Общие требования к режимам работы КА

Лекция №4

Общие требования к режимам работы КА

При всех нагрузках (50-100%) режим эксплуатации должен предусматривать:

1. Надёжную работу поверхностей при  .

2. Максимальное их тепловосприятие .

Рекомендуемые ограничения температур:

1. Температура за топкой:

a). для углей (для исключения шлакования ШПП);

б). для мазута и природного газа  по условию оптимального соотношения .

Рекомендуемые материалы

2. Температура за КП-2 .

Для исключения пережога выходной ступени КП-2                    при t_пе = 545 – 555 ⁰С           (чтобы t_мет < 580 ⁰С).

3. Для прямоточных котлов t_эко < t_{разов.перехода} < 380 ⁰С (для исключения двухфазной среды).

Иначе неравномерное распределение среды по ширине секций НРЧ.

4. При В = 100 % температура должна быть на уровне, определённом технико-экономическими расчётами. При сжатии мазута .

5. Перед ВЗП  определяется режимом работы калорифера, чтобы =30 – 50 –    - (70 ÷ 100) ⁰С (природный газ, уголь, мазут), чтобы  при S=0).

Технологические особенности работы барабанного котла

1. Жёсткая фиксация всех зон (ЭКО, Исп., Пе).

2. В ЭКО и Пе вода и пар движутся за счёт разности давлений P_п.в. > P_б, P_б > P_пe.      В топках экранных – многократная естественная циркуляция за счёт движущегося напора: при t_нас = 310 ÷ 340 ⁰С .

При X^// < 0,25 кг/кг → .

3. Удельное тепловосприятие зависит от давления в барабане, с , т. е. на испарение тратится до 50 % полезно используемой теплоты Q_л.

4. Отсутствие солевых отложений и высокое качество пара достигаются:

а). правильным режимом докотловой обработки воды (на ХВД);

б). применением непрерывной и периодической продувок;

в). применением ступенчатого испарения;

г). применением внутрибарабанных сепарационных устройств.

Изменение параметров по ходу водопарового тракта

котла Е-500-140-545

Технологические особенности работы прямоточного котла

1. Однократное движение рабочей среды (К=1).

В барабанных котлах ωρ сначала резко возрастает, затем несколько уменьшается.

С . В ПК величина ωρ изменяется пропорционально нагрузке D. ωρ = 2000 – 2500 кг/(м²с).

2. Возможность работы на сверхкритическом давлении P = 25,5 МПа.

С ↑Р_пе → ↑Р₀ → ↑η_t → ↑η_бл.

3. Использование труб малого диаметра (d_н = 28 ÷ 42 мм), отсутствие барабана и опускных труб:

a). снижает металлоёмкость котла;

б). повышает скорость изменения нагрузки .

4. Отсутствие продувки предъявляет повышенные требования к качеству питательной воды, т. к. при парообразовании соли будут откладываться в тракте.

5. Ввиду отсутствия толстостенных элементов (барабан) значительно меньше время растопки (↓τ_раст.).

6. Отсутствие фиксированных зон (ЭКО, Исп., Пе).

С изменением нагрузки D и параметров t_пе они смещаются (влево, вправо и меняются их размеры).

7. При СКД (Р = 25 МПа) t_Р.С. во всех поверхностях непрерывно возрастает (нет фиксированной зоны испарения).

Изменение параметров в прямоточном котле СКД                              (Пп-950-255 и К-300-240)

Аккумулирующая способность паровых котлов

В любом режиме работы поверхности нагрева и рабочая  среда имеют определённые температуры: t_мет и t_Р.С..

При этом теплота аккумулируется:

а). в металле поверхностей;

б). в воде;

в). в паре.

При ↓Р часть аккумулированной теплоты освобождается на парообразование, т. е. ∆D_акк = G_акк·∆Р.

Аккумулирующая способность котла – это дополнительное количество пара, которое вырабатывается в водопаровом тракте при снижении давления на 1 МПа:

 - доля теплоты передаваемой кипящей воде.

где  - изменение температуры насыщения при изменении давления на               ∆Р = 1 МПа;

V_в и V_п водяной и паровой объекты КА;

V_м – объём металла испарительных поверхностей.

Для испарительных поверхностей V_пар зависит:

- от марки котла;

- текущей D;

- давления P_п (ρ_п).

Для прямоточных КА: , м³.

где  - истинное объёмное паросодержание , F – площадь поперечного сечения канала парогенерирующей поверхности.

После интегрирования: V_п = f(D, P, ℓ_исп, q, r), т. к. d_тр^ПК < d_тр^БК (40мм < 60мм),           то V_воды^ПК < V_воды^БК → то доля аккумулированной теплоты в воде и паре для ПК меньше, чем для БК.

G_акк зависит:

- от типа котла (ПК или БК);

- от Р;

- от D.

Особенности:

1. с  ↑D → ↑ G_акк;

2. с  ↑P → ↑ G_акк;

3. Для прямоточных котлов G_акк^ПК < G_акк^БК.

Реализация аккумулирующей способности G_акк происходит при ↓Р.

ПК быстрее реагирует на возмущение ∆Р, т. к. G_акк^ПК < G_акк^БК.

T_пе снижается временно согласно: при B = Const.

Для БК временно возрастает h_ур в барабане за счёт набухания слоя в барабане при вытеснении воды из экранированных труб дополнительным количеством пара.

Практическое значение имеет допустимая скорость изменения давления в тракте при соответствующем изменении паропроизводительности в переходном периоде:

1. ПК: .

2. БК: .

Причины низкой  для БК:

1. Набухание слоя воды при ↓Р за счёт ↑D при освобождении аккумулирующей теплоты: с  ↑D_акк → ↑h_наб. → ↓h_пар → ↑ω_п → ↑t_ст^пе → пережог труб Пе.

2. При резком ↑↑  происходит вскипание воды в опускных трубах.

а). без вскипания:

б). при вскипании: 

Рекомендация для Вас - Подготовка тканей, трикотажных полотен и изделий к крашению, печатанию и заключительной отделке.

Наличие пара в опускных трубах повышает ∆Р_оп.тр. → ↓↓W₀ → ↑↑t_ст^экр при ухудшении S_дв = H·q·(ρ_см – ρ_оп.тр.) → 0, т. к. (ρ_см – ρ_оп.тр.) → 0.

Поэтому необходимы низкие  при переходе от режима к режиму.

При этом:

Т. к. P_пе = Const, то с ↓D → ↓P_б, т. к. ∆Р ~ D².