Сепарационное устройство

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТОУ И САНИЕ ВТОРСКОМУ ара- изо 17)(54) СЕПАРА (57) Использ ции пара в и бретения; распределит ленного в ба лоны (14) с подвода па (14)установл ные патрубк ба (13). 2 ил. юлй 35оизводственноеобьединию и проектированию энудования им, И. И. Пол ен нок ев и Б. Е. Акопьянцвидетельство СССР22 В 37/26, 1970.видетельство СССР22 В 37/26, 1970. ж ро(21) 4891369/О (22) 13,12.90. (46) 23.09.92, Б (71) Научно-пр по исследован тического обор .ва (72) В. П, Артем (56) Авторское М 334430, кл.Авторское М 340833, кл. СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О 17 б 379 б А 1 ЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ование: устройства для се аровых котлах. Сущностьв стенках (16, ельного короба (13), уст рабане (1) котла, крепятся тангенциальными патруб ровоздувной смеси, Цик ены так, что их части, снаб ами, расположены внутри1763796 15 35 5055 Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть испбльзовано для сепарации пара в паровых котлах.Известны сепарационные устройства для разделения пароводяной"смеси в барабанах паровых котлов, содержащие цикло- ныл,Это единственное внутрибарабанное устройство, обеспечивающее работу котлов на питательной воде"повышенйогосолесодержания и котловой воде закритического по набуханию и вспениванию солесодержания. Для обеспечения проходов вдоль барабанов. получения возможности размещения большего количества циклонов применена такая компоновка, при которой циклоны размещаются вдоль боковых образующих барабанов, Однако в этом случае доступ к месту соединения циклонов с коробами особенно в барабанах малого диаметра затруднен или невозможен, в связи с этим при сборке "могут возникнуть неплотности в сочленениях, которые пагубно сказываются на качестве пара, т. к, гидравлическое сопротивление циклонов составляет несколько сотен кгс/см и даже через незначительные зазоры в барабан поступает неотсепарированный пар. Высота циклонов по РД также ограничивается тем обстоятельством, что они смещены к боковым образующим барабана.Для котлов низкого давления, где в барабан выносится особо большое количество воды, а диаметр барабана часто равен или меньше 1000 мм внутрибарабанные циклоны по вышеуказанному РД вообще неприменимы, т. к, вода по стенкам поступает не только к нижнему, но и к верхнему срезу циклонов и далее в паровой обьем.Для исключения этих недостатков предложено сместить циклоны к продольной оси барабана. В результате увеличивается высота цилиндрической части циклонов, расположенной выше подводящего патрубка и тем самым повышаетСя допустимая нагрузка и качество пара, Такое рещение сделало возможным применить в опытном порядке внутрибарабанные циклоны даже для стандартного для промэнергетики барабана диаметром 1000 мм при низком давлении пара (Р=14 кгс/см ), когда парогенерирующие2трубы выносят в циклоны весьма большое количество воды 21, Однако и в этом случае были изготовлены и испытаны только опытные образцы, т. к. барабан оказался более загроможденным циклонами, распределительными коробами, подводящими патрубками, что при необходимости периодически осматривать трубы, подведенные к барабану,требует точных сочленений в барабанах. и высококачественных сборочных работ, несвойственных котельной практике, организовать которые в условиях барабанов малого диаметра практически невозможно, 5 Наибольшая технологичность сборкигруппы циклонов в барабане достигается если количество циклонов минимально и, наоборот, единичная производительность наибольшая и если для подвода пароводя ной смеси используется лишь один патру-.бок на каждый циклон. В этом случае подводящий патрубок занимает начительную часть высоты циклона, что отрицательно сказывается на его работоспособности,так как эффективность сепарации определяется высотой цилиндрической части циклонов, расположенной выше подводящего патрубка, выраженной числоМ диаметров циклона, По а, с. 340833 это два диаметра, 20 Сепарационное устройство по а, с. 340833не обеспечивает высокую экономичность котла из-за того, что внутрибарабанные циклоны с распределительными коробами и подводящими патрубками загромождают 25 барабан, особенно его центральную часть,которая используется для монтажа и обслуживания, Даже малейшие неплотности в сочленении циклонов; коробов и патрубков при большом гидравлическом сопротивле нии системы и невозмокности надежнопроконтролировать качество сборки приводят к недопустимому ухудшению вырабатываемого пара, что исключает возможность применения внутрибарабанных циклонов в котлах низкого давления с барабанами малого диаметра и ведет к увеличению продувок котловой воды. Сепарационные же устройства другого типа не работают при закритических солесодержаниях котловой40 воды и, следовательно, не обеспечиваютнормативную продувку Целью изобретения является повышение экономичности работы котла за счет уменьшения продувок котловой воды вслед 45 ствии повышения качества сепарации. Указанная цель достигается в сепарационном устройстве для разделения пароводяной смеси, включающем установленные в барабане котла распределительный короб и соединенные с ним циклоны, при этом циклоны снабжены тангенциальными соплами подвода паровоздушной смеси, Циклоны закреплены в стенках короба таким образом, что их части, содержащие сопла, расположены внутри короба.Такое рещение снимает ограничение на количество сопел, которые обеспечивают тангенциальный подвод пароводяной смеси, они распределяются по окружности и тем самым. уменьшается по высоте участок1763796 5 6циклона, занимаемый сопловым аппаратом, ся с помощью дырчатого потолка 11 и жалюЗа этот счет увеличивается рабочая высота зийного сепаратора 12. В участке барабана,циклона, Снимается ограничение по количе- относящемся ко второй ступени испаренияству, уменьшению диаметра циклонов и по установлен распределительный короб 13,тому независимо от их положения в 5 вкотором крепятся циклоны 14 так. что собарабане, диаметры могут быть выбраны пловойаппаратв видетангенциальных паттак, чтобы высота рабочей части составляла рубков 15 оказывается впределахнеобходимое количество диаметров. Такие распределительного короба. Отсутствиециклоны в качестве сепараторов пара могут связи между стенкамикороба и циклонамииспользоваться даже для барабанов малого 10 позволяет вместо одиночных патрубков 15диаметра (1000 мм) котлов низкого дав- применить рассредоточенный по окружноления. Компактность конструкций позволя- стисопловой аппарат, уменьшить его высоет располагать через перегородку ту; а также длинупатрубков 15 и напротивпараллельную оси барабана ступень испа- увеличить высоту рабочей части циклонов,. рения с внутрибарабанными циклонами, 15 находящейся над сопловым аппаратом, Стак как такая ступень в барабане занимает приближением к стенке барабана и уменьменьшую долю е о поперечного сечения, шением высоты диаметр циклонов уменьСопоставительный анализ предлагае- шается и сохраняетсяусловие, чтобымого изобретения и прототйпа позволйет рабочая часть сепаратора по высоте превы- .сделать вывод, что новым является закреп шала два его диаметра, Количество циклоление циклонов, снабженных тангенциаль- нов и их возможная производительность оными соплами подвода паровоздушной этом случае ограничивается лишь условиясреды, в верхней и нижней крышках короба, ми их приварки к верхней 16 и нижней 17т. е, расположение подводящих сопел внут- крйшкам распределительногокороба.ри короба. что позволяет отказаться от пат Для окончательной сепарации пара парубков, соединяющих короб с циклонами; и следующей ступени испарения также истем самым повысить качество сепарации. пользуются жалюзийные сепараторы 12 сПо мнению авторов вышеперечисленные дырчатым потолком 11,признаки обеспечивают изобретению соот- Пар из барабана отводится трубопрововетствие критерию "новизна". 30 дом 18.Совокупность известных и новых при-Предлагаемое сепарационное устройзнаков позволяет, как уже отмечалось, по- ство действует следующим образом.высить качество сепарации пара, чтоБарабан 1 котла питается водой черезприводит к сокращению величины продувок первую ступень испарения по трубе 5,котловой воды и тем самым увеличивает 35 Пароводяная смесь поступает в первуюэкономичность котла. ступень испарения по трубам 7, и в основСепарационных устройств для разделе- ном, разделяетсяна пар и воду в объеме 3,ния пароводяной смеси, содержащих при- под воздействием дырчатого потолка 11,знаки, сходные с отличительными распределяющего паровую нагрузку по объпризнаками предполагаемого изобретения 40 ему. Пар проходит окончательную сепаране обнаружено при изучении других анало- цию в жалющийном сепараторе 12 игйчныхтехнических решений вданнойобла- покидает барабан через трубопровод 18,сти техники, Таким образом, заявляемое Котловая вода первой ступени питаетсепарационное устройство для разделения вторуюступень 4 по трубе 6. Пароводянаяпаровоздушной среды отвечает критерию 45 смесь во вторую ступень испарения посту"существенные отличия" пает по трубам 8, попадает в распределиНа фиг. 1 показан поперечный и про- тельный короб 13, где расположеныдольный разрезы барабана; на фиг, 2 - раз- сопловые аппараты группы циклонных серез А - А на фиг. 1. параторов пара 14, укрепленных в верхнейБарабан 1 разделен перегородкой 2 на 50 16 и нижней 17 стенках распределительногоф первую 3 и вторую 4 ступени испарения. короба. Пароводяная смесь, в циклонах заКотел питается водой через трубу 5. Подпит- кручивается, разделяется на пар и воду, раска последующей ступени из предыдущей пределяясь по соплам циклонов.осуществляетсяпоперепускнойтрубе 6,Па- уменьшающихся по диаметру и высоте пороводяная смеси подается в первую сту мере приближения к боковой образующейпень трубами 7, во вторую трубами 8, барабана,носохраняющихприэтомэффекЦиркуляция воды обеспечивается опускны- тивность, так как эффективность определями трубами соответственно 9 и 10, ется соотношением высоты рабочей частиПар в первой ступени испарения рас- над сопловым аппаратом и диаметром цикпределяется вдоль барабана и сепарирует- лойа, Пароводяная смесь полностью посту1763796 7 8пает в сойловой аппарат, так как он распо- нием питательной воды (Я,п,500 мг/кг) ложен в пределах распределительного ко- он может быть уменьшен вдвое, т. е. на 50, роба, что гарайтирует технологическую Сниженйе продувки на 1, например, в надежность циклонов, Пар иэ цйклонов по- серийном котле типа ДЕ-14 ГМ обеспеступает под общий жалющийный сепаратор 5 чивает годовую экономию 2,4 тыс,руб, и дырчатый потолок и, смешавшись с паром Годовой выпуск котлов типа ДЕ- предыдущей ступени испарения, покйдает 14 ГМ на Бийском котельйом заводе состав- барабан по трубе 18, Контурциркуляции ляет порядка 300 котлов в год. а к первой ступени испарения замыкается опу- настоящему времейи уже выпущено около скной трубой 9, второй ступени - трубой 10; 10 2.000 котлов;Технико-экойомические преимущества Если реконструкцию с применением . предлагаемого сепарационного устройства предлагаемого устройства выполнить толь-подтверждаются следующими данными и . ко на 100 котлах, то это обеспечит годовую расчегбм.. экономию ЬО в размере:ДопуСкаемоесолесодержание котловой 15 ЛО=2;4 х 5 х 100=1200,0 тыс.руб.воды применительнО для промышленйыхкотлов низкого давления с внутрибарабан- формул а изобретения ными устройствами (в том чй ле и с цйклонами по ОСТ 24.838.17-74) при диаметре. Сепарационное устройство, содержа- барабана Овн1000 мм, составляет 4.500 20 щее расположенные в барабане котла расмгукг," " "пределительный короб и подключенные кПредлагаемое сепарацйойное устрой-: последнему циклоны, снабженные каждый ство может эффективно работатьЙри соло-тангенциальными патрубками, размещен- содержании котловой воды до З.в.=10000: ными на части их длины, о т л и ч а ю щ е е смг/кг, следовательно величина продувки 25 ятем,что,сцельюповышенияэкономичности может быть уменьшена в два раза, Если путемуменьшения величины продувки,цикмаксимально допустимый нроЦейт йродув- . лоны указанной частью длины, снабженной ки для промышленных котлов составляет патрубками, расположены в распредели, то на котлах с высоким солесодержа- тельном коробе и скреплены с его стенками. г,Г Составитель В. Артемьев-Техред М,Моргентал Редактор Т,Иван ректор О,Густ Тираж . ПодписноеИ Государственного комитета по йзобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 каз 3445 ВНИИ