2. Свойства барабанного котла как объекта регулирования уровня воды.

Регулирование питания котельных агрегатов сводится к поддержанию материального баланса между отводом пара и подачи воды. Параметром, характеризующим материальный баланс, является уровень воды в барабане котла. Надежность работы котельного агрегата во многом определяется качеством регулирования уровня. Снижение уровня ниже допустимых пределов может привести к нарушению циркуляции в экранных трубах, в результате него произойдет повышение температуры стенок обогреваемых труб и их пережог. Значительное повышение уровня воды в барабане также может привести к аварийным последствиям, так как при повышенном уровне возможен заброс воды в пароперегреватель и турбину, что вызовет занос пароперегревателя солями или поломку турбины.

Из сказанного ясно, что даже кратковременное снижение или повышение уровня сверх заданных пределов недопустимо. В связи с этим к точности поддержания уровня предъявляются очень высокие требования.

Допустимые отклонения уровня воды в барабане от среднего значения для котла ИЗЛ-60 мм.

Качество регулирования питания определяется не только точностью поддержания уровня на заданном значении, но и равномерностью подачи питательной воды. Необходимо обеспечить равномерное питание котла водой, так как частые и глубокие изменения расхода питательной воды могут вызвать значительные температурные изменения в металле экономайзера.

Барабанным котлам с естественной циркуляцией присуща значительная аккумулирующая способность, которая проявляется в переходных режимах. Если в стационарном режиме положение уровня воды в барабане котла определяется состоянием материального баланса, то в переходных режимах на положение уровня влияет большое количество возмущений. Основных из них является:

• изменение расходов питательной воды;

• изменение паросъема котла при изменении нагрузки потребителя;

• изменение паропроводности котла при изменении нагрузки топки.

Отличительной чертой регулирования уровня в барабане котла является то, что в данном случае регулируется уровень двухфазной среды. В связи с этим воздействие каждого фактора приводит к изменению состоянию двухфазной среды и как следствие – к изменению уровня.

Убарабанных котлов отклонение уровня в переходных режимах может не соответствовать знаку математического небаланса. В стационарных режимах барабан и экранные трубы котла заполнены водой при температуре кипения, в которой содержатся пузырьки пара (рис.9). Удельный вес пара в барабанных котлах значительно отличается от удельного веса воды. Разность удельных весов пара и воды, а, следовательно, и объемов при изменении режима, приводит к отклонению уровня в ту или иную сторону. Отклонение уровня воды в барабане котла при нарушении стационарного режима в сторону, противоположную знаку материального баланса, получила название “набухание” уровня. Так, например, увеличение парообразования в экранных трубах при материальном балансе приведет к вытеснению некоторого количества воды из экранных труб и повышению уровня воды в барабане. И, наоборот, снижение паропроизводительности котла повлечет за собой уменьшение парового обмена в экранных трубах и, соответственно, понижение уровня.

Рассмотрим более подробно динамические свойства барабанного котла как объекта регулирования уровня по различным каналам регулирующих и возмущающих воздействий.