Innost kotle se změnou teploty

Změna teploty napájecí vody . K výraznému poklesu teploty napájecí vody dochází při nouzové odstávce vysokotlakých ohřívačů, dále při poklesu průtoku páry do turbíny a odpovídajícího poklesu tlaku v horní regenerační extrakční komoře.

Když se teplota napájecí vody sníží a tepelný výkon kotlové jednotky zůstane nezměněn, výkon páry se sníží.

Účinnost kotelní jednotky se změnami teploty napájecí vody.

Při poklesu teploty napájecí vody se zvyšuje teplotní výška a měrná absorpce tepla pro ekonomizér vody, v důsledku čehož při konstantní spotřebě paliva klesá teplota spalin a zvyšuje se hrubá účinnost kotelny. Snížení teploty spalin při stejném snížení teploty napájecí vody se u různých kotlových jednotek liší, závisí na měrné hmotnosti ekonomizéru vody v tepelné bilanci kotlové jednotky a její konstrukci a je 1-4°C na každých 10° změny teploty napájecí vody.

S klesající teplotou napájecí vody a konstantní spotřebou páry je nutné zvyšovat spotřebu paliva. V tomto případě teplota výfukových plynů a účinnost. kotlové jednotky zůstávají prakticky beze změny. Pokles teploty napájecí vody ovlivňuje provozní režim nejen ekonomizéru vody, ale i ostatních topných ploch kotlové jednotky. Při konstantní produkci páry tedy dochází k mírnému poklesu teploty horkého vzduchu v důsledku poklesu teploty plynů před ohřívačem vzduchu. Z tohoto důvodu se snižuje celkový tepelný výkon a teoretická teplota v topeništi a také se snižuje absorpce sálavého tepla.

Pro varný ekonomizér při snižování t _{Um в} procento odpařování se snižuje, u nevroucí vody se zvyšuje nedohřívání, což vede ke zvětšení plochy ekonomizéru pro povrchy obrazovek.

Pokles teploty napájecí vody výrazně ovlivňuje provozní režim přehříváku: při konstantním výkonu páry se zvyšuje teplota přehřívání páry u jednotek bubnových kotlů v důsledku zvýšení spotřeby paliva, rychlosti plynu v prostoru přehříváku a jeho měrné absorpce tepla. Při konstantní spotřebě paliva se nárůst teploty přehřáté páry s poklesem teploty napájecí vody vysvětluje snížením průtoku páry přehřívákem při nezměněné absorpci tepla. Omezení nárůstu teploty přehřívání páry je dosaženo použitím zařízení pro chlazení páry.

U průtočných kotlů způsobuje pokles teploty napájecí vody odpovídající pokles teploty přehřáté páry a pro její udržení je nutné zvýšit dodávku paliva.

Změna kvality paliva. Změnou kvality paliva se rozumí změna jeho složení (obsah popela, vlhkost), dále spalného tepla, frakčního složení prachu a teplotních charakteristik popela.

Zvýšení obsahu popela způsobuje snížení procenta hořlavých prvků a snížení spalného tepla paliva. V souladu s tím se snižují teoretické objemy vzduchu a spalin na 1 kg paliva. Při stálé spotřebě přírodního paliva klesá celkový tepelný výkon topeniště a teplota plynů na výstupu z topeniště. Zvyšuje se podíl tepla předávaného sáláním a snižuje se absorpce tepla konvekcí v důsledku zmenšování objemů plynu a teplotních rozdílů Relativní pokles teploty plynu podél cesty plynu ke konci postupně klesá.

S rostoucím obsahem popela je nutné zvýšit spotřebu přírodního paliva, aby byla zachována stanovená kapacita páry. Teplota plynů ve všech kouřovodech, celkový objem plynů, jejich rychlosti v konvekčních kouřovodech a celková tepelná absorpce povrchů přitom zůstávají prakticky nezměněny.

Zvýšení obsahu popela má znatelný vliv na provoz a výkon kotlového tělesa, což se projevuje zvýšením sálání plamene, zvýšením ztrát z mechanického nedokonalého spalování, zvýšeným struskováním a znečištěním topných ploch popílkem a také snížením účinnosti provozu. celková hmotnost kotlové jednotky. Účinnost Čistá účinnost kotelny se ještě více snižuje v důsledku zvýšení spotřeby energie na mletí paliva a dopravu popela.

Zvýšení obsahu pracovní vlhkosti paliva způsobuje také pokles spalného tepla paliva, ale ve větší míře, než je dáno odpovídajícím snížením obsahu spalitelných prvků, protože se zvyšuje spotřeba tepla na odpařování desek. Pokles t_T vede ke snížení tepelné absorpce sálavých topných ploch, teplotní úrovně v celém plynovém traktu a tepelné absorpce konvekčních topných ploch.

Se zvyšující se vlhkostí se zvyšují tepelné ztráty výfukovými plyny, a to i přes určité snížení teploty výfukových plynů.

Snížení spalného tepla paliva, snížení účinnosti. hrubá v případě rostoucí vlhkosti při konstantní spotřebě paliva vede k poklesu produkce páry. Pro udržení stálé produkce páry se zvyšující se vlhkostí je nutné zvýšit spotřebu paliva. V tomto případě dochází ke stejným jevům jako při rostoucí zátěži: zvyšuje se teplota výfukových plynů, ještě více se zvyšují tepelné ztráty výfukovými plyny a snižuje se účinnost. kotelní jednotka. Teplota plynů a teplotní rozdíly se zvyšují v celém traktu v důsledku nárůstu objemu a rychlosti plynů, zvyšuje se intenzita výměny tepla v konvekčních spalinách; při mírném poklesu podílu tepla předávaného sáláním oproti vypočtené hodnotě se zvyšuje produktivita páry a tepelná absorpce konvekčních otopných ploch, zvyšuje se teplota přehřáté páry nebo odvodu tepla v zařízeních pro chlazení páry.

Změna spalného tepla paliva je důsledkem změny jeho složení. Změna parní kapacity kotelny při jejím zachování vede k odpovídající změně spotřeby přírodního paliva.

Pokles tepla způsobí nárůst spalin a zvětšení jejich objemu. Jako sekundární jev je možné zhoršení spalovacího procesu a zvýšení ztrát paliva.

Hlavní charakteristikou popela jsou tavné charakteristiky, určené teplotními body začátku deformace , začátek měknutí a začátek stavu tání kapaliny. Energetické uhlí se konvenčně dělí do tří skupin podle tavitelnosti popela: s popelem s nízkou teplotou tání (£₃1450 °C).

Odchylka od charakteristik popela přijatých pro výpočet neovlivňuje přímo spalovací komoru a režim kotlové jednotky. To však může mít za následek narušení režimu odstraňování kapalné strusky, zvýšenou kontaminaci (struskování konvekčních topných ploch), které jako sekundární jev způsobují vážné narušení režimu pece a provozního režimu topných ploch.

zpět do sekce “Články”

Na účinnost parního kotle má rozhodující vliv teplota spalin, protože ztráta tepla spalinami za normálních provozních podmínek je největší i ve srovnání se součtem ostatních ztrát. Snížení teploty spalin o 12-16 °C vede ke zvýšení účinnosti kotle o cca 1 %. Hluboké ochlazení plynů však vyžaduje zvětšení konvekčních topných ploch a v mnoha případech vede ke zvýšené nízkoteplotní korozi.

Na volbu teploty výfukových plynů má podstatný vliv i teplota napájecí vody. S jeho nárůstem se zvyšuje účinnost termodynamického cyklu a účinnost kotle klesá. Teploty výfukových plynů a napájecí vody by měly být voleny tak, aby součet provozních a investičních nákladů byl minimální.

Zplodiny spalování vysoce vlhkých paliv vyžadují z důvodu zvýšeného objemu plynů větší konvekční plochy pro chlazení, proto je při spalování vlhkých paliv ekonomicky opodstatněná vyšší teplota výfukových plynů.

V každém případě jsou optimální teploty spalin pro různá paliva a parametry kotlové páry stanoveny na základě technických a ekonomických výpočtů.

Doporučené teploty výfukových plynů v závislosti na snížené vlhkosti WP tuhého paliva a teplotě napájecí vody jsou uvedeny v tabulce. 1.2 (při spalování tuhých paliv). Vysoká teplota výfukových plynů při spalování sirných topných olejů je způsobena ochranou ohřívače vzduchu před intenzivní nízkoteplotní korozí (tab. 1.2 – při spalování topného oleje a zemního plynu).

Teplota vzduchu na vstupu do ohřívače vzduchu je volena na úrovni, která zabraňuje rozvinuté korozi kovu kyselinou sírovou a zanášení nízkoteplotní části topné plochy lepivými usazeninami. Volba tedy závisí na obsahu vlhkosti paliva a obsahu síry.

Doporučené jsou uvedeny v tabulce. 1.3. Volba teploty pro spalování tuhého paliva je primárně určena jeho vlhkostí, ale je třeba vzít v úvahu i obsah síry v pracovní hmotě. Pokud se tedy ukáže, že tuhé palivo je suché (WP < 0,7) a SP >2, musí být volba provedena na základě podmínky vyloučení koroze kyselinou sírovou.

Tabulka 1.2 – Doporučené teploty spalin, °C

Při spalování pevných paliv

Palivo, snížená vlhkost,
% kg/MJ

Průměrný tlak P = 4-6 MPa, tп.в = 150 °С

Nadkritický tlak
P = 25,5 MPa, tп.в = 270 °С

P = 3-12 MPa, tп.в = 215 °С

P = 14-18 MPa, tп.в = 230 °С

Vysoká vlhkost, WП > 5

Při spalování topného oleje a zemního plynu

vysoký obsah síry, SP > 2 %;

oxid siřičitý, SP = 0,5–2 %;

Poznámka. V plynotěsných pecích při spalování síry a topných olejů s vysokým obsahem síry s koeficientem přebytku vzduchu na výstupu z pece nejvýše 1,02 může být minimální teplota stěny ohřívače vzduchu 80–85 °C. Teplotu výfukových plynů lze v tomto případě brát 130–140 °C pro dusík s vysokým obsahem síry a 120–130 °C pro dusík s obsahem síry s teplotou vzduchu na vstupu do ohřívače vzduchu 40–50 °C.

Předehřev vzduchu z 20-30 na 50 °C se obvykle provádí recirkulací části horkého vzduchu do sání dmychadel. Vyšší teploty se dosáhne ohřevem vzduchu v parních nebo vodních ohřívačích instalovaných před ohřívačem vzduchu. V prvním případě dochází k ohřevu vzduchu v důsledku tepla spalin samotného kotle („vnitřní“ teplo), proto se tento ohřev nebere v úvahu v rovnici tepelné bilance a výpočet tepelných ztrát s výfukovými plyny se provádí z tх.в = 20–30 °С. V případě ohřevu vzduchu ohřívačem pomocí turbínové páry (externí ohřev) se tepelné ztráty výfukovými plyny počítají také ve vztahu k tх.в = 20–30 °С, dostupné teplo paliva v rovnici tepelné bilance (kapitola 3) se však zvyšuje o teplo ohřevu vzduchu z tх.в na .

Je-li obsah síry v pracovní hmotě topného oleje vyšší než 2 % nebo v pracovní hmotě tuhého paliva více než 3 %, je nutná dodatečná kontrola spolehlivosti studené části ohřívače vzduchu z hlediska eliminace intenzivní koroze kyselinou sírovou. Pro tyto účely by měla být minimální teplota kovové stěny ohřívače vzduchu (vyšší hodnota je vyžadována při spalování topného oleje s ?m ? 1,03).

Doporučuje se stanovit hodnotu v závislosti na typu ohřívače vzduchu a předem zvolených teplotách výfukových plynů a vzduchu na vstupu do ohřívače vzduchu:

pro regenerační ohřívač vzduchu

pro trubkový ohřívač vzduchu

na Ve všech případech je pozorována intenzivní koroze topné plochy. Pokud výpočty podle (1.2) nebo (1.3) nesplňují požadavky na spolehlivý provoz, je nutné poněkud zvýšit zvolené teploty a ?uh.

Teplota horkého vzduchu při spalování tuhých paliv je dána nejen charakteristikou paliva, ale také organizací jeho spalování (tab. 1.4.).

Množství vzduchu vstupující do spalovací zóny je několikanásobně větší než hmotnost paliva. Nedostatečný ohřev vzduchu může zpozdit zapálení paliva a vést k výraznému podpálení. U paliv s relativně nízkým výtěžkem těkavých látek (VГ < 25 %) je tedy dosaženo brzkého zapálení a nízkého mechanického nedohořívání při teplotě horkého vzduchu minimálně 300 °C.

Nižší ohřev vzduchu pro podmínky spalování (250–300 °C)
přijatelné pro paliva s vysokým obsahem těkavých látek (VГ >> 25 %). Výjimkou jsou vysoce vlhká paliva, která pro provoz prachového systému vyžadují použití vysokoteplotního vysoušecího prostředku. Ten lze získat smícháním části horkých spalin se vzduchem. Pak je přípustné určité snížení ohřevu vzduchu v ohřívačích vzduchu. Takže při vlhkosti paliva WП? 2 % kg/MJ teplotu horkého vzduchu lze brát jako 270-300 °C a při WП? 5 % kg/MJ – 400 °C.

Tabulka 1.3 – Teplota vzduchu na vstupu ohřívače vzduchu

suché, WP? 0,7 a při SP < 2 %

středně vlhké, WP = 1–5 a při SP = 2–3 %

velmi vlhké, WП> 5 a při %