ОПРЕДЕЛЕНИЕОПТИМАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

Определение оптимального коэффициента избытка воздуха рекомендуется производить в два этапа. На первом этапе оп­ределяется ориентировочное значение оптимального коэффици­ента избытка воздуха. На втором этапе производится уточне­ние и окончательный выбор оптимального коэффициента из­бытка воздуха. Второй этап выполняется после проведения опытов по выбору оптимальной тонкости пыли и положения факела в топочной камере.

Определение ориентировочного и окончательного значений оптимального коэффициента избытка воздуха производится при четырех нагрузках котлоагрегата (номинальной, минималь­ной и двух промежуточных).

Ориентировочное определение оптимального коэффициента избытка воздуха производится путем анализа продуктов горе­ния с определением содержания R0₂ и 0₂ на выходе из топоч­ной камеры или за первой, ближайшей к топке поверхностью нагрева. Перед этим следует уплотнить тракт продуктов горе­ния котлоагрегата, т. е. ликвидировать присосы холодного воз­духа.

При сжигании топлива в топках с цепными решетками и пневмомеханическими забрасывателями для определения ори-

ентировочного коэффициента избытка воздуха следует сначала выбрать распределение воздуха по зонам и соплам пневмозаброса, а также скорость цепной решетки. Скорость цепной ре­шетки и распределение воздуха по зонам и на пневмозаброс выбирается с таким расчетом, чтобы процесс горения заканчи­вался перед последней зоной. Для этого в 1 и 4-ю зоны (по движению решетки) подается примерно 15%, во 2 и 3-ю зоны примерно 75 % и на сопла пневмозаброса около 10 % воздуха, необходимого для горения. При сжигании топлива на цепных решетках без забрасывателей в 1 и 4-ю зоны подается 15— 20 %, а во 2 и 3-ю 80—85 % воздуха, необходимого для горе­ния. При этом устанавливается толщина слоя для антрацита 180—220 мм, каменных углей 80—120 мм и бурых углей 200— 250 мм.

В пылеугольных топках с молотковыми мельницами опыты ведутся при расчетной тонкости помола пыли. Распределение вторичного воздуха следует осуществить так, чтобы факел рас­полагался на оси горелок и находился на одинаковом расстоя­нии от стен топочной камеры, а сепарация пыли в холодную воронку отсутствовала. Подача топлива и воздуха на все мель­ницы должна быть одинаковой.

На каждой нагрузке проводится три-четыре опыта: при ми­нимальном, максимальном и одном-двух промежуточных коэф­фициентах избытка воздуха. Минимальный коэффициент из­бытка воздуха при слоевом сжигании топлива рекомендуется принимать не менее 1,2, максимальный не более 1,8. В пыле­угольных топках минимальный коэффициент избытка воздуха 1,1 —1,15; максимальный 1,45.

Во время опытов измеряются следующие величины: на­грузка котла, давление и температура перегрева пара, состав продуктов горения с определением содержания R0₂ и 0₂ на выходе из топки и в уходящих газах, температура уходящих газов, температура воздуха перед воздухоподогревателем, после него и перед мельницами, разрежение по тракту продуктов го­рения, давление воздуха по воздушному тракту, содержание горючих в шлаке и уносе, уловленном в золоуловителе.

При сжигании жидкого и газообразного топлив, как пока­зали многочисленные испытания, оптимальный коэффициент избытка воздуха соответствует его минимальному значению, при котором отсутствует потеря тепла от химической непол­ноты горения. Поэтому для ориентировочного определения оп­тимального коэффициента избытка воздуха а'_опт достаточно произвести анализ продуктов горения на выходе из топки или возможно ближе к ней с определением содержания R0₂ и О₂, построив зависимость, показанную на рис. 3-1. Кроме того, из­меряются: нагрузка котла, давление и температура перегрева пара, состав продуктов горения в уходящих газах, температура воздуха перед горелками, давление газа (мазута) или их рас­ход на горелки, давление вторичного воздуха перед горелками.

На втором этапе после выбора оптимального положения фа­кела (распределения воздуха по зонам при слоевом сжигании) и оптимальной тонкости пыли производится окончательный вы­бор оптимального коэффициента избытка воздуха. Для этого при каждой из выбранных нагрузок котла проводится 3—4 опыта в узком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха а₀пт = а'опт± (0,03-4-0,04). В этих опытах производятся все измерения, необходимые для све­дения теплового баланса котлоагрегата (см. § 10-5 и 10-6), а также выполняется полный ана­лиз продуктов горения с опреде­лением . содержания СО, СН₄ и

Н₂.

За оптимальный коэффициент избытка воздуха принимается такой, при котором сумма потерь тепла с уходящими газами, от химической и механической не­полноты горения и расход элект­роэнергии на тягу и дутье мини­мальны. Обычно выявление а₀пт производится графически. Для этого расход электроэнергии на тягу и дутье (в процентах) необ­ходимо пересчитать в условные потери тепла по формуле

где Ъ — удельный расход услов­ного топлива на 1 кВт-ч вы­работанной энергии, кг/кВт-ч; Л/т, _д — средний часовой расход электроэнергии на тягу и дутье, кВт; Q_H^p — низшая теплота сго­рания рабочей массы сжигаемого топлива, кДж/кг; В — рас­ход топлива, кг/ч.

Пример графического выбора оптимального коэффициента избытка воздуха по результатам испытаний показан на рис. 10-16.

10-8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ТОНКОСТИ ПЫЛИ

Основной целью опытов является определение тонкости пыли, при которой сумма потерь тепла от химической и меха­нической неполноты горения и условного расхода тепла на размол (ф-ла 3-4) имеет минимальное значение. Опыты обычно

проводятся при двух нагрузках котлоагрегата: номинальной и 0,7—0,8 номинальной. На каждой нагрузке котлоагрегата про­водится 4 опыта с последующим построением зависимости qз + q₄ + q_э = f(R₉₀).

На рис. 10-17 показана ориентировочная зависимость необ­ходимой тонкости пыли при размоле ее в молотковых мель­ницах.

Опыты по выявлению оптимальной тонкости пыли рекомен­дуется проводить при следующих остатках на сите R₉₀:

Топливо Остаток на сите R₉₀

Каменные угли 15; 20; 25; 35

Бурые угли 30; 40; 45; 50

Изменение тонкости пыли при раз­моле ее в молотковых мельницах с гравитационными сепараторами дости­гается изменением подачи в мельницу воздуха. При установке инерционных сепараторов тонкость пыли регулиру­ется поворотным шибером, а при цен­тробежных сепараторах — поворотом лопаток.

Перед началом опытов следует установить возможность сжигания наиболее грубой пыли по условиям ее сепарации в холодную воронку и шла­кования топочной камеры. В опытах по выявлению оптимальной тонкости пыли производятся все измерения, не­обходимые для составления теплового баланса котла (см. § 10-5). Опыты проводятся при ориенти­ровочно выбранном оптимальном коэффициенте избытка воз­духа.

В системах пылеприготовления с молотковыми мельницами отбор проб пыли производятся из аэропотока (поток пыли с воздухом или другим сушильным агентом). Метод отбора пыли в этом случае основан на отборе небольшой части аэро­смеси с последующим отделением из нее пыли. Для отбора аэросмеси используют специальные отборные трубки ВТИ им. Ф. Э. Дзержинского или трубки Альнера с последующим от­делением пыли в циклоне. Затем пробы пыли разделываются и для просеивания отбирается средняя проба массой около 25 г. На рис. 10-18 приведена одна из распространенных схем отбора пыли с трубкой нулевого типа ВТИ им. Ф. Э. Дзержин­ского, циклоном и тканевым фильтром. Для отбора пробы не­обходимо равенство скоростей в точке отбора основного потока в канале и отводимого потока во входном сечении трубки. В приведенной схеме это достигается путем поддержания рав-

ной нулю (по микроманометру) разности статических напоров, измеряемых в канале (в точке отбора) и внутри отборной трубки. Очень важно также правильно выбрать место отбора пыли. При выборе места отбора рекомендуется соблюдать сле­дующие правила: в сечении отбора основной поток должен на­ходиться в установившемся состоянии, в потоке должны от­сутствовать обратные токи, отбор желательно производить на вертикальных участках.

Выбор оптимальной тонкости пыли по результатам опытов обычно производится графически. Пример выбора оптимальной тонкости пыли показан на рис. 3-11.