14. Перечислите основные энергосберегающие мероприятия, рекомендуемые для котельных установок в целях уменьшения потерь теплоты с уходящими газами.

· поддержание оптимального коэффициента избытка воздуха в топке котла ат (рис. 6.10) и снижение присосов воздуха по его тракту.

· поддержание чистоты наружных и внутренних поверхностей нагрева, что позволяет увеличить коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воде;

· увеличение площадей хвостовых поверхностей нагрева;

· поддержание в барабане парового котла номинального давления, обеспе-чивающего расчетную степень охлаждения газов в хвостовых поверхностях нагрева;

· поддержание расчетной температуры питательной воды, определяющей температуру уходящих после экономайзера дымовых газов;

· перевод котлов с твердого или жидкого топлива на природный газ и др.

Очевидно, что изменение температуры уходящих газов на 20 °С в рассматриваемых условиях приводит к изменению КПД котла на 1 %

15. Каким образом температура окружающей среды влияет на КПД паротурбинной установки?

Увеличение температуры холодного воздуха ведет к снижению КПД, так как температура дымовых газов будет повышаться, а как следствие будет увеличиваться q2.

16. Как влияет коэффициент избытка воздуха на КПД котла?

Увеличение коэффициента избытка воздуха приведет к увеличению потерь с уходящими газами. Чрезмерное уменьшение коэффициента избытка воздуха приведет к появлению зон с недостатком кислорода. В таких зонах не происходит полного окисления элементов топлива и образуется сажа.

17. Почему перевод котла на газовое топливо приводит к росту его КПД (брутто) и КПД (нетто)?

При переводе котла на сжигание газа эффект достигается за счет снижения потребления условного топлива (повышение КПД котла, снижение расхода тепла на собственные нужды).

При сжигании газа коэффициент избытка воздуха меньше. Уменьшаются потери на механический недожог и потери с физическим теплом шлака.

18. Поясните, каким образом определяется рациональное распределение нагрузки между отдельными котлами в котельных установках?

Из условий наибольшей экономичности котельной установки вытекает требование такого распределения нагрузки между котлами, чтобы относительные приросты расхода топлива, приходящиеся на увеличение нагрузки котла (например, в 1 г/ч), были бы одинаковые.

19. Способы утилизации энергии продувочной воды котла.

В схеме утилизации тепловой энергии продувочной воды при непрерывной продувке устанавливают сепаратор и теплообменник, что позволяет использовать тепловую энергию сепарированного пара и сепарированной воды. Сепаратор может применяться и без теплообменника.

В практике эксплуатации паровых систем теплоснабжения важное значение имеет сбор и возврат конденсата в котельную. Часто возврату конденсата уделяется недостаточное внимание, что приводит к значительному перерасходу топлива.

20. Перечислите способы повышения КПД электростанции паротурбинного цикла, которые могут быть реализованы на стадии ее проектирования.

Регенеративный цикл. Для повышения экономичности работы паротурбинных установок, помимо повышения параметров пара, применяют так называемый регенеративный цикл, при котором питательная вода до ее поступления в котельный агрегат подвергается предварительному нагреву паром, отбираемым из промежуточных ступеней паровой турбины. На рис. 4.4, а представлена схема паросиловой установки с регенеративным подогревом питательной воды, где α1, α2 и α3 – доли отбираемого пара из турбины. Изображение процесса в координатах Т, s (рис. 4.4, б) носит условный характер, так как количество рабочего пара (рабочего тела) меняется по длине проточной части турбины, а диаграмма строится для постоянного количества.

Рис. 4.4. Регенеративный подогрев питательной воды в цикле Ренкина: а – схема установки: 1 – котел; 2 – пароперегреватель; 3 – паровая турбина с промежуточными отборами пара; 4 – электрогенератор; 5 – конденсатор; 6 – насосы; 7 – регенеративные подогреватели; б –изображение (условное) процесса в координатах Т, s: 1...7 – точки диаграммы

Следует отметить, что поскольку питательной воде передается теплота отобранного пара, включая теплоту парообразования, а при получении работы используется лишь часть теплоты пара, не включающая теплоту парообразования, то потеря работы в результате отборов будет значительно меньше, чем увеличение энтальпии питательной воды. Поэтому в целом КПД цикла возрастает. Однако возрастает и удельный расход пара, так как отобранная часть пара не полностью участвует в совершении работы и для получения заданной мощности его расход надо увеличивать. Правда, это обстоятельство облегчает конструкцию последних ступеней турбин, позволяя уменьшить длину их лопаток. Применение регенеративного подогрева позволяет, когда это желательно, исключить экономайзер (подогрев питательной воды уходящими газами), использовав теплоту уходящих газов для подогрева поступающего в топку воздуха. Увеличение КПД при применении регенерации составляет 10... 15 %. При этом экономия теплоты в цикле возрастает с повышением начального давления р1 пара. Это связано с тем, что с повышением р1 увеличивается температура кипения воды, следовательно, повышается количество теплоты, которое можно подвести к воде при подогреве ее отработавшим паром, В настоящее время регенеративный подогрев применяется на всех крупных электростанциях.

21. Поясните способы экономии энергии при эксплуатации паротурбинных электростанций.

- Применение комбинированной выработки тепла и электроэнергии.

- Применение утилизаторов тепла отходящих газов.

- Использование теплоты парового конденсата.

22. Перечислите способы повышения КПД электростанции газотурбинного цикла.

Стремление повысить начальную температуру связано, прежде всего, с выигрышем в экономичности, который она дает. Повышение начальной температуры с 1100 до 1450 °С дает увеличение абсолютного КПД с 32 до 40 %, т.е. приводит к экономии топлива в 25 %. Конечно, часть этой экономии связана не только с повышением температуры, но и с совершенствованием других элементов ГТУ, а определяющим фактором все-таки является начальная температура.

23. Коэффициент избытка воздуха и его влияние на работу котла. Определение α при тепловом расчете.

Коэффициент избытка воздуха зависит от вида сжигаемого топ­лива, способа его сжигания, конструкции топки котла и принимается на основании опытных данных.

При сжигании топлива очень важно правильно регулировать поступление воздуха в топку котла.

Если воздуха в топку котла будет поступать мало, то кислорода не будет хватать для полного сгорания топлива, и часть горючих газов, образующихся в топке котла (например, окись углерода СО), и несгоревшие частицы угля будут уноситься с продуктами горения в дымовую трубу.

Действительное количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, должно быть несколько большим теоретиче­ского, так как при практическом сжигании топлива не все количе­ство теоретически необходимого воздуха используется для горения топлива; часть его не участвует в реакции горения в результате не­достаточного перемешивания воздуха с топливом, а также из-за того, что воздух не успевает вступить в соприкосновение с углеродом топлива и уходит в газоходы котла в свободном состоянии. Поэтому отношение количества воздуха, действительно подаваемого в топку котла, к теоретически необходимому называют коэффициентом избытка воздуха в топке.

α_т = V_вд / V_в°,

где V_вд — действительный объем воздуха, поданного в топку котла на 1 кг топлива,

      V_в°  — теоретический объем воздуха

24. Как повлияет снижение нагрузки на котле на абсолютную потерю тепла?

Изменение тепловой нагрузки котла влияет на величину тепловых потерь и его КПД. При минимальной нагрузке основную роль играют потери теплоты в окружающую среду. С ростом нагрузки уменьшаются потери теплоты в окружающую среду, но увеличиваются остальные тепловые потери. КПД котла возрастает и достигает максимальной величины. Потери теплоты с уходящими газами, а также от химической и механической неполноты сгорания (при дальнейшем увеличении нагрузки) возрастают более резко, чем уменьшаются потери теплоты в окружающую среду, КПД котла в этом случае снижается. Чрезмерное уменьшение коэффициента избытка воздуха приводит к появлению зон с недостатком кислорода. В таких зонах не происходит полного окисления элементов топлива и образуется сажа.