Методы регулирования температуры пара

По ГОСТ 3619-76 установлены небольшие допустимые отклонения
t_пп от номинального значения: от +5 до -10°С. Даже комбинированные радиационно-конвективные пароперегреватели в эксплуатационных условиях не обеспечивают постоянства t_пп в пределах допустимых отклонений, в связи с чем, каждый паровой котел оборудуют устройствами для регулирования t_пп.

Регулирование t_пп при изменении нагрузки котла зависит от характеристики пароперегревателя:

- у радиационных поверхностей с ­ нагрузки ­ расход пара, а тепловосприятие растет незначительно. В результате температура на выходе из пароперегревателя будет снижаться по мере увеличения нагрузки;

- у конвективного пароперегревателей всё иначе: количество проходящих через него продуктов сгорания ­пропорционально ­ нагрузки, одновременно ­ температура газов на выходе из топки, ­ температурный напор Þ температура на выходе из конвективного пароперегревателя с ­ нагрузки увеличивается.

При правильном сочетании РПП и КПП можно получить такую регулировочную характеристику, при которой изменение нагрузки котла потребует включения средств регулирования t_пп. Кроме изменения нагрузки, на t_пп влияют и другие факторы: например, ¯ t_пв в барабанных котлах приводит к ¯ D_п Þ ­ температура, т.к. поверхность пароперегревателя фиксированная. У прямоточных котлов ¯ температуры питательной воды уменьшает и ¯ t_пп.

Значительное изменение избытка воздуха или поступление более влажного топлива ­ расход газов через КПП, а следовательно - и t_пп. Такой же эффект может наблюдаться при подшлаковке топочных экранов
(при этом повышается температура газов на выходе из топки). Но в тех случаях, когда происходит шлакование самого пароперегревателя, температура пара, наоборот, снижается.

Каковы бы ни были причины изменения t_пп, котельная установка должна выдавать пар требуемых параметров с допустимым отклонением от паспортных данных.

Паровое регулирование. Регулировать t_пп можно за счет установки поверхностного пароохладителя или путем впрыска чистого конденсата.
В первом случае (он чаще встречается на котлах малой производительности) пар поступает в трубчатый теплообменник, охлаждающей средой в котором служит питательная вода.

Рисунок 9.2 – Схема поверхностного пароохладителя

Пароохладители устанавливают:

а) за перегревателем (Þ пережог выходных петель);

б) до перегревателя (Þвысокая инерционность);

в) в рассечку (устраняет недостатки предыдущих схем включения).

В крупных котлах чаще используют впрыскивающий пароохладитель, представ-ляющий собой участок коллектора с защитной рубашкой и встроенной форсункой (см. рисунок 9.3), через которую в поток перегретого пара впрыскивается конденсат в количестве, необходимом для достижения нужной температуры пара.

В некоторых котлах устанавливают 2-3 впрыскивающих пароохладителя, предназна-ченных для поддержания нужной температуры не только на выходе из пароперегревателя, но и в промежуточных зонах.

1 - водяная форсунка;

2 - штуцер;

3 - защитная рубашка;

4 - корпус пароохладителя;

5 - сопло Вентури;

6 - вход охлаждающей воды;

7 - вход пара.

a) - с цилиндрической защитной рубашкой;

б) - с соплом Вентури.

Рисунок 9.3 - Впрыскивающий пароохладитель

На энергоблоках с вторичным перегревом пара часто применяют паро-паровые теплообменники (ППТО) для перераспределения теплоты между свежим паром и паром промежуточного перегрева (см. рисунок 9.4).
В ППТО часть теплоты пара высокого давления передается пару, поступающему на вторичный перегрев. Первая часть пароперегревателя высокого давления, находящаяся до ППТО, обладает в основном радиационной характеристикой, а промежуточный перегреватель является конвективным.

1 - корпус секции; 2- регулирующий клапан; 3 - байпасная линия;
4 - дистанционирующее крепление.

Рисунок 9.4 – Схема ППТО

От описанных выше способов регулирования температуры пара принципиально отличаются газовые методы с обеспечением воздействия на температуру пара за счет изменения тепловосприятия с газовой стороны.

Методы: байпасирование газов, рециркуляция газов, использование поворотных горелок, переключение ярусов горелок.

1) Бойпасирование газов. Осуществляется за счет изменения степени расхолаживания газов.

а) - через холостой газоход;

б) - распределением газов по заполненным газоходам;

1 - пакеты промежуточного перегревателя;

2 - экономайзер;

3 - регулирующая заслонка;

в) - разделением газоходов:

1 - топка;

2 - основной перегреватель;

3 - промперегреватель;

4 - экономайзер;

5,6 - основной и предвключенный воздухоподогреватель;

7 - дымососы.

Рисунок 9.5 - Схемы регулирования температуры пара

байпасированием продуктов сгорания

2) Рециркуляция продуктов сгорания.

В точке ввода газов: ,
где 5÷25% – доля рецирку-ляционных газов:

а) рециркуляция в низ топки (применяют при ↓ нагрузках котла):

↑r_низ→↓ →↓Q_п~T⁴→↑ →↑ →↑∆t_пе;

↑r_низ→↑V_г=V_г+V_рец→↑ →↑k_пе→↑∆t_пе;

б) рециркуляция в верх топки (применяют при ↑ нагрузке котла (0,9÷1)D_ном и для снижения шлакования поверхностей на выходе из топки):

↑r_верх→↓ →↓ →↓∆t_пе→↓Q_пе→↓t_пе.

3) Поворотными горелками. Осуществляется за счет конструктивной возможности горелок изменять угол наклона факела.

а) +15º→↓τ_{пребывания газов}→↓Q_л→↑ →↑ → ↑t_пе;

б) -15º→↑τ_{пребывания газов}→↑Q_л→↓ →↓ → ↓t_пе.

Недостаток регулирования:

изменение q₄.

4) Переключение ярусов горелок. Осуществляется за счет установки горелок в несколько ярусов.

↓ → ↓ → ↓t_пе.

↑ → ↑ → ↑t_пе.

Недостаток регулирования: повышение числа горелок.

Лекция

Низкотемпературные поверхности нагрева. Схемы. Конструкции и компоновка экономайзеров и воздухонагревателей. Водяные экономайзеры. Воздухоподогреватели. Типы, конструкция.