Регулирование температуры промежуточного перегрева пара

Регулирование температуры промежуточного перегрева пара

Паропаровой теплообменник (ППТО) нашел применение благодаря особенностям теплообмена в радиационных и конвективных поверхностях. Если перегреватель высокого давления имеет развитую радиационную поверхность, то температура в нем при уменьшении нагрузки котла будет расти. Получающийся избыток теплоты в тракте высокого давления передается промежуточному пару в паропаровом теплообменнике.

Более распространенной является схема с регулированием байпасом 5 количества подаваемого в ППТО 3 вторичного пара (рис. 146). ППТО является частью поверхности нагрева пара промежуточного перегревателя 4, обеспечивающей на номинальном режиме прирост энтальпии до 160-170 кДж/кг. Размещается ППТО вне газового тракта. По тракту пара высокого давления ППТО включают после СРЧ 1 (или ВРЧ). Снижением температуры пара после теплообменника облегчаются условия работы металла труб ВРЧ 2 (или ширм при включении после ВРЧ).

Регулирование температуры промежуточного перегрева пара применяют в прямоточных котлах при сжигании твердых топлив. Рециркуляция продуктов сгорания в количестве г как средство при Регулирование температуры промежуточного перегрева пара может быть осуществлена двумя путями: в активную зону горения в количестве гя через горелки 2 или в верхнюю часть топки в количестве г_в - через специальные сопла-шлицы 3 (рис. 147). Отбор газов на рециркуляцию осуществляется дымососом 1 за экономайзером 7. Ввод газов рециркуляции в нижнюю часть топки увеличивает объем газов, снижает адиабатную температуру горения, а следовательно, интенсивность радиационного теплообмена, тепловосприятие топки и повышает температуру газов на выходе из котла. Все это усиливает теплообмен в конвективных поверхностях и повышает температуру пара.

Рециркуляцией газов можно не только поддерживать температуру перегрева на заданном уровне, но и улучшить работу наиболее теплонапряженных участков топки котлов - НРЧ. Нижняя рециркуляция газов получила широкое распространение на газомазутных котлах. Применение ее на котлах, работающих на твердом топливе, ограничено, так как с уменьшением температуры в активной зоне горения может ухудшиться его воспламенение. Целесообразность применения нижней рециркуляции для твердых топлив ограничена величиной V^г > 40 % и Q^р_н > 14 МДж/кг.

Ввод газов рециркуляции в количестве r^в в верхнюю часть топки не влияет на топочный режим, но ведет к снижению температуры газов θ"_т на выходе из топки (рис. 148). Объем дымовых газов и их скорость при этом возрастают. При уменьшении тепловосприятия ширм 4 (см. рис. 147) несколько увеличивается тепловосприятие в последующих поверхностях перегревателя (кривые 5 и 6, рис. 148). В итоге обеспечивается повышение температуры перегрева пара. Ввод рециркуляции в верхнюю часть топки позволяет облегчить температурные условия работы труб ширм.

Регулирование температуры промежуточного перегрева пара также применяется при сжигании газа, мазута, твердых топлив, в основном как дополнительный в сочетании с ППТО (по промежуточному перегреву) и впрысками воды по тракту высокого давления. Следует отметить, что рециркуляция газов в пылеугольных котлах обусловливает увеличение концентрации золы по газовому тракту и абразивное изнашивание поверхностей. Доля газов верхней рециркуляции для газомазутных котлов при номинальной нагрузке r_в= 5 / 8 %; нижней r_н = 15 %. По условию устойчивого горения топлива r_н ≤ 60%. Для твердых топлив r_в = 10 / 15 %, а r_н = 5 / 6 %.

К недостаткам метода регулирования с помощью рециркуляции газов следует отнести некоторое повышение температуры уходящих газов при снижении нагрузки, необходимость использования дополнительного оборудования и увеличенный расход электроэнергии на собственные нужды. Байпасирование продуктов сгорания осуществляется с помощью регулирующих шиберов 3 (рис. 149, а) или регулирующих дымососов 4 (рис. 149, б). Опускной газоход котла разделен на части, в которых расположены промежуточные перегреватели 1 (один-два газохода) и экономайзер 2. При снижении нагрузки в крайние газоходы обеспечивается подача большей доли газа, по сравнению со 100 %-ной нагрузкой котла. Это способствует поддержанию температуры перегрева на требуемом уровне. Недостаток метода - усложнение, а следовательно, повышение стоимости конструкции. Регулирующая поверхность нагрева. Котлы, например, паропроизводительностью 640 и 670 т/ч, для регулирование температуры промежуточного перегрева пара оснащены регулирующими (дополнительными) поверхностями нагрева, размещенными в опускном газоходе. Расход пара при номинальной нагрузке через них минимален или вообще отсутствует (D_д = 0, Q_д = 0). При снижении нагрузки пропуск пара через регулирующую поверхность увеличивается, а через байпас уменьшается. Благодаря получению дополнительного количества теплоты температура промежуточного перегрева поддерживается постоянной.

Регулирование температуры промежуточного перегрева пара с помощью горелок и воздушного режима основано на том, что тепловосприятие топки определяется местоположением факела. Чем ниже относительный уровень расположения горелок по отношению к высоте топки, тем меньше температура газов на выходе и больше ее тепловосприятие. Изменить зону максимальных температур можно применением поворотных горелок или многоярусной их компоновкой (на пониженных нагрузках можно перейти на работу верхнего яруса горелок). Это позволяет регулировать температуру перегрева в пределах до 15 °С. Рассмотренные способы являются вспомогательными. Их применяют в комбинации с другими способами регулирования. Увеличением избытка воздуха в топке можно уменьшить тепловосприятие топки и передать часть теплоты, не воспринятой экранами, перегревателю. Однако такой способ нельзя признать экономичным ввиду роста потерь с уходящими газами и расхода электроэнергии на тягу и дутье.