Файл: Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие].pdf

Тепературы пара в каждом потоке, чем обеспечивается контроль за деятельностью машинистов котла.

Однако этим не исчерпываются трудности регулиро­ вания температуры пара в современном котле большой производительности. Снижение нагрузки такого котла сопровождается упомянутым повышением температуры пара на выходе из радиационных панелей пароперегре­ вателя и из ширм. Эта температура может превысить предельное допустимое значение даже тогда, когда ко­ нечная температура пара остается нормальной.

О

Рис. 11-5. Упрощенная схема изменения температуры пара в первич­

188

Такое изменение поглощения тепла отдельными ча­ стями пароперегревателя происходит не только у котлов с естественной циркуляцией воды, но и -у прямоточных, в том числе и у котлов сверхкритического давления. Оно невелико при сжигании мазута и природного газа и бо­ лее значительно при сжигании большинства твердых топлив. Еще больше возрастает температура за радиа­ ционными поверхностями нагрева при совместном сжи­ гании твердого топлива с жидким или газообразным.

На рис. 11-5,6 показано, что наибольшая допустимая температура пара (кривая III), зависящая как от мар­ ки стали, так от толщины стенок труб, была выбрана при расчете пароперегревателя более высокой, нежели

ние перед первыми по ходу пара пароохладителями (в зоне ß ), а в дальнейшем, при недостаточном охлаж­ дении пара в пароохладителях, снова чрезмерно повы­ шалась в зонах Д и К. На выходе из котла температура пара была равна требуемому значению 545 °С как при полной, так и при пониженной нагрузках. ,

Машинистам пылеугольных котлов со значительной радиационной частью пароперегревателя необходимо следить за тем, чтобы при снижении нагрузки котла промежуточная температура пара не превышала допу­ стимого значения.

Факторы, влияющие на температуру пара в барабан­ ном котле.

1. И з м е н е н и е т е м п е р а т у р ы п и т а т е л ь н о й воды. С понижением температуры питательной воды на 10 °С перегрев пара возрастает примерно на 5°С.

Пусть, например, котел рассчитан на питание водой с температурой 230 °С. Если в него подавать воду с тем­ пературой 150 °С, то в котле эта вода должна дополни­ тельно подогреваться со 150 до 230 °С, для чего требует­ ся дополнительный расход топлива. При этом паропере­ греватель обогревается увеличеннным количеством ды­

снижении влажности твердого топлива температура пе­ регретого пара снижается, а с повышением влажности— возрастает.

189

Это объясняется прежде всего Тем, что нагретые во­ дяные пары активно излучают тепло на трубы паропере­ гревателя и, в частности, на трубы его конвективной ча­ сти. Во-первых, при возрастании влажности топлива уве­ личивается количество дымовых газов, омывающих ширмы

иконвективную часть пароперегревателя, что приводит

кувеличению количества отдаваемого газами тепла.

3.Температура перегретого пара зависит не только от влажности, но и от других свойств топлива, в частно­ сти от прозрачности факела в топке. При сжигании га­ зообразного топлива температура пара зависит от содержания в нем балластных негорючих составляющих.

Особенности регулирования температуры пара в пря­

моточном котле. Чтобы повысить температуру выходя­ щего из прямоточного котла первичного пара, нужно, не изменяя подачи топлива в топку, несколько сократить подачу в котел питательной воды. Такое регулирование производится автоматическими регуляторами.

Нарушение топочного режима — затягивание горения в верхнюю часть топки, пульсация факела и пр. — может привести не только к неодинаковому по ширине газохо­ да возрастанию температуры газов и дополнительному нагреву отдельных ширм. Появляется и другая опас­

в этой трубе от 545 до 600 °С и более, что может приве­ сти к аварийному повреждению трубы.

Такие последствия нарушения топочного режима воз­ никают преимущественно у котлов сверхкритического давления.

На котлах сверхкритического давления ТПП-110 были осуществ­ лены различные конструктивные переделки, увеличившие надежность работы ширм, ß частности, число труб в каждой ширме было умень­ шено с 38 до 28 для того, чтобы повысить скорость пара и сделать более устойчивым его движение. Но отклонения от нормального то­ почного режима приводили к опасному повышению температуры пара и в реконструированных ширмах.

Гак, при растопке котла после 40-минутной остановки была одно­ временно включена подача природного газа шестью горелками. Вскоре было зафиксировано движение пара в обратную сторону в наружных трубах нескольких ширм. В отдельных трубах темпера­ тура металла возросла до 620—650 °С.

Не все подобные нарушения режима были зафиксированы. Но в дальнейшем произошло несколько разрывов труб ширм. При ана­

190

ч

лизе в лаборатории во всех поврежденных трубах было обнаружено изменение строения металла, свидетельствовавшее о том, что его температура намного превышала 650 °С. При таких чрезмерных по­ вышениях температуры первыми разрывались наиболее слабые трубы, имевшие небольшие металлургические дефекты.

Повреждения ширм прекратились после того, как операторы стали избегать резких изменений теплового режима, в частности стали включать горелки поочередно и повышать их производительность постепенно.

При эксплуатации котлов сверхкритического давле­ ния применяется промежуточное выравнивание режима после каждого изменения нагрузки на 4—6% от номи­ нальной, т. е. для котла производительностью 1000 т/ч после каждого изменения нагрузки на 40—60 т/ч.

11-3. Устройства для регулирования температуры пара

Впрыскивающие пароохладители. Современные кот­ лы с естественной циркуляцией воды обычно рассчиты­ вают таким образом, чтобы при работе с полной нагруз­ кой первичный пар был нагрет на 10—20 °С выше необ­ ходимой температуры. Снижение его температуры до требуемого значения производится обычно в впрыски­ вающих пароохладителях, которые, как правило, уста­ навливают в промежуточных коллекторах пароперегре­ вателя (рис. 11-4).

Во всех конструкциях впрыскиваемая вода разбрыз­

такой рубашки происходило бы растрескивание корпуса под действием многократных изменений температуры, при падении на металл и испарении капель воды. Ру­ башка в отличие от корпуса не подвержена напряжению от внутреннего давления, и ее растрескивание происхо­ дит очень медленно. К тому же рубашка может длитель­ но работать и с трещинами.

Впрыск воды производится либо через форсунку упрощенной конструкции, либо через большое число от­ верстий малого диаметра, расположенных в узком сече­ нии сопла.

Труба, по которой 'подается вода, нагревается до меньшей температуры, чем защитный патрубок. Чтобы их неодинаковое тепловое удлинение не привело к появ­ лению больших напряжений в металле, предусматри­ вается возможность свободного перемещения нижнего

191