Теплотехническое оборудование

ОПРЕДЕЛЕНИЕ оптимального ПОЛОЖЕНИЯ ФАКЕЛА

Основной целью опытов по определению оптимального поло­жения факела в топке является выявление режимных условий, при которых обеспечивается работа топки с минимальными по­терями теплоты, отсутствием шлакования радиационных поверх - ностей нагрева, обеспечением надежной циркуляции в котле и расчетной температуры перегрева пара.

О положении факела в топке судят по распределений? темпе­ратуры в характерных сечениях топочной камеры по ее высоте. Для этого на высоте топки необходимо иметь равномерно распо­ложенные лючки. Для паровых и водогрейных котлов в эависи - мости от их мощности достаточно иметь от 30 до 60 лючков, через которые производится измерение температуры.

Температура измеряется отсосными термопреобразователями или пирометрами излучения. Отсосные термопреобразователи ис­пользуются только при исследованиях, поскольку такие измере­ния весьма трудоемки. Пирометры излучения не обеспечивают достаточной точности, но позволяют удовлетворительно оценить распределение температуры по объему топочной камеры. Измере­ние температуры пирометрами излучения требует мало времени (10—40 с). Поэтому при испытании котельных агрегатов Для из­мерения температуры в объеме топки пользуются пирометрами излучения. Из различных типов пирометров излучения чаше все£<| пользуются наиболее удобными в работе оптическими пирометрами с исчезающей нитью, имеющими погрешность ±(1,5—2,0)%. Однако при измерении температуры в топке при сжигании газа оптические пирометры непригодны, так как спектр излучения в этом случае линейный. Для оценки распределения температуры в объеме топки при сжигании газа возможно применение термо­преобразователей с оголенным рабочим концом и без отсоса про­дуктов горения, но с обязательной градуировкой их по кон­трольному термопреобразователю.

На котлоагрегатах с пылеугольными топками для выявления оптимального положения факела проводится четыре опыта - Объем измерений зависит от конструкции котлоагрегата, схемы пыле- приготовления и типа пылеугольных горелок.

Для паровых и водогрейных котлов промышленных и отопи­тельных котельных обычно применяются пылеугольньгё топки с прямым вдуванием пыли. В этом случае регулирование поло­жения факела в топке осуществляется изменением распределения только вторичного воздуха, так как изменение расхода первичного воздуха весьма ограничено из-за необходимости поддержания заданной тонкости пыли.

При установке прямоточно-вихревых (улиточных) горелок с рассекающим конусом изменение положения факела достигается воздействием на поток аэросмеси перемещением конуса и степенью крутки вторичного воздуха. При установке эжекционных амбра­зур положение факела регулируется изменением подачи вторич­ного воздуха на сопла верхней и нижней пряди.

В пылеугольных топках с сухим шлакоудалением ядро факела должно располагаться на уровне горелок и находиться на оди­наковом расстоянии от стен топочной камеры. Желательно, чтобы факел заполнял весь объем топочной камеры, но не опу­скался ниже середины холодной воронки.

Опыты по выявлению оптимального положения факела про­водятся при номинальной или близкой к ней нагрузке с ориен­тировочно выбранным оптимальным или расчетным коэффициен­том избытка воздуха. Тонкость помола пыли также должна быть оптимальной или поддерживаться на уровне расчетной, рекомен­дуемой для данного топлива (бурые угли и сланцы: Я90 = 40-г - 4-60%, /?2оо = 15-=-35%; каменные угли в зависимости от выхода летучих: Я90 ~ 15-7-40%, #2оо == 1»3-г-13%; антрациты и полу - антрациты, тощие угли: = 7-4-15%, /?2оо — 0,3-г-1,2%).

Для котл о агрегатов с молотковыми мельницами измеряются следующие величины: нагрузка котла; расход воды на пароохла­дитель; давление пара и его температура; состав продуктов го­рения (возможно ближе к топке); расход первичного воздуха на мельницы и вторичного воздуха на каждую группу установленных сопел; давление (разрежение) перед мельницами и соплами вто­ричного воздуха; разрежение по тракту продуктов горения. Фикси­руются номера работающих мельниц и горелок; производится отбор проб топлива и очаговых остатков; измеряется расход электроэнергии на мельницы и тягодутьевые устройства; изме­ряется температура продуктов горения по газовому тракту и воздуха по воздушному тракту.

Оптимальным является такое положение факела, при котором топочные потери и шлакование топки минимальны, поддержи­вается номинальная температура перегрева пара (при умеренном расходе воды на пароохладитель) и обеспечиваются надежные условия работы поверхностей нагрева.

При слоевом сжигании твердого топлива на цепных решетках без забрасывателей выбирается оптимальная толщина слоя топ­лива, скорость движения решетки, распределение воздуха по зонам. При наличии забрасывателей выбирается скорость цепной решетки и распределение воздуха по зонам. Для выбора оптималь­ной толщины слоя топлива достаточно четырех опытов. В этих опытах определяется также оптимальное распределение воздуха по зонам и скорость цепной решетки. Опыты проводятся при трех­четырех нагрузках котлоагрегата: номинальной, 75 и 50% но­минальной и максимальной.

Для котлоагрегатов с цепными решетками и забрасывателями и без них измеряются следующие величины: нагрузка котло­агрегата; давление и температура перегретого пара; температура и давление питательной воды; состав продуктов горения (воз­можно ближе к топочной камере); температура продуктов горения по тазовому тракту и воздуха по воздушному тракту; толщина слоя топлива на решетке (при отсутствии забрасывателей); давле­ние воздуха по воздушному тракту и в каждой'зоне решетки; скорость цепной решетки; нагрузка по амперметру электродви­гателей решетки, дымососа и вентилятора. Кроме того, произ­водится отбор проб шлака и уноса, уловленного в золоуловителе.

Если котельный агрегат оборудован устройством для возврата уноса и острым дутьем, программа опытов соответственно рас­ширяется.

Оптимальным режимом из серии опытов для данной нагрузки считается режим, при котором сумма потерь теплоты от химиче­ской и механической неполноты горения и потерь с уходящими газами имеет минимальное значение.

При сжигании жидкого и газообразного топлива достаточно трех опытов для нахождения оптимального положения факела. Признаками удовлетворительного расположения факела являются следующие: пламя располагается вблизи устья горелок, ядро факела чистое и располагается в средней части топки, в конце факела нет длинных языков и летящих «мушек», факел не затя­гивается в камеру догорания или в газоход пароперегревателя. Как правило, оптимальное положение факела достигается при равномерном распределении топлива и воздуха по всем горелкам при номинальной или близкой к ней нагрузке. При установке горелок в несколько ярусов следует проверить влияние на тем­пературу перегрева пара различного распределения топлива и воздуха по отдельным ярусам горелок. Оптимальный режим вы­бирается по минимуму суммы потерь теплоты от химической не­полноты горения и потерь с уходящими газами.