Назначение, оборудование и принцип действия ГРП.

На ГРП газ дросселируется. Принцип действия работы ГРП сводится к созданию и поддержанию рабочих давлений газа и его расхода за счёт дросселирования,в результате давления, причём при выходе его из строя, когда газ окажется выше по давлению и расходу, срабатывает часть газа в атмосферу через газовую свечу, т.е. газ снижают в местах недоступных персоналу. Расход газа от ГРП регистрируется в расходомерах и от ГРП не менее чем по 2-3 ниткам подаётся в главное здание котельного цеха. На ГРП также предусмотрена установка байпасной линии, которая включается при выходе из строя регулятора давления. Причём, на байпасной линии устанавливается аналогичное оборудование основной нитки

 

30. Оборудование и принцип действия газового хозяйства котельного цеха.

Газовое хозяйство котельной включает технологическое оборудование подачи, розжига и эксплуатации котла на газовом топливе. Сюда входят линии продувки, которую используют перед пуском котлов, за счёт подачи сжатого воздуха по газовым магистралям котла, с открытием пробковых кранов и сбросом продуваемой среды в атмосферу через газовую свечу, в места недоступные персоналу. После продувки газ подводят к растопочным форсункам и после, при устойчивом горении включают основные горелки. В случаях аварийной ситуации, срабатывает БК и прекращает подачу газа в котёл. БК также может сработать и при аварийных ситуациях на оборудовании котла, т.е. отключению ТДУ, падению расхода воздуха и др. Контроль за расходом газа также фиксируется в расходомерах и сопоставляется с показателем расходов газа от ГРП. Такой контроль позволяет определить возможную утечку газа по газовой магистрали от ГРП до котла. На ТЭС проводится ежесуточный осмотр всех газопроводов и устройств на предмет обнаружения возможных утечек газа.

 

31.

 

32.Развитие и воспламенение топливно-воздушной струи.

В энергетике основным типом топок мощных паровых котлов яв­ляется камерная топка. Топливно-воздушная смесь поступает в нее из горелочных устройств в виде пря­моточных или завихренных струй, развитие которых в топочном объ­еме определяет условия воспламе­нения и интенсивность горения.

Рассмотрим вначале механизм развития прямоточной струи, втека­ющей в топочный объем, заполнен­ный горячими топочными газами (рис. 5.9). Из амбразуры горелоч-ного устройства вытекает струя, имеющая начальные значения ско-ррсти w₀, температуры Г_о, концен­трации горючего Со, На поверхно- сти раздела струи со средой за счет поперечной составляющей пульса-ционных скоростей происходит про­никновение массы струи в окружа­ющий объем и захват массы из ок­ружающего объема в струю. Ё зоне смешения, называемой погранич­ным слоем струи, взаимодействие масс подчиняется закону сохране­ния количества движения

где Мо, Mi — взаимодействующие массы струи и окружающей среды; Wo, w\ — их скорости, причем для данного условия w\=0.

По мере приближения к внеш­ней границе струи доля вовлечён­ной в движение массы М\ увеличи­вается и скорость Доем падает.

За счет турбулентного переноса масс пограничный слой расширяет­ся и внутрь струи, в результате его потенциальное ядро, сохраняющее начальные значения w₀, Т_о, С_о (не­возмущенная часть струи), посте­пенно уменьшается. Внешний угол раскрытия струи 5 составляет 12— 14°, внутренний угол 9 расширения пограййчного слоя — 6°.

 

33.

 

34.Коэффициент избытка воздуха, его определение, контроль.

Присосы воздуха по газоходам и их учёт.

На электростанциях яшпльзуют два метода определения этого швазателя. Основным является метод пря* шямго определения остаточного кислорода i штоке дымовых газов с помощью кисло-ршамера. Определение содержания кисло- :>^и в газовой смеси основано на исполь­зовании магнитных свойств молекул кисло-чем не обладают другие газы июгокомпонентной газовой смеси. При по­стоянном протоке через кислородомер не-Кадьшой доли дымовых газов из заданного шеста газового тракта прибор выделяет со-^гэжащийся в газах кислород и фиксирует *:лячество О₂ в процентах от объема су- mj газов (водяные пары предварительно конденсируются и улавливаются).

Пересчет процентного содержания кис­лорода на значение избытка воздуха про­изводят следующим образом. Если пренеб­речь незначительным увеличением объема продуктов сгорания за счет освобождения а из топлива, тогда согласно (6.14) ъем сухих газов l/_c.r=V_B.

ранее сказанного

(6.25) =aVA

и окончательно в отношении искомого избытка воздуха получим

а=21/(21—О₂), (6.27)

где О₂— содержание кислорода в продук­тах сгорания по показанию кислородоме-ра, %.

Кислородомер определяет процентное содержание О₂ в потоке газа, охлажденно­го до 40 °С и содержащего пары влаги до насыщения ими газового объема. При рас­чете по (6.27) это не учитывается в связи с чем несколько завышается действительное значение избытка воздуха в продуктах сго­рания. Если ввести коэффициент р, учиты­вающий различие в объемах влажного и сухого газа, тогда формула для определения избытка воздуха примет вид.

а=(21—рО₂)/(21—О₂). (6.28)

Коэффициент р принимают равным для твердого топлива 0,02, мазута 0,05, природ­ного газа 0,10. Определение избытка возду­ха по (6.28) справедливо при полном сго­рании топлива. Если в дымовых газах есть продукты неполного сгорания (СО, Н₂), то не весь кислород следует считать избыточ­ным. Часть его должна быть израсходова­на на окисление этих продуктов. Так как для сжигания одного моля СО или Н₂ рас­ходуется по 0,5 моля кислорода, то при известном процентном содержании в газах СО и Н₂ необходимое для их дожига­ния количество кислорода,.%, составит 0,5(CO-f-H₂), и на это значение следует уменьшить действительный избыток возду­ха в продуктах сгорания.

Содержание продуктов неполного сгорания (СО, Н₂, СН*) в объеме дымовых газов находят методами газовой хроматографии, при испытаниях котлов применяют также ручные газоанализаторы ВТИ.

Другой метод определения избытка воздуха в продуктах сгорания основан на установлении процентного содержания в по­токе продуктов сгорания сухих трехатом­ных газов RO₂=CO₂-f-SO₂, где

Объем сухих трехатомных газов опре­деляют в объемных (волюмометрических) газоанализаторах методом поглощения CO₂-f-SO₂ из объема продуктов сгорания раствором щелочи (едкого кали), а при использовании газовых хроматографов — поглощением их в колонке с активирован­ным углем СКТ с последующей десорбцией газов и определением их концентрации в детекторе.

При полном сгорании топлива в сте-хиометрических соотношениях (а=1) и при условии, когда содержание водорода и кислорода в топливе, весь водород топлива счи­тается окисленным кислородом- топлива,.

Однако во всех твердых и жидких топли-вах Н^р>Ор/8. Тогда остаток водорода ДНр = Нр—Ор/8 будет окисляться за счет кислорода воздуха и образует водяные пары. Остающийся при этом объем азота AVn* войдет в состав сухих газов, а ма­ксимальное содержание сухих трехатомных газов будет меньше 21 %

 

35.Энтальпии воздуха и продуктов сгорания. H-Q диограмма для котлов под разряжением и под наддувом.

Расчет энтальпий продуктов сгорания необходим для определения тепловосприя-тия поверхностей нагрева и изменения теп­лосодержания газового потока. При тепло­технических расчетах принято удельную энтальпию продуктов сгорания, как и удельные объемы, определять для объема газов, получающегося при сгорании 1 кг или 1 м³ топлива. Обычно это значение энтальпии обозначают буквой Н и выра­жают в кДж/кг или кДж/м³. Так как теп­лоемкости газов в составе продуктов сго­рания различны, то энтальпии компонентов дымовых газов подсчитывают отдельно. Так, энтальпия теоретического объема про­дуктов сгорания при температуре газов $_г °С, составляет

(6.33)

где c

_ROa,

c_HaO — объемные теплоемко-

сти отдельных компонентов дымовых газов», взятые при расчетной температуре газов #, кДж/ (м³ • К); с_{3 л} — теплоемкость золовых частиц, кДж/(кг-К); #ун — доля золовых частиц, уносимая потоком газов.

Последний член уравнения (6.33), ха­рактеризующий энтальпию золовых частиц, учитывается только при сжигании высоко­зольных топлив.

Энтальпия газов при избытке воздуха а>1 определяется как

Я_РЧ-'(а— 1)#_B^Q. (6.34>

Здесь #в° — энтальпия теоретического объ­ема воздуха;

Я_во=У_в°с_в^, (6.35)

где с_в — объемная теплоемкость воздуха, кДжА(м³-К).

Расчеты энтальпий газов при различ­ных температурах представляют в виде Н, d-диаграммы (рис. 6.3).

Величина Н_Г° при одинаковых темпе­ратурах всегда выше, чем Я_в°, поскольку объем газов У_Т°>У_Ъ°, ^а объемные теплоем­кости трехатомных газов ^^о_а» ^сн₂о боль­ше теплоемкости воздуха с_в

 

36.Располагаемая теплота топлива, краткая характеристика её составляющих.

 

37.Теплота полезноиспользованная в котле, краткая характеристика её составляющих.

 

38. Потери теплоты с уходящими газами, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

q2 - потеря тепла с уходящими газами. Данная потеря в энергетических котлах наблюдается постоянно и может составлять 2-5% и более, т.к. уходящие из котла газы будут иметь значительную температуру, которая зависит от порциального состава и давления уходящих газов и не должна быть ниже или равна точке росы, т.е. температуре, при которой могут конденсироваться пары влаги и/или серной кислоты, отсюда Тух.г = tp+(10 - 20). Кроме этого при выборе Тух.г необходимо учитывать и величинуоптимальной Тухг, которую определяют исходя из удельных затрат топлива и хвостовые поверхности нагрева с учетом их изготовления и ремонта. Ее определяют по графической зависимости затрат и с учетом Тух.г

1. Затраты, связанные с поверхностями нагрева. 2. затраты на топлива (суммарные - доставка и подготовка к сжиганию) 3. суммарные затраты. С ростом альфа величина q2 также растет, т.к. начинает расти Нух.г из за роста Vв

 

39. Потери теплоты с химическим недожёгом, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

q3 - потеря тепла от хим недожега. Возникает в результате неполного хим окисления (горения) горючих составляющих топлив и уноса не выделевшейся теплоты с недоокислившимися элементами. Эта потеря возникает в результате нехватки кислорода до полного окисления горючих компонентов и определяется по уносу теплоты несгоревшими компонентами топлив. Однако в реальных условиях эксплуатации котлов определение q3 по данной формуле затруднено из-за невозможности точного определения недогоревших компонентов, поэтому в реальных условиях величиной q3 задаются оп таблице и она может составлять от 0 до 0,5% и более и обычно при сжигании твердых топлив принимается равным 0, а для остальных по табл. С ростом альфа величина q3 резко падает вплоть до 0.

 

40. Потери теплоты с механическим недожёгом, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

q4 - потеря теплоты от мех недожега. Величина q4 в основном учитывается при сжигании твердых топлив, а при сжигании газомазутных может иметь незначительные величины, которыми пренебрегают и в расчетах принимают равным нолю. Возникновение этой потери обусловлено следующими условиями при сжигании твердых топлив:

1. Недостаточно качественный размол топлива (грубый помол) при котором частичка топлива не успевает сгорать при пролете топки из за больших габаритов.

2. Возникает в результате попадания несгоревших частичек топлива в шлак и вывода из топки.

3. При недостатке альфа и при его избытке (сверхположенного), приводящего к возрастанию объемов продуктов сгорания, росту скорости и уменьшения времени пребывания топлива в топке. Обычно величина q4 при сжигании твердых топлив может находится в пределах 0,5 - 5% и более. Однако в реальных условиях эксплуатации котлов определение величины q4 затруднено из-за сложности определения Gшл, поэтому при расчетах и контроле при эксплуатации её принимают в соответствии с видом сжигаемых топлив способу шлакоудаления по табл.

 

41. Потери теплоты от наружного охлаждения, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

q5 - потеря теплоты от наружного охлаждения. Эта потеря определяется тем, что от теплонесущего оборудования котла в окружающую среду теряется часть тепла, которая сокращается за счет установки 1)газоходов котла, обмуровки (теплоизолятор) 2)теплонесущих трубопроводов, барабана, перебросных труб, коробов, коллекторов и др - теплоизоляция. В общем случае условиями установки этих элементов является то, что их наружная т стенки должна не превышать 55+/-5 при Токр = 20+/-5. Кол-во тепла даже при установке самых лучших теплоизоляционных устройств не будет осуществлять полное отсутствие q5, т.к. сами эти материалы буду поглощать это тепло, поэтому для котловс Дпп от 1000 тон\час и более q3 = 0,2%

 

42. Потери теплоты с физическим теплом шлаков, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

***q6 - потеря тепла с физическим теплом шлака. Удаляемый из топки шлак, имея значительные Т сбрасывается в шлакоприемную ванну, где это Т безвозвратно теряетс, причем необходимо также учитывать и кол-во удаляемого шлака, который удаляется видом шлакоудаления. Величиной q6 при твердом шлакоудалении можно пренебречьв том случае, если Аг <= 2,5 %*кг/МДж. При жидком шлакоудалении учет обязателен.

 

43.Коэффициенты полезного действия котлоагрегатов, их определение, краткая характеристика входящих величин. Расход топлива котлоагрегатом.

 

44.Камерные топки, назначение, классификация.

Камерное топочное устройство предназначено для сжигания пылевидного твёрдого, распыленного жидкого или газообразного топлива, т.е. для превращения химической энергии исходного горючего вещества в тепловую энергию продуктов сгорания.

Камерные топки- топки для газового (газовые, газомазутные однокамерные,факельные) и жидкого топлива (мазутные, с горизонтальными циклонами, вихревые). Топки для пылевидного топлива: с твёрдым шлакоудалением (однокамерные открытые, однокамерные тангенциальные) с жидким шлакоудалением, двухкамерные, однокамерныя с пережимом, с вертикальными циклонами, с пересекающимися струями.

 

45.Геометрические характеристики камерных топок.

Определяются литейными размерами:

1.шириной топки, которая для современных котлов может находится в пределах 9,5-31 и более метров. Выбор этого размера зависит от вида сжигаемого топлива, тепловой мощности котла и теплового напряжения сечения топки с учётом скорости газов. Оценочно эту величину можно определить по выражению а=0,67Д_пп^0,5.

2.Глубина топочной камеры. Выражается через b, в пределах 6-11 и более метров. Зависит от мощности и размещения горелок на стенках топки, способности развития факела, в сечении топки, т.е. чтобы факел не касался экранов. Кроме того использование более мощных горелок приводит к увеличению b.

3.Высота топки.hт.

Должна обеспечивать полное сгорание топлив по длине факела в пределах топочной камеры, с учётом требуемого количества размещённых экранов на стенках топки из учёта не только паропроизводительности, но и из учёта их нормального охлаждения. Для современных топок hт=16-60 и более метров.

 

46.Тепловые характеристики камерных топок.

1.Тепловая мощность топки – основная тепловая характеристика, характеризующая количество теплоты выделяющейся при полном сгорании данного топлива. Qт=BQн^р.

2.Тепловое напряжение топочной камеры, под которым понимают отношение теплового напряжения, отнесённое к рассматриваемому сечению топки qг=Qт./fт. fт=a*b.

Величина Qf для энергетических котлов регламентирована и может составлять:

1.При сжигании твёрдых топлив от 3500-6500 (причём меньше значение для углей, обладающими повышенными шлакующими свойствами топлив – низки tэ).

2.Для газомазутных топок более 6500 кВ/м².

3.Допустимое тепловое напряжение объёма топочной камеры qv=Qт/Vт.

Эта величина также регламентирована и составляет;

1.При сжигании твёрдых топлив от 120-210 кВ/м³ (причём ниже значения для котлов с твёрдым шлакоудалением).

2.При сжигании газомазутных топлив qv до 280 и более кВ/м3.