Энергетические характеристики котлов (парогенераторов)

Расходная характеристика парогенератора — это зависимость часового расхода топлива котлом от его полезной часовой тепло­вой нагрузки (рис. 13.1):

Рис.13.1. Расходная характеристи­ка котла: / — потери; 2 — полезная теплота

Рис. 13.2. Зависимость отдель­ных видов потерь от полезной нагрузки

Расходные характеристики паровых котлов строятся на основе их тепловых балансов. Тепловой баланс может быть представлен в следующем виде, ГДж/ч:

где Q — полезно используемое тепло;

Рассмотрим взаимосвязь между удельным расходом топлива Ь, относительным приростом расхода топлива котла r_k и КПД (рис. 13.3). Тангенс угла наклона расходной характеристики к оси Q в каждой точке соответствует удельному расходу топлива b т у.т./ГДж: ,

Здесь ∆Q1 — потери тепла с уходящими газами; ∆Q₂ — потери от химической неполноты сгорания; ∆Q₃ — потери от механиче­ской неполноты сгорания; ∆Q₄ — потери в окружающую среду; ∆Q₅ — потери с физической теплотой шлаков.

Зависимость отдельных видов потерь от полезной нагрузки устанавливается на основе испытаний парового котла и строится в пределах от минимальной нагрузки до максимальной (рис. 13.2).

Минимальная нагрузка — это наименьшая нагрузка Qmin, с ко­торой котел может работать в течение длительного периода вре-

* Расходная характеристика составляется для установившегося режима и ха­рактерных условий эксплуатации (давление пара, температура питательной воды, вид топлива). Если при эксплуатации условия отличаются, то применяют нор­мы-поправки.

Угол наклона кривой, а следовательно, и его тангенс сначала уменьшаются, а затем в какой-то момент времени начинают уве­личиваться. Соответственно и удельный расход топлива при росте нагрузки сначала снижается (Ь_а>Ь_б>Ь_г), а затем вновь начинает возрастать (Ь_б= Ь_д). В точке /-удельный расход равен относительно­му приросту расхода топлива Ъ = г_к, так как луч совпадает с каса­тельной, а относительный прирост расхода топлива численно ра­вен тангенсу угла наклона касательной к энергетической характе­ристике. В этой же точке достигается минимум удельного расхода топлива и максимальное значение КПД, %,

где 29,3 — теплота сгорания 1 т у.т., ГДж.

Таким образом, можно выделить три характерные зоны:

сниженных нагрузок (I) — является практически нерабочей, так как режим горения неустойчив;

средних нагрузок (II) — соответствует наиболее экономичной работе агрегатов, КПД близок к максимальному;

повышенных нагрузок (III) — является перегрузочной, для нее характерно резкое возрастание потерь и снижение КПД.