ОЦЕНКА ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ЭНЕРГОУСТАНОВКИ Магистрант Курбонов Д.

ОЦЕНКА ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ЭНЕРГОУСТАНОВКИ
Магистрант Курбонов Д.М.
ФГБОУ ВО СПбГАУ
Санкт-Петербург, Россия
ASSESSMENT OF TEMPERATURE CONDITION OF POWER INSTALLATION
Undergraduate Kurbonov D. M.
FGBOU VO SPbGAU
St. Petersburg, Russia
В процессе эксплуатации котла необходимо следить за температурой уходящих
газов на выходе. Ограничение по максимальной температуре (не более 280 °С) вызвано
возможностью выхода из строя дымососа, а по минимальной температуре ограничение
обусловлено образованием конденсата в конвективной части котла. При образовании
конденсата сера, содержащаяся в топливе может вызвать низкотемпературную сернистую
коррозию конвективных поверхностей. Кроме того, конденсат вызывает налипание
сажистых и золовых отложений на конвективных пакетах котла и приводит к частым
остановкам котла на их чистку.
Минимальная температура уходящих газов за котлом выбирается по температуре
точки росы. Температура точки росы дымовых газов tр зависит от температуры
конденсации влаги tкон, определяемой по парциальному давлению в газах
tр = tкон + ∆tр,
где величина ∆tр определяется в зависимости от приведенных содержаний золы
Aп и серы Sп в топливе по формуле
Значение температуры точки росы колеблется в пределах 90 – 110 °С при
сжигании углей, и при сжигании дров 54°C, каменного угля Кузнецкий Д - tр = 90,9 °C,
бурого угля Харанорский Б1 - tр = 108,7 °C. Для полного исключения коррозии
поверхности
нагрева
при
отсутствии
специальных
мер
защиты
температура
металлической стенки должна быть примерно на 10° выше температуры точки росы
дымовых газов. Так как в водогрейных котлах температура стенки максимально
приближена к температуре теплоносителя, рекомендуемая температура уходящих газов не
ниже 150°C даже во время теплой погоды в переходные периоды.
Температура уходящих газов в процессе эксплуатации может оказаться ниже
точки росы, например, в случае установки котла по мощности, превышающей
потребляемую. Поэтому не рекомендуется установка котла по мощности, превышающей,
потребляемую, более чем на 20% в пиковые нагрузки.
Повышение температуры уходящих газов напротив обычно делает менее
экономичной работу котельной установки, так как увеличиваются потери тепла с этими
газами. Чаще всего
форсирования
режима
повышение температуры является
горения
либо
загрязнения
следствием чрезмерного
поверхностей
нагрева
котла,
пароперегревателя и экономайзера, либо разрушения перегородок в газоходах котла, на
что необходимо обратить особое внимание.
Повышение температуры уходящих газов может быть обусловлено: увеличением
коэффициента избытка воздуха на выходе из горелок; увеличением присосов воздуха в
топку, накипью на внутренних поверхностях нагрева котла. Повышение температуры
уходящих газов происходит также при загрязнении поверхности нагрева снаружи золой,
шлаком и сажей, а внутри - накипью и шламом, а также при слишком повышенной
нагрузке котлоагрегата, то есть при форсированной работе топки. Таким образом,
повышение температуры уходящих газов приводит к сравнительно небольшому
снижению экономичности котлов, но повышает их надежность и устойчивость работы,
особенно при систематических временных снижениях нагрузки. Эти особенности выбора
температуры уходящих газов необходимо учитывать при проектировании котлов.
С другой стороны, отрицательный эффект повышения температуры уходящих
газов обусловлен повышением гидравлического сопротивления камеры сгорания из-за
увеличения удельных объемов продуктов сгорания, что может привести к недостатку
воздуха в головной части камеры при нагрузках, близких к номинальным. В том числе с
повышением температуры уходящих газов при значительном разогреве обшивки газохода
возможно загорание уноса и сажи. В этом случае останавливают дутье и прикрывают тягу
до полного прекращения доступа воздуха к месту пожара.
При загрязненной поверхности нагрева повышается температура уходящих газов,
уменьшается тяга из-за уменьшения площади сечения газоходов и увеличения их
сопротивления, снижается тепло - или паропроизводительность котла вследствие
ухудшения теплопередачи, повышение температуры перегретого пара. Так, загрязнение
золой и сажей поверхностей нагрева ведет к повышению температуры уходящих газов и
перерасходу топлива, составляющему около 1 % при повышении температуры на 20 - 22
0
С.
В
действующих
котельных
агрегатах
используется
устройство
парового
подогрева воздуха, при этом повышение температуры уходящих газов фактически не
наблюдается, воздухоподогреватель работает с чистыми трубками и увеличение
коэффициента
теплопередачи
полностью
или
частично
компенсирует
снижение
температурного напора.
Повышение
производительности
современных
котлов
обычно
идет
за
счет
форсированного режима, связанного с повышением температуры уходящих газов. Теплота
уходящих газов должна быть использована в рекуператорах для подогрева воздуха до 500
- 600 0С и при использовании низкокалорийного генераторного газа подогрева его до 300 400 0С. КПД котла, таким образом, может быть увеличен на 1 5 - 2 0 % несмотря на
повышение температуры уходящих газов на 6 - 13 0С.
Повышение температуры уходящих газов перед дымососом против обычно
наблюдаемых величин может произойти вследствие появления неплотностей в шибере
прямого хода, обычно устанавливаемом для пропуска газов помимо водяного
экономайзера.
Система автоматики обеспечивает автоматическое управление процессами запуска котла,
автоматическое переключение котла с одного режима на другой и автоматику
безопасности, которая отключает котел при: изменении спектра и погасании пламени,
повышении температуры уходящих газов, достижении предельного давления пара,
достижении предельной температуры пара, уменьшении давления газа ниже допустимого,
уменьшении давления воздуха ниже допустимого, обрыве ремня привода водяного насоса,
перегрузке электродвигателей водяного насоса и вентилятора, открытии двери шкафа
управления.
Одним из способов регулирования температуры вторичного перегрева пара, примененном
на нескольких котлах, является изменение положения факела в топке поворотными
горелками. Так как при этом потери, вызванные увеличением механического недожога
топлива и повышением температуры уходящих газов, оказались значительными, то в
дальнейшем
этот
способ
не
получил
распространения
и
поворотные
горелки
используются иногда лишь для первичной наладки положения факела в топке.
Другим способом повышения температуры труб может быть предварительный
подогрев воздуха отборным паром турбин в специальных калориферах. Если по тепловой
схеме электростанции такой расход отборного пара предусматривался, то такой метод
компенсирует увеличение тепловых потерь, связанных с повышением температуры
уходящих газов, и оказывается более выгодным, чем рециркуляция.