CS267854B1 - Parní kotel s oběhovým čerpadlem - Google Patents

Abstract

Zvýšení spolehlivosti provozu oběhových čerpadel při najíždění kotle vlivem přepouštění páry z potrubí za ekonomizérem do separátoru se dosáhne tak, že oběhový okruh výparníku je v místě parního prostoru separátoru propojen propojovacím potrubím s potrubím za ekonomizérem. Přitom v místě spojení propojovacího potrubí s potrubím je toto potrubí vždy průchozí. Využít je možné především v klasické energetice.

Description

Vynález se týká parního kotle s oběhovým čerpadlem, které zajišfuje oběh vody přes výparníkový okruh, a u kterého napájecí voda po průchodu přes ohřívák vody (ekonomizér) se míchá s odloučenou vodou z parogenerátoru.

Takové jsou například parní kotle s kombinovaným nebo také jinak nazývaným superponovaným oběhem. Oběhový okruh výparníkem těchto kotlů sestává například ze separátoru páry, z potrubí převádějících vodu od separátoru k čerpadlu a od čerpadla k výparníku, dále z výparníku tvořeného velkým počtem paralelních trubek a z potrubí převádějícího parovodní směs, popřípadě vodu od výparníku k separátoru. Tyto kotle mohou mít i další oběhový okruh přes ekonomizér pro zlepšení najížděcích charakteristik kotle. Tento oběhový okruh bývá v činnosti převážně jenom na začátku najíždění kotle do dosažení takových parametrů (tlak v separátoru, výkon kotle), kdy již není nebezpečí varu vody v ekonomizéru a proto není nebezpečí vniknutí páry do potrubí, na sání čerpadel. Voda z ekonomizéru bývá vedena potrubím do místa smísení s vodou ze separátoru, které se nazývá směšovací kus a které se nachází mezi separátorem a čerpadlem. Při varu vody v ekonomizéru nastává zvýšení tlaku v ekonomizéru a v potrubí za ním, čímž dochází někdy i k natlačení páry do směšovacího kusu, což má za následek obvykle výpadek oběhových čerpadel, a tím i kotle. Tyto problémy se řeší obvykle značným přenapájením chladnou vodou, někdy i termicky neodplyněnou. Takový způsob řešení problému je spojen s velkými ztrátami vody a tepla při současně pomalém a obtížném najíždění.

Podstatně lepší řešení spočívá ve vybavení kotle propojovacím potrubím mezi oběhové čerpadlo s napájecím potrubím a umožnění recirkulace přes ekonomizér části z dodávaného množství vody čerpadlem. Použitím recirkulace vody přes ekonomizér při najíždění se dosáhne oproti kotli bez této možnosti troj až čtyřnásobné snížení ztrát vody a tepla, čemuž odpovídá i rychlejší najíždění. I toto řešení má však některé nevýhody; nutné větší napájení vody (přenapájení) než je parní výkon výparníku v období, kdy výparník je provozován v rozmezí tlaků v separátoru od cca 0,15 MPa do cca 6 až 7 MPa. Množství přenapájení je závislé na konstrukci konkrétního kotle a jeho pracovních režimů. Vyžaduje experimentální stanovení nejhospodárnějšího způsobu řízení napájení, který i tak je doprovázen ještě značnými ztrátami' tepla. a ušlechtilých paliv a vody. I tak nelze obecně stanovit návod na nejhospodárnější najíždění, jelikož každé najíždění probíhá jinak, protože je ovlivněno značným množstvím faktorů a parametrů; chybí zde jednoznačná měřená veličina, která by umožnila obsluze najíždět bez rizika výpadku kotle o oběhových čerpadel, tj. mít pod kontrolou provozní stav systému.

Uvedené nedostatky odstraňuje parní kotel s oběhovým čerpadlem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že oběhový okruh výparníku je v místě parního prostoru separátoru propojen propojovacím potrubím s potrubím za ekonomizérem. Oběhový okruh výparníku je dále v místě přiváděcího potrubí propojen propojovacím potrubím s potrubím za ekonomizérem, přičemž v místě spojení propojovacího potrubí s potrubím, je toto potrubí průchozí. Na propojovacím potrubí může být také s výhodou uspořádána nejméně jedna armatura.

Výhody z využití řešení oběhového systému s propojovacím potrubím podle vynálezu spočívají v podstatném zvýšení spolehlivosti provozu oběhových čerpadel při najíždění kotle vlivem přepouštění páry z potrubí za ekonomizérem do separátoru, dále v dosažení ňejhospodárnějšího způsobu najíždění u kotlů s recirkulací vody přes ekonomizér vzhledem k eliminaci potřeby napájet do kotle více než je zapotřebí pro regulaci hladiny v separátoru i v dosažení hospodárnějšího způsobu najíždění u kotlů bez recirkulace vody přes ekonomizér vzhledem k přípustnosti menšího množství napájené vody na začátku najíždění. Další výhodou je zjednodušení regulace a automatizace kotle eliminací provozního režimu s regulací hladiny v separátoru odpouštěním při větším napájení než je parní výkon výparníku u kotlů s recirkulací vody přes ekonomizér a konečně zjednodušení práce obsluhy kotle a snížení nároků na obsluhu, protože systém podle vynálezu je samoregulační.

Příklad možného provedení vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, který zobrazuje část ze schématu tlakového systému kotle.

Mezi přiváděcím potrubím 9 výparníkovéhc oběhového okruhu sestávajícího ze separátoru potrubí J, směšovacího kusu £, potrubí £, čerpadla 6, potrubí £ a výparníku £ a mezi potrubím 13 ekonomi žárového oběhového okruhu sestávajícího ze směšovacího kusu £, potrubí £, čerpadla ó, potrubí £0, napájecího potrubí 11 a ekonomizéru 12 je provedeno potrubí £ podle vynálezu.

Při najíždění kotle vlivem varu vody v ekonomizéru 12, a tím i většího tlaku v potrubí 13 v místě jeho napojení na propojovací potrubí £ oproti tlaku v přiváděcím potrubí £ v místě jeho napojení na propojovací potrubí £, dochází k průtoku především páry propojovacím potrubím £ od potrubí £3 k přiváděcímu potrubí 2- Množství protékající páry je závislé na tlakovém rozdílu mezi oběma konci propojovacího potrubí £. Odvod páry propojovacím potrubím £ z potrubí 13 do přiváděcího potrubí £ chrání oběhové čerpadlo 6 před vniknutím páry do směšovacího kusu £ z potrubí £3. Při vyšších výkonech kotle může nastat propojovacím potrubím £ i opačné proudění než na začátku najíždění. Toto proudění je bezvýznamné pro funkce oběhových okruhů a čerpadla £.

Během začátku najíždění, čím je větší tepelný příkon do ekonomizéru 12 nebo čím je menší množství napájecí vody s teplotou nižší než je teplota recirkulované vody přes ekonomizér 12, tím je intenzivnější odpař vody v ekonomizéru 12, tím je vyšší tlak v potrubí £3, ale tím proteče i více páry propojovacím potrubím £. Při vhodném umístění na potrubí 13 a přiváděcím potrubí £ při dostatečném dimenzování propojovacího potrubí £, lze dosáhnout samoregulační proces, který chrání oběhové čerpadlo 6 před vniknutím páry do potrubí 2 ^na sání do čerpadla £.

Claims (3)

1. Parní kotel s oběhovým čerpadlem, jehož tlakový systém zahrnuje oběhový okruh výparníku, separator a ekonomizér, vyznačující se tím, že oběhový okruh výparníku (8) je v místě parního prostoru separátoru (2) propojen propojovacím potrubím (1) s potrubím (13) za ekonomizérem (12).

2. Parní kotel s oběhovým čerpadlem podle bodu 1, vyznačující se tím, že oběhový okruh výparníku (8) je v místě přiváděcího potrubí (9) propojen propojovacím potrubím (1) s potrubím (13) za ekonomizérem (12), přičemž v místě spojení propojovacího potrubí (1) s potrubím (13) průchozí.

3. Parní kotel s oběhovým čerpadlem podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že na propojovacím potrubí (1) je uspořádána nejméně jedna armatura (14), která je uzavírací nebo regulační nebo jejich kombinace.