3tom053

2. WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ 108

kotłowych następuje w wodnej zawiesinie mączki wapiennej (rys. 2.22). Według źródeł zagranicznych nakłady inwestycyjne na budowę instalacji odsiarczania szacuje się na 15-=-25% kosztów budowy elektrowni, a koszty eksploatacji na 1020% kosztów produkcji energii elektrycznej.

W układzie wodno-parowym kotłów są realizowane trzy podstawowe cele:

— podgrzewanie wody,

— odparowanie wody,

— przegrzewanie pary.

Ilość ciepła jaką należy przekazać z płomienia i spalin na poszczególne cele istotnie zależy od ciśnienia pary (rys. 2.23). Przy ciśnieniach pary poniżej 15 MPa można ograniczyć rozmiary powierzchni ogrzewalnej parownika, tworząc tzw. naturalny pomocniczy obieg wody w kotle (rys. 2.24a). Woda w tym obiegu krąży kilkakrotnie (np. przy 13 MPa ok. 8 razy) zanim przejmie ciepło parowania, a obieg ten wymusza tzw. siła termosyfonowa, powstająca wskutek różnicy gęstości wody zimniejszej w rurach opadowych 4 (rys. 2.24) i podgrzanej w ekranach 3. Odparowane cząstki wody oddzielają się w walczaku 2 i są

Rys. 2.23. Udział poszczególnych powierzchni ogrzewalnych w przejmowaniu ciepła w zależności od ciśnienia pary świeżej (w temperaturze X00 K)

P parownik; PD W podgrzewacze wody; PPP, PPW pierwotne i wtórne pr/.egr/ewacze pary

Rys. 2.24. Kocioł o obiegu naturalnym: a) schemat układu wodnego; b) parowego

1 — podgrzewacz wody zasilającej, 2 — walczak, 3 — ekrany parownika, 4 — rury opadowe, 5 komory wodne dolne, 6 — komory górne, 7 przegrzewacz pary I stopnia, 8 — przegrzewacz pary II stopnia, 9 — przegrzcwacz III stopnia, W przegrzewacz międzystopniowy

odprowadzone do przegrzewaczy pary (rys. 2.24b). Tego typu rozwiązania mają krajowe kotły bloków o mocy do 220 MW włącznie.

Przy ciśnieniach wyższych niż 15 MPa należy stosować pompy recyrkulacyjne, wspomagające przepływ wody przez ekrany. Rozwiązania te, z tzw. wymuszonym obiegiem zamkniętym, były stosowane od wielu lat (kotły typu La Monta), a wprowadzono je także w kotle typu AP-1650 dla krajowego bloku o mocy 500 MW. Kotły tego typu mają również walczak, kosztowny i kłopotliwy w eksploatacji.

Przy ciśnieniach pary wyższych niż 14 MPa ciepło parowania wody jest tak małe, że atrakcyjne stają się konstrukcje kotłów bez pomocniczego obiegu w parowniku, czyli tzw. kotły przepływowe. W kotłach typu Bensona odparowanie wody i przegrzewanie pary odbywa się w jednym ciągu rur, bez stałego punktu końca odparowania. W kotłach typu Sulzera (rys. 2.25) występuje stały punkt końca strefy odparowania w postaci separatora (wodooddzielacza).

Rys. 2.25. Schemat układu

wodno-parowego kotła przepływowego typu Sulzera

/ podgrzewacz wody, 2 mieszalnik,

3 pompy obiegowe. 4 parownik.

5 wodooddzielacz, 6 — przegrzewacie

pary świeżej. 7 — wtórny przegrzewacz pary

Przegrzewanie pary odbywa się w rurowych (o średnicy 20-4-45 mm) wymiennikach ciepła spaliny-para, zwanych przegrzewaczami pary. Podział przegrzewaczy na kilka stopni umożliwia takie rozmieszczenie powierzchni ogrzewalnych, które zapewnia optymalne warunki wymiany ciepła. Przcgrzewacze umieszczone w zakresie wysokich temperatur spalin są nazywane przegrzewaczami opromieniowanymi, a pozostałe — konwekcyjnymi. Oba te typy przegrzewaczy mają różne charakterystyki przyrostu temperatury pary w funkcji obciążenia kotła (rys. 2.26), a ich odpowiednie połączenie ułatwia stabilizację temperatury pary.

160

120

100

M 70 80 90 % 1MDk/ź)«_n

Rys. 2.26. Charakterystyki przegrzewaczy pary 1 — opromieniowanego, 2 — konwekcyjnego, 3 — kombinowanego