121

Лекція №15 Теплові хАрактеристики котлоагрегатів

1. Загальні положення.

2. Зміна навантаження котлоагрегата.

3. Зміна температури живильної води.

4. Зміна якості палива.

5. Зміна надлишку повітря в топці.

6. Зміна присмоктів повітря по газовому тракту.

7. Зміна рециркуляції димових газів.

8. Зміна температури гарячого повітря.

9. Зміна температури попереднього підігріву повітря.

1. Загальні положення

Режим роботи котлоагрегата характеризується навантаженням і сукупністю значень параметрів, які визначають економічність процесу виробництва пари. Кожному режиму роботи котлоагрегата відповідає певне значення параметрів теплоносія відповідно по газовому і паровому трактах.

Якщо значення всіх параметрів, які визначають режим роботи котлоагрегата, залишаються незмінними, то такий режим називається стаціонарним або усталеним. Змінні режими котлоагрегата складаються із послідовних усталених режимів. При переході від одного стаціонарного режиму до другого, параметри, які характеризують роботу котлоагрегата, змінюються від одного усталеного значення до іншого. Процеси, які при цьому проходять, називаються перехідними або неусталеними.

Зміна у часі параметрів при неусталеному режимі залежить від динамічних характеристик котлоагрегата. Динамічні характеристики є визначаючими для розробки систем автоматичного регулювання і вибору параметрів настроювання авторегуляторів.

З точки зору експлуатації і організації режимів роботи котлоагрегатів основне значення мають усталені режими. При таких режимах залежність між вихідними і вхідними параметрами котлоагрегата визначається тепловими або статичними характеристиками.

Основними вихідними параметрами котлоагрегата є температура перегріву первинної і вторинної пари і ККД. У склад вхідних параметрів входять його навантаження, температура живильної води, повітряний режим, показники якості палива (зольність, вологість), характеристики золи і пилу.

У практиці звично має місце одночасна зміна декількох вхідних параметрів, проте проаналізувати сумісний їх вплив на показники роботи котлоагрегата важко. Тому розглянемо статичні характеристики котлоагрегатів при зміні різних вхідних параметрів окремо.

2. Зміна навантаження котлоагрегата

Зміна навантаження котлоагрегата є постійним експлуатаційним фактором, що суттєво визначає його економічність і надійність. Тепловіддача радіацією залежить від теплопоглинання газового шару, незмінного для даної топки при збереженні надлишку повітря у ній, і від різниці температур газів і нагріваючого середовища у четвертому ступені. Тому кількість тепла, яке передається екранам в топці, залежить практично лише від середньої (ефективної) температури газів, яка визначається теоретичною температурою горіння і температурою газів на виході із топки.

З ростом навантаження теоретична температура горіння: залишається майже незмінною, так як ККД топки змінюється відносно мало, а вплив температури гарячого повітря на незначний. Тут - нижча теплота згоряння палива; - тепло, яке вноситься у топку з повітрям; - об^,єм і теплоємність газів.

В цей же час, як показує досвід, при збільшенні навантаження котлоагрегата проходить значне зростання температури і ентальпії газів на виході з топки. Тому, хоча повна кількість тепла, яке передається топці, з ростом навантаження котлоагрегата дещо збільшується, зростання ентальпії газів на виході із топки означає зменшення питомого теплосприйняття радіаційних поверхонь, так як .

У зв^,язку із зменшенням питомого теплосприйняття радіаційних поверхонь нагріву повне їх теплосприйняття відстає від зростання навантаження, а саме:

(3)

Так як повне теплосприйняття всіх поверхонь нагріву котлоагрегата пропорційне навантаженню, то відставання теплосприйняття у топці від зростання навантаження обумовлює випереджене зростання теплосприйняття конвективних поверхонь. Фізично це пояснюється ростом температурних напорів у цих поверхнях у зв^,язку із збільшенням температури газів в любому перетині газоходу і коефіцієнта теплопередачі, спричинених зростанням температури і швидкості газів. Відзначене співвідношення між зростанням теплосприйняття різних поверхонь і зростанням навантаження котлоагрегата обумовлює зниження температури пари для радіаційного і підвищення її для конвективного пароперегрівника при зростанні навантаження. Ця обставина використовується при проектуванні котлоагрегатів для забезпечення максимальної постійності температури пари за рахунок установки комбінованих (радіаційних і конвективних) пароперегрівників.

Необхідно мати на увазі, що у високотемпературній зоні немає чисто конвективних поверхонь нагріву. Тому питоме теплосприйняття конвективної поверхні нагріву, яка розміщена на виході із топки, залишається незмінним; питоме теплосприйняття розміщених дальше конвективних поверхонь нагріву зростає тим в більшому ступені, чим нижча температура газів, в зоні якої ці поверхні нагріву розміщені, а саме чим більша частка тепла, що передається конвекцією.

Так як кількості води і пари, що проходять через водяний економайзер і пароперегрівник, збільшуються в тій же мірі, що і навантаження (з певним наближенням це відноситься і до повітря, яке проходить через повітропідігрівник), а повне теплосприйняття цих поверхонь нагріву зростає більше, ніж навантаження, то температура гарячого повітря, температура підігріву води, або відсоток пароутворення у водяному економайзері киплячого типу, і температура перегріву пари з ростом навантаження котлоагрегата збільшується. Одночасно проходить підвищення температури газів після всіх конвективних поверхонь нагріву, що обумовлює зростання температури відхідних газів і втрати тепла з ними при зростанні навантаження. Тому при форсуванні котлоагрегата проходить зниження його ККД. При малих навантаженнях ККД котлоагрегата також зменшується внаслідок збільшення відносної величини топкових втрат, втрат на навколишнє охолодження і росту надлишку повітря в топці. Проте в достатньо широкій робочій зоні навантажень ККД котлоагрегата змінюється незначно і в першому наближенні може бути прийнятим постійним.

Необхідно мати на увазі, що характеристики котлоагрегатів при зміні навантаження індивідуальні, а саме повинні розглядатися стосовно до конкретних котлоагрегатів і залежать від його конструкції, типу топкових пристроїв і виду спалюваного палива. На рис.43 приведені характеристики котлоагрегата ТП-87 при роботі на мазуті, а на рис.44 - ТП-230-2 при роботі на А Ш.