21. Водопаровые схемы барабанного и прямоточного котлов. Работа котла под разрежением и под наддувом.

Движ-е паровод-й смеси и охлаж-е парогенерир-х труб п/г различных с-м орган-ся по разному. В п/г с ест. циркул-ей пароводяная смесь перемещ-ся в рез-те движущего напора ест-й циркуляции, возникающей при обогреве труб. Массовая ск-ть на входе в п/г с увел-ем нагр-ки увел-ся, и после достиж-я макси-ма почти стабилиз-ся. В прямоточном п/г массовая ск-ть пропорц-на нагрузке. При малой нагрузке массовая ск-ть м. оказ-ся недопустимо низкой, что м. привести к поврежд-ю труб из-за их перегрева. Приходится огранич. сниж-е нагрузки п/г не ниже 30% его номин. произв-ти. Большинство п/г работают с разряж-ем в топке и газоходах. Исключ-е состав-т котлы с наддувом, топка и газоходы к-рых нах-ся под небольшим избыт-ым дав-ем (300-500мм. вод.ст.), и котлы комбинир-х ПГУ (ВПГ) с дав-м в топочной камере 6-8ата. При работе кот-х агрегатов под наддувом к обмуровке и гарнитуре (лазам, гляделкам, лючкам) предъявл-ся повыш-ые треб-я к пл-ти. При работе котла с разряж-ем утечки газов отсутствуют наружу. Но ч/з гарнитуру и неплотности воздух проникает в топку и газоходы. Экономия энергии или топлива от прим-я газоплотного котла и наддува: по срав-ю с котлом под разряжением: 1) сниж-я мощ-ти на привод ТДМ. 2)сниж-е потерь с ух-ми газами вследствие умен-я избытка воздуха и т-ры ух-х газов.

Водный режим бараб-х котлов. Все примеси котл-й воды, иск-я газообр-е, м. разд-ть на 2 гр: труднораст-е и легкор-е. К 1м отн-я соли и гидроокиси Са и Mg и продукты коррозии конструкц-ых материалов, ко вторым - соли и гидроокись Na. Раств-е в котл. воде в-ва кристал-ся. Крист-ия может протекать двояко: с образ-ем на пов-тях наг-ва накипи и крист-ия в объеме воды с образ-ем шлама. Методами внутрикотловой обраб-ки воды м. накипеобр-ие в-ва переводить в шламообр-ие и получ-й шлам удалять путем продувки. В котлах низкого дав-я иногда прим-ся термич. внутрикот. обраб-ка пит. воды, заключ-ся в созд-и усл-й при к-рых соли карб-ной жестк-ти термич. разлаг-ся и выдел-ся в осадок в паровом прост-ве барабана. При хим. внутрикот. обраб-ке в котл. воду вводят реагенты, к-рые с Са²⁺ и Mg²⁺ дают труднораст-ые соед-ия, выпад-ие в виде шлама.

Водный режим прямоточных котлов. В прямот, котлах: процесс парообр-я протекает при обязат-м упарив-и всей воды и отсутс-и продувки, что влечет отлож-е примесей на пов-тях наг-й. В связи с этим водопар. тракт прямот. энергобл-в на тракте после конд-ров турб. снабж-ся блочной обессол-щей уст-кой БОУ. Легкораст-е примеси частично смыв-ся конд-ром при пусках и ост-х агр-а, а труднораст-ые - удал-ся хим-ми промывками. Водный режим прямот. котлов организуется по-разному в завис-ти от устан-го оборуд-ия и хар-ра раб. ЭС.

22. Технические характеристики и состав жидкого топлива.

М40 и М100, М200

Технические характеристики мазута: вязкость, плотность, зольность, t-ра застывания и воспламенения, влажность.

Вязкость – время за которое проходит данный тип мазута через капиллярное отверстие нагретое до 50 (80)С по сравнению с дистиллированной водой при 20С зависит от t-ры. Марка топлива определяется предельной величиной вязкости ВУ=2,5

Для М40 – 70С = 2,5ВУ, для М100 – 125С =2,5ВУ. для М200 – 168С =2,5ВУ.

Зольность: Зола мазута оказывает отрицательное воздействие на поверхности нагрева котла. Предельная зольность А^d: для малых зольных мазутов – М40 – 0,04%, М-100 – 0,05%; для зольных мазутов – М40 – 0,12%, М100-0,14%.

По содержанию серы мазуты делятся: низкосернистые (массовая доля S≤0,5%); малосернистые (S≤1%); сернистые (S≤2%); высокосернистые (S≤3,5%).

t-ра застывания – min t-ра при к-рой мазут теряет свойство текучести. t-ра воспламенения – t-ра при к-рой после вспышки топливо горит не менее 5 сек. t-ра вспышки – t-ра при к-рой пары мазута в смеси с окр-щим воздухом вспыхивают при соприкосновении с открытым пламенем ≈100ºС.

Влажность. Влагу отделяют отстаиванием в баках. Содержание Н₂О в техническом мазуте 1-3%. Влага в небол-м кол-ве способствует распылу мазута и улучшает характеристики воспламенения. При повыш-и содержания влаги (10-15%) развивается коррозия поверхностей нагрева.

23. Доп-ые пределы раб-х нагр-к пар-х и водогр-х котлов по усл-м устойч-го горения и надежность охлажд-я металла экранных труб.

Расчетная номинальная нагрузка является максимальной ,которую может длительно нести паровой котел с заданным КПД . Превышение ее ведет к снижению КПД , росту напряжения металла ,более опасному для барабана и коллекторов перегревателя , и при определенных условиях может вызвать аварийный останов котла . Поскольку ограничения рабочей нагрузки турбины практически не существует ,то минимальные нагрузки блоков определяются паровым котлом .

Каждый вид котла имеет допустимую минимальную нагрузку , ниже которой работать нельзя .

Нижний предел допустимой устойчивой нагрузки определяется :

а) устойчивостью процесса горения топлива ;

б) надежностью работы экранных поверхностей топочной камеры .

По устойчивости горения топлива природный газ и мазут практически не имеют ограничений . Реакционные топлива с большим выходом летучих веществ при твердом шлакоудалении обеспечивают устойчивое горение факела до нагрузки 40-50 % ,остальные топлива (антрациты ,тощие угли) — до 50-60 % . При жидком шлакоудалении ограничение связано с поддержанием жидкотекучего состояния шлака . В этом случае минимальная нагрузка определяется температурой плавления шлаков и конструкцией камеры сгорания и составляет обычно 60-75% ,часто с «подсветкой » ,то есть сжиганием в отдельных горелках небольшого количества (8-10% по тепловыделению) мазута или природного газа для гарантии против застывания шлаков .

Надежность работы экранных поверхностей при наличии естественной циркуляции зависит от появления застоя и опрокидывания циркуляции в отдельных неудачных по конструкции или условиям обогрева контура трубах и по испытаниям ограничивается нагрузкой 30-40% . В прямоточных паровых котлах минимальная нагрузка определяется уровнем массовой скорости =500-600 кг/м с ,обеспечивающей допустимую температуру металла поверхности в зоне ядра факела ,что отвечает =30 % . Применением рециркуляции рабочей среды в экранах топочной камеры можно снизить до 10-15% .

В период прохождения максимума нагрузки энергосистемы допускается режим перегрузки энергоблоков примерно на 5% номинальной мощности . Возможность перегрузки заложена в конструкции котла и турбины ,однако экономические показатели в условиях перегрузки снижаются . Ограничения перегрузки парового котла связаны с ростом давления пара в барабане котла и перегревателя ,ростом температуры металла поверхностей нагрева ,а при сжигании твердого топлива —дополнительно с шлакованием поверхностей топки конвективных пакетов труб в горизонтальном газоходе котла .

Движ-е паровод-й смеси и охлаж-е парогенерир-х труб п/г различных с-м орган-ся по разному. В п/г с ест. циркул-ей пароводяная смесь перемещ-ся в рез-те движущего напора ест-й циркуляции, возникающей при обогреве труб. Массовая ск-ть на входе в п/г с увел-ем нагр-ки увел-ся, и после достиж-я макси-ма почти стабилиз-ся. В прямоточном п/г массовая ск-ть пропорц-на нагрузке. При малой нагрузке массовая ск-ть м. оказ-ся недопустимо низкой, что м. привести к поврежд-ю труб из-за их перегрева. Приходится огранич. сниж-е нагрузки п/г не ниже 30% его номин. произв-ти. Изм-ие пар-ров пар-х н вод-х котлов

Вопросы экономии топлива на выработку эл-кой и тепловой энергии занимают большое место, и одно из первых среди них - экономия за счет оптимального распред-ия нагрузки между парал-но работ-ми котлами, особенно в тех котельных, где устан-ны котлы с разной производ-тью и разными КПД. Нагрузку можно распред-ть, исходя из принципов: пропорц-но ном-ой производ-ти котлов; в соотв-ии с их КПД брутто или нетто; по принципу относит-ых приростов расхода топлива. Принцип относит-ых приростов наиболее верно отвечает треб-ям макс-ной экономии топлива на выр-ку пара. Относит-ым приростом расхода топлива для данного знач-я нагрузки наз-ют первую производную расхода топлива В от нагрузки D. Согласно относит-му приросту задача сводится к получению необх-го кол-ва пара при миним-ом расходе топлива.

Оптим-е распред-е нагрузки м-у парал-но работ-ми котлами соотв-ет равенству относ-ых приростов расхода топлива по всем работающим агрегатам, при работе котлов с одинак-ми расходными (тепловыми) харак-ками теорет-ки выгодно вести регулир-ие нагрузки парал-но всеми агрегатами. Но, несмотря на теорет-ие выгоды, присущие регулир-ю нагрузки котлов, метод равенства относ-ых приростов на практике не нашел широкого распростр-ия но ряду причин: во-первых, регул-ся не котел, а энергоблок в целом со своими особыми характ-ками, во-вторых, на ТЭС стараются устан-ть котлы одного, максимум двух типов, в-третьих, работают они при полной или близкой к ней нагрузке, когда вообще исчезает необх-ть в подобном регулировании. Экон-ть работы отдельных котлов и котельной в целом оценив-ся в первую очередь по КПД нетто, который характеризует экон-кое совершенство агрегата. Обычно подсчит-т при ном-ой и средней за интересующий период нагр-ку. Надежность котлов оценив-ся рядом коэф-тов. показатель - коэф-т готовности к экспл-ции за вр-я пребывания его в работе и резерве. Среднегодовая нагрузка котла тоже может явиться пок-лем надежности. Часто в сравн-ях прим-ся коэф-т использов-я мощ-ти котла, к-рый показ-т, какую долю максим-но возможной выработки пара сост-ет фактическая выр-ка за данный отрезок времени, пок-лем числа часов использ-я устан-ной мощ-ти т, ч/год, под к-рым имеют в виду то астроном-кое число часов в теч-е к-рого котел, работая с полной нагрузкой, выработает то же самое суммарное кол-во пара, что и при работе с переменной нагрузкой. Очевидно, котлы, работ-ие в базовом режиме нагр-ки, имеют более высокие пок-ли по срав-ю с агрегатами маневренными.