3. Подача воздуха в котлоагрегат и отвод

ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Дутьевые вентиляторы предназначены для подачи воздуха в топку котлоагрегата. Они подают холодный воздух в воздухоподогреватель котлоагрегата, засасывая его из верхней части котельной, где температура из-за потерь теплоты котлоагрегатом может достичь 30^оС и выше. Тем самым теплота, выделяемая наружными поверхностями котельного агрегата, частично используется.

Одновременно осуществляется некоторая вентиляция котельного помещения. При проектировании котельной установки необходимо рассчитать получаемую при такой вентиляции кратность обмена воздуха в помещении n = V/V_к, т.е. отношение расхода воздуха V, засасываемого дутьевыми вентиляторами, к объему его в котельном помещении V_к . Кратность обмена не должна превышать n< 3 во избежание сильных потоков воздуха внутри котельной. При этом в помещении котельной создается разрежение, которое должно компенсироваться притоком воздуха через световые фонари и оконные проемы. В зимнее время такой приток холодного воздуха недопустим. На это время года предусматривается забор воздуха частично или полностью снаружи.

При сжигании угольной пыли часть воздуха, подаваемого дутьевыми вентиляторами, так называемый первичный воздух, используется для транспорта пыли к горелкам. Остальное количество воздуха в виде вторичного подается непосредственно к горелкам. Распределение воздуха на первичный и вторичный определяется как необходимым расходом его на транспорт угольной пыли, так и содержанием летучих веществ в топливе.

Предварительно холодный воздух обычно подогревается смешением его с частью возду­ха, подогретого в воздухоподогревателе. При этом осуществляется рециркуляция части горячего воздуха, отводимого для смешения с холодным после воздухоподогревателя или его секций.

Иногда применяют предварительный подогрев воздуха в калориферах паром, отбираемым из турбины.

При замкнутой индивидуальной системе пылеприготовления с шаровыми барабанными мельницами и промежуточными бункерами пыли мельничный вентилятор используется обычно как для подъема угольной пыли из мельницы в циклон и пылевые бункеры, так и для подачи угольной пыли к горелкам. Для интенсификации процессов зажигания и горе­ния пыли применяют специальные дутьевые вентиляторы горячего воздуха. В этом случае воздух (или газовоздушная смесь) с остаточ­ной пылью из мельничных вентиляторов отво­дится в топочную камеру котлоагрегата через дополнительные сбросные горелки.

При работе котлоагрегата на газе или мазуте дутьевая установка состоит только из дутьевых вентиляторов холодного воздуха.

Правилами технической эксплу­атации устанавливаются следующие требова­ния к температуре воздуха, подаваемого в воз­духоподогреватель, в зависимости от вида то­плива. Для несернистого сухого топлива темпера­тура воздуха должна быть не ниже 30° С, при несернистом влажном топливе она должна превышать точку росы водяных паров дымо­вых газов по крайней мере на 5 -10° С.

При работе котла на сернистом топливе температуру воздуха не­обходимо выбирать на основании коррозион­ных характеристик дымовых газов и условий предохранения поверхностей нагрева воздухоподогревателя от коррозии и забивания золой.

Для обеспечения надежной работы у котельных агрегатов производительностью 220 т/ч и выше устанавливают по два совмест­но работающих дутьевых вентилятора. При малой нагрузке агрегата работает лишь один из них, что способствует снижению расхода энергии на дутье. Производительность каждого из двух вентиляторов при совместной (параллельной) работе должна обеспечить 50 % полной нагрузки котла.

Для регулирования нагрузки пиковых водо­грейных котлов в широком диапазоне в зави­симости от температуры

наружного воздуха и тепловой нагрузки устанавливают по одному дутьевому вентилятору на каждую газовую горелку.

Производительность дутьевого вентилято­ра энергетического котлоагрегата определяется по формуле

Q_в = b₁ В_рV^o (a_т - Da_т + Da_взп - Da_пл) х

х [(t_х.в + 273)] /273 × 1,01× 10⁵/Р_б ,

где V^o- теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива, м³/кг;

b₁ - коэффициент запаса подачи (для котлоагрегатов

паропроизводительностью D > 5,6 кг/с b₁ = 1,05; и

D< 5,6 кг/с b₁ = 1,1);

a_т - коэффициент избытка воздуха в топке;

Da_взп - утечка воздуха в водоподогревателе;

Da_т и Da_пл - присосы воздуха в топке и в пылепригото-

вительной установке;

t_х.в - температура холодного воздуха, поступающего

в вентилятор, ^оС;

Р_б - барометрическое давление воздуха, Па.

Напор, развиваемый дутьевыми вентиляторами, зависит от сопротивления воздушного тракта, включая всасывающий и нагнетающий его участки. Основным является сопротивление воздухоподогревателя и пылевых горелок. Имеют значение также сопротивление воздухо­водов и динамический напор потока на выходе из пылевых горелок в топочную камеру. С уче­том этих величин общий напор, создаваемый дутьевыми вентиляторами, составляет 3,5 - 4 кПа.

При установке тангенциальных молотковых мельниц, работающих под избыточным давле­нием, общий напор дутьевого вентилятора мо­жет увеличиться до 5 -7 кПа. Напор вентиляторов первичного (горячего) воздуха может составить 2 - 3 кПа.

На теплоэлектроцентралях применяют, как правило, котельные агрегаты с газовым трак­том, находящимся под разрежением, которое создается дымососами. При работе на газе или мазуте возможно применение газоплотных котельных агрегатов с наддувом, то­почная камера и газоходы которых находятся под избыточным давлением, достаточным для преодоления сопротивления газового тракта и отвода дымовых газов через дымовую трубу в атмосферу. В этом случае напор дутьевого вентилятора должен составить до 5 – 10 кПа.

Производительность дымососа, м³/с, определяет­ся с учетом присосов воздуха по газовому тракту на всасывающей его стороне и температуры газов, проходящих через него:

Q_в = В_р [ [V^o_г + (a_д - 1) ×V^o] (n_д + 273) / 273× 1,01× 10⁵/Р_б ,

где V_г^o- полный объем продуктов сгорания, м³/кг;

a_д - коэффициент избытка воздуха перед дымососом;

n_д - температура газов перед дымососом, ^oС.

Напор, создаваемый дымососом, определя­ется сопротивлением всего газового тракта. Основной составляющей этого сопротивления является сопротивление газоходов котельного агрегата, равное 1,5 - 2 кПа. Значительное сопротивление до 0,6 - 0,8 кПа создают золо­уловители центробежного типа - батарейные циклоны, центробежные скрубберы и др. Отно­сительно невелико сопротивление электро­фильтров (100 – 200 Па). При определении на­пора дымососа учитывают естественную само­тягу в газоходах котла и дымовой трубе, а также сопротивление дымовой трубы и дина­мический напор дымовых газов на выходе из трубы (с учетом скорости их 20 - 35 м/с).

Сопротивление воздушного и газового трактов определяют аэродинамическим расче­том. В результате необходимая величина напора дымососов составляет до 2 - 5 кПа.

Объемный часовой расход холодного воздуха и дымовых газов при сжигании различных видов топлива можно подсчитать по приближенным их удельным величинам на единицу тепловой мощности котлоагрегата ( табл. 3.1).