Что показывает паропроизводительность котлов

Основные показатели, характеризующие котел

Паровой котел характеризуют следующие основные показатели:

Поверхностью нагрева называют поверхность котла, которая с одной стороны омывается водой, а с другой — топочными газами, и измеряют со стороны газов. Поверхность нагрева дает возможность судить о величине котла.

Паропроизводительностью котла называют количество килограммов пара, полученного в течение часа со всей поверхности нагрева котла. Паропроизводительность определяется по уравнению D = dH, кг/ч, где d — удельный паросъем, кг/м 2 •ч.

Удельным паросъемом называют количество килограммов пара, полученного с одного метра поверхности нагрева котла в течение одного часа. Величина удельного паросъема дает возможность судить о компактности котла и теплонапряженности его поверхности нагрева. Чем совершеннее процесс получения пара в котле, тем выше удельный паросъем. Величина удельного паросъема во вспомогательных котлах бывает в пределах 20—120 кг/м2•ч.

Расход топлива характеризует паропроизводительность и нагрузку котла. Расход топлива зависит от общей экономичности паросиловой установки, качества сжигаемого топлива и условий эксплуатации. На получение 10—12 кг пара расходуется около 1 кг топлива.

Коэффициентом полезного действия (к.п.д.) котла называют отношение количества тепла, использованного в котле на подогрев воды и получение пара, к количеству тепла, которое выделяется при полном сгорании топлива, поданного в топку. К.п.д. характеризует экономичность работы котла.

Источник

Характеристики паровых котлов

Рабочий процесс, происходящий в паровом котле, весьма сложен. Его можно рассматривать состоящим из отдельных процессов, происходящих в воздушно-газовом и пароводяном трактах котла.

В воздушно-газовом тракте котла происходит непрерывный подвод воздуха и топлива, горение топлива и отвод продуктов сгорания (дымовых газов), которые являются основным теплоносителем. Горение топлива и движение продуктов сгорания по газоходам обеспечивают протекание основного процесса, связанного с тепловыделением и передачей теплоты поверхностям нагрева котла. При движении воздуха и газов в ВГТ котла возникает сопротивление, на преодоление которого требуется определенный расход энергии, затрачиваемой котельным вентилятором или компрессорным агрегатом.

В пароводяном тракте котла происходят процессы подвода питательной воды, нагрев ее до кипения, парообразование, перегрев пара и отвод его к потребителям.

Оценку различных типов паровых котлов можно произвести по их характеристикам.

К основным характеристикам паровых котлов относятся:

· паропроизводительностьЧто показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [т/ч] (кг/ч) – весовое количество пара, вырабатываемое котлом в единицу времени;

Паропроизводительность является главным показателем, характеризующим нагрузку котла. В зависимости от мощности ПТУ судна паропроизводительность современных главных котлов может составлять от 10 до 100 т/ч и более, вспомогательных котлов – от 0,5 до 15 т/ч.

Так как в современных котлах может производиться отбор не только перегретого, но и насыщенного пара, в этом случае общая паропроизводительность котла равна сумме паропроизводительностей по перегретому и насыщенному (охлажденному) пару:

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

· рабочее давление пара в котле – Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [МПа] (кгс/см 2 ) – это избыточное давление пара:

— в паровом коллекторе котла с ЕЦ;

— в сепараторе котла с МПЦ;

— за главным стопорным клапаном прямоточного котла.

Рабочее давление пара современных главных судовых паровых котлов находится в пределах от 2,5 до 9,0 МПа (25 ÷ 90 кгс/см 2 );

· температура перегретого пара Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [ о С] – температура пара за пароперегревателем котла;

Температура перегретого пара, вырабатываемого современными главными судовыми котлами, составляет от 350 до 540 о С.

· коэффициент полезного действия котла – Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [%] – это отношение полезно использованного тепла, ушедшего на производство и перегрев пара, к подведенному теплу в топке котла:

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

где: Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов– паропроизводительность котла по перегретому и

насыщенному пару, [кг/ч];

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов– энтальпии питательной воды, насыщенного и

перегретого пара соответственно, [кДж/кг];

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов– низшая теплота сгорания топлива, [кДж/кг];

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов– расход топлива, [кг/ч].

КПД парового котла характеризует его экономичность и совершенство протекающих в нем процессов горения топлива, теплообмена, полноты использования тепла продуктов сгорания. Для современных судовых паровых котлов значение КПД находится в следующих пределах:

— главные котлы с вентиляторным дутьем – 72 ÷ 80 %;

— котлы с развитыми хвостовыми поверхностями нагрева – 92 ÷ 94 %;

— котлы с промежуточным перегревом пара – 96 ÷ 97 %;

— высоконапорные котлы – 83 ÷ 92 %.

· расход топлива в единицу времениЧто показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [кг/ч] – также, как и паропроизводительность, характеризует нагрузку котла;

Существенное значение для судовых котлов имеет способность их работы в течение длительного времени с перегрузкой и значительной недогрузкой. При выходе из строя одного главного котла, оставшиеся должны за счет перегрузки обеспечить паропроизводительность установки, достаточную для дачи судном заданной скорости хода.

· температура питательной водыЧто показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [ о С] – температура воды, подаваемой в котел. Этот параметр имеет существенное значение, так как его величина взаимосвязана с другими характеристиками котла: расходом топлива, паропроизводительностью, температурой перегретого пара, КПД.

Температура питательной воды определяется тепловой схемой установки и используемым способом регенеративного подогрева питательной воды. Основным показателем при этом является величина недогрева питательной воды до кипения, обеспечивающая надежную работу экономайзера котла.

· температура воздуха, поступающего в топкуЧто показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [ о С] – также влияет на расход топлива и экономичность котла, и зависит от компоновочной схемы котла, наличия и конструкции воздухоподогревателя. Подача в топку подогретого воздуха улучшает как процессы испарения топлива и перемешивания его с воздухом, так и сам процесс горения топлива.

О степени совершенства паровых котлов можно судить по следующим характеристикам:

· теплонапряжение топочного объемаЧто показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [кДж/м 3 ·ч] (Вт/м 3 ) – количество теплоты, выделяющейся в одном кубическом метре топочного объема в единицу времени при сжигании вводимого в топку топлива:

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

где: Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов– объем топки, [м 3 ].

в старых котлах значение Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котловсоставляло: Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов= 1,5 ¸ 2,0 МВт/м 3 ;

· теплонапряжение поверхностей нагрева котлаЧто показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [кДж/м 2 ·ч] (Вт/м 2 ) – количество тепла, воспринимаемое от продуктов сгорания топлива одним квадратным метром поверхности нагрева котла в единицу времени;

· удельный паросъемЧто показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [кг/м 2 ×ч] – отношение паропроизводительности котла – Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котловк площади испарительной поверхности нагрева – Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов:

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

Удельный паросъем характеризует интенсивность парообразования и показывает, сколько (в среднем) килограммов пара образуется с каждого квадратного метра испарительной поверхности нагрева котла;

· относительное водосодержание котлаЧто показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [ч] – отношение весового количества воды в парообразующих элементах котла к его паропроизводительности:

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

Величина относительного водосодержания показывает, сколько потребуется времени на испарение всей воды, содержащейся в испарительном контуре котла, если его нагрузка будет соответствовать данной паропроизводительности. Чем меньше величина относительного водосодержания, тем более заметны колебания уровня воды и давления пара при изменении режимов работы котла.

для слабонапряженных паровых котлов: Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов= 0,5 ÷ 1,0 ч и более;

для высоконапряженных котлов: Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлово С, к его паропроизводительности:

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

· относительный объем котлаЧто показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов, [(м 3 ×с)/кг] – отношение полного объема, занимаемого котлом, к его паропроизводительности:

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

Об эксплуатационных свойствах паровых котлов можно судить по следующему ряду показателей:

· маневренности, характеризующейся скоростью подъема давления пара в котле из холодного состояния, состояния горячего резерва, и скоростью изменения нагрузки котла;

· скрытности действия, характеризующейся бездымностью, бесшумностью работы и достижением минимального уровня теплового поля, создаваемого при работе котла;

· живучести, характеризующейся способностью котла противостоять ударным нагрузкам, работать при наличии кренов и дифферентов;

· простотойустройства, эксплуатации и ремонта, доступностью ремонта отдельных элементов в условиях судна;

Создать конструкцию универсального судового котла, имеющего высокими все перечисленные показатели невозможно, так как многие из рассмотренных показателей противоречат друг другу. По этой причине не может существовать универсального типа паровых котлов, пригодных для любых типов КТЭУ и любых условий эксплуатации. Выбор приоритета того или иного показателя зависит от типа судна и тепловой схемы установки, в которой этот котел работает.

Дата добавления: 2016-05-25 ; просмотров: 5355 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Классификация паровых котлов по особенностям конструкции и принципу работы

Появление первых «топливных» котлов относят к середине XVII столетия, и за это время появилось множество различных их конструкций.

Мощность (паропроизводительность, теплопроизводительность)

Самый важный параметр при подборе промышленного парового котла. Для определения мощности необходимо определить потребность паропотребляющего оборудования, потери тепла в паропроводе и количество тепла, возвращаемого вместе с конденсатом (если такое предусмотрено).

Мощность паровых котлов выражается в кг пара в час (кг/час) или в килокалориях (ккал/час).

Пример модельного ряда паровых котлов, классифицируемых по производительности:

Параметры пара (давление, температура)

Пар — это высокая температура, большое давление, высокая теплота парообразования/конденсации, высокая проникающая способность. Из-за этих параметров пар получил большое распространение в промышленности. В большинстве технологических процессов промышленного производства применяют насыщенный водяной пар, для которого характерна прямая зависимость давления от температуры.

Пример модельного ряда паровых котлов, классифицируемых по давлению пара (температуры):

Топливо

Топливо — это основной ресурс, от которого во многом зависит стоимость эксплуатации котла. При выборе топлива необходимо принять во внимание доступность того или иного ресурса, его стоимость и стоимость обслуживания при долговременной эксплуатации.

Электричество. Самый доступный ресурс, но самый дорогой. При выборе электрического парового кола необходимо понимать, что его стоимость самая низкая на рынке, но потребляемая энергия будет стоить раз в 4…7 дороже, чем природный газ, и в 2…4 раза дороже, чем дизельное топливо. Также необходимо принять во внимание, что получение пара — это очень энергозатратный процесс, и необходимо просчитать и понять, можете ли вы на производстве позволить себе это.

Твёрдое топливо (уголь, торф, пеллеты). Дешёвое топливо, но угольное хозяйство очень затратное в содержании и требует больших складских площадей. Автоматизированные котлы — также удовольствие не из дешёвых.

Мазут. Топливо достаточно дешёвое, но стоимость котельного оборудования и впоследствии содержание мазутного хозяйства перечёркивает все достоинства.

Сжиженный газ (пропан-бутан). Дорогое оборудование, стоимость Гкал сравнима с ДТ, но высок показатель и взрывоопасности. Единственный плюс — экологичность.

Дизельное топливо. Очень распространено по всей территории России. По стоимости топлива и стоимости обслуживания стоит на втором месте после природного газ, но при этом стоимость 1 Гкал выше примерно в 3…4 раза.

Природный газ. Самое дешёвое топливо на сегодняшний день, но не везде проведён магистральный газ. Хочется обратить внимание, что котлы дорогие, но преимущество этого вида оборудования в том, что дешёвое топливо достаточно быстро окупает затраты на покупку и обустройство новой котельной.

Коэффициент полезного действия. Не основной параметр, но от него напрямую зависит стоимость эксплуатации котла — количество потребляемого топлива. Надо понимать, что для получения большего КПД необходимо увеличить площадь теплопередающей поверхности и турбулизировать поток дымовых газов.

Пример паровых котлов, классифицируемых по КПД:

Устаревшие модели и дешёвые малопроизводительные котлы производительностью до 500 кг/час.

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов
Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов
Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов
Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов
Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

Современные паровые котлы в комплектации с экономайзером (парогенераторы). Наиболее экономичны, но необходимо учесть, что чем выше КПД, тем ниже температура дымовых газов. Низкая температура дымовых газов в зимний период может привести к конденсации газов в дымовой трубе, что в результате может привести к негативным последствиям. Единственный совет: если вы раскошелились на современный котёл, будьте последовательны и не экономьте на остальном оборудовании.

Горелка

Подобрать паровой котёл — это одно дело, но его правильная и эффективная работа будет зависеть и от дополнительного оборудования в сочетании с которым ему надо будет работать. Горелка — такой же важный элемент парогенератора, от которого зависит эффективность системы.

Включает-отключает определённую мощность горения ступенчато, в зависимости от давления пара в котле на данный момент. В зависимости от производительности парового котла может быть одноступенчатой (0–100%), двухступенчатой (0-50%-100%), трёхступенчатой (0-50%-80%-100%) и т. д.

Плавное регулирование мощности горения в пределах 15% …100% в течение всего времени работы котла, в зависимости от давления пара в котле. При использовании модулируемой горелки парогенератор быстрее реагирует на изменение паропотребления в системе и его работа становится более плавной и эффективной.

Объём котловой воды

Появление первых паровых кот лов относят к середине XVII столетия. Твёрдое топливо, никакой автоматизации, в качестве «горелки» — кочегар. Понятное дело, что ни о какой равномерной подаче топлива в топку речи не шло, и на тот момент ситуацию с нужными параметрами пара исправлял большой объём котловой воды (позволял в прок запастись тепловой энергией) и подрывной клапан (в случае избытка энергии стравливал эту самую энергию в окружающую среду). С появлением дизельного топлива и газа в начале XIX века и в последствии значительного развития технологий автоматизации, горения и водоподготовки позволило значительно уменьшить размеры паровых котлов при сохранении качества и количества генерируемого пара.

Преимущества:

Недостатки:

Преимущества:

Недостатки:

Принцип парообразования

В котлах с естественным парообразованием движение котловой воды обусловлено разностью плотностей холодной и горячей воды и наличием в котле водяного и парового пространств. При естественном парообразовании достаточно подавать питательную воду в паровой котёл насосом с напором, обеспечивающим подачу необходимого количества воды при соответствующем давлении пара в котле.

В прямоточных котлах движение воды осуществляется в «змеевиковом» трубном пучке за счёт напора питательного насоса. За один проход котловая вода в змеевике превращается в перегретый пар, который на выходе из котла дросселируется до номинальных параметров.

Положение в пространстве

Параметр, который в наибольшей степени влияет на требования к котельной — площадь и высоту помещения.

Котлы с большим значением габарита по длине и малым габаритным размером по высоте. Горелка на таких котлах имеет фронтальное расположение.

Котлы с большим габаритом по высоте, занимают гораздо меньше площади котельной. Горелка на таких котлах располагается наверху или внизу котла (факел пламени имеет вертикальное направление).

Аэродинамический режим: р азрежение/наддув

Прогресс развития котлов и горелочных устройств оставил навсегда в прошлом котлы работающие «под разрежением». Котлы «под наддувом» имеют больший КПД и эффективность настройки сгорания.

Конструктивный тип паровых котлов

Существуют два основных конструктива паровых котлов: газотрубные и водотрубные.

При подборе котла на производство не стоит основываться на выборе по конструктиву, так как на сегодняшний день обе технологии достаточно развиты и эффективны. Ну и стоит отметить, что выбрав котёл в соответствии с пунктами выше, вы однозначно автоматически определитесь и с конструктивом.

Все котлы (жаротрубные, дымогарные и дымогарно-жаротрубные), в которых высокотемпературные газы сгораемого топлива проходят внутри жаровых и дымогарных труб, отдавая тепло воде, окружающей трубы, называются газотрубными. В жаровых трубах происходит горение топлива, а в дымогарных трубах проходят только дымовые газы. Все газотрубные котлы заводской сборки, КПД которых выше 80%, являются дымогарно-жаротрубными.

Это котлы, по трубам которых протекает нагреваемая вода, а топочные газы омывают трубы снаружи. В данном случае горячие дымовые газы обволакивают трубы с водой передавая ей тепло.

Источник

Факторы, влияющие на паропроизводительность 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.

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

Рис.3.1. Принципиальная схема пароводяного тракта барабанного котла

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 топлива подаваемого в топку котла осуществляется 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 котла осуществляется 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.

Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть фото Что показывает паропроизводительность котлов. Смотреть картинку Что показывает паропроизводительность котлов. Картинка про Что показывает паропроизводительность котлов. Фото Что показывает паропроизводительность котлов

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.

Воздействовать на напорную характеристику тягодутьевого механизма можно путём изменения скорости вращения рабочего колеса машины. Производительность механизма в этом случае изменяется пропорционально изменению скорости. При этом регулирование скорости вращения рабочего колеса машины может быть достигнуто с помощью применения в качестве приводного механизма приводных паровых турбин, специальных электродвигателей (двухскоростных или с частотным регулированием скорости), гидромуфт и электромагнитных муфт. При регулировании производительности машины изменением скорости вращения рабочего колеса потери напора вследствие дросселирования потока отсутствуют, поэтому этот способ наиболее экономичен. Однако из-за дороговизны и сложности эксплуатации приводных механизмов данный способ регулирования производительности тягодутьевых механизмов используется в основном на котлоагрегатах средней и большой производительности.

Следует отметить, что наиболее эффективный способ регулирования производительности вентиляторов и дымососов с электроприводом достигается при применении, так называемых, осевых направляющих аппаратов устанавливаемых во входном патрубке тягодутьевых машин. В данных аппаратах реализуется комбинация двух способов регулирования: воздействия на напорную характеристику машины и изменения характеристики сети. Осевой направляющий аппарат представляет собой конструкцию из направляющих лопаток, устанавливаемых перед входом потока на рабочее колесо. Для изменения производительности вентилятора рабочие лопатки поворачиваются одновременно на некоторый угол, закручивая поступающий в вентилятор поток в сторону вращения рабочего колеса вентилятора и уменьшая этим потребление энергии на его привод. Направляющий аппарат наиболее эффективен при установке на осевых вентиляторах и дымососах и при снижении производительности тягодутьевых вентиляторов до 50%. При дальнейшем снижении производительности вентиляторов направляющий аппарат работает как обычный шибер. В связи с этим, для радиальных (центробежных) вентиляторов направляюшие аппараты применяются в комбинации с двухскоростными ассинхронными двигателями. При значительном снижении расхода воздуха (газа) производится переключение приводных электродвигателей вентиляторов на пониженную частоту вращения; в промежутке между этими переключениями регулирование осуществляется направляющими аппаратами.

Кроме представленных выше способов, регулирование количества воздуха подаваемого в топку котла может осуществляться путем изменения количества включенных в работу дутьевых вентиляторов. Однако этот способ регулирования расхода воздуха подаваемого на котел используется, в основном, в режимах растопки мощных котлоагрегатов с целью снижения расхода электроэнергии на собственные нужды котельных установок. В соответствие с требованием ПТЭ, при эксплуатации котельных установок в регулировочном диапазоне нагрузок, все тягодутьевые механизмы (дымососы и дутьевые вентиляторы) должны находиться в работе.

Эксплуатационный контроль количества подаваемого в топку воздуха осуществляется по показаниям контрольно-измерительных приборов, фиксирующих следующие основные параметры:

— коэффициент избытка воздуха (a) в режимном сечении – в точке с температурой газов не выше 600 о С;

— давление или разрежение (для котлов с уравновешенной тягой) топочных газов в верхней части топочной камеры котла;

— давление воздуха перед горелочными устройствами котла;

— «прозрачность» уходящих газов.

Коэффициентом избытка воздуха называется отношение действительного количества воздуха, подаваемого для горения, к теоретически необходимому количеству. Известно, что обеспечить полное сжигание топлива в реальной топке при подаче теоретического количества воздуха – невозможно. Объясняется это тем, что в реальной топке нельзя распределить подаваемый для горения воздух так, чтобы каждая молекула горючего элемента топлива получала теоретически необходимое количество молекул окислителя. Поэтому в реальных топках для полного сжигания топлива всегда приходиться подавать воздуха больше, чем это теоретически необходимо. В свою очередь, под теоретическим количеством воздуха, необходимым для горения, понимают такой минимальный объём воздуха, который необходим для полного сжигания одного килограмма твёрдого или жидкого топлива либо одного «нормального» кубического метра газообразного топлива.

При полном сжигании топлива в теоретических условиях образуются продукты сгорания представляющие собой инертную газовую смесь, состоящую из СО2, SО2, N2, Н2О. При этом, диоксид углерода и сернистый ангидрит принято объединять и называть «сухими трёхатомными газами», обозначая их через RО2. В случае полного сжигания топлива с коэффициентом избытка воздуха больше единицы, в продуктах сгорания кроме трёхатомных газов, азота и водяных паров содержится и избыточный кислород (О2). Если в продуктах сгорания кроме инертных газов имеются горючие газы СО, Н2, СН4, то такой процесс горения называется неполным.

Таким образом, коэффициент избытка воздуха в значительной мере характеризует экономичность процесса горения в реальных условиях по сравнению с теоретическими условиями и зависит, в основном, от вида топлива, способа его сжигания, конструкции топочного устройства и нагрузки котла. Так при сжигании твёрдого топлива коэффициент избытка воздуха всегда больше, чем при сжигании газа. Это обусловлено тем, что твёрдое топливо и воздух находятся в различном агрегатном состоянии, а газ и воздух в одном и том же агрегатном состоянии. При сжигании топлива в слоевой топке коэффициент избытка воздуха всегда больше, чем при сжигании в факельной топке.

Уменьшение избытка воздуха дает экономию расхода электроэнергии на привод тягодутьевых машин и повышает КПД котла. Однако его сжигание ниже расчетного значения ведет к быстрому росту недожога топлива и снижению экономичности работы котла.

В общем случае, коэффициент избытка воздуха в дымовых газах может быть определен путем измерения расхода воздуха и состава продуктов сгорания. Непосредственное измерение расхода воздуха подаваемого в топку котла организовать достаточно сложно, поэтому коэффициент избытка воздуха при эксплуатационном контроле определяется по объёмному содержанию в продуктах сгорания “сухих“ трехатомных газов (RO2), кислорода (О2), или азота (N2). Указанные показатели фиксируются соответствующими автоматическими газоанализаторами, устанавливаемыми на щите управления котлом.

Для расчета коэффициента избытка воздуха, в этих случаях, могут использоваться следующие формулы:

СО, СН4 – содержание в дымовых газах соответственно оксида углерода и метана, %;

При постоянном элементарном химическом составе топлива и его полном сгорании углекислотная формула примет следующий вид a = (RO2 макс / (RO2) * Кa ;

где Н2 – содержание водорода в дымовых газах, %;

При точных балансовых испытаниях котлоагрегатов используется азотная формула:

— при полном сгорании топлива: a = N2 / (N2 – 3,76O2);

Регулирование давления топочных газов в верхней части топки котла.

Уровень регулируемого давления топочных газов в верхней части топки котла определяется конструкцией котла (газоплотный или негазоплотный), схемой газовоздушного тракта котла (схема с дымососами и дутьевыми вентиляторами или только с дутьевыми вентиляторами) и во всех случаях регламентируется соответствующими производственными инструкциями и режимными картами.

В схемах газовоздушного тракта газоплотных котлов транспорт воздуха до топки и продуктов сгорания до выхода в атмосферу обеспечивается только дутьевыми вентиляторами. Весь газовоздушный тракт в этом случае находится под избыточным давлением, т.е. под давлением выше атмосферного. При этом уровень давления регулируется загрузкой дутьевого вентилятора, которая, в свою очередь, определяется паропроизводительностью котла и регламентируется соответствующими режимными картами.

Если котлы негазоплотные, то воздух до топки транспортируется дутьевыми вентиляторами под избыточным давлением выше атмосферного, а дымовые газы удаляются из газового тракта котла дымососами, работающими под разрежением. В этом случае, аэродинамический режим в газовом тракте котла контролируется по разрежению в верхней части топки, которое для исключения загазованности котельного цеха продуктами сгорания и обеспечения требований пожарной безопасности, должно поддерживаться на уровне минус 2..5 мм.вод.ст. Необходимое разрежение, в этом случае, поддерживается за счет совместного воздействия на производительность дутьевых вентиляторов и дымососов. При этом производительность дутьевых вентиляторов определяется производительностью котла, а дымососов – загрузкой дутьевых вентиляторов и требованием поддержания разрежения в верхней части топки котла на уровне минус 2…5 мм.вод.ст. Таким образом, эксплуатационный контроль давления в топке котла должен вестись непосредственно по соответствующим контрольно-измерительным приборам и косвенно по загрузке тягодутьевых механизмов.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *