Характер изменения циркуляционных характеристик паровых контуров котла с увеличением его нагрузки свидетельствует о некотором снижении циркуляционной надежности контура при максимальной паровой нагрузке. Это связано с недостатками конструктивного выполнения контуров и в первую очередь с высоким гидравлическим сопротивлением отводящей системы экранов.
Рис. 4.11. Зависимость суммарного расхода воды G и кратности циркуляции К от паропроизводительности фронтового экрана
Рис. 4.12. Выносной центробежный сепаратор пара комбинированного котла КТК‑100
В паровом контуре комбинированного котла КТК‑100 в качестве сепарационных устройств были использованы три выносных циклона одинаковой конструкции и размеров. Конструкция циклона – двухтрубная (рис. 4.12). Наружная труба Ф 635 x 14 мм имеет высоту 7194 мм. Пароводяная смесь вводится во внутренний цилиндр Ф 500 x 5 мм двумя патрубками прямоугольного сечения, установленными тангенциально к внутренней поверхности трубы. Степень закрутки среды в первой ступени сепарации m1 = F1/fСопл = 3,47 где F1 и fСопл соответственно площади сечения внутреннего циклона и сечения подводящих сопл. В первой ступени происходит грубое отделение влаги от пара. В верхней части внутренней трубы установлен сопловой аппарат, в котором пароводяная смесь дополнительно закручивается перед входом в наружную трубу. Степень закрутки во второй ступени сепарации Т2 = 22,5. Во второй ступени происходит окончательное отделение влаги от пара. Влага через зазор между внутренней и наружной трубами стекает в водяной объем циклона. Осушенный пар проходит дырчатый щит, предназначенный для выравнивания скорости пара по сечению циклона, и поступает в общий паровой коллектор.
Зависимость влажности пара от паропроизводительности котла КТК‑100 при давлении пара 1,8–2,1 МПа (18 – 21 кгс/см2) и солесодержании котловой воды от 1000 до 28 000 мг/кг представлена на рис. 4.13. До нагрузки 68–69 т/ч влажность пара остается ниже 1 %, что отвечает требованиям норм для котлов без пароперегревателей. При повышении нагрузки выше 70 т/ч влажность пара увеличивается до 4–5 %, что вызвано выносом воды из сепараторов чистого отсека, для которых при этой нагрузке осевая подъемная скорость достигает критического значения.
При паропроизводительности котла 70 т/ч массовая осевая подъемная скорость в циклонах чистого отсека составляет 28 кг/ (м2 – с). Указанное значение, видимо, является предельным для циклонов описанной конструкции.
Рис. 4.13. Зависимость влажности пара от паропроизводительности котла
Проведенные испытания показали, что влажность пара слабо зависит от солесодержания котловой воды. Так, при увеличении солесодержания котловой воды солевого отсека от 400 до 28 ООО мг/кг влажность пара на выходе из среднего выносного циклона увеличилась с 0,0035 до 0,023 %. Таким образом, в указанных сепараторах пара отсутствует кризис процесса сепарации из-за вспенивания.