КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Работа газовоздушного тракта котла

Газовоздушный тракт — единая система воздушных коробов и газохо­дов, обеспечивающая подачу воздуха через воздухоподогреватель и горелки
1.3 КОТНЛЬНЛЯ УС ГАЇІОВКА

В топку, движение образующихся продуктов сгорания (газов) по газоходам котла и удаление охлажденных газов в дымовую трубу Движение воздуха и газов в зависимости от мощности и размеров котла может быть органи­зовано за счет естественной или принудительной тяги.

В котлах малой паропроизводительности без организации подогрева воздуха для горения при относительно короткой длине газоходов (рис. 1.8, а) возникает небольшое сопротивление при движении газов, которое преодо­левается за счет естественной тяги дымовой трубы. Естественная тяга или самотяга Нс, Па, определяется разностью давлений гидростатических стол­бов атмосферного воздуха снаружи и нагретой газовой среды внутри трубы:

Нс = HTp(pB - рт)д, (1.3)

Где /гтр — высота дымовой трубы, м; рв, рг — плотность холодного воздуха (при 20-30°С) и газов (при температуре на выходе из котла), кг/м3; д — ускорение под действием сил земного притяжения, м/с2. В среднем для трубы высотой 100 м значение Нс — 350 — 400 Па или 35-40 кгс/м2 (35- 40 мм в. ст.).

В котлах большой мощности увеличивается количество трубных по­верхностей в газовом потоке, появляется подогрев воздуха за счет теп­ла газов, газоходы значительно удлиняются и имеют как подъемные, так и опускные участки, где необходимо преодолевать собственную самотягу газов, направленную вверх. Дополнительно необходимо иметь запас напора для регулирования расходов. В этом случае сопротивление газовоздушнопг тракта становится очень большим и не может быть преодолено за счет тяги дымовой трубы, поэтому организуется принудительное движение воздуха и газов.

Совместная работа воздушного и газового трактов котла может быть организована двумя способами. По первому способу (рис. 1.8,5) газовоз­душный тракт котла включает в себя дутьевые вентиляторы для подачи атмосферного воздуха под давлением 2,5 — 5 кПа (250 — 500 мм в. ст) через воздухоподогреватели к горелкам и части горячего воздуха в углеразмоль - ные мельницы. Сопротивление газового тракта котла, а также аппаратов золоулавливания и газоходов до дымовой трубы преодолевается дымососа­ми, имеющими напор 2,0-3,5 кПа. В этом случае весь воздушный тракт на участке «вентилятор-топка» находится под давлением выше атмосферного (рис. 1.9, а). Продукты сгорания удаляют из котла дымососами, в связи с чем топка и все газоходы находятся под разрежением. Такую схему тяги и дутья называют уравновешенной. Контрольной точкой, обеспечивающей со­гласование работы дутьевых вентиляторов и дымососов, является давление газов на выходе из топочной камеры. Здесь устанавливается и автомати­чески поддерживается небольшое разрежение (давление ниже атмосферно-

Го), составляющее 30-50 Па (3-5 мм вод. ст.). Дутьевой вентилятор подает столько воздуха, сколько нужно для полного сжигания топлива, а регули­рующие устройства дымососов изменяют производительность так, чтобы в верху топки постоянно сохранять указанное небольшое разрежение. Вви­ду работы всего газового тракта при давлении ниже атмосферного через неплотности его ограждений происходят присосы окружающего воздуха, что заметно увеличивает объем перекачиваемых дымососами газов. В сред­нем доля присосов воздуха AV„pc составляет около 20-30% объема газов Vr, образующихся в топке при горении топлива.

Транспорт воздуха до топки и продуктов сгорания до выхода в атмо­сферу можно также обеспечить специальными высоконапорными дутьевы­ми вентиляторами без применения дымососов (рис. 1.8,в). В этом случае топка и газоходы будут находиться под некоторым избыточным давлением — наддувом. Для наглядности на рис. 1.9 показано сопоставление распределе­ния давления в газовоздушном тракте котельной установки, работающей с уравновешенной тягой {а) и под наддувом (б). Как видно, весь газовый тракт котла при наддуве находится под избыточным давлением в сравнении с ат­мосферным. В этом случае, чтобы исключить проникновение в котельное отделение токсичных газов, необходимо обеспечить полную газоплотность всех стен газоходов котла, что достигается переходом на новую технологию производства настенных экранов и заметно удорожает котел.

Вместе с тем переход на газоплотность тракта исключает присосы воз­духа и уменьшает объем удаляемых из котла газов. Напор, который создает высоконапорный дутьевой вентилятор, меньше, чем сумма напоров дутье­вого вентилятора и дымососа в уравновешенной схеме. Это приводит к экономии энергии на привод тягодутьевых машин. К тому же высоконапор­ный дутьевой вентилятор перекачивает объем холодного воздуха, а дымо­сосы — достаточно «горячих» газов с увеличенным удельным объемом, что дополнительно снижает затраты энергии на перекачку.

В длительной эксплуатации газоплотного котла в разных его местах за счет термических напряжений со временем происходит разгерметизация тракта, исключение которой требует больших постоянных затрат. Поэтому в эксплуатации используют газоплотные по конструкции поверхности котла

Рис. 1.8. Схемы газовоздушных трактов котлов: а — с естественной тягой; б — с Уравновешенной тягой; в — под наддувом; 1 — воздухозаборник; 2 — короб горячего воздуха; 3 — присосы холодного воздуха; 4 — контроль разрежения на выходе из топки; 5 — топливозабрасыватель; Б — барабан-сепаратор; ПП — пароперегреватель; ЭК — экономайзер; ВП — воздухоподогреватель; ДВ — дутьевой вентилятор; ДС — дымосос; ДТ — дымовая труба; ПС — система иылепригшовления; Г — горелка; Т — юпочная камера (топка).

В сочетании с работой по уравновешенной тяге, что также заметно снижает затраты энергии на тягодутьевые машины за счет исключения присосов. В то же время исключается проникновение вредных для здоровья людей газов в помещения электростанции. По выходе из поверхностей котла га­зовый поток (при сжигании твердого топлива) поступает на золоулавлива - ющие устройства, где происходит удаление из потока газов 96-99% мелких твердых частиц золы. Для этих целей используют центробежные скруббе­ры и батарейные циклоны (удаление частиц на 80-90%), электрофильтры (с эффективностью 98-99,5%).