Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы Дьяконов Евгений Михайлович

Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы
<
Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Дьяконов Евгений Михайлович. Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы : Дис. ... канд. техн. наук : 05.14.14 : Новочеркасск, 2004 152 c. РГБ ОД, 61:04-5/3052

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Способы обеспечения постоянства температуры перегретого пара при снижении нагрузки котла 9

1.1 Основные способы газового регулирования 10

1.2 Основные способы парового регулирования 16

1.3 Способы расширения диапазона регулируемых нагрузок 18

Глава 2. Математическая модель условий саморегулируемости барабанного парового котла 28

2.1 Основные положения по формированию тепловой схемы барабанного парового котла 28

2.2 Разработка математической модели условий саморегулируемости барабанного парового котла

2.3 Методика формирования тепловой схемы саморегулируемого парового котла

2.4 Выводы

Глава 3. Расширение диапазона регулируемых нагрузок барабанных паровых котлов при работе на проектном топливе 61

3.1 Объект и программа расчетных исследований 64

3.2 Методика расчетных исследований 66

3.3 Результаты исследований и методика их обработки 68

3.4 Анализ результатов

3.5 Выводы 82

Глава 4. Расширение диапазона регулируемых нагрузок при сжигании топлив, отличающихся по свойствам 83

4.1 Исследование возможности обеспечения равенства суммарных расходов на впрыск при сжигании природного газа и мазута. 87

4.2 Исследование возможности расширения диапазона регулируемых нагрузок барабанного парового котла при сжигании нескольких топлив . 101

4.2.1 Объект и программа расчетных исследований 102

4.2.2 Методика и последовательность проведения расчетных исследований 103

4.2.3 Результаты исследований и методика их обработки 104

4.3 Анализ результатов 133

4.4 Выводы 135

Глава 5 Методика формирования тепловой схемы барабанного парового котла с расширенным диапазоном регулируемых нагрузок 13 6

5.1 Формирование тепловой схемы барабанного парового котла при сжигании проектного топлива. 136

5.2 Формирование тепловой схемы барабанного парового котла при сжигании гаммы топлив. 137

Выводы 141

Литература приложения

Введение к работе

Ситуация, сложившаяся в настоящее время в энергетической отрасли страны в первую очередь характеризуется наличием большого количества физически и морально устаревшего оборудования, выработавшего свой ресурс. Наиболее остро данная проблема стоит для паровых котлов электростанций. Ограниченность инвестиций в развитие энергетики не позволяет решить существующие проблемы наиболее эффективным методом - заменой устаревшего оборудования на современное. В существующих условиях наиболее перспективным решением данной проблемы является разработка замещающих агрегатов, устанавливаемых в существующие котельные ячейки с сохранением главных корпусов, что значительно сокращает капитальные затраты на обновление оборудования. При этом, при разработке замещающих котлов должны быть учтены особенности эксплуатации оборудования, возникшие в связи с изменениями в режимах потребления и производства электроэнергии, а также в топливно-энергетическом балансе страны

В первую очередь должны быть учтены особенности, определяемые наметившейся в энергетике нашей страны тенденцией к разуплотнению графиков нагрузки, несмотря на наличие в энергетике "избыточной" мощности. Объективными причинами этого являются увеличение в суммарной нагрузке доли высокоэкономичных электростанций, работающих в базисном режиме, а также увеличение доли теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), работающих в режимах комбинированной выработки тепла и электроэнергии. Это требует повышения маневренности тепловых электростанций (ТЭС), работающих в ЕЭС России в переменной части графика нагрузки и по скорости изменения нагрузки и по диапазону регулируемых нагрузок (диапазону нагрузок котла, в котором возможно поддержание температуры перегретого пара на заданном уровне) [33], [35]. Причинами отклонений температуры перегретого пара (гпе) являются динамические возмущения и изменение нагрузки котла. Как в прямоточном (ППК), так и барабанном (БПК) паровых котлах для обеспе-

4 чения постоянства tne устанавливаются регуляторы перегрева. Однако их

функции отличаются. В ППК регуляторы снимают последствия динамических возмущений, а постоянство гпе при изменении нагрузки обеспечивается выдерживанием соотношения "вода-топливо". В БПК от расхода топлива зависит не только перегрев пара, но и паропроизводительность котла. Поэтому проблема обеспечения постоянства температуры пара в заданном диапазоне нагрузок для барабанных паровых котлов сводится не только к снятию последствий динамических возмущений, но и к поиску способов обеспечения постоянства ^пе при изменении нагрузки.

Задача расширения диапазона регулируемых нагрузок котлов осложняется требованиями сжигания в котлах различных топлив, что связано с поставками на ТЭС топлив из разных регионов. Кроме того, введение "газовой паузы" позволило перевести большое количество паровых котлов с твердого топлива на сжигание природного газа (особенно это касается ТЭЦ, расположенных в пределах городской черты). При этом проведенные мероприятия позволили обеспечить приемлемые показатели на газе, однако переход на резервное топливо (в'большинстве случаев — мазут) приводит на таких агрегатах к резкому ухудшению экологических и экономических показателей работы. Эти особенности должны быть учтены при разработке замещающих агрегатов.

Учитывая значительный вклад в производство электроэнергии ТЭЦ, задача участия в регулировании частоты и мощности актуальна и для них [35]. На территории нашей страны находится большое количество ТЭЦ, работающих по схеме с поперечными связями, оборудованными в большинстве своем барабанными паровыми котлами высокого давления без промежуточного пароперегревателя. Расширение диапазона регулируемых нагрузок паровых котлов ТЭЦ позволяет увеличить срок их службы за счет сокращения числа пусков-остановов, улучшить мобильность в части сокращения времени обеспечения задания системного диспетчера по отпуску электроэнергии и теплоты потребителю. В связи с этим необходимо, чтобы агрегаты, рабо-

5 тающие на газе и мазуте позволяли снижать нагрузку до 30-40% от номинальной, а работающие на твердом топливе по крайней мере до 60% [21].

Обеспечение требуемого диапазона регулирования парового котла означает, в первую очередь, поддержание температуры перегретого пара на заданном уровне в требуемом диапазоне нагрузок:

где DH0M -номинальная нагрузка парового котла, %; >мин-минимальная нагрузка парового котла, при которой необходимо обеспечить номинальное значение температуры перегретого пара, %,

Согласно Правил технической эксплуатации в процессе эксплуатации котельного агрегата не допускается превышение над заданной температуры пара более чем на 5С или снижение более чем на 10С [36]. Эти требования имеют под собой веские основания.

Выдерживание номинальной температуры перегретого пара обеспечивает повышение КПД цикла, поэтому температуру перегрева стремятся принимать максимально возможной по условиям длительной прочности работы металла пароперегревателей, турбины и паропроводов пара.. В таких условиях даже незначительное увеличение температуры пара по сравнению с номинальной может вызывать резкое снижение срока службы пароперегревателя. Например, повышение температуры стенки труб с 550С до 590С для стали 12Х1МФ уменьшает номинальные допустимые напряжения [сг] с ббМПа до 41МПа при расчетном ресурсе работы 100 000 часов [55].

Снижение температуры перегретого пара приводит к значительному увлажнению пара в последних ступенях турбин, что может привести к эрро-зии лопаток турбин и в конце концов к выходу турбины из строя. Вместе с тем снижение температуры перегрева ведет к снижению КПД паросилового цикла.

Выбор способа воздействия на температуру перегретого пара /пе зависит от вида статической характеристики котла, представляющей зависи-

мость /пе от нагрузки. Определяющее влияние на статическую характеристику котла оказывает состав, последовательность расположения в потоке продуктов сгорания и включения по рабочему телу видов и типов поверхностей нагрева. Исследованию влияния тепловой схемы котла на температуру перегретого пара при изменении его нагрузки посвящена настоящая работа.

Цель работы: разработка научных и методических основ выбора состава, тепловосприятий, последовательности расположения в потоке продуктов сгорания видов и типов поверхностей нагрева, обеспечивающих расширенный диапазон регулируемых нагрузок котла как при сжигании одного, так и нескольких топлив, значительно отличающихся по свойствам.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

Разработать математическую модель условий саморегулирования барабанного парового котла.

Выявить условия, при которых реализуется эффект саморегулируемости котла (обеспечение постоянства температуры перегрева при изменении нагрузки без участия регуляторов) при сжигании проектного топлива.

Исследовать возможность расширения диапазона регулируемых нагрузок барабанного парового котла при сжигании проектного топлива с учетом ограничений по степени радиационности пароперегревателя.

Исследовать возможность расширения диапазона регулируемых нагрузок барабанного парового котла при сжигании топлив, значительно отличающихся по свойствам.

Разработать методические основы выбора состава, тепловосприятий и зон расположения поверхностей нагрева барабанного парового котла с заданным диапазоном регулируемых нагрузок.

Научная новизна работы.

1) Научно обоснована возможность создания саморегулируемого парового котла. Установлено, что эффект саморегулирования возникает

7 при оптимальных значениях степеней радиационное не только паропере-гревательных, но и водосодержащих поверхностей нагрева.

  1. Разработана математическая модель условий саморегулируемости барабанного парового котла.

  2. Получены соотношения между тепловосприятиями радиационных и конвективных пароперегревательных и водосодержащих поверхностей нагрева, при которых возникает эффект саморегулирования барабанного парового котла.

  3. Найдены условия, при которых в барабанных паровых котлах, сжигающих несколько топлив, расходы на впрыски на номинальной нагрузке не меняются при переходе от одного топлива на другое.

  4. Выявлена эффективность влияния на расширение диапазона регулируемых нагрузок степени радиационное пароперегревательных поверхностей нагрева, исходного расхода на впрыск, состава, тепловосприятии, зон расположения элементов пароводяного тракта и доли рециркуляции при заданных температурах уходящих газов иух, на выходе из топки

иj и горячего воздуха на номинальной нагрузке *гв.

6) Разработана методическая основа выбора состава, тепловосприя
тии и зон расположения пароперегревательных и водосодержащих поверх
ностей нагрева, позволяющая обеспечить заданный диапазон регулируе
мых нагрузок при сжигании одного или нескольких топлив.

Практическая значимость работы.

I) Для барабанных паровых котлов с давлением перегретого пара 9,8-13,8 МПа определены возможные варианты тепловой схемы котла (состава, тепловосприятии, зон расположения в потоке продуктов сгорания поверхностей нагрева котла, доли рециркуляции продуктов сгорания и исходных расходов на впырски), позволяющие обеспечить расширенный диапазон работы с сохранением постоянной температуры перегрева пара.

2) Разработаны рекомендации по выбору степени радиационное

пароперегревательных поверхностей нагрева в зависимости от заданного диапазона регулируемых нагрузок.

  1. Разработаны методика и программа расчета тепловой схемы барабанного парового котла.

  2. Выведены условия, при которых в барабанных паровых котлах, сжигающих несколько топлив, расходы на впрыски на номинальной нагрузке меняются незначительно при переходе от одного топлива на другое.

  3. Найдены граничные значения исходных расходов на впрыски, превышение которых оказывает малое влияние на расширение диапазона регулируемых нагрузок.

  4. Разработаны методические основы по выбору тепловой схемы, обеспечивающей заданный диапазон регулируемых нагрузок при сжигание одного или нескольких отличающихся по свойствам топлив.

Основные способы парового регулирования

Принципиально другой подход к воздействию на ґпе реализован в паровых регуляторах. В отличие от газового регулирования, воздействующего на параметры греющего теплоносителя, паровое регулирование воздействует на рабочее тело. Наибольшее распространение получили следующие способы парового регулирования: 1. использование поверхностных пароохладителей; 2. использование впрыскивающие пароохладителей; 3. байпасные методы регулирования tne. При применении поверхностных пароохладителей охлаждение пара, проходящего в межтрубном пространстве осуществляется питательной водой, протекающей по трубам. С помощью такого пароохладителя возможно изменение температуры пара на 40-5 0С, однако при этом через него приходится пропускать 40-60% питательной воды, что приводит к росту температуры на входе в экономайзер на 20-25С [36]. Регулирование с помощью поверхностного пароохладителя обладает значительной инерционностью, достигающей в отдельных случаях 5-7 минут при времени запаздывания 120-180 с. Недостатком является также ненадежная работа пароохладителя, вызванная большими температурными напряжениями корпуса раздаточной коробки, которая омывается с одной стороны питательной водой с температурой питательной воды гпв,ас другой - паром, с температурой большей, чем /пв. В результате места соединения труб с корпусом теряют плотность из-за довольно больших перепадов температур. При использовании для охлаждения воды с повышенным солесодержанием необходим более жесткий контроль за качеством пара из-за возможности попадания воды с повышенным солесодержанием в пар.

В силу высказанных недостатков поверхностные пароохладители не получили широкого распространения для энергетических паровых котлов высокого давления, в отличие от впрыскивающих пароохладителей [51].

В случае применения такого пароохладителя часть питательной воды (8-12% от номинальной производительности парового котла) впрыскивается непосредственно в поток перегретого пара. Впрыскиваемая вода смешивается с перегретым паром, снижет его температуру. Для исключения возможности попадания капель холодной воды на стенки паропровода устанавливается защитная рубашка. Поскольку питательная вода впрыскивается непосредственно в пар, то ее качество должно соответствовать качеству пара, что предъявляет повышенные требования к системе водоподготовки для барабанных котлов. В случаях, когда качество питательной воды хуже качества пара, используют впрыск собственного конденсата (схема Долежаля [26]). При этом конденсат приготовляется из насыщенного пара, подаваемого в специальный конденсатор, охлаждаемый питательной водой.

Установка пароохладителя в пароперегревательном тракте возможна в трех местах: в начале тракта, в конце и в рассечку. Установка пароохладителя на входе в тракт перегретого пара приводит к большому запаздыванию при регулировании. Это связано со временем прохода пара по длине паропе-регревательного тракта. Кроме того, если в качестве впрыскиваемой среды используется собственный конденсат, в случае установки пароохладителя на входе перепад давления в нем может оказаться слишком мал для нормальной работы. В случае установки пароохладителя на выходе из тракта запаздывания при регулировании не будет, однако появляется опасность нарушения температурного режима металла выходных пакетов пароперегревателя, т.к. в этом случае значительно вырастет средний уровень температур в перегрева-тельном тракте [70]. Наиболее приемлемым является вариант установки впрыска в рассечку пароперегревателя. В этом случае регулятор будет обладать достаточно малой инерционностью (время запаздывания порядка 30 с) и сохранять уровень температур пара на допустимом уровне. На реальных котлах, обычно, устанавливают два пароохладителя: на выходе из радиационного пароперегревателя и перед выходной ступенью конвективного пароперегревателя. Таким образом безопасный уровень температур может обеспечиваться первым впрыском, а тонкое регулирование tne осуществляется вторым [69].

Регулирование температуры пара байпасироваяием части пара мимо конвективного пакета основано на изменении тепловосприятия этого пакета при изменении расхода через байпас. Этот метод получил распространение только для регулирования пара низкого давления в котлах с промежуточным пароперегревателем .

Разработка математической модели условий саморегулируемости барабанного парового котла

Для исследования возможности получения эффекта саморегулируемости, рассмотрим барабанный паровой котел с позиций системного подхода как элемент более сложной системы, и как элемент, который сам представляет сложную систему. Системой более высокого уровня для парового котла является тепловая электрическая станция (ТЭС). В соответствии с ее функциональной схемой, паровой котел рассматривается как элемент ТЭС, обеспечивающий турбину паром с заданными параметрами и расходом, закон изменения которых от нагрузки задается режимом эксплуатации паротурбинной установки. Взаимодействия парового котла с внешней для него средой (тепловой электрической станцией) здесь проявляется в виде задания входных (расход и свойства топлива, расход и параметры питательной воды, температура холодного воздуха) и выходных (расход и параметры перегретого пара, коэффициент полезного действия, величина выбросов оксидов азота) параметров. Чтобы использовать паровой котел как элемент системы ТЭС достаточно представить его модель в виде зависимостей от нагрузки (D) следующих параметров: - температуры перегретого пара tue = /(D), - коэффициента полезного действия котла rjnK = f{D), - концентрации оксидов азота Сдг с = /(D). В условиях поставленной задачи экологический аспект выделен в самостоятельный и в дальнейшем не рассматривается. Декомпозиция парового котла как сложной системы представлена на рис. 2.2 в виде совокупности газовоздушного (ГВТ) и пароводяного (ПВТ) трактов, В газовоздушном тракте генерируется теплоноситель, который, проходя поверхности нагрева, установленные в газоходах котла, снижает свою температуру от максимальной до температуры уходящих газов и .

При дальнейшей декомпозиции ГВТ представлен двумя типами газоходов - топкой и конвективными газоходами, в которых передача теплоты к поверхностям нагрева происходит в основном или излучением, или конвекцией, В распределении теплоты на радиационную ри конвективную основную роль играют температура на выходе из топки и, температура горячего воздуха t гв и доля рециркуляции продуктов сгорания грец.

Интенсивность процессов передачи теплоты в конвективных газоходах зависит от типа поверхностей нагрева, температурных зон их расположения, схем включения и параметров теплоносителя и рабочей среды на входе и выходе из них. Определение плотностей тепловых потоков в газоходах парового котла возможно на следующем уровне декомпозиции, где рассматриваются конкретные поверхности нагрева в каждом газоходе котла.

Подсистема пароводяного тракта представляет собой систему поверхностей нагрева и определяет схему их включения по рабочему телу. По фазовому состоянию рабочего тела все поверхности подразделяются на подогревательные, парообразующие и пароперегревательные, а по виду теплообмена - на радиационные и конвективные. Из-за трудностей, возникающих при необходимости геометрического разделении в топке подогревательных и парообразующих частей экранов, в дальнейшем принято называть совокупность подогревательных и парообразующих поверхностей нагрева водосо-держащими поверхностями.

Учитывая, что целью работы является выявление зависимости изменения температуры перегретого пара от нагрузки, как функции состава, теп-ловосприятий и зон расположения поверхностей нагрева котла, ограничимся представлением ПВТ в виде радиационных и конвективных пароперегрева-тельных и водосодержащих поверхностей нагрева. Известно, что характер изменения температуры перегретого пара от нагрузки во многом зависит от соотношения радиационных и конвективных составляющих тепловосприятия пароперегревателя. Принято считать, что, выбрав правильно степень радиационное пароперегревателя / , можно улучшить его регулировочную характеристику, вплоть до получения эффекта саморегулирования.

При этом упускается из виду, что изменение количества генерируемого пара при переходе на другие расходы топлива (нагрузки) в значительной мере зависит от степени радиационности подогревательных и парообразугощих (водосодержащих) поверхностей нагрева. Поэтому обеспечить постоянство температуры перегрева без участия регуляторов в заданном регулировочном диапазоне нагрузок только за счет оптимизации характеристики одного пароперегревателя нельзя. Требуется комплексный подход к оптимизации тепловосприятий всех поверхностей нагрева котла.

В данной части диссертационной работы исследуется возможность создания саморегулируемого парового котла. Рассмотрим паровой котел с естественной циркуляцией без промежуточного перегрева пара. Регулирование температуры перегретого пара будем осуществлять впрыском питательной воды или собственного конденсата. Ставится задача выбора такого состава поверхностей нагрева котла, при котором температура перегретого пара не будет меняться в заданном диапазоне нагрузок без участия регуляторов. Условие саморегулируемости подразумевает, что при изменении нагрузки расходы на впрыски не меняются во всем регулируемом диапазоне, если отсутствуют динамические возмущения.

Результаты исследований и методика их обработки

Результаты численного эксперимента обрабатывались в виде зависимости диапазона регулируемых нагрузок парового котла от исходного расхода на впрыск dK, доли рециркуляции продуктов сгорания грец, степени ра диационности пароперегревателя /л в виде.

Диапазон регулируемых нагрузок определялся следующим образом. Для сформулированного варианта тепловой схемы проводились тепловые расчеты котла на номинальной нагрузке с помощью программы "Тракт" и с помощью специальной программы определялась наименьшая нагрузка, при которой еще сохранялось номинальное значение температуры перегретого пара. Разница между номинальной и наименьшей нагрузкой представляет собой диапазон регулируемых нагрузок, AD.

В первую очередь обрабатывались зависимости диапазона регулируемых нагрузок от исходного расхода на впрыск и доли рециркуляции продуктов сгорания. На рис. 3.1 а) представлены результаты расчетов Д от dK и грец для случая // =0,128. Для других степеней радиационное эти зависимости носят аналогичный характер и представлены на рис. 3.1 6)-3.1 г).

Анализ результатов расчета вариантов тепловой схемы с степенью радиационности пароперегревателя е=0,65 показал, что практически для всех возможных вариаций переменных факторов, диапазон регулируемых нагрузок оказался в районе 70%. По мере увеличения dK влияние его уменьшается и, начиная с некоторого значения диапазон регулируемых нагрузок AD становится малочувствительным к изменению исходного расхода на впрыск. Это может быть объяснено следующим образом. Увеличение суммарного расхода на впрыск предполагает пропорциональный рост тепловое приятия пароперегревателя ((2.1), (2.2)). Поскольку в поставленной задаче площади поверхностей нагрева в топочной камере приняты постоянными, этого можно добиться только увеличением поверхности конвективного пароперегревателя. В этом случае будет происходить увеличение влияния конвективной составляющей в суммарной регулировочной характеристике пароперегревателя, т.е. будет наблюдаться увеличение ее угла наклона. В результате, при некоторых значениях исходного расхода на впрыск dK, увеличение запаса на регулирование вследствие роста расхода на впрыск будет нивелироваться изменением угла наклона характеристики пароперегревателя, что практически не вызовет изменения диапазона регулирования. Величину исходного расхода на впрыск, при которой его увеличение не приводит к изменению диапазона регулируемых нагрузок, назовем граничным значением расхода на впрыск и обозначим [ к].

Влияние степени радиационное пароперегревателя на диапазон регулируемых нагрузок было проверено на действующих двух котлах ТП-87 ТЭЦ-20 Мосэнерго, отличающихся площадями настенных радиационных пароперегревателей. По данным наладочных испытаний, котел ТП-87 (№7), имеющий // =0,1 при сжигании природного газа имеет ДО =2%, а котел ТП-87 (№9), модернизированный с увеличением /и е до 0,27 имеет диапазон регулируемых нагрузок AD-40%. Эти результаты на рис. 3.7. обозначены точками. Это говорит о достаточной сходимости результатов, полученных в ходе исследований с реальными показателями работы котлов.

Исследование возможности расширения диапазона регулируемых нагрузок барабанного парового котла при сжигании нескольких топлив

Цель настоящего исследования: - определить пределы возможного расширения диапазона регулируемых нагрузок парового котла, а также возможность сближения суммарных расходов на впрыски при сжигании природного газа и мазута в зависимости от степени радиационности пароперегревателя при изменении состава, теп-ловосприятий, зон расположения поверхностей нагрева котла, исходного расхода на впрыск и доли рециркуляции продуктов сгорания при ограничениях по температурам на выходе из топочной камеры .

Задачей исследования является определение влияния зоны расположения конвективных пароперегревательных и водосодержащих поверхностей нагрева, суммарного расхода на впрыск и доли рециркуляции продуктов сгорания в топку на диапазон регулируемых нагрузок парового котла при различных степенях радиационности его пароперегревателя как при сжигании мазута, так и при сжигании природного газа при принятых ограничениях по температурам на выходе из топки «Я горячего воздуха /гви уходящих газов iPyx.

Как и в случае сжигания одного топлива, при проведении численного эксперимента использовались программный комплекс "Тракт" и набор специально разработанных сервисных программ, позволяющих проводить на его базе циклические и итерационные расчеты.

Последовательность проведения исследований аналогична представленной в гл. 3. Отличиями являются расширение программы исследований с учетом необходимости изучения влияния тепловосприятия испарительных ширм на показатели работы котла. 1. Принималось значение тепловосприятия испарительной ширмы. 2. Задавалась величина исходного расхода на впрыск dK и определялись необходимые (потребные) тепловосприятия пароперегревательных ?пе и водосодержащих Q поверхностей нагрева. Исследования проводились при расходах на впрыски, изменяющихся от 0 до 0,24 Dne. 3. По принятой степени радиационности пароперегревателя / пе определялись тепловосприятия и поверхности настенного пароперегревателя и водосодержащих экранов топки. Исследовались варианты с //„е от 0 до 0,650. 4. По принятому значению тепловосприятия испарительной ширмы 0шп и тепловосприятию водосодержащих экранов топки, с учетом рассчитанного потребного тепловосприятия водосодержащих поверхностей нагрева gg, определялось тепловосприятие водяного экономайзера. 5. Выбиралась доля рециркуляции продуктов сгорания вниз топки грец и проводился расчет тепловой схемы котла для случая сжигания мазута. Для этого использовалась специальная программа, реализующая алгоритм на основе системы уравнений табл. 2.1. 6. Аналогичные расчеты проводились для других значений /JC, dK, грец. При этом значения граничных условий и , /гв выдерживались на том же уровне, что и в гл. 3. 7. Сформированные для сжигания мазута варианты решений по паровому котлу рассчитывались на пониженную нагрузку по программе "Тракт" и определялась наименьшая нагрузка, при которой еще выдерживалась заданная температура перегрева. Затем проводился тепловой расчет этого же варианта тепловой схемы для случая сжигания природного газа и аналогично определялись значения расхода на впрыск и диапазона регулируемых нагрузок.

В первую очередь обрабатывались зависимости диапазона регулируемых нагрузок от исходного расхода на впрыск dK и тепловосприятия испарительной ширмы 0щСП с целью оценки вариантов тепловой схемы для каждого значения //„е по критериям наибольшего диапазона регулируемой нагрузки и наименьшей разницы в расходах на впрыск при сжигании мазута и природного газа. Результаты расчетов вариантов тепловых схем для вариантов с ГрСп=0,\5 и //пе =0,128-5-0,65 представлены на рис.4.5-М.9; для вариантов с грец=0,3 и / е = 128-5-0,65 - на рис. 4.10- 4.13; для вариантов с грец=0,45 и / е=0,128-5-0,65-на рис. 4.14-54.17.

Учитывая, что характер зависимости диапазона регулируемых нагрузок при сжигании мазута ADM от исходного расхода на впрыск dK аналогичен зависимостям, полученным при исследованиях для одного топлива, результаты расчетов обрабатывались по аналогичной методике, в результате чего были получены граничные значения расходов на впрыск при сжигании мазута [ к] » граничные значения диапазонов регулируемых нагрузок на мазуте [ДО] 1 и соответствующие им значения диапазонов регулируемых нагрузок на газе [ADjnr, показанные на рис. 4.5-5-4.17 пунктирными линиями.

Похожие диссертации на Расширение диапазона работы барабанного парового котла с сохранением номинальной температуры пара за счет совершенствования его тепловой схемы