Расчет котлов и котельных установок

ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА

По условиям работы турбины отклонение температуры пара от номинального значения при переменной нагрузке допу­скается в пределах —10 °С < t < + 5 °С. Для поддержания заданных параметров пара, а также для предупреждения пере­жога труб перегревателя применяют регулирование температуры перегретого пара. і

Условие поддержания постоянства температуры пара следует из уравнения теплового баланса котла, согласно которому

І = ілв + QUB/D. (140)

При КПД котла rj = const и температуре питательной воды *пв = const температута перегрева достигается, если

QlBjD = const, (HI),

Т. е. если отношение теплоты, вносимой с топливом QhA, к паро­производительности D котла остается неизменным. Условие (141) при принятых ограничениях является необходимым и достаточ­ным для поддержания температуры перегрева в прямоточных котлах.

В котлах с естественной циркуляцией пароводяной тракт раз­делен барабаном на экономайзерно-испарительную и перегрева - тельную части. Количество пара, образующегося в испарительном контуре, ,

D = H„qJ(i"a-ЈK), (142)

Где Ял — испарительная поверхность экранов, м*; q9 —тепло - напряжение поверхности экранов, кВт/м2; £ и і"зк — энтальпии соответственно сухого насыщенного пара и воды на выходе из экономайзера, кДж/кг.

Энтальпия перегретого пара, кДж/кг,

І = i"H + Hq/D, (143)

Где Н и q — соответственно поверхность и теплонапряжение пере­гревателя.

Подставляя в уравнение (143) значение D из выражения (142), получим

І-й + tt-Q-TgL. (144)

Так как отношение поверхностей Н]НЛ — = const, то при неизменных »'„„, КПД энтальпия і = const, если

Q/qa = const. (145)

Выполнение условий (141) и (145) зависит от особенностей работы поверх - Рис. 140. Характеристика ностей нагрева котла. Если перегрева - перегревателя t (D) тель является радиационным, то при

Снижении нагрузки температура на вы­ходе у него будет возрастать. При постоянстве избытка воздуха теоретическая температура горения не меняется. Остаются прак­тически постоянными излучагельная способность факела и теп­ловая эффективность работы экранов. Температура газов на выходе из топки изменяется медленнее по сравнению с количе­ством пара, поступающего в перегреватель. В результате перепад энтальпий At = і" — t" растет. В конвективном перегревателе со снижением нагрузки тепловосприятие, наоборот, уменьшается, поскольку расход газов прямо пропорционален паропроизводи­тельности и температурный напор падает.

Суммарная характеристика перегревателя (температуры t пере­грева от паропроизводительности D) может быть конвективной 1, радиационной 2 или нейтральной 3 (рис. 140). Выполнение усло­вия t (D) = const (кривая 3) возможно лишь в тракте высокого давления прямоточных котлов. Характеристика і (D) барабан­ных котлов является в общем случае конвективной несмотря на наличие потолочных перегревателей и ширм, а промежуточных перегревателей — чисто конвективной.

Следовательно, выполнение условий (141) и (145) возможно лишь в случае применения специальных средств поддержания постоянства температуры перегретого пара.