Систематизация структуры и выбор характеристик пусковых узлов прямоточных котлов
При разработке нестационарных (пусковых) режимов энергоблоков и пусковых схем одним из центральных вопросов является выбор структуры и расчет элементов пускового узла (ПУ) прямоточного котла. Поскольку характеристики ПУ в значительной степени зависят от назначения и профиля котла и определяют его маневренность, то выбор рациональной схемы и конструкции ПУ является одной из актуальных задач.
Обобщение и анализ пусковых схем, экспериментальных исследований, а также патентных материалов ФРГ, США, Англии, Бельгии и других стран выявили столь большое разнообразие структурного и конструктивного оформления ПУ прямоточных котлов, что стала очевидной необходимость их систематизации и классификации. В качестве основы были использованы принципы общей теории систем и комплексный метод исследования, учитывающий режимные, конструктивные, параметрические и другие факторы не только исследуемой системы — ПУ котла, но и блока как суперсистемы в целом.
В структурном отношении ПУ котла включает в себя сепарационное устройство с системами подвода рабочей среды из паро-генерирующего тракта котла и отвода сепарата и пара из сепарационного устройства. Предлагаемая классификация ПУ прямоточных котлов приведена на рис. 1. Классификация выполнена по признаку фазового разделения среды в паро-генерирующем тракте котла. В соответствии с этим признаком ПУ подразделяются на два типа: ПУ, обеспечивающий фиксированную точку фазового разделения среды в паро-генерирующем тракте котла (/ тип), и ПУ, не обеспечивающий фазового разделения среды в тракте котла (// тип). ПУ I типа характеризуется тем, что рабочая среда после фазового разделения в сепарациониом устройстве частично или полностью возвращается непосредственно в тракт котла.
В ПУ II типа рабочая среда из сепарационного устройства не возвращается непосредственно в тракт котла. ПУ II типа применялись на первых отечественных энергоблоках СКД (котел ТПП-110) и ряде электростанций за рубежом. Эксплуатация этих энергоблоков выявила существенные недостатки режимного характера, что ограничило их применение в отечественной и зарубежной энергетике. Распространение получил ПУ I типа. В дальнейшем рассматривается классификация ПУ I типа, определяющими признаками которого являются: принцип работы сепарационного устройства, контроль уровня сепарата в сепарационном устройстве и характеристики систем подвода среды, отвода сепарата и пара из сепарационного устройства.
Система подвода среды характеризуется соотношение давлений на входе рВх и выходе рВых из системы: Рвх>Рвых и рВх=рВых- Условие рвх>Рвых реализуется при введении в систему дроссельно-регулирующего органа.