15 мая 2016г.
В данной статье исследуется изменение температуры факела в топках энергетических котлов ТЭС при сжигании газа при различных нагрузках. Актуальность темы вызвана необходимостью снижения затрат топлива на выработку тепловой энергии. Связь температуры факела с экономичностью работы котлов обеспечена требованием условий работы пароперегревателей исходя из того, что на турбину пар подается со строго регламентированными значениями температуры и давления. Экспериментальные значения температуры факела были получены на котлах ТГМ-84А, ТГМ-84Б Казанской ТЭЦ-1 (КТЭЦ-1) и на котлах ПК-47 Заинской ГРЭС. Методика измерений и обработки результатов изложены в работах [1,2].
При проведении экспериментов на КТЭЦ-1 обследовано 4 котла: ТГМ-84Б (станционный № 9) при нагрузке 270 и 370 т/ч; ТГМ-84Б № 10 при 350 и 418 т/ч; ТГМ-84Б № 11 при 222 и 380 т/ч и котел ТГМ-84А №1 при нагрузке от 222 до 418 т/ч .
Ниже на Рисунке 1 представлено влияние паровой нагрузки на температуру факела для трех котлов ТГМ- 84Б: № 9, № 10 и № 11 КТЭЦ-1.
Сечения 1 и 2 проходят через лючки в поперечном разрезе топки соответственно у заднего экрана и фронтального экрана котлов.
Видно, что температура факела в сечение 1 выше, чем в сечение 2 для всех котлов ТГМ-84Б. Как для котлов
ТГМ-84 А (станционный №1), так и для котлов ТГМ-84Б температуры возле задних экранов выше, чем у фронта на уровне лючков. Нужно отметить, что лючки № 7, 8, 13, 14 котла № 9 ТГМ-84Б выше на один метр второго яруса горелок, а лючки № 5, 6, 7, 8 котла № 1 ТГМ-84А ниже на один метр второго яруса горелок.
Для котла ТГМ-84А зависимость температуры факела от нагрузки в диапазоне от 222 до 418 т/ч описывается аппроксимирующей формулой
Ти = То + 0,5 (Dи – Dо) (1)
где То – известная температура факела в каком-либо
лючке (оС) при известной нагрузке Dо (т/ч); Ти –температура (оС) при искомой нагрузке Dи (т/ч).
Точность определения температуры по формуле 1 меняется в зависимости от лючка и возрастает по мере увеличения нагрузки. Если рассматривать расположение лючков котла ТГМ-84Б № 9, то погрешности будут следующие:
в лючке
№ 1
+ 10,7 оС на каждые 30 т/ч; в лючке
№ 2
+ 2,7 оС на каждые 30 т/ч;
в
лючке № 5 – 1,8 оС на каждые 30 т/ч;
в лючке
№ 6
– 1,8 оС на каждые 30 т/ч; в лючке
№ 7
+ 9,5 оС на каждые 30 т/ч;
в лючке
№ 13 – 4,4 оС на каждые 30 т/ч; в лючке № 14 – 3,3 оС на каждые 30 т/ч.
Для лючков
№ 1 и № 7 погрешность определения температуры по Формуле 1 будет самой большой, это связано с тем, что температура около левого экрана котла больше, чем у правого в лючках № 13 и № 14.
Влияния паровой нагрузки на температуру факела в
двухкорпусных котлах ПК-47 исследовано на котлах:
№ 3 (корпус Б) при нагрузке 245 и 325 т/ч и № 4 (корпус А) – 210 т/ч и (корпус Б) – 205 т/ч. Измерения проведены для температуры факела на отметке 9,9 метров со стороны горелок и со стороны лючков № 1 и № 2. Результаты представлены на Рисунке 2.
Как видно из Рисунка 2 характер зависимости температуры от нагрузки аналогичен Рисунку 1. Если усреднить аппроксимирующие прямые, то получим следующую формулу:
Ти = То + 0,4 (Dи – Dо) (2)
где То – известная температура факела в каком-либо
лючке (оС) при известной нагрузке Dо (т/ч); Ти – температура (оС) при искомой нагрузке Dи (т/ч).
Выводы
1.
С увеличением паровой нагрузки температура
факела на уровне смотровых лючков увеличивается на
27 оС на каждые 30 т/ч для котла ТГМ-84А в диапазоне нагрузок от 260 до 440 т/ч.
2.
С увеличением паровой нагрузки температура
факела на уровне смотровых лючков увеличивается на
15 оС на каждые 30 т/ч для котла ТГМ-84Б в диапазоне нагрузок от 222 до 418 т/ч.
3.
С увеличением паровой нагрузки температура
факела на уровне смотровых лючков увеличивается на
13 оС на каждые 30 т/ч для котла ПК-47 в диапазоне нагрузок от 205 до 325 т/ч.
Список литературы
1. Таймаров М.А. Лабораторный практикум по курсу «Котельные установки и парогенераторы», Казань, КГЭУ, 2004. -108 с.
2. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеева А.А. Теплотехнические испытания котельных установок.- М.: Энергия, 1977. - 296 с.
