Классификация котельных установок

Принудительная циркуляция в паровых и водогрейных котлах.
Обычно к принудительной циркуляции прибегают в тех случаях, когда невозможно осуществить надёжную естественную циркуляцию воды в котле.
Это происходит с повышением давления, т.к. с ростом давления разной плотностей воды и пара уменьшается.
Считается, что при давлениях выше 18 МПа разность плотностей недостаточна для создания надёжной естественной циркуляции воды в контуре котла.
Принудительная циркуляция осуществляется в котлах:
- прямоточных;
- многократной принудительной циркуляции;
- водогрейных;
Гидродинамика прямоточных котлов
Гидродинамическую характеристику движения потока среды в трубе прямоточного котла можно представить как показано на рисунке.
∆Р
кПа ∆Р_с


∆Р

∆Р _к

G₁ G₂ G₃ G кг∕ч

При некотором переходе давления между коллекторами, объединяющими трубы котла, равном ∆Р_к, кривая ∆Р = f(G) пересекается с прямой ∆Р_к = const в 3-х точках. Соответственно расходы среды через разные трубы будут равны G₁, G₂, G₃.
Разные расходы рабочего тела при одном и том же переходе давлений в трубах ∆Р_к возможны только при различных удельных объёмах рабочего тела в этих трубах.
Наименьший расход G₁ соответствует наибольшему удельному обьёму и наоборот наибольшему расходу G₃ ~ наименьшему удельному объёму воды.
Расходу G₂ соответствует пароводяная смесь при докритическом давлении.
Такая гидродинамическая характеристика, при которой через отдельную трубу может протекать пар, пароводяная смесь или вода, является неустойчивой.
При небольшом расходе пара и малой его скорости стенки его перегреты, что может вызвать выход его из строя.
Для обеспечения надёжной работы котла гидродинамическая характеристика должна быть выравнена так, чтобы каждому значению ∆Р соответствовало только одно значение G.
Выравнивание гидродинамической характеристики может быть достигнута путём установки дроссельных шайб на выходе воды в трубы.
Сопротивление дроссельной шайбы:
∆Р_ш = ξ - паровому.
Складывая переходы в трубе и дроссельной шайбе получаем суммарную кривую ∆Р_с = ∆Р + ∆Р_ш,
При этом можно выбрать такое сопротивление шайбы, при котором характеристика движения потока среды в трубе будет устойчивой.