Наладочные испытания котлоагрегата и его вспомогательного оборудования

 

В связи с  большой трудоемкостью тарировки  целесообразно устанавливать на воздуховодах и газоходах две  стационарные интегральные трубки. Одна из трубок, имеющая один ряд отверстий, воспринимает полное давление, другая, имеющая два ряда, — статическое давление. Способ установки интегральных трубок в круглом коробе показан на рис. 3. Расстояние между трубками принимается равным 2—3 диаметрам трубки. Распределение отверстий по длине трубки производится аналогично разбивке каналов для тарировки сечений (рис. 2).

Учитывая регулярность наладочных работ и проверок эффективности  сжигания газа в котлах, следует  рекомендовать установку стационарных трубок с завинчивающимися колпачками для отбора проб продуктов сгорания, измерения разрежения (давления) в газоходах и лючков под пневмометрические трубки.

Для измерения  температуры продуктов сгорания, превышающей 500 С, следует применять водоохлаждаемые экранированные отсосные трубки-термопары (рис. 4). Отсос газов осуществляется с помощью малогабаритного переносного эжектора (рис. 5).

Определение оптимального коэффициента избытка воздуха. Одной  из задач испытаний является определение  оптимального коэффициента избытка  воздуха за котлом, соответствующего максимальному значению кпд брутто, при производительности 100, 75, 50 и 25 % от номинальной. В каждом из этих режимов определяют не менее четырех значений к,., по которым ведется контроль топочного режима: минимальный, максимальный и два промежуточных. В процессе опыта определяют исчезновение продуктов химической неполноты сгорания при наименьшем значении а_к.

 

Рисунок 5- Малогабаритный пароводоструйный эжектор

 

Как правило, для  котлов, работающих на газе, оптимальный  коэффициент избытка воздуха очень близок к критическому, т. е. α_опт ≈ α_кр. Отклонение коэффициента избытка воздуха от критического в сторону уменьшения вызывает снижение кпд, главным образом за счет химической неполноты сгорания. Если α_к больше α_кр , то кпд характеризуется размером потерь с отходящими газами q₂.

 

Рисунок 6- Зависимость  дополнительных потерь теплоты с  от- ходящими газами от коэффициента избытка  воздуха и разности температур t_о.г.- t_х.н.

 

Рисунок 7-Номограмма для определения дополнительных затрат электроэнергии на тягодутьевые машины (в процентах от расхода газа)

 

При заданном давлении воздуха перед горелками в  течение 20—30 мин проводят три-четыре анализа состава отходящих газов  за котлом и отбирают пробы газов  для определения продуктов неполного сгорания. При отсутствии в продуктах сгорания H₂, СО и CH₄ постепенно уменьшают давление воздуха перед горелками, с тем чтобы α уменьшился не более чем на 0,05. Если в первой пробе обнаруживают недожог, то постепенно увеличивают давление воздуха до полного исчезновения продуктов неполного сгорания.

На основании  полученных данных определяют значения химической неполноты сгорания и  соответствующих коэффициентов  избытка воздуха, по которым строят зависимость q₃ = f (α) для различной производительности котла (рис 8).

По этим графикам устанавливают минимальное значенпе коэффициента избытка воздуха и  минимальное значение давления воздуха  перед горелками. Учитывая, что в  эксплуатационных условиях возможны колебания  давления и теплоты сгорания газа, давление воздуха перед горелками принимают на

5 % выше во  всем диапазоне регулирования,  чем минимально возможное значение. При уменьшении производительности  котла значение α, соответствующее  исчезновению продуктов сгорания, несколько возрастает.

При проведении опытов на котлах, оборудованных инжекционными горелками, вместо давления воздуха перед горелками можно менять степень открытия воздушно-регулировочных заслонок. При наличии пропорциоиирующих устройств соотношения топливо—воздух их настраивают по описанной выше методике только при максимальной производительности котла.

 

Рисунок 8- Пример зависимости q₃ от теплопроизводителыюсти и коэффициента избытка воздуха за котлам

 

Очень важным является выбор минимального значения разрежения в топке, предотвращающего появление химической неполноты сгорания. Для этой цели устанавливают максимальную производительность котла при равномерной загрузке всех работающих горелок; воздухорегулирующие заслонки горелок должны быть открыты.

При заданном давлении газа перед горелками производят ступенчатое изменение разрежения в топке (не более чем на 0,5 кгс/м²) и определяют состав отходящих газов за котлом, температуру газа и воздуха. Уменьшение или увеличение разрежения в топке производят до тех пор, пока соответственно не появятся или не исчезнут продукты неполного сгорания в отходящих газах. На основании полученных данных можно построить график зависимости q₃ = f(α) , также график зависимости неполноты сгорания от разрежения в топке. Определение присосов воздуха в топке и газоходах. Значение коэффициента избытка воздуха за котлом складывается из коэффициента избытка воздуха в горелке и присосов воздуха в топку и газовый тракт. Для обеспечения экономичной работы котла необходимо сжигание газа при оптимальном значении α_г и минимальном размере присосов воздуха. На отдельных участках газового тракта присос воздуха определяют как разность коэффициентов избытка воздуха перед рассматриваемым участком (элементом) тракта и за ним. Присосы не должны быть более (Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. М.: Энергия, 1973):

Топка с металлической  обшивкой 0,05

То же, без  металлической обшивки 0,08

Первый котельный  пучок 0,05

Второй котельный  пучок 0,10

Стальной водяной  экономайзер 0,08

Чугунный водяной  экономайзер:

с обшивкой 0,10

без обшивки 0,20 Воздухоподогреватель трубчатый на каждую сту- 0,05 пень

Стальной газоход (на 10 м) 0,01

То же, кирпичный (на 10 м) 0,05

Присосы воздуха  в топке, если на котле установлены  горелки с принудительной подачей  воздуха, можно определять экспресс-методом. При этом устанавливают следующие дополнительные приборы и приспособления: газоотборную трубку (в газоходе непосредственно за топкой), импульсную трубку для измерения разрежения над подом топки, пневмометрическую трубку для определения расхода воздуха.

Для котлов малой производительности расход воздуха может быть определен по гидравлическому сопротивлению участка воздуховода от выходного патрубка вентилятора до горелки. Имеющиеся на этом участке шиберы должны находиться в неизменном положении в течение всего опыта.

При больших  потерях давления в горелке (например, ГМГм, ГА) постоянный расход воздуха  поддерживают, исходя из перепада давления на горелке, определяемого как разность давлений воздуха перед горелкой и у пода топки. Для этой цели тягонапоромер  подключают "плюсом" к импульсу давления воздуха перед горелкой (за регулирующим прибором по ходу потока) и "минусом" к импульсной трубке разрежения у пода.

Присос воздуха  по экспресс-методу ОРГРЭС определяют так:

- устанавливают  производительность котла в пределах 80—90 % от номинальной;

- коэффициент  α за топкой путем изменения  подачи воздуха на горение  увеличивают до 1,3 при разрежении  в верхней части топки 2—3  кгс/м²;

- определяют  состав отходящих газов, разрежение  в верхней части топки и  у пода, гидравлическое сопротивление участка воздуховода или горелки (или расхода воздуха) и давление газа перед горелкой (три-четыре наблюдения за 5—10 мин);

- регулированием  разрежения в топке создают  противодавление, достигающее у  пода 1 —1,5 кгс/м²;

- при неизменном  давлении газа перед горелкой регулированием подачи воздуха на горение гидравлическое сопротивление участка воздуховода (перепад давления на горелке, перепад давления на пневмометрической трубке) устанавливают равным отмеченному в предыдущих наблюдениях;

— производят измерения указанных показателей (три-четыре наблюдения за 5—10 мин).

После завершения измерений восстанавливают нормальный эксплуатационный режим работы котла.

Коэффициент избытка  воздуха за топкой, определенный при  наличии противодавления в ней, принимают равным α_г . Присос воздуха в топку определяют как разность α при рабочем разрежении и противодавлении в топке. Для топок, оборудованных инжекционными горелками среднего давления, присос воздуха в топку можно оценить по известному значению α_г. Ориентировочно при тепловой мощности горелок, близкой к номинальной, и разрежении в топке 2—3 кгс/м² значение α_г может быть принято равным 1,05.

 

1.3.Балансовые испытания, экспресс-метод испытаний

теплотехнический  испытание котел балансовый наладочный

Балансовые испытания производят при стабилизированном режиме работы котла. Параметры работы котла (давление пара в барабане и паропроводе, температура пара, питательной или сетевой воды) должны поддерживаться на уровне проектных или допускаемых инструкциями завода-изготовителя и указаниями инспектирующих организаций. Должны быть также предусмотрены меры, предотвращающие подачу на горение воздуха при температурах, вызывающих обмерзание воздуховодов, и отвод отходящих газов при температурах, вызывающих активную конденсацию водяных паров в газоходах.

Во избежание  существенного изменения состояния  поверхностей нагрева, что затрудняет анализ экспериментальных данных, балансовые испытания проводят в ограниченные сроки (5—10 дней). Теплота сгорания газа, сжигаемого в период проведения серии опытов, не должна отклоняться более чем на ±3 % от средней (для данного района). Опыты, проведенные при более значительных отклонениях Q_H, из рассмотрения исключаются. При сжигании газа в котлах с инжекционными горелками следует учитывать опыты, при которых колебания числа Воббе не превышали допустимых пределов. На каждой производительности в диапазоне от минимальной до максимальной следует проводить не менее четырех основных и контрольный опыты. Контрольный опыт выполняется вслед за основным с разрывом не менее суток, причем при организации контрольного опыта обязательно проводится настройка и стабилизация режима заново. Результаты основных и контрольного опытов считаются совпадающими, если значения основных показателей отличаются не более, чем рекомендовано выше, a η_б.р. p не выходит за пределы погрешности, допускаемой методикой для соответствующего класса точности. При более существенных отклонениях данные контрольного опыта анализируют для выявления причин отклонений, а опыт повторяют.

Для проведения режимно-наладочных работ в газифицированных котельных может быть рекомендован экспресс-метод, позволяющий существенно сократить общую продолжительность испытаний при обеспечении необходимого качества работ. Для испытаний по экспресс-методу составляют специальную программу, определяющую последовательность и продолжительность экспериментальных режимов. Такие испытания проводятся при наличии в котельной нескольких котлов, что позволяет соблюдать режим работы данного котла исключительно в интересах эксперимента. Экспресс-метод может быть применен для оценки качества ремонта или модернизации оборудования, выявления влияния определяющих факторов на показатели работы котла. Он позволяет проводить опыты с колебаниями измеряемых величин в пределах ±3-4%.

Экспресс-испытания  проводятся в такой последовательности:

- первичное  обследование котла для установления  плотности топки и газоходов;

- ориентировочное  определение расходной характеристики  горелок по газу и воздуху;

- оценка пределов  регулирования и показателей экономичности;

- устранение  отмеченных при обследовании  дефектов и ориентировочный расчет  давления газа и воздуха перед  горелками для планируемых значений  производительности;

- уточнение  рабочей программы и проведение  опытов.

Продолжительность испытаний по экспресс-методу может не превышать 5 рабочих дней.

 

ГЛАВА 2.ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО КОТЛОАГРЕГАТА

2.1. Расчёт объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха

 

Описание котла.

Газомазутные вертикальные водотрубные паровые котлы типа – ДЕ предназначенные для выработки насыщенного или слабоперегретого пара. Топочная камера котлов размещается сбоку от конвективного пучка, оборудованного вертикальными трубами, развальцованными в верхних и нижних барабанах. Ширина топочной камеры по осям боковых экранных труб 1790 мм, глубина топочной камеры, зависимости от паропроизводительности 1990–6960 мм.

Основные составляющие части  котла: верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронтовой, боковой  и задний экраны, оборудующие топочную камеру. Трубы перегородки правого бокового экрана, образующего так же и поверхность топочной камеры, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны. Концы труб заднего экрана привариваются к верхнему и нижнему коллекторам диаметром 159x6 мм. Трубы фронтового экрана также привариваются к коллекторам аналогичного диаметра. Диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм. Расстояние между барабанами 2750мм.

Длина цилиндрической части  барабана от 2250 мм. До 7500 мм. Изготавливаются  барабаны для котлов с давлением 1,4 МПа с толщиной стенки 13 мм, а для давления 2,4 МПа с толщиной стенки 22 мм. Конвективный пучок отделен от топочной камеры газоплотной перегородкой. При вводе в барабан трубы разводятся в два ряда. Конвективный пучок образован коридорно–расположенными трубами диаметром 51мм., развальцованы в верхним и нижнем барабанах. Шаг труб 90 мм., поперечный шаг 110 мм. В водяном правом верхнем барабане находится питательная труба, в нижнем – устройств для парового нагрева воды.

Средний срок службы котла между капитальным ремонтом при 2500 часов работы в год 3 раза. Котлы поставляются потребителем в сборе. Производятся Бийским котельным заводом.