ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПЫТАНИЙ

К наиболее часто проводимым теплотехническим испытаниям стационарных паровых водотрубных котлов относятся балансовые, режимно-наладочные и экспресс испытания.

Балансовые испытания имеют целью установления типовых энергетических характеристик для вновь введенных в эксплуатацию котлов после окончания периода освоения проектной мощности, при изменении вида топлива или значительном изменении его качества, для получения характеристик относительно прироста расхода топлива.

Режимно-наладочные (доводочные) испытания (без определенного к.п.д. нетто и воздушного баланса) с выдачей временной режимной карты проводят для наладки режима работы котла, определенных оптимальных значений коэффициента избытка воздуха и тонкости топливной пыли, оптимального распределения воздуха по горелкам, для выявления минимальной и максимальной нагрузок котла при различном составе вспомогательного оборудования, определение аэродинамических характеристик газовоздушного тракта.

Режимно-наладочные испытания необходимы также для выявления недостатков оборудования и изыскания способов их устранения, оценки результатов внедрения мероприятий по совершенствованию отдельных узлов и горелочных устройств, проверки характеристик отдельных элементов котла, уточнения режимных карт в ходе эксплуатации и др.

Экспресс испытания проводят для оценки качества ремонтов. В целях проверки гарантий поставщиков котельных установок иногда проводят «приемочные» испытания.

Испытания котельных установок в зависимости от точности измерений и обра­ботки материалов подразделяют на испытания I и II классов. По I классу точности проводят испытания, в ре­зультате которых достигается опре­деление КПД с точностью ±1,5%. Метод определения КПД может быть прямым (если это возможно) — с определением количества теплоты, подведенной с топливом и воздухом, и теплоты, отведенной с водой и па­ром, или обратным — с определением всех потерь теплового баланса и КПД. Оба метода принципиально равноценны, однако точность по обратному методу может быть достигнута более высокой при условии определения всех потерь те­плоты по отдельным элементам котла.

По II классу точность сведения теплового баланса определяют в пределах ±5%.

Программы испытаний

В зависимости от целей и задач испытаний их проводят по типовым или специально разрабатываемым программам. По первым из них осу­ществляют, например, испытания для снятия типовой энергетической ха­рактеристики и экспресс-испытания котельных установок. Вторые необ­ходимы при испытаниях головных, модернизированных или реконструи­рованных котлов, при замене или со­вершенствовании их вспомогательно­го оборудования и др.

Программа должна устанавливать объект и цели работы, виды, последовательность и объем проводимых экспериментов, порядок, условия, ме­сто и сроки работ, обеспечение и отчетность по ним.

Программу утверждают главные инженеры подрядчика и заказчика работ. В отдельных случаях может потребоваться согласование про­граммы с вышестоящими организа­циями, заводами-изготовителями, проектными и диспетчерскими орга­низациями. Подписывают программу руководитель, ответственный испол­нитель и др. Программу приемо-сдаточных испытаний в каждом конкретном случае определяют особо.

Объем программы для снятия ти­повой энергии, определяют в соответствии с «Единые технические условия на приемку и методы испытаний. Рекомендации по стандартизации РС 4657-74, гр. Е-29»

Наличие типовой энергетической характеристики позволяет эксплуатационному персоналу обеспечивать контроль за состоянием и работой котла, выдерживать все параметры технологического процесса, осущест­влять нормирование, планирование и анализ экономичности работы обо­рудования. В объем ис­пытаний входит определение следую­щих основных зависимостей от паропроизводительности (тепловой мощ­ности) брутто Q для всего рабочего диапазона: всех отдельных потерь теплоты (q ,q ,q ,q ,q ); , расхода теплоты на собственные нужды, отнесенной к располагаемой теплоте топлива q , расхода теплоты на выработку электрической энергии, затраченной механизма­ми собственных нужд и отнесенной к располагаемой теплоте топлива q ; расхода теплоты на турбопривод пи­тательных насосов, отнесенной к рас­полагаемой теплоте топлива q .

Программа предусматривает так­же промежуточные зависимости от паропроизводительности (тепловой мощности), оптимального избытка воздуха за пароперегревателем, температуры уходя­щих газов, содержания горючих в шлаке и в золе уноса, удельных рас­ходов электрической энергии на тягу и дутье, питательные насосы и пылеприготовление.

Для пиковых водогрейных котлов программа снятия типовой энергетической характеристики не от­личается от программы для энергетических котельных установок, но должна еще предусматривать полу­чение зависимости КПД брутто от нагрузки при разных температурах сетевой воды на выходе из котла, так как она отра­жается на значении q .

Для составления типовой энер­гетической характеристики испыта­ния проводит специализированная экспериментально-наладочная орга­низация, а для получения энерге­тической характеристики — энерго­предприятие, эксплуатирующее котел.

Программа испытаний для полу­чения энергетической характеристи­ки, отражающей предельную, тех­нически достижимую тепловую эко­номичность данной котельной уста­новки и учитывающей оптимальные режимы совместной работы основно­го и вспомогательного оборудования, должна предусматривать снятие следующих зависимостей от паропроизводительности нетто и брутто: ; ; q ,q ,q ,q ,q расходов теплоты топлива на электрические и тепловые собственные нужды котель­ной установки; удельных расходов условного топлива и электроэнергии на теплоту, отпущенную котельной установкой; удельных расходов элек­троэнергии на привод питательных насосов, тягодутьевых и пылеприготовительных установок; коэффициен­тов избытка воздуха; температуры уходя­щих газов.

Примерная программа режимно-наладочных испытаний в зависимо­сти от их задач, и местных условий может включать:

1) предварительные измерения (12—20 опытов), в том числе:

определение частоты вращения пи­тателей топлива (пыли), тарировка

мазутных форсунок; тарировка сечений газоходов, воздухопроводов;

измерение скоростей потоков воз­духа в горелках и воздухопроводах;

определение присосов воздуха;

2) наладочные опыты:

определение оптимального поло­жения факела при различных скоро-

стях воздуха в горелках; оптимального избыт­ка воздуха при трех-четырех нагруз­ках котла; определение оптимального сочета­ния работающих горелок на минимуме нагрузки; определение влияния рециркуля­ции дымовых газов;

3) основные опыты:

определение максимальной нагруз­ки Д при различном составе рабо-

тающего вспомогательного обору­дования и различных частотах вра­щения электродвигателей их приво­дов; определение минимальной дли­тельной нагрузки Д без измененения состава вспомогательного оборудо­вания и количества включенных горелок; определение Д с отключением части горелок и вспомогательного оборудования и подсветкой факела.

Программа работ при эксплуата­ционных экспресс-испытаниях после типовых плановых ремонтов предусматривает обычно проверку возможности длительной работы кот­ла на Д или (0,85—0,9) Д с определением:

присосов воздуха в топочную ка­меру и газоходы; аэродинамического сопротивления газового и воздушного трактов; температуры газообразных про­дуктов горения и воздуха в контро­лируемых сечениях соответствующих трактов; температуры рабочего тела и тем­пературных разверок по водопаровому тракту; достаточности пределов регулирования температуры перегретого пара; q и q при сжигании жидкого или газообразного топлива; удельных расходов электроэнергии на тягу, дутье и привод питательных насосов.

Результаты испытаний заносят в специальный журнал.

СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И ДИСТАНЦИОННОГО

УПРАВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ КОТЛА

Котлы со вспомогательным оборудованием оснащаются средствами контроля теплотехнических, химических и механических параметров, дистанционного и автоматического управления запорными и регулировочными органами, технологическими защитами, блокировками, информационными и управляющими вычислительными машинами. В пусковых режимах более вероятны нарушения критериев надежности оборудования, что требует полной информации для принятия решения о корректировке режима пуска. Особые требования предъявляются к защитам и блокировкам, автоматически выполняющие операции, необходимые для предотвращения аварий.

На тепловых и блочных щитах сосредоточена вся система управления для оперативных переключений регулируемых, запорных и дроссельных органов в стационарные, пусковом и аварийном режимах, а также системы защит, блокировок, сигнализации, КИП, автоматического управления и теплового контроля пароводяного тракта котла, обдувочных аппаратов,

вспомогательного оборудования и механизмов.

ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ ОБОРУДОВАНИЯ

Теплотехнические испытания котлов разделяют на две группы:

1. определение энергетических (теплотехнических) характеристик работы котлов и выявление их эксплуатационных особенностей и недостатков конструкции.

2. исследование работы (отработка и проверка новых конструкций, исследования, не подлежащие типизации).

Испытания проводятся по трем категориям сложности:

1. приемно-сдаточные (гарантийно-сдаточные) испытания (проводятся при приемке зарубежных или поставке в другие страны котлов и заключаются в проверке гарантий поставщиков оборудования).

2. эксплуатационные (балансовые) испытания (устанавливаются нормативные эксплуатационные характеристики после освоения проектной мощности на вновь вводимых в эксплуатацию котлов после реконструкции, связанной с переходом на сжигание нового вида топлива, а также при систематическом отклонении параметров от нормативных). Эксплуатационные экспресс-испытания проводятся после типовых капитальных ремонтов котла с целью определения их качеств и уточнения характеристик.

3. режимно-наладочные и доводочные испытания (наладка режима работы котлов и определения его отдельных показателей – оптимальной нагрузки при различном составе вспомогательного оборудования и др.).

Испытания вспомогательного оборудования и технологических систем котлов проводятся для проверки гарантийных показателей, выявления оптимальных режимов эксплуатации и оценки экономичности их работы.

Характеристики тягодутьевых установок, полученные испытания вместе

с характеристиками газовоздушных трактов, позволяют непосредственно проверить соответствие машин типу котла. По результатам испытаний котла анализируются фактические потери и определяются оптимальные режимы его работы по условиям горения, шлакования и обеспечения расчетных параметров пара.

Составляются графики изменений основных показателей работы котла: КПД (брутто) в зависимости от паропроизводительности = и теплового напряжения топочного объема = ; тепловых потерь котла, тепловосприятия поверхностей нагрева; расходов электроэнергии на тягу, дутье и размол топлива; содержание горючих и очаговых остатков и тонкости помола.

В результате проведения испытаний котла, вспомогательного оборудования, механизмов и систем составляются сводные ведомости и таблицы, режимные карты, графики характеристик машин и тракта.