Регулирование температуры перегретого пара

Рассмотрим регулировочные характеристики различных типов пароперегревателей (ПЕ), под которыми понимается зависимость температуры перегретого пара от нагрузки котла -

В радиационном ПЕ, где интенсивность передачи тепла излучением зависит от температуры (), степени черноты газов () и коэффициента тепловой эффективности (), [ ]. Перечисленные параметры мало зависят от нагрузки котельного агрегата (D) или от расхода топлива (В). Поэтому в радиационном ПЕ с увеличением паропроизводительности (D), количество тепла на 1 кг пара убывает, что ведет к снижению температуры перегрева пара ().

В конвективном ПЕ объем и скорости продуктов сгорания увеличиваются пропорционально расходу топлива. Кроме того, температура газов на выходе из топки также увеличивается. Таким образом, повышается коэффициент теплопередачи и возрастает температурный напор в пароперегрвателе. Поэтому количество тепла, передаваемое на 1 кг пара с ростом D увеличивается, а следовательно возрастает .

Таким образом, можно подобрать такое соотношение радиационной и конвективной частей ПЕ, чтобы температура при изменении нагрузки (D) была практически постоянной.

В реальных условиях будет зависеть от изменения целого ряда параметров:

.

Например, в котле с естественной циркуляцией снижение температуры питательной воды приведет к снижению паропроизводительности при постоянном расходе топлива. Так как , на 1 кг пара будет приходиться больше тепла, следовательно, будет увеличиваться .

Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке (α_Т)и увеличение влажности топлива (W^P) приведет:к снижению температуры факела. к. Для сохранения паропроизводительности (D=const), очевидно, потребуется увеличить расход топлива, Что вызовет увеличение объема и скорости продуктов сгорания,Температур газов за топкой и по Всему газовому тракту, температурного наплра в пароперегревателе. В рзультате произойдет изменение радиационного и конвективного тепловосприятия пароперегревателя:

- снизится, а - увеличится.

, что вызовет увеличение тепловосприятия конвективной части ПЕ и вызовет увеличение температуры перегрева.

Повышение зольности топлива снизит температуру факела в топке, за счет снижения , но повысит степень черноты факела (а_Ф). Для сохранения паропроизводительности (D=const), очевидно, потребуется увеличить расход топлива. В результате произойдет изменение радиационного и конвективного тепловосприятия пароперегревателя:

- снизится, а - увеличится.

Общее изменение температуры будет зависеть от соотношения радиационной и конвективной поверхностей ПЕ.

В прямоточном котле, где границы поверхностей нагрева не зафиксированы, снижение температуры питательной воды вызовет увеличение поверхности экономайзера; поверхность ПЕ сократится, что приведет к снижению .

Влияние коэффициента избытка воздуха в топке и влажности топлива на температуру перегрева пара будет зависеть от соотношения поверхностей радиационной и конвективных частей пароперегревателя и всего котла. Очевидно для прямоточных котлов СКД, где радиационная часть пароперегревателя более развита т.к. включает СРЧ и ВРЧ, температура острого пара, с увеличением коэффициента избытка воздуха в топке и влажности топлива, снизится.

По ГОСТу 3619-76 температура перегрева должна выдерживаться

в указанных диапазонах нагрузок

Для поддержания температуры в допустимых пределах существуют различные методы регулирования температуры перегретого пара.

Следует учесть, что в прямоточном котле температура острого пара поддерживается регулятором соотношения «вода - топливо». Данный тип котлов обладает малой аккумулирующей способностью. Любое нарушение режима или изменение состава топлива будет вызывать изменение температуры перегретого пара. Поэтому регуляторы температуры, в виде впрыскивающих пароохладителей, необходимы для коррекции колебания от входных параметров.

Существуют два основных метода регулирования температуры перегретого пара:

1. паровые методы;

2. газовые методы.

При паровом регулировании поверхность пароперегревателя выполняется с запасом, а снижение температуры и энтальпии пара на выходе регулируется: поверхностным пароохладителем, изменением расхода охлаждающей воды, или с помощью впрыскивающего пароохладителе, изменением расходы воды на впрыск.

При наличии вторичного перегрева может использоваться перераспределение тепла между острым и вторичным паром (ППТО).

Газовые методы основаны на изменении тепловосприятия пароперегревателя с газовой стороны за счет изменения их объема и температуры продуктов сгорания.