13. Приведите принципиальную схему питания и заполнения барабанного котла. Укажите:

- обозначение элементов схемы;

- требования к заполнению барабана котла;

- элементы защиты экономайзера от пережога в режимах пуска и останова котла;

- нарушения в работе системы питания, при которых котѐл должен быть немедленно остановлен.

. Принципиальная схема пароводяного тракта барабанного котла

Парообразование в барабанном котле осуществляется непосредственно в экранных поверхностях нагрева, и его интенсивность зависит от тепловой нагрузки экранных поверхностей, экономайзерных поверхностей и пароперегревательных поверхностей.

Наибольшее влияние на парообразование оказывает интенсивность тепловыделения в экранных поверхностях нагрева и меньшее влияние на парообразование оказывает интенсивность тепловой нагрузки экономайзера. Влияние же тепловосприятия пароперегревателя к паровой нагрузке котла сказывается лишь при регулировании температуры перегретого пара, т.е. только при изменении количества впрыскиваемого в пароохладитель конденсата.

Таким образом, поддержание требуемой паропроизводительности барабанного котла должно осуществляться путем регулирования интенсивности тепловыделения в топке, т.е. за счет регулирования процесса горения топлива или ведения, так называемого, топочного режима котла, который характеризуется следующими показателями:

- количеством сжигаемого в топке котла топлива;

- количеством подаваемого в топку воздуха, необходимого для обеспечения эффективного сгорания топлива;

- давлением (разрежением) газов в верхней части топки котла.

Далее конкретизируем элементы тепловой схемы и основные показатели, используемые при оперативном управлении и контроле качества ведения топочного режима котла.

Регулирование расхода топливаподаваемого в топку котлаосуществляется за счет соответствующего воздействия на регуляторы подачи топлива и за счет изменения количества включенных в работу горелочных устройств. В реальных технологических схемах котельных установок функции регуляторов подачи топлива, выполняют:

- регуляторы давления газа (РДГ), при использовании газообразного топлива;

- регуляторы давления мазута (РДМ), при использовании топочного мазута;

- питатели сырого угля (ПСУ), при использовании твердого топлива приготавливаемого в пылесистемах с прямым вдуванием угольной пыли в топку котла;

- питатели пыли (ПП), при использовании твердого топлива приготавливаемого в пылесистемах с бункерами пыли. При этом регулирование расхода твердого топлива подаваемого в топку котла шнековыми или тарельчатыми пылепитателями осуществляется за счет изменения частоты вращения, соответственно, шнека или ротора пылепитателя. Регулирование производительности ленточных ПСУ осуществляется за счет изменения высоты слоя топлива формируемого на движущейся ленте питателя.

Контроль величины подаваемого в топку жидкого или газообразного топлива, при работе котла в регулировочном диапазоне нагрузок, осуществляется непосредственно по показаниям соответствующих расходомеров, устанавливаемых на тепловых щитах управления котлом.

Непосредственное оперативное измерение количества подаваемого в топку твердого топлива, по известным техническим причинам, не проводится. В тоже время, количество сжигаемого в котле любого вида топлива (твердого, жидкого, газообразного) контролируется по косвенным параметрам топочного процесса, а именно:

- по степени открытия регулировочного шибера питателей сырого угля;

- по количеству включенных в работу размольных мельниц или питателей пыли;

- по токовой загрузке или оборотам питателей пыли;

- по избыткам воздуха за топкой;

- по давлению и температуре топочных газов на выходе из топки;

- по давлению и температуре перегретого пара за котлом;

- по изменению режима работы автоматических регуляторов по поддержанию требуемой температуры перегретого пара и уровня воды в барабане котла;

- по температуре уходящих газов.

Регулирование количества воздуха подаваемого в топку котлаосуществляется изменением производительности тягодутьевых механизмов, а именно: изменением производительности дутьевых вентиляторов и дымососов в системах газовоздушного тракта котлов работающих с уравновешенной тягой, или изменением производительности дутьевых вентиляторов в системах газовоздушного тракта котлов работающих под наддувом. При этом регулирование производительности тягодутьевых вентиляторов возможно осуществить двумя принципиально различными способами: изменением характеристики сети или воздействием на напорную характеристику машины.

Изменение характеристики сети может быть достигнуто путем ввода в сеть дополнительного сопротивления создаваемого специальным шибером, позволяющим изменять (в зависимости от степени открытия) площадь поперечного сечения газовоздухопроводов на входе в дутьевой вентилятор или дымосос.

19. Основные регулируемые параметры работы парового прямоточного котла. Факторы, влияющие на паропроизводительность прямоточного котла. Динамические характеристики прямоточного котла.

Прямоточные котлы могут работать как на докритическом, так и на сверхкритическом давлении (СКД) перегретого пара и характеризуются однократным движением рабочего тела по всем поверхностям нагрева (от входа воды в экономайзер и до выхода из котла перегретого пара) под действием напора создаваемого питательным насосом. В настоящее время прямоточные котлы, работающие на сверхкритическом давлении (СКД) перегретого пара широко используются в энергетике. Для них расход питательной воды должен превышать расход перегретого пара на величину технологических протечек:

D_пв=D_пе+D_пр

Состояние рабочего тела по мере продвижения по тракту котла, непрерывно изменяется (уд. объём, температура, давление, энтальпия).

Рис. 4.1. Состояние рабочего тела по мере продвижения по тракту прямоточного котла

1 – экономайзерная зона (ЭКО, НРЧ); 2 – парообразовательная зона (СРЧ, ПЗ); 3 - пароперегревательная зона (ВРЧ, конвективный пароперегреватель);

1. Изменение расхода топлива влечёт изменение температуры перегретого пара, следовательно, при управлении прямоточным котлом необходимо строго выдерживать соотношение расхода топлива к расходу питательной воды. Таким образом, исходя из требований поддержания Т_пе=const, изменение нагрузки в прямоточном котле может быть осуществлено только одновременным изменением расхода питательной воды и топлива.

Для котлов высокого давления при изменении расхода топлива Bна 1%, при постоянном расходе питательной водыD_пв, температура перегретого пара увеличивается в среднем на 10^oC.

Таким образом, первое принципиальное отличие регулирования производительности прямоточного котла от барабанного состоит в том, что изменение расхода топлива в прямоточном котле влечёт изменение Т_пе, а в барабанном – производительности.

2. При изменении расхода топлива происходит смещение зон фазовых переходов. Причём при увеличении расхода топлива, зона фазового перехода смещается влево, при этом увеличивается паровая ёмкость котла и наблюдается кратковременное увеличение паропроизводительности. ИзменениеD_пвсопровождается смещением испарительной зоны в сторону входа питательной воды или выхода пара. Следовательно изменение В илиD_пввлечет очень быстрое изменение Т_пе, которое сопровождается некоторыми колебаниями паровой нагрузки. Данное обстоятельство влияет на устойчивость работы, которая зависит от аккумулирующей способности котла. Устойчивость работы котла характеризуется скоростью изменения параметров (D₀и Тпе ) при изменениях контролируемых параметров, в первую очередь В иDпв.

Вследствие того, что аккумулирующая способность прямоточного котла в 2-3 раза меньше чем у барабанного котла:

• управление прямоточным котлом сложнее;

• требуется более оперативное вмешательство при регулировании.

Динамические характеристики прямоточного котла

Динамические характеристики прямоточного котла выражают характер изменения контролируемых выходных параметров при изменении расхода питательной воды и тепловыделения в топке при неизменном давлении перегретого пара. Характер изменения параметров представлен на рис. 4.2 - 4.3.

Рис. 4.2. Динамические характеристики прямоточного котла при изменении:

а) тепловыделения в топке (ВQ_н^р) и б) расхода питательной воды (Dпв) при неизменном давлении перегретого пара (Рпе).

Рис. 4.3. Динамические характеристики прямоточного котла при одновременном изменении тепловыделения (ВQ_н^р) в топке и расхода питательной воды (Dпв) при неизменном давлении перегретого пара (Рпе).

Характерные пики на графиках характеризуются смещением зон фазовых переходов и изменением аккумулирующей способности котлов.

При нормальной работе прямоточного котла контролю и регулированию подлежат:

1. Режим горения(осуществляется также как и в барабанном котле).

2. Давление перегретого пара и паропроизводительностькотла (поддерживается за счёт ведения соответствующего режима работы ПЭН, при стабильной нагрузке, а так же за счёт регулирования потребления пара турбиной при изменении электрической нагрузки).

3. Температура перегретого пара поддерживается за счёт:

• выдерживания соотношения расхода топлива к расходу питательной воды (грубое регулирование);

• работы впрысков (тонкое регулирование).

На прямоточных котлах используют, как правило, впрыскивающие пароохладители, не менее 2-х ступеней (3-я ступень – это пусковой впрыск).

В качестве охлаждающей воды на впрыск подается питательная вода после ПВД