В барабанном котле температура пара изменяется вследствие перераспределения тепловосприятия между радиационными и конвективными поверхностями нагрева. Это имеет место при изменениях нагрузки, избытка воздуха и пр. Кроме того, температура пара может отклониться от среднего значения при резком изменении давления, так как соотношение между тепловосприятием и расходом пара при этом меняется.
Основным средством регулирования перегрева служит пароохладитель (поверхностный или впрыскивающий). Изменение степени включения пароохладителя регулируется в зависимости от величины конечной температуры пара t. В качестве опережающего импульса может быть использована скорость изменения температуры пара dt/dx за первой ступенью пароперегревателя.
Регулирование температуры пара в прямоточном котле принципиально отличается от регулирования перегрева в барабанном котле. Для поддержания температуры пара на заданном уровне надо выдержать определенное соотношение между тепловыделением в топке и расходом питательной воды. При нарушении этого соотношения, что имеет место обычно со стороны топлива, температура начнет изменяться. Для восстановления температуры перегретого пара надо или восстановить тепловыделение в топке, или изменить подачу воды соответственно новому значению тепловыделения.
В котлах, сжигающих газообразное и жидкое топливо, восстановление нарушенного соотношения удобнее вести путем изменения расхода топлива. Это связано с малой инерцией топки и легким определением по расходомеру степени прироста расхода топлива. Инерция пылеугольных топок (вместе с системой пылеприготовления) больше, поэтому здесь более предпочтительным является регулирование изменением расхода питательной воды. При этом допускается некоторое колебание тепловыделения в топке, если оно мало влияет на величину средней паропроизводительности котельной установки. Таким образом, при таком регулировании расход питательной воды все время следует за расходом топлива. Нарушение соотношения в подаче воды и топлива в котел скажется на конечной температуре пара со значительным запаздыванием (до 10—15 мин при нормальной нагрузке). Поэтому регулирование необходимо вести по опережающим импульсам.
В качестве опережающего импульса используется температура пара за начальной частью пароперегревателя. Время запаздывания при этом обычно не превышает 1—1,5 мин. В немецкой практике в качестве опережающего импульса используют температуру воды за вспомогательной поверхностью нагрева (импульсной трубкой). Эта трубка шунтирует экономайзер так, что расход воды через нее пропорционален общему расходу питательной воды. Обогреваемая часть импульсной трубки обычно располагается на выходе из топки так, чтобы ее тепловосприятие моделировало тепловосприятие котла в целом. Кроме прямых импульсов, используются косвенные — по расходу пара и скорости изменения давления в котле, измеряющие величину тепловыделения в топке. Инерция этого комплексного импульса меньше, чем в предыдущих случаях.
Регулятор соотношения поддерживает постоянное отношение между величиной тепловыделения в топке и расходом питательной воды. При изменении тепловыделения в топке в зависимости от расхода и скорости прироста давления пара регулятор соотношения изменяет соответствующим образом расход питательной воды. Вследствие значительного запаздывания при таком регулировании дополнительно используются один-два впрыскивающих пароохладителя. Первый впрыск обычно вводится в начале пароперегревателя. Его задача сводится к поддержанию постоянной температуры за собой. Импульсом, по которому ведется регулирование первым впрыском, является скорость изменения температуры пара за впрыскивающим пароохладителем. Второй впрыск устанавливается перед конечной частью пароперегревателя, воспринимающей 40—50 ккил/кг. Этот впрыск должен обеспечить постоянную величину перегрева. Импульсами служат конечная температура пара и скорость изменения температуры пара за впрыском. Применение двух впрыскивающих пароохладителей связано с большей инерцией пароперегревателя.
Степень изменения расхода воды на впрыск будет тем меньшей, чем точнее скорректировано соотношение «топливо — вода» основным регулированием. В целом с помощью указанного способа регулирования удается достаточно хорошо поддерживать температуру на заданном уровне. Отклонения обычно не превышают±B-=-5)°С. Регулирование температуры пара у сепараторных прямоточных котлов проводится несколько иначе. В котлах с сепарационно-промывочным устройством поддержанием соотношения «топливо — вода» регулируют температуру пара перед впрыском увлажнения. В качестве опережающего импульса применяют изменения влажности за испарительной поверхностью.
Поддержание необходимой влажности проводится изменением расхода впрыска увлажнения по положению уровня воды в сборнике отделенной влаги. Конечная температура пара регулируется при помощи впрыскивающих пароохладителей, как указывалось выше. Температура пара за вторичным пароперегревателем регулируется одинаково как в барабанных, так и в прямоточных котлах. Регулирование ведут при помощи поверхностного пароохладителя, рециркуляции газов, перепуска части дымовых газов помимо перегревателя. Впрыск для целей регулирования не применяется, так как его использование сильно снижает экономичность цикла. Это объясняется тем, что пар, образующийся из воды впрыска, соответственно снижает расход пара, проходящего через цилиндр высокого давления. Импульсами на регулирование являются температура за вторичным пароперегревателем и скорость изменения температуры пара за первой ступенью.
Источник: ООО «Вемиру»
E-mail: [email protected]
URL: www.vemiru.ru