Испарительными поверхностями

Опреснение морских и. соленых вод — это новая и развивающаяся отрасль науки и техники. В настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом накоплен значительный опыт создания промышленных образцов опреснительных установок, производящих пресную воду для бытового и технологического использования. С технико-экономической точки зрения наиболее 'Совершенными в решении проблемы опреснения являются дистил-ляционные опреснительные установки, отличающиеся высокой производительностью, простотой исполнения, надежностью и хорошим качеством получаемой воды. В последние годы появился ряд новых установок, принципиальные схемы которых обеспечивают при малых расходах теплоты на процесс дистилляции длительную их эксплуатацию в 'безнакипном режиме. Так, наряду с установками мгновенного вскипания.большое внимание специалистов привлекают установки с испарительными аппаратами вертикально- и горизонтально-пленочного типов.

Дистилляционного типа: с испарительными аппаратами погружного типа 138 87000

с испарительными вертикально-трубными пленочными аппаратами . . . с испарительно-горизонтально-труб-чатыми пленочными аппаратами . . термокомпрессионная ..... • комбинированная с испарительными пленочными и мгновенного вскипания аппаратами 104 12 67 1 193000 19000 19000 12000

кого типа, получили название дистилляционных опреснительных установок с испарительными аппаратами с нисходящей или восходящей пленкой жидкости или испарительными горизонтально-трубчатыми пленочными аппаратами со струйным (напорным) или свободным (безнапорным) орошением теплообменной поверхности.

Разработка опреснительных установок с испарительными аппаратами с нисходящей пленкой жидкости, проведенная английскими фирмами, показала их высокую эффективность, и они были применены на установке в Гиблартаре.

Рис. 1-14. Комбинированная установка с испарительными аппаратами пленочного типа и мгновенного вскипания.

Как отмечалось выше, наибольшее количество эксплуатируемых установок выполнено по принципу многоступенчатого мгновенного вскипания. В последние годы в технике опреснения дистилляцией начинают широко применяться установки с тонкопленочными испарительными аппаратами. Эти два типа установок в настоящее время конкурентоспособны. Однако при выборе одного из указанных типов установок необходимо прежде всего обращать внимание на стоимость теплоты, получаемой от энергообеспечителя (котельная, ТЭЦ или АЭС). Так, при высокой стоимости теплоты энергообеспечивающей системы себестоимость дистиллята, получаемого в установках мгновенного вскипания, ниже, чем в установках с аппаратами пленочного типа (рис. 2-1). Кроме того, с ростом числа ступеней первые имеют меньшую поверхность нагрева. Технико-экономическое сопоставление, выполненное СвердНИИхиммаш по удельным приведенным затратам на теплоту греющего пара для этих типов установок, показало их примерное равенство. При высокой стоимости теплоты (больше 6,0 руб/МДж) рацио-62

Как показал опыт проектирования опреснительных установок, комбинирование аппаратов мгновенного вскипания и пленочного типа позволяет повысить эффективность их тепловой схемы и снизить капиталовложения. Так, суммарные затраты на комбинированную 56-ступенчатую опреснительную установку оказались почти вдвое ниже, чем на 10-ступенчатую установку с испарительными аппаратами с вынесенным кипением и принудительной циркуляцией исходной воды [57]. Расчетные

По типу испарительных аппаратов тепловые схемы могут быть: с испарительными аппаратами с вынесенным кипением, мгновенного вскипания, пленочного или комбинированного типа, а также с промежуточным теплоносителем. 88

2) в прямоточных схемах с испарительными аппаратами с вынесенным кипением и пленочного типа устанавливают количество и тип регенеративных подогревателей;

где 7В — температура вторичного пара, генерируемого поверхностями нагрева ступени; Тг.п—температура пара, обогревающего трубную поверхность ступени. Для нахождения эксергетических потерь в подогревателях этой установки справедливо уравнение (3-69), а ее значение в первой ступени рассчитывается аналогично (3-71). Все остальные эксергетические потери в тепловой схеме с испарительными аппаратами пленочного типа можно определить по формулам (3-69) —(3-75).

Наибольшее распространение получила оросительная обмывка поверхностей нагрева, когда вода подается по всему сечению котла [48]. Вода подается через трубы, расположенные над поверхностями нагрева. В котле-утилизаторе КУ-60 над испарительными поверхностями устанавливается четыре, а над экономайзерной — три трубы диаметром 76 мм, в каждой из которых имеется по 24 отверстия диаметром 8 мм, расположенных по периферии трубы. Для обмывки подается техническая вода при давлении 0,2—0,3 МПа с расходом 75—85 т/ч [48]. При осуществлении водяной обмывки котел-утилизатор отключается на несколько часов. На некоторых заводах котлы перед обмывкой охлаждаются в течение нескольких часов.

Питательная вода с температурой 200°С поступает в змеевики экономайзера и затем в барабан котла (рис. 5.31). Мембранные поверхности стен топочной камеры, конвективной шахты котла, а также пакеты в двух выносных охладителях кипящего слоя служат испарительными поверхностями нагрева. Две первые ступени пароперегревателя установлены в конвективном газоходе, третья - в камере охлаждения и последняя в первой по ходу газов конвективной части котла. Между первой и второй ступенями, а также перед последней ступенью установлены пароохладители впрыскивающего типа.

испарительными поверхностями нагрева с колпачками, установленными в мембранах.

ставке, причем барабаны в таких котлах устанавливаются отдельно на каркасе котла без непосредственной связи с испарительными поверхностями. Все экранные и ис-ларительные поверхности таких котлов снабжаются верхними коллекторами, которые затем соединяются с барабаном отдельными трубами, отводящими пароводяную смесь. В современных паровых котлах такого типа удельная массовая нагрузка парового объема барабана (при низком давлении) возрастает до 7—9 т/(м3-ч). Одновременно с этим резко возрастает кинетическая энергия входных струй.

Фирмой «Комбасчн» также разработана конструкция ВПГ с естественной циркуляцией паропроизводительностью 330 т/ч для ПГУ мощностью 130 МВт. Парогенератор запроектирован для сжигания тяжелых мазутов. Он выполнен из двух несимметричных блоков. В первом блоке расположена топочная камера, экранированная испарительными поверхностями нагрева, в нижней части которой размещены торцовые горелки. Во втором блоке находятся первичный и вторичный пароперегреватели.

Четыре плоских экрана топки и конвективного газохода являются самостоятельными циркуляционными контурами, состоящими из U-образных труб. На выходе из топки они образуют конвективные испарительные пакеты горизонтальных труб с поперечным смыванием газами. За конвективными испарительными поверхностями в квадратном газоходе расположен пароперегреватель — пучок труб с коридорным расположением и малым шагом.

Котлоагрегат с параметрами 40 т/ч, 40 ата, 440° С (рис. 77) имеет вихревую топку с газоплотными стенами. Топка экранирована испарительными поверхностями нагрева, промежуточная камера— пароперегревательными поверхностями нагрева. В горизонтальном газоходе, экранированном экономайзерными трубами, размещен конвективный пакет экономайзера.

На электростанции «Корнейбург» (Австрия) мощностью 150 МВт в котлах-утилизаторах используется тепло сбросных газов двух ГТУ мощностью по 25 МВт. Вырабатываемый пар питает паровую турбину мощностью 77 МВт. Котел состоит из двух секций. В одну из этих секций поступают сбросные газы, тепло которых воспринимается экономайзерно-испарительными поверхностями нагрева. Во второй секции размещаются часть испарительной поверхности нагрева и пароперегреватель. В этой секции сжигается газ или мазут, окислителем служат сбросные газы ГТУ. Котел работает по схеме с принудительной циркуляцией.

Для высоконапорных парогенераторов с докритическими параметрами пара рационально применять многократную принудительную циркуляцию воды, экранируя топку только испарительными поверхностями нагрева. Параметры многократной принудительной циркуляции должны приниматься из условия отсутствия кризисов теплообмена I и II рода. Кризис теплообмена II рода отсутствует, если паросодержание в экранных трубах не превышает граничного значения, определяемого по формулам В. Е. Доро-щука:

При пуске неостывшей турбины данная схема предусматривает возможность сброса части среды через сепаратор, включенный за испарительными поверхностями котла. Сброс производится с таким расчетом, чтобы остаток среды, пройдя через перегре-вательные поверхности, превратился в пар с температурой, не более чем на 50° С отличающейся от температуры металла паровпускных элементов турбины.

устанавливают крестовину для предупреждения возможности образования воронки (фиг. 3-20). Устройство выносных циклонов позволяет в значительной мере освободить барабаны котлов от паровых пузырь-нов. Для тех котельных агрегатов, паропроиаводителыность которых ограничена малыми размерами барабанов, добавление циклонов со своими испарительными поверхностями позволяет снять ограничение по паро-праиэводительности. Например, секционные котлы Ленинградского металлического завода 160/200 т/час изготовлялись с барабаном dgit =1 294 мм