Теплотехническое оборудование

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

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

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

Ориентировочное определение аопт производится путем ана­лиза продуктов горения с определением содержания И02 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 ориенти­ровочного 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-ю и 4-ю зоны (по движению ре­шетки) подается примерно 15%, во 2-ю 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-ю и 4-ю зоны подается 15—20%, а во 2-ю 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 602 и 02 на выходе из топки и в уходящих газах, температура уходящих газов, температура воздуха перед воздухоподогревателем, после него и перед мель-

Рис. 13-16. Графический выбор опти­мального коэффициента избытка воз­духа

Лицами, 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 теплоты 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 И02 и Оа, 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 «опт = «опт ± (0,03-г-0,04). В этих опытах проводятся все из­мерения, необходимые для сведения теплового баланса котлоагре - гата (см. § 13-5 и 13-6), а также полный анализ продуктов горения с определением содержания СО, СН4 и Н2.

За оптимальный коэффициент избытка воздуха принимается такой, при котором сумма потерь теплоты с уходящими газами, от химической и механической неполноты горения и расход элек­троэнергии на тягу и дутье минимальны. Обычно выявление аопт производится графически. Для этого расход электроэнергии на 25 4
тягу и дутье (в процентах) необходимо пересчитать в условные потери теплоты по формуле

294006ЛГТ, п

= ~ -100, (13-16)

Где Ь — удельный расход условного топлива на 1 кВт-ч вырабо­танной энергии, кг/(кВт-ч); — средний часовой расход

Электроэнергии на тягу и дутье, кВт; — 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. 13-16.