Управление водным режимом теплогидравлическими методами. Лекция 3

Примеси
Коррозия и отложения
Горбуров Д.В.

Примеси
Коррозия и отложения
Увеличение термического сопротивления
Горбуров Д.В.

Примеси
Коррозия и отложения
Увеличение термического сопротивления
Утонение стенок поверхностей нагрева
Горбуров Д.В.

Примеси
Коррозия и отложения
Увеличение теплового сопротивления
Утонение стенок поверхностей нагрева
Увеличение гидравлического сопротивления
Горбуров Д.В.

Примеси
Коррозия и отложения
Увеличение термического сопротивления
Утонение стенок поверхностей нагрева
увеличение гидравлического сопротивления
Усиление эффекта тепловой и гидравлической разверок
Горбуров Д.В.

Примеси
Коррозия и отложения
Увеличение термического сопротивления
Утонение стенок поверхностей нагрева
Увеличение гидравлического сопротивления
Усиление эффекта тепловой и гидравлической разверок
Скорость коррозии пропорциональна тепловому потоку:
Vk~A Cv q2—5
Горбуров Д.В.

Слабые места
Щели
Зазоры
Дистанцирующие решетки
Повороты, отводы, тройники
Сварные швы
Горбуров Д.В.

Примеси
МАКРО
микро
Р – вода/пар
Р-вода, Н-пар
НР-вода/пар
Горбуров Д.В.

Теория продувки
Назначение
Реализация
Горбуров Д.В.

Теория продувки
Назначение
Основной метод «лечения» от засаливания рабочего объема сепарационного устройства
Контроль качества пара и котловой воды
Реализация
Выведение из контура части теплоносителя
Горбуров Д.В.

Простейшая расчетная модель
Cv
Горбуров Д.В.

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.
1. Примеси с паром не уносятся

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.
Примеси с паром не уносятся
Примеси с влагой не уносятся

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.
Примеси с паром не уносятся
Примеси с влагой не уносятся
Примеси не осаждаются на ПН

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.
Материальный баланс
Gпв=D+Gпр

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.
Материальный баланс
Gпв=D+Gпр
2. Солевой баланс
GпвСпв=GпрСпр

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.
Материальный баланс
Gпв=D+Gпр
2. Солевой баланс
GпвСпв=GпрСпр
РЕШАЕМ!!!!!

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.
(Gпр+D)Cпв=GпрСпр
Делим на D
(Gпр/D+1)Cпв=GпрCпр/D
или
Спв(1+P)=Спр P

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.
Нормы ПТЭ – 0,5 – 1%
Если Cпв=1, р=0,01, то Спр=101

Простейшая расчетная модель
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр
D
Горбуров Д.В.
Нормы ПТЭ – 0,5 – 1%
Если Cпв=1, р=0,01, то Спр=101
Важная ремарка: Спр = Сv

Вынос примесей с влагой
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D
Горбуров Д.В.
Примеси не уносятся с паром
Примеси не осаждаются на ПН
G’ун, Сv

Вынос примесей с влагой
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D
Горбуров Д.В.
Материальный баланс
Gпв=G’ун+D+Gпр
G’ун, Сv

Вынос примесей с влагой
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D
Горбуров Д.В.
Материальный баланс
Gпв=G’ун+D+Gпр
2. Солевой баланс
GпвCпв=G’унCv+GпрCv
G’ун, Сv

Вынос примесей с влагой
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D
Горбуров Д.В.
Материальный баланс
Gпв=G’ун+D+Gпр
2. Солевой баланс
GпвCпв=G’унCv+GпрCv
G’ун, Сv
решаем

Вынос примесей с влагой
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D
Горбуров Д.В.
(G’ун+D+Gпр)Спв=Сv(G’ун+Gпр)
Делим на D и
Обозначаем:
P – относительная продувка
ω - влажность
G’ун, Сv

Вынос примесей с влагой
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D
Горбуров Д.В.
G’ун, Сv
(ω+1+Р)Спв=(ω+Р)Сv
или

Растворение примесей в паре
Определяется коэффициентом распределения
Горбуров Д.В.

Растворение примесей в паре
Определяется коэффициентом распределения
Физический смысл Кр – сколько максимально возможно перевести того или иного вида примеси из жидкости в пар
Горбуров Д.В.

Растворение примесей в паре
Определяется коэффициентом распределения
Физический смысл Кр – сколько максимально возможно перевести того или иного вида примеси из жидкости в пар
Кр=f(T, p, pH, состава раствора, свойств примесей).
Горбуров Д.В.

Растворение примесей в паре
Определяется коэффициентом распределения
Физический смысл Кр – сколько максимально возможно перевести того или иного вида примеси из жидкости в пар
Кр=f(T, p, pH, состава раствора, свойств примесей).
Кр=(ρ’/ρ’’)n Формула Стыриковича
Горбуров Д.В.

Лучевая диаграмма
6
10
20
100
1
2
4
2
10
15
20
ркр
ρ‘/ρ’’
p
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Kp
Горбуров Д.В.

Лучевая диаграмма
6
10
20
100
1
2
4
2
10
15
20
ркр
ρ‘/ρ’’
p
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Kp
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
Горбуров Д.В.

Лучевая диаграмма
6
10
20
100
1
2
4
2
10
15
20
ркр
ρ‘/ρ’’
p
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Kp
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
H2SiO3, n=1,8
Горбуров Д.В.

Лучевая диаграмма
6
10
20
100
1
2
4
2
10
15
20
ркр
ρ‘/ρ’’
p
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Kp
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
H2SiO3, n=1,8
CuO, n=1,3
Горбуров Д.В.

Лучевая диаграмма
6
10
20
100
1
2
4
2
10
15
20
ркр
ρ‘/ρ’’
p
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Kp
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
H2SiO3, n=1,8
CuO, n=1,3
Fe3O4, n=0,64
Горбуров Д.В.

Лучевая диаграмма
6
10
20
100
1
2
4
2
10
15
20
ркр
ρ‘/ρ’’
p
10-0
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-7
Kp
Na2SO4 (Ca2SO4), n=8,4
H2SiO3, n=1,8
CuO, n=1,3
Fe3O4, n=0,64
Na, Kp=0
H2SiO3, Kp=0,035
Fe, Kp=0,15
Горбуров Д.В.

Растворение примесей в паре
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D, C’’
G’ун, Сv
Основные цифры:
Fe, p=140 ата, ω=0,002, Кр=0,15
Горбуров Д.В.

Растворение примесей в паре
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D, C’’
G’ун, Сv
Основные цифры:
Fe, p=140 ата, ω=0,002, Кр=0,15
Без уноса в влагой: Cv=101
Горбуров Д.В.

Растворение примесей в паре
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D, C’’
G’ун, Сv
Основные цифры:
Fe, p=140 ата, ω=0,002, Кр=0,15
Без уноса в влагой: Cv=101
C уносом с влагой: Cv=84
Горбуров Д.В.

Растворение примесей в паре
Сv
Gпв, Спв
Gпр, Спр=Cv
D, C’’
G’ун, Сv
Основные цифры:
Fe, p=140 ата, ω=0,002, Кр=0,15
Без уноса в влагой: Cv=101
C уносом с влагой: Cv=84
C раств. в паре: Cv=6,25
Горбуров Д.В.
ВАЖНО!!! Кр – только в знаменателе,
Т.к. нет выноса массы!!!

ОДНОМЕРНАЯ РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ С УЧЕТОМ РЕАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ
Cv
Q
Gпв,
Cпв
Gпр, Cпр
D, C”
G’ун, ω, Cv
Koc
Одноступенчатое испарение
Горбуров Д.В.
ω >> P, Кр = 0, Кос = 0
Кр>>P, Kp>>ω
Кос>>P, Kос>>ω

Микрораспределение примесей
Горбуров Д.В.

Микрораспределение примесей
Горбуров Д.В.

Микрораспределение примесей
z
δ
q
q
Горбуров Д.В.

Микрораспределение примесей
z
δ
q
q
uz
C0
Cст
Горбуров Д.В.

Микрораспределение примесей
z
δ
q
q
uz
C0
Cст
Tr
Горбуров Д.В.

Микрораспределение примесей
z
δ
q
q
uz
C0
Cст
Tr
Уравнение диффузии
w’r
w’’r
Горбуров Д.В.

Микрораспределение примесей
z
δ
q
q
uz
C0
Cст
Tr
Уравнение диффузии
w’r
w’’r
Уравнение массопереноса
Горбуров Д.В.

Микрораспределение примесей
z
δ
q
q
uz
C0
Cст
Tr
Уравнение диффузии
w’r
w’’r
Уравнение массопереноса
Солевой баланс
Горбуров Д.В.

Коэффициент концентрирования
Физический смысл:
Отношение концентрации примесей у стенки
(в вязком подслое) к концентрации на оси потока.
Решение трех уравнений (диффузии, количества движения
и солевого баланса) дают окончательное соотношение:
Горбуров Д.В.

HIDE OUT
ОСТАНОВ КОТЛА
Q, C
τ
q
c

HIDE OUT
ОСТАНОВ КОТЛА
Q, C
τ
q
c

HIDE OUT
ОСТАНОВ КОТЛА
Q, C
τ
q
c
ПОЧЕМУ???

HIDE OUT
ОСТАНОВ КОТЛА
Q, C
τ
q
c
ПОЧЕМУ???
w’r несет не только растворенные примеси, но твердые частички

Микрораспределение примесей
z
δ
q
q
Горбуров Д.В.
grad p

Микрораспределение примесей
z
δ
q
q
Горбуров Д.В.
grad p
Начинается вращение частицы

Микрораспределение примесей
z
δ
q
q
Горбуров Д.В.
В вязком подслое наблюдается
синхронное вращение
частиц. При изменении нагрузки
изменяется величина градиента
осевого давления, что влечет
за собой либо резкое выпадение
примесей на стенку, либо вынос
на ось потока с дальнейшим
осаждением в барабане в
виде шлама