр 1Ктом, а водяное через дополнительный регулирующий клапан подключено к контуру циркуляции нагреваемой среды.

Кроме того, экономайзер снабжен автономным нагревателем.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Барабан 1 парогенератора с подъемными и опускными трубами образует контур 2 циркуляции нагреваемой среды. Барабан 1 подключен к тракту первичного пароперегревателя 3, соединеного с паропроводом 4. К барабану 1 трубопроводом 5 с включенной в него задвижкой б подключен экономайзер 7. К трубопроводу 5 между задвижкой 6 и экономайзером 7 с регулирующим клапаном 8 питания подключен сепаратор 9, паровое пространство которого паропроводом 10 с включенным в него дополнительным дросселем 11 соединено с трактом первичного пароперегревателя 3;паропровод 12 с включенным в него дополнительным дросселем 13 связывает паровой объем сепаратора 9 с трактом 14вторичного пароперегревателя с паропроводами.

Водяное пространство сепаратора 9 через дополнительный регулирующий клапан 15 подключено к трубопроводу 5. Возможно подключение сепаратора 9 и к другим точкам контура циркуляции, например к его нижним коллекторам (на чертеже указанное подключение не показано).

Между сепаратором 9 и регулирующим клапаном 15 подключен трубопровод 16.с клапаном 17, соединенный, например, с деаэратором (на чертеже не показан) или с каким-либо другим элементом парогенератора, в котором производится утилизация горячей воды.

В Зоне экономайзера 7 может быть размещен автономный нагреватель, например дополнительное горелочное устройство 18. Оно может быть вьаполнено в виде обычной горелки, установ ленной либо на стенах газохода, либо в специальной камере, соединенной с газоходом.- В последнем случае камера может быть соединена и с другими точками газового тракта котла, т.е. топки, и частью конвективного газохода, в которой размещен пароперегреватель . Выполнение горелочного устройства возможно и в виде газоходов с регулирующими клапанами, соединяющих пространство топки парогенератора выше зоны размещения основных горелочных устройств с зоной га зохода,в которой размещен экономайзер.

Барабан парогенератора, тракты первичного и вторичного пароперегревателя с паропроводами, а также участки паропроводов 10 и 12 между дросселями 11 и 13 соответственно и трактами 14 вторичного пароперегревателя с паропроводами и первичного пароперегревателя 3 с паропроводом

4 оснащены датчиками давления рабочего тела (на чертеже не показаны). Парогенератор работает следующим образом.

При пуске парогенератора перед рожигом основных горелочных устройств, установленных в топке, устанав ливают в барабане 1 растопочный уровень. Для этого открывают регулирующий клапан 8 питания и задвижку 6, и нагреваемая среда (питательная вода) через экономайзер 7 по трубопроводу 5 поступает в барабан 1. После установления растопочного уровня в барабане 1 зажигают основные горелочные устройства в топке и закрЕлвают задвижку б, продолжая подачу питателной воды в экономайзер 7 Через регулирующий, клапан 8 питания. При этом в контуре экономайзер 7 - сепаратор 9 устанавливается высокое давление, развиваемое питательным насосом. До начала парообразования в экономайзере 7 дроссели. 11 и 13 закрыты; уровень в барабане регулируют клапанами 15 и 17 путем перераспределения расходов питательной воды между трубопроводами 5 и 16 .

По мере повышения температуры топочных газов перед экономайзером 7 и (или) включения автономного нагревателя (дополнительного горелочного устройства 18) в сепаратор 9 начинает поступать пароводяная смесь. В этот период открывают дроссели 11 и (или) 13 на паропроводах 10 и 12 соответственно и в дополнение к пару, образованному в контуре 2 циркуляции и проткающему в тракте первичного пароперегревателя 3 с паропров.одом 4 и в тракте 14 вторичного пароперегревателя, в указанные тракты подают пар, полученный в сепараторе 9. Степень открытия дросселя 11 при этом устанавливают так, чтобы давление за ним, контролируемое по показаниям датчиков давления рабочего тела-, было меньше давления в барабане 1 на величину гидравлического сопротивления тракта первичного пароперегревателя 3 с паропроводом 4 от барабана 1 до места подключения к первичному пароперегревателю 3 паропровода 10. Степень Открытия дросселя 13 устанавливают из условия поддержания в тра:кте 14 вторичного пароперегревателя с паропроводами давления не выше допустимого.

Уровень воды в барабане 1 продолжают регулировать клапанами 15 и 17.

В период пускапостепенно увеличивают расход топлива на основные горелочные устройства, размещенные в топке. Последнее вызывает повышение . давления рабочего тела в барабане 1 и контуре 2 циркуляции и увеличение расхода выработанного в нем пара, протекающего в пароперегревателе 3 и охлаждающего его. После повышения давления в барабане 1 до величины. йри которой в период быстрого увеличения расхода топлива на основные горелки может быть обеспечен надежны режим охлаждения пароперегревателя 3 (0,4-0,8 яомилального давления) и ра хода пара из барабана 1,при котором обеспечивается надежная работа эконо майзера 7 (расход пара равен расходу питательной воды через экономайзер), открывают задвижку б и закрывают дроссели Ни 13, клапаны 15 и 17; отключают дополнительное горелочное устройство 18. Окончание пуска приводят по общепринятой технологии пуска барабанных парогенераторов путем увеличения рас хода топлива на основные горелочные устройства в топке, приводящего к повышению параметров рабочего тела и расхода пара до номинальных значений. При работе с полной нагрузкой в случае необходимости временного ее повышения сверх номинальной включают дополнительное горелочное устройство 18, регулирующим клапаном 8 питания увеличивают расход питательной воды сверх необходимого по условию регулирования уровня воды в барабане 1 и, открывая по меньшей мере один из дросселей 11 и 13, в дополнение к номинальному расходу пара, выработанно му в контуре 2 циркуляции,- повышают паропроизводительность парогенератора на величину расхода пара,выработанного в экономайзере 7. После снижения нагрузки до величины,которая может быть обеспечена паропроизводитель йостью только контура 2 циркуляции, дополнительное горелочное устройство 18 отключают,закрывают дроссели 11 и 13,регулирующим клапаном 8 питания уменьшают расход питательной воды, переходя на регулирование его по уров ню в барабане 1, По сравнению с продол:«ктельностью пуска известных барабанных парогенераторов про должительность пуска пред ложенного парогенератора значительно меньше, причем при более высокой надежности его элементов и в первую очередь трактов пароперегревателей с паропроводами. Это объясняется тем, что через тракты пароперегревателей с паропроводами обеспечивается проток большого расхода пара (на величину . , выработанного в экономайзере, причем поскольку давление в нем создается питательным насосом, а не за счет тепла топлива, выработка этого дополнительного расхода происходит при полном соответствии между расходом и тепловой нагрузкой). В результате уменьшается несоответствие расхода пара, охлаждающего пароперегреватель, тепловьщелению в топке и в ней появляется возможность повысить скорость тепловьдделения. Предложенная конструкция позволяет также при работе парогенератора в регулировочном диапазоне нагрузок осуществлять повышение паропроизводительности сверх величины, на которую рассчитан контур циркуляции. Указанное повышение мощности достигается путем экономайзера из режима подогрева воды в режим выработки пара, что недостижимо дня известных парогенераторов . Формула изобретения 1.Барабанный парогенератор, содержащий контур циркуляции нагреваемой среды, пароперегревательный тракт и экономайзер, подключенный к барабану трубопроводом с задвижкой, о т л .и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьлшенйя экономичности и надежности, к трубопроводу между экономайзером и- задвижкой подключен сепаратор, паровое пространство которого через дополнительный дроссель соединено с пароперегревательным трактом, а водяное через дополнительный регулирующий клапан подключено к контуру циркуляции нагреваемой среды. 2.Парогенератор по п.1,о т л и ча ю щ и и с я тем, что экономайзер снабжен автономным нагревателем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Елизаров П.П. Эксплуатация котельных установок высокого давления. М-Л., Госэнергоиздат, 1961, с. 48, рис. 3-12,