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

Рис. 13-4. Различные конструкции напорного воздуховода за дутье­ вым вентилятором.

а — правильная конструкция; б — уступ в выходном патрубке, создающий вредное завихрение воздуха и большую потерю напора; в — неправильный по­ ворот воздуха до его выравнивания в выходном воздухопроводе.

ностью открыты, электродвигатель дымососа также был в полном порядке. Наконец, обратили внимание на отрезки швеллера, прива­ ренные поперек сечения газохода в нагнетательном и всасывающем патрубках дымососа. Эти куски швеллера установили для придания большей жесткости кожуху дымососа, который при пробном пуске слегка вибрировал. Предполагалось, что отрезки швеллера, занимая лишь небольшую часть газохода, не принесут большого вреда. В действительности они перерезали газовый поток в зоне наибольшей ■скорости и создали настолько большие завихрения, что производи­ тельность дымососа снизилась почти до нуля.

Неровности, искривления и уступы в выходном пат­ рубке вентилятора вредны, главным образом, потому, что они становятся очагами добавочных завихрений, которые увеличивают потерю напора на трение. Чем больше ско­ рость воздушного или газового потока, тем больше поте­ ри напора из-за этих причин.

Из трех установленных на электростанции одинаковых котлов производительностью по 220 т/ч два котла могли нести полную нагрузку с первых дней эксплуатации, но у третьего котла дутьевые вентиляторы обеспечивали повышение нагрузки только до 190 т/ч. У всех котлов дутьевые вентиляторы были одинаковы. Газовый анализ подтвердил, что на третьем котле отсутствует утечка воз­ духа в дымовые газы в трубчатом воздухоподогревателе.

При подробном обследовании работники электростанции обрати­ ли внимание на неправильную форму выходного патрубка одного из вентиляторов. Сделав ошибочно при монтаже котла укороченный короб между обеими машинами, монтажники приварили к этому коробу искривленный переходной участок, резко тормозивщий роз-

236

Душный поток в месте, где он имел максимальную скорость

(рис. 13-4,6).

Котел стал работать с полной нагрузкой после переделки, лик-

*видировавшей чрезмерную потерю напора на выходе воздуха из дутьевого вентилятора.

13-2. Тяго-дутьевая установка котла

Размещение оборудования. Обычно крупные котлы оборудуются двумя включенными параллельно дутьевы­ ми вентиляторами и двумя дымососами (на рис. 13-5 изо­ бражено по одному из них). Необходимый для горения воздух засасывается из верхней части котельной, где его температура выше, чем перед вентиляторами.

У пылеугольных котлов часть горячего воздуха отво­ дится в углеразмольные мельницы. На рис. 13-5 показан газомазутный котел, у которого в горелки направляется весь горячий воздух (кроме небольшого его количества, подаваемого для предварительного подогрева холодного воздуха, чтобы уменьшить интенсивность коррозии воз­ духоподогревателя).

3 9 7

Рис. 13-5. Схема движения дымовых газов и воздуха в котельной установке.

239

У котлов с газоіілотпыми трубными панелями дымо­ сосы отсутствуют или являются резервными и работают только при возникновении неплотностей в котле.

Шиберы. Условия работы шиберов при их частичном прикрытии начали изучать лишь в последние годы. Тор­ мозящее действие шибера заключается в том, что Бпрохо-

Рис. 13-6. Уменьшение количества проходящего через воздухопровод воздуха при частичном закрытии шиберов различной конструкции (по опытам ВТИ—ТКЗ).

дящем через него воздушном потоке возникают завихре­ ния, вследствие чего увеличивается потеря напора воздуха, обтекающего шибер.

Но через многостворчатый шибер воздух или газы проходят плавно, изменяя лишь свое направление. Не­ большие завихрения возникают преимущественно у край­ них створок. Испытания отдельных конструкций показа­ ли, например, что при наклоне одностворчатого шибера

240

на 6Ö° от направления воздушного потока количество воздуха уменьшилось примерно в 3 раза, а в четырех­ створчатом шибере — только в 1,5 раза (рис. 13-6,а и б).

Промежуточную эффективность имеют многостворча­ тые шиберы с разделительными внутренними перегород­ ками (рис. ІЗ-б.в).

Параллельная работа вентиляторов. Рассмотрим кон­ кретный пример. Предположим, что из двух установлен­ ных у котла одинаковых дутьевых вентиляторов работа­ ет только один. Выдаваемый им воздух распределяется на обе половины котла. Полной нагрузке вентилятора соответствуют его производительность 100 000 м3/ч и на­ пор 300 мм вод. ст.

Второй вентилятор, работая без первого, мог бы дать такие же напор и производительность, но при парал­ лельной работе на один котел условия резко изме­ няются.

Можно представить себе, что каждый из двух работа­ ющих параллельно вентиляторов дает воздух только на одну половину общего числа горелок, правый вентиля­ тор— на правую, а левый — на левую половину. За каж ­ дым из вентиляторов почти по всему пути воздуха попе­ речные сечения будут вдвое меньше. Если бы каждый из вентиляторов давал через суженные в 2 раза сечения прежнее количество воздуха, равное 100 000 м3/ч, то со­ противление воздушного потока увеличилось бы пример­ но в 4 раза, т. е. составило бы около 1 200 мм вод. ст. Конечно, преодолеть такое сопротивление дутьевые вен­ тиляторы не могут.

Из этого примера можно сделать вывод, что при па­ раллельной работе производительность каждого вентиля­ тора уменьшается. Два одинаковых вентилятора не мо­ гут дать вдвое больше воздуха, чем каждый из них.

При испытании дымососной установки котла оказалось, что два дымососа, работая совместно, могли выдавать почти вдвое больше газов, чем один. В соответствии с изложенным выше это не могло

иметь места.

Оказалось, что при параллельной работе дымососы работали правильно. Но при остановке одного из них начиналась циркуляция дымовых газов, проходивших из короба перед дымовой трубой через неработавший ротор и неплотно закрывавшиеся шиберы (рис. 13-7). При этом из общего количества газов, проходивших через работаю­ щий дымосос, только часть отсасывалась из котла, другая часть газов бесполезно двигалась по круговому пути, показанному на схе­ ме стрелками. Уплотнение шиберов позволило увеличить нагрузку котла, при которой можно было пользоваться только одним дымо­ сосом.

Рис. 13-7. Схема рециркуляции дымовых газов через неработающий дымосос с неплотно закрытыми шиберами (количество газов услов­ но характеризуется толщиной стрелок, указывающих направление их движения).

При параллельной работе двух дымососов или двух дутьевых вентиляторов необходимо следить за тем, что­ бы все время была одинаковой их 'нагрузка, которую оп­ ределяют по показаниям амперметров электродвига­ телей.

Экономичность вентиляторов снижается при работе их с низкой нагрузкой, Поэтому при снижении нагрузки котла целесообразно останавливать по одному из двух дымососов и двух дутьевых вентиляторов с тем, чтобы оставшиеся включенными машины работали с полной нагрузкой и, следовательно, с меньшим расходом элек­ троэнергии, чем при работе всех четырех машин.

Разрежение в топочной камере. В топке работающего котла можно наблюдать странное, на первый взгляд, яв­ ление. В нижней части топки сохраняется разрежение до 15 и даже 20 мм вод. ст. даже тогда, когда в самой верх­ ней ее части давление газов в точности равно атмосфер­ ному и через открытые вверху топки лючки нет ни вы­ бивания газов, ни подсоса внутрь наружного воздуха.

Чем ниже находится лючок в стене топочной камеры, тем сильнее засасывается через него наружный воздух. Может показаться, будто топочные газы движутся от зоны с большим разрежением в зону с меньшим разре­ жением.

242

Чтобы объяснить это кажущееся противоречие, нужно мысленно выделить два одинаковых газовых столба — один из объема наружного воздуха и второй из объема топочных газов (столбы А и Б на рис. 13-8). Давление вверху этих столбов почти одинаково и различается толь­ ко на 2 мм вод. ст. Внизу же давление различно, по­ скольку вес столба холодного воздуха в несколько раз превышает вес столба горячих газов. Поэтому внизу топки давление снаружи больше, чем внутри ее, и при открытии лючка видно, что низ топки находится под раз­ режением.

Глазомерный вывод о том, что газы в топке якобы движутся от большего разрежения к меньшему, неверен потому, что, измеряя разрежение или давление, мы срав­ ниваем его с давлением наружного воздуха. Абсолютное же давление газов в топке внизу больше, чем вверху.

У отдельных котлов газы выбивают наружу из верх­ ней части топки и при большом разрежении по тягоме­ ру. Обычно это объясняется тем, что разрежение опреде­ ляется по тягомеру, включенному ниже верхней зоны то­ почной камеры.

Дымовая труба. Столб находящихся в дымовой трубе нагретых газов Б легче, чем такой же по высоте столб наружного воздуха А. Оба газообразных столба соеди­ нены внизу газоходами котла (рис. 13-8). Более тяжелый наружный воздух стремится вытеснить газы из трубы и создает е с т е с т в е н н у ю тягу, содействующую работе дымососов.

Эта тяга тем больше, чем выше труба и чем больше разность между температурой поднимающихся в ней га-

Рис. 13-8. Упро­ щенная схема естественной тяги, создаваемой ды­ мовой трубой.

/ — дутьевой венти­