Эксплуатация топок
Влияние топочного процесса на экономичность работы котельного агрегата весьма велико. Потери тепла от химической неполноты сгорания q3 и от механического недожога qt при данных топливе и конструкции топки зависят целиком от правильности ведения топочного процесса.
Прирост потери тепла с уходящими газами ∆q2 при чистых поверхностях нагрева и плотных газоходах зависит от увеличения коэффициента избытка воздуха αт сверх оптимального, что также определяется правильностью соблюдения наивыгоднейшего топочного режима. Известны случаи, когда только за счет регулировки газогорелочных устройств и снижения избытка воздуха удавалось повысить к. п. д. котлоагрегатов минимум на 5-6%. Часто имеют место значительные потери топлива из-за химической неполноты сгорания, вызванные недостатком воздуха или неудовлетворительным смесеобразованием.
Как показали испытания котла ДКВ-4-13, работавшего на природном газе, после наладки процесса горения [Л. 66] удалось устранить потерю тепла от химической неполноты сгорания, составлявшую весьма большую величину - 27,5%. В результате наладки за счет регулирования работы инжекционных горелок, установки сопл меньшего диаметра и полного открытия воздушно-регулировочных шайб к. п. д. брутто котлоагрегата был увеличен с 66.6 до 88%. Оказалось, что до наладки топка работала с значительным недостатком воздуха.
На котле СУ-20 с топкой ПМЗ-ЛЦР при сжигании каменных углей марки Г было выявлено, что включение устройств возврата уноса и острого дутья повышает к. п. д. котла на 3,9-5,2% [Л. 48].
При изучении возможностей и условий повышения экономичности для эксплуатации топок необходимо принимать во внимание рекомендации, выработанные практикой проектирования и эксплуатации котельных за последние годы (табл. 3-1 и 3-2).
Эксплуатация топок имеет следующие основные характеристики, сильно влияющие на экономичность использования топлива.
А. Количественные характеристики:
- видимое теплонапряжение зеркала горения, т. е. удельный часовой съем тепла с 1 м2 площади горящего слоя BQрн/R, ккал/ (м2*ч);
- видимое теплонапряжение топочного объема, т. е. форсировка топочного пространства BQрн/Vт, ккал/ (м2*ч);
Видимые теплонапряжения в отличие от действительных подсчитывают без учета неполноты сгорания.
Б. Качественные характеристики:
- сумма потерь от неполноты сгорания, отнесенная к 1 кг введенного в топку топлива ∑(q3+q4). Эта величина непосредственно влияет на основную качественную характеристику топочного процесса - коэффициент полноты тепловыделения ȹ в следующей зависимости:
Коэффициент полноты тепловыделения ȹ больше к. п. д. топочного устройства ɳт на сумму потерь тепла топкой за счет наружного охлаждения и тепла горячих очаговых остатков, т.е.
2) коэффициент избытка воздуха.
Рекомендуемые нормативные значения расчетных величин BQрн/R, BQрн/Vт, q3, q4 и αт для характерных топлив и распространенных топочных устройств приведены в табл. 3-3 и приложении 6.
Оптимальные значения указанных величин в условиях эксплуатируемой котельной должны уточняться при наладочных испытаниях с учетом особенностей топлива (выход летучих, приведенные зольность и влажность, гранулометрический состав, спекаемость и т. п.) и характера нагрузки. По результатам испытаний составляют режимные карты и инструкции. При этом должно быть учтено, что топочное устройство, спроектированное с оптимальным к. п. д. для номинальной нагрузки котлоагрегата, работает при низкой нагрузке с перерасходом топлива из-за чрезмерно больших избытков воздуха. Для котлоагрегатов небольшой производительности это обстоятельство особенно важно потому, что эти агрегаты часто и длительно эксплуатируются с низким коэффициентом использования. Однако не должна допускаться длительная чрезмерная форсировка топочного устройства, вызывающая перерасход топлива из-за роста потерь.
Правильное ведение процесса горения и эксплуатация топок контролируется по содержанию О2 или RО2 в дымовых газах. На рис. 3-1 приведена зависимость содержания в газах О2 и RО2 от коэффициента избытка воздуха; для некоторых топлив. Содержание RО2 находится в определенной зависимости от α только для топлива постоянного состава. Поэтому для топлив с переменным составом или при сжигании смеси топлив расчет коэффициента избытка воздуха следует вести по содержанию О2. Температура газов в месте отбора проб для анализа не должна превышать 600°С. Рекомендуемые значения содержания RО2 или О2 зависящие от особенностей топлива и оптимальной величины коэффициента избытка воздуха, должны быть указаны в режимной карте на основании результатов наладочных испытаний. (Примерную форму режимной карты см. приложение 7).
