Выбор расчетных температур

Температу ра уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность ра­боты парового котла, так как потеря теплоты с уходящими газами является при нормаль­ных условиях эксплуатации наибольшей даже в сравнении с суммой других потерь. Сни­жение температу ры уходящих газов на 12-16 °С приводит к повышению КПД котла при­мерно на 1 %. Однако глубокое охтаждение газов требует увеличения размеров конвек­тивных поверхностей нагрева и во многих слу чаях приводит к усилению низкотемпера­турной коррозии.

Определенное влияние на выбор температуры уходящих газов оказывает также температура питательной воды, значение которой зависит от рабочего давления. С ее рос­том увеличивается КПД термодинамического цикла, а КПД котла падает. Температуры уходящих газов и питательной воды должны быть выбраны такими, чтобы сумма эксплуа­тационных и капитальных затрат была минимальной.

Продукты сгорания высоковлажных топлив из-за повышенного объема газов тре­буют для своего охлаждения увеличенных размеров конвективных поверхностей, поэтом} при сжигании влажных топлив экономически оправдывается более высокая температура уходящих газов.

В любом случае оптимальные температуры уходящих газов для различных топлив и параметров пара котла устанавливаются на основании технико-экономических расчетов.

Рекоменду емые значения температуры уходящих газов & для различных видов

Топлив приведены в табл. 1.7. Высокая температу ра уходящих газов при сжигании сер­нистых мазутов обусловлена защитой воздухоподогревателя от интенсивной низкотемпе­ратурной коррозии.

Температура возду ха на входе в воздухоподогреватель /’п выбирается на уровне, предотвращающем развитую сернокислотную коррозию металла и забивание низкотемпе­ратурной части поверхности нагрева липкими отложениями. Таким образом, выбор /’,, зависит от влажности топлива и его сернистости. Рекомендуемые значения /’п приведены также в табл. 1.7. Выбор температуры /’;|| при сжигании твердого топлива прежде всего определяется его влажностью, но при этом следует учитывать и содержание серы в рабо­чей массе. Так, если твердое топливо окажется сухим (W" 0,7), a Sp> 2, то выбирать /’л| надо из условия исключения сернокислотной коррозии.

Предварительный подогрев возду ха от 20-30 до 50 °С обычно осуществляют ре­циркуляцией части горячего возду ха на всас дутьевых вентиляторов. Более высокую тем­пературу полу чают подогревом воздуха в паровых или водяных калориферах, установ­ленных перед возду хоподогревателем. В первом слу чае подогрев возду ха происходит за счет теплоты проду ктов сгорания собственно котла («внутренней» теплоты), поэтому в уравнении теплового баланса этот подогрев не учитывается, а расчет потерь теплоты с уходящими газами производится от /х[; = 20-30 °С. В случае калориферного подогрева

Воздуха отборным паром ту рбины (внешний подогрев) потери теплоты с уходящими газа­ми также считаются по отношению к / 20-30 °С, однако располагаемая теплота топли­ва в уравнении теплового батанса увеличивается на теплоту подогрева воздуха от до /’л| (см. стр. 40, форму ла (5.3)).

Прн содержании серы в рабочей массе мазута более 2 % или в рабочей массе твер­дого топлива более 3 % необходима дополнительная проверка надежности работы холод­ної! части воздухоподогревателя с позиции исключения интенсивной сернокислотной кор­розии. В этих целях минимальная температу ра стенки метатла воздухоподогревателя должна составлять Г"1" = 115-125 °С (большее значение — прн сжигании мазута с ат > 1,03).

Рекомендуется определять значение в зависимости от типа воздухоподогрева­теля и предварительно выбранных температур уходящих газов и воздуха на входе в воз­духоподогреватель:

Для регенеративного воздухоподогревателя

TOC o "1-3" h z с =0,5(^+0-5: (1.2)

Для трубчатого воздухоподогревателя

Шш, +035(з У (і з)

СТ ВП VX вп / v ‘

Прн < 110 °С во всех случаях наблюдается интенсивная коррозия поверхности нагрева. Если расчетные по (1.2) или (1.3) не удовлетворяют требованиям надежной экс­плуатации, необходимо несколько увеличить выбранные температу ры /’л| и Я.

Таблица 1.7

Расчетные температуры уходящих газов и воздуха перед воздухоподогревателем

Топливо	Температура уходящих газов Я. °С	Температу­ра воздуха Ґ, °с Вп ‘
Высокое давление р =8-18 МПа, Г =215-235 °С Пв	Сверхкритическое дав­ление р = 25,5 МПа, Г =260-270 °С Пв
Низкореакционные угли	120-130	130-140	20-30
Марок А, ПА, Т
Каменные угли	130-140	130-140	20-30
Бурые угли
Марки БЗ	140-145	145-150	30-40
Марки Б2	145-150	150-160	40-50
Марки Б1	150-160	160-170	60-70
Горючие сланцы	140-150	—	40-50
Торф	150-160	—	50-60
Мазут сернистый	130-140	130-140	50-70
(Sp =0,5-2%)
Мазут высокосернистый.	150-160	150-160	70-90
Нефть, (Sp >2%)
Природный и попутный	110-120	120-130	20-30
Газ

Температу ра горячего воздуха при сжигании твердых топлив определяется не только характеристиками топлива, но и организацией его сжигания (табл. 1.8).

Количество поступающего в зону горения возду ха по массе в несколько раз пре­восходит массу топлива. Недостаточный подогрев воздуха может затормозить воспламе­нение топлива и привести к значительному недожогу. Так, для топлив с относительно ма­лым выходом летучих веществ (Vі < 25 %) раннее воспламенение и низкий механический недожог достигаются при температуре горячего воздуха не ниже 300 °С.

Более низкий подогрев воздуха по условиям горения (250-300 °С) допу стим для топлив с высоким выходом летучих (Vі > 25 %). Исключение составляют сильновлажные топлива, требующие использования для работы пылесистемы высокотемперату рного су­шильного агента. Последний можно получить путем смешения части горячих топочных газов с воздухом. Тогда допу стимо некоторое снижение подогрева воздуха в воздухопо­догревателях. Так, при влажности топлива W" < 2 %-кг/МДж температу ра горячего воз­духа может быть принята 270-300 °С, а при IV" > 3,6 %-кг/МДж — 400 °С.

Обеспечение жидкого шлакоудаления требует высокого подогрева воздуха (не ни­же 350 °С), уровень его зависит от выхода летучих веществ, температуры плавкости золы и влажности сжигаемого топлива.

Таблица 1.8

Температура подогрева воздуха

Характеристика топочного устройства	Сжигаемое топливо	Рекомендуемая температура Г °С ГВ " ^
Топки с твердым шлакоудалением при замкнутой системе сушки топ­лива горячим возду хом	Каменные у гли при Vі < 25 % Каменные угли при Vі > 25 % Бурые угли, сланцы, торф	300-350 250-300 350-400
Топки с твердым шлакоудалением при сушке топлива смесью воздуха с топочными газами	Бурые угли, торф	270-400*
Топки с твердым шлакоудалением при сушке топлива газами по ра­зомкнутой схеме пылеприготовле — ния	Бурые угли, лигниты	250-300
Топки с жидким шлакоудалением при сушке топлив горячим возду ­хом	Антрациты и полу антрациты Тощие и каменные угли Бурые угли	380-400 350-400 380-400
Открытые камерные топки	Мазут, природный газ	250-300

Для высоковлажных бурых углей с Wn > 3,6 %-кг/МДж и торфа принимать 380-400 °С

Сжигание мазута и природного газа допускает умеренный подогрев воздуха, при котором исключается недогорание топлива в высоконапряженных топках. Экономически выгодно подогревать возду х выше температуры питательной воды, поступающей в эко­номайзер.

Минимальный температурный напор за экономайзером (разность температу р меж­ду газовым потоком и питательной водой) принимается Д/™ш = 40 °С.

Минимальный температурный напор перед возду хоподогревателем (разность тем­ператур между газами на входе в воздухоподогреватель и горячим возду хом) принимается ДГ"1" = 30 °С. Снижение температу рного напора ниже минимального приводит к неоп­равданном} росту размеров поверхности нагрева.