Факторы, влияющие на температуру перегретого пара отпускаемого от барабанного котла

Известно, что температура перегретого пара зависит от конструктивных характеристик котла и режимных факторов.

Основной конструктивной характеристикой, влияющей на температуру перегретого пара, является регулировочная характеристика пароперегревателя, которая закладывается при проектировании и изготовлении котла и на которую оперативный персонал воздействовать не может. Для большинства барабанных котлов радиационно-конвективная поверхность пароперегревателя выбирается такой, чтобы в регулировочном диапазоне нагрузок от 30 до 100 % обеспечивался незначительный рост температуры перегретого пара сверх его номинального значения (рис.3.2.).

 

 

Рис. 3._.2. Регулировочная характеристика пароперегревателя

 

В этих случаях для снятия излишнего перегрева пара и поддержания температуры на заданном уровне используются схемы регулирования, которыми оборудуются энергетические котлы.

К основным режимным факторам, влияющим на температуру перегретого пара, следует относить:

- величину избытков воздуха в топочных газах котла;

- разрежение в топке котла;

- качество, подаваемого для сжигания, топлива;

- степень использования рециркуляции дымовых газов;

- температуру питательной воды.

Повышение избытков воздуха сверх нормативных значений при эксплуатации котла в регулировочном диапазоне нагрузок приводит, как правило, к повышению температуры перегретого пара за счет увеличения скорости топочных газов и повышения интенсивности теплообмена в конвективном пароперегревателе. При очень больших избытках воздуха в топке увеличение температуры перегретого пара замедляется и может даже снизиться вследствие значительного понижения температуры газов перед пароперегревателем. При этом экономичность работы котла снижается из-за увеличения потерь тепла с уходящими газами, а также от увеличения расхода электроэнергии на привод тягодутьевых механизмов.

Увеличение разрежения в верхней части топки котлов с уравновешенной тягой приводит к повышению температуры перегретого пара, что объясняется, во-первых, повышением температуры газов на выходе из топки (вследствие увеличения высоты факела в топке) и, во-вторых, увеличением коэффициента избытка воздуха в зоне размещения конвективного пароперегревателя за счет увеличения присосов. Экономичность работы котла, при этом, снижается. В связи с этим, при эксплуатации котельных агрегатов с уравновешенной тягой, диапазон изменения разрежения в верхней части топок котлов устанавливается режимными картами на уровне минус 2…5 мм.вод.ст.

При эксплуатации котлоагрегатов возможны случаи применения топлива качественно отличающегося от расчетного. При этом могут иметь место изменения только в негорючей части (балласте) топлива, т.е. в содержании зольности или влажности, или же полное изменение марки топлива.

При переводе котлоагрегата на другую, нерасчетную марку топлива, изменения в рабочем процессе могут быть столь значительными, что потребуют проведения поверочного расчета и наладки процесса горения на новые условия работы котла.

При увеличении зольности топлива уменьшается его теплота сгорания, а также объемы воздуха и продуктов сгорания, приходящиеся на один килограмм рабочего топлива. При постоянном расходе топлива полное тепловыделение в топке уменьшается пропорционально уменьшению теплоты сгорания. Полное тепловосприятие топки, температура газов на выходе из топки, температурные напоры во всех конвективных поверхностях нагрева также снижаются. Снижение объемов газа и температурных напоров приводит к значительному уменьшению конвективного тепловосприятия. Таким образом, увеличение зольности топлива при постоянном его расходе приводит к снижению общего тепловосприятия поверхностей нагрева и, как следствие, к снижению паропроизводительности котла при котором будет наблюдаться незначительное снижение температуры перегретого пара.

В случае увеличения расхода топлива для поддержания прежней производительности котла последует повышение температуры, объема и скорости газов в конвективных газоходах до расчетных значений при исходной зольности топлива. При этом увеличение расхода топлива при повышенной зольности заметно отразится на условиях работы топки и котла в целом. Увеличится излучение факела и усилится ошлакование топки; количество золы проходящей через котлоагрегат тоже увеличится, что приведет к увеличению загрязнения поверхностей нагрева, понижению тепловосприятий и повышению температур топочных газов по газоходам; усилится золовой износ поверхностей нагрева; увеличится расход электроэнергии на пылеприготовление и золоудаление. Таким образом, повышение зольности топлива отрицательно повлияет на экономичность и надежность работы котлоагрегата.

При увеличении рабочей влажности топлива его теплота сгорания, вследствие расхода тепла на испарение дополнительной влаги топлива, понижается в большей степени, чем при увеличении зольности. При постоянном расходе топлива повышение влажности вызывает заметное уменьшение температуры газов по всем газоходам. При этом объемы газов и, соответственно, температура перегретого пара увеличиваются, потери тепла с уходящими газами растут, а КПД и паропроизводительность котла снижаются.

Восстановление паропроизводительности котлоагрегата, за счет увеличения расхода топлива с повышенной рабочей влажностью, приводит к еще большему повышению температуры перегретого пара, увеличению потерь тепла с уходящими газами и снижению к.п.д. котла в целом.

Рециркуляция газов в котлоагрегатах может применяться для регулирования температуры перегретого пара, для подавления образования окислов азота, а также для борьбы со шлакованием поверхностей нагрева котла. Выбор того или иного решения зависит от ряда условий и целей применения рециркуляции.

В общем случае схема рециркуляции газов в котлоагрегатах может иметь несколько вариантов компоновки (10, рис. 2-8.).

Дымовые газы могут отбираться: после котлоагрегата, перед первой ступенью воздухоподогревателя или перед первой ступенью экономайзера. Подача рециркулирующих газов может производиться в нижнюю или верхнюю часть топки или же в газоход перед пароперегревателем.

Рециркуляция газов влияет на воздушный режим котла, при этом:

- объём дымовых газов возрастает без увеличения избытка воздуха в уходящих газах, вследствие чего объём газов, покидающих котёл, не изменяется;

- рециркуляция газов во всех случаях снижает температуру в месте возврата газов;

- использование рециркуляции газов всегда сопровождается снижением к.п.д. котла, как брутто, так и нетто в связи с увеличением расхода энергии на тягу и рециркуляцию газа.

При рециркуляции уходящих газов в нижнюю часть топки температура перегретого пара возрастает вследствие роста тепловосприятия пароперегревателя и некоторого понижения паропроизводительности котла. Температура уходящих газов также несколько повысится вследствие повышения энтальпии газов по всем газоходам. При этом потери тепла с уходящими газами увеличиваются, а К.П.Д. брутто котла понижается. В случае восстановления величины паропроизводительности путём увеличения подачи топлива дополнительно возрастут температура перегретого пара и уходящих газов, и ещё более снизится к.п.д. котла.

При рециркуляции уходящих газов в верхнюю часть топки (перед фестоном) происходит понижение температуры перегретого пара за счёт снижения температуры газов в фестоне и пароперегревателе, несмотря на рост объёмов газа в этих поверхностях нагрева. Экономические показатели котельной установки при этом также снижаются.

Возврат рециркулирующих уходящих газов непосредственно в газоход перед пароперегревателем вносит незначительные изменения в топочный режим по сравнению с возвратом газов перед фестоном.

При рециркуляции газов, отбираемых из газоходов водяного экономайзера, режим работы котлоагрегата отличается от рассмотренного варианта рециркуляции уходящих газов двумя особенностями. Во-первых, при более высокой температуре рециркулирующих газов для получения того же эффекта в отношении регулирования температуры пара или температуры газов перед фестоном необходимо увеличить коэффициент рециркуляции, что повышает расход энергии на собственные нужды котла. Во-вторых, газоходы котла расположенные после места отбора газов, будут работать при условиях, близких к режиму работы без рециркуляции газов, только на входе в них будут более высокие температуры газов. Последнее обстоятельство создаёт рост температурного напора и способствует повышению тепловосприятия, что, в конечном счёте, может привести к понижению температуры уходящих газов до исходных значений

Оптимальное решение для выбора места отбора газов на рециркуляцию принимается по показателям экономичности котельной установки – К.П.Д. брутто и нетто.

На практике конструктивно возврат рециркулирующих газов может осуществляться в нескольких точках топки, но использование их производиться по мере надобности в зависимости от характера топочного режима

Температура питательной воды определяется условиями работы регенеративных подогревателей высокого давления (ПВД). Как правило, снижение температуры питательной воды наблюдается при отключении ПВД или снижении нагрузки турбоагрегата. Известно, что при сохранении постоянного расхода топлива, сжигаемого в котле, понижение температуры питательной воды вызывает уменьшение паропроизводительности котла и повышение температуры перегретого пара. Для сохранения прежней паропроизводительности котла необходимо соответствующее увеличение расхода топлива. Однако в таких случаях не всегда возможно восстановление паропроизводительности котла за счёт увеличения расхода топлива подаваемого на котёл. При значительном снижении температуры питательной воды возможны ограничения паропроизводительности котлоагрегата, в основном, из-за недопустимого повышения температуры металла пароперегревателя котла. Для расширения регулировочного диапазона работы энергетических котлов при ограниченном составе работающих турбоагрегатов на некоторых ТЭС в схему трубопроводов питательной воды устанавливают общестанционные ПВД питающиеся паром от коллекторов собственных нужд давлением 10…18 ата или от специальных редукционно-охладительных устройств (РОУ).

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: