2.7.2. Тягодутьевая установка котла

Размещение оборудования. Обычно крупные котлы оборудуются двумя включенными параллельно дутьевыми вентиляторами и двумя дымососами (на рис. 47 изображено по одному из них). Необходимый для горения воздух заса­сывается из верхней части котельного цеха, где его температура выше, чем пе­ред вентиляторами.

У пылеугольных котлов часть горячего воздуха отводится в углераз­мольные мельницы.

На рис. 47 показан газомазутный котел, у которого в горелки направля­ется весь горячий воздух (кроме небольшого его количества, подаваемого для предварительного подогрева холодного воздуха, чтобы уменьшить интенсив­ность коррозии воздухоподогревателя).

Шиберы. Условия работы шиберов при их частичном прикрытии начали изучать сравнительно недавно с начала 70х годов.

Тормозящее действие шибера заключается в том, что в проходящем че­рез него воздушном потоке возникают завихрения, вследствие чего увеличива­ется потеря напора воздуха, отсекающего шибер. Но через многостворчатый шибер воздух или газы проходят плавно, изменяя лишь свое направление.

Небольшие завихрения возникают преимущественно у крайних створок. Испытания отдельных конструкций показали, например, что при наклоне од­ностворчатого шибера на 60 от направления воздушного потока количество воздуха уменьшилось только в 1,5 раза (рис. 52, а, б). Промежуточную эффек­тивность имеют многостворчатые шиберы с разделительными внутренними перегородками (рис.52, в).

Параллельная работа вентиляторов. Рассмотрим конкретный пример. Предположим, что из двух установленных у котла одинаковых дутьевых вен­тиляторов работает только один. Выдаваемый им воздух распределяется на обе половины котла. Полной нагрузке вентилятора соответствуют его произ­водительность 100 000 м³/час и напор 300 мм. вод. ст.

Второй вентилятор, работая без первого, мог бы дать такие же напор и производительность, но при параллельной работе на один котел условия резко меняются.

Можно представить себе, что каждый из двух работающих параллельно вентиляторов дает воздух только на одну половину общего числа горелок, пра­вый вентилятор - на правую, а левый - на левую половину.

За каждым из вентиляторов почти по всему пути воздуха поперечные сечения будут вдвое меньше.

Если бы каждый из вентиляторов давал через суженные в 2 раза сечение прежнее количество воздуха, равное 100 000 м³/час, то сопротивление воздуш­ного потока увеличилось бы примерно в 4 раза, т.е. составило бы около 1 200 мм.вод.ст.

Конечно, преодолеть такое сопротивление дутьевые вентиляторы не мо­гут.

Из этого примера можно сделать вывод, что при параллельной работе производительность каждого вентилятора уменьшается.

Два одинаковых вентилятора не могут дать вдвое больше воздуха, чем каждый из них.

При параллельной работе двух вентиляторов или дымососов необходимо следить за тем, чтобы все время была одинаковой нагрузка, которую опреде­ляют по показаниям амперметров электродвигателей.

Экономичность вентиляторов снижается при работе их с низкой нагруз­кой. Потому при снижении нагрузки котла целесообразно останавливать по одному из двух дымососов или вентиляторов с тем, чтобы оставшиеся вклю­ченными машины работали с полной нагрузкой и, следовательно, с меньшим расходом электроэнергии, чем при работе всех четырех машин.

Разрежение в топочной камере. В топке работающего котла можно на­блюдать странное, на первый взгляд, явление. В нижней части топки сохраня­ется разрежение 15-20 мм.вод.ст. даже иногда, когда в самой верхней ее части давление газов в точности равно атмосферному и через открытые вверху топки лючки нет ни выбивания газов, ни подсоса внутрь наружного воздуха.

Чем ниже находится лючок в стене топочной камеры, тем сильнее заса­сывается через него наружный воздух.

Может показаться, будто топочные газы движутся от зоны с большим разрежением в зону с меньшим разрежением.

Чтобы объяснить это кажущееся противоречие, нужно мысленно выде­лить два одинаковых газовых столба - один из объема наружного воздуха и второй из объема топочных газов (столбы А и Б на рис. 54).

Давление вверху этих столбов почти одинаковое и различается только на 2 мм.вод.ст. внизу же давление различно, поскольку вес столба холодного воз­духа в несколько раз превышает вес столба горячих газов.

Поэтому внизу топки давление снаружи больше, чем внутри ее, и при открытии лючка видно, что низ топки находится под разрежением.

Глазомерный вывод о том, что газы в топке якобы движутся от большего разрежения к меньшему, неверен потому, что, измеряя разрежение или давле­ние, мы сравниваем его с давлением наружного воздуха.

Абсолютное же давление газов в топке внизу больше чем вверху.

Дымовая труба. Столб находящихся в дымовой трубе нагретых газов Б легче, чем такой же по высоте столб наружного воздуха А. Оба газообразных столба соединены внизу газоходами котла (рис. 54). Более тяжелый наружный воздух стремится вытеснить газы из трубы и создает естественную тягу, со­действующую работе дымососов.

Эта тяга тем больше, чем выше труба и чем больше разность между тем­пературой поднимающихся в ней газов и температурой наружного воздуха.

В зимние месяцы она больше, чем летом.

У котлов малой мощности дымовая труба полностью обеспечивает тягу или дает возможность работать без дымососа при низкой нагрузке.

У больших котлов тяга, создаваемая дымовой трубой, лишь незначи­тельно помогает работе дымососов.

Высокие дымовые трубы на электростанциях большой мощности уста­навливают главным образом для того, чтобы продукты сгорания топлива (в

том числе и ядовитые окислы серы и азота), а также частицы золы и сажи рас­сеивались на большем пространстве и меньше загрязняли окружающую мест­ность.

Наиболее высокими дымовыми трубами оборудуются самые мощные электростанции.

В нижней части дымовой трубы газы находятся при значительном раз­режении, которое, как и разрежение в нижней части топки, обусловлено раз­личием веса столбов газов и наружного воздуха.

Естественная тяга в трубе уменьшается вследствие трения газов о ее стенки. Присос наружного воздуха через неплотности в нижней части трубы вреден не только из-за того, что при охлаждении газов уменьшается естест­венная тяга, но и потому, что с возрастанием количества проходящих внутри трубы газов увеличивается потеря напора на их трение о стенки трубы.

Для уменьшения присоса наружного воздуха необходимо систематиче­ски поддерживать плотность наружных газоходов за дымососами и, в частно­сти, плотность люка под трубой.

Ещё больший присос воздуха может возникнуть при не тщательно за­крытых газоходах остановленных котлов, когда другие присоединенные к той же трубе котлы продолжают работать. При неплотности шиберах большое ко­личество воздуха присасываются в трубу в период разъема кожуха останов­ленного дымососа.

Еще более возрастает потеря напора на трение газов в дымовой трубе в случае, если в эту трубу включено больше котлов, чем по расчету.