Значения коэффициентов α и h в зависимости от состава продуктов
полного сгорания природного газа
Состав продуктов сгорания, %
|
h
|
|
ro2
|
О2
|
N2
|
11,8
|
0,0
|
88,2
|
1,00
|
1,00
|
11,6
|
0,4
|
88,0
|
1,02
|
1,02
|
11,4
|
0,7
|
87,9
|
1,03
|
1,03
|
11,2
|
1,1
|
87,7
|
1,05
|
1,05
|
11,0
|
1,4
|
87,6
|
1,07
|
1,05
|
10,8
|
1,8
|
87,4
|
1,09
|
1,08
|
10,6
|
2,1
|
87,3
|
1,11
|
1,10
|
10,4
|
2,5
|
87,8
|
1,13
|
1,12
|
10,2
|
2,8
|
87,8
|
1,15
|
1,14
|
10,0
|
3,2
|
86,8
|
1,18
|
1,18
|
9,8
|
3,6
|
86,6
|
1,20
|
1,18
|
9,6
|
3,9
|
86,5
|
1,23
|
1,20
|
9,4
|
4,2
|
86,4
|
1,25
|
1,22
|
9,2
|
4,6
|
86,2
|
1,28
|
1,25
|
9,0
|
5,0
|
86,0
|
1,31
|
1,28
|
8,8
|
5,3
|
85,9
|
1,34
|
1,30
|
8,6
|
5,7
|
85,7
|
1,37
|
1,33
|
8,4
|
6,1
|
85,5
|
1,40
|
136
|
8,2
|
6,4
|
85,4
|
1,44
|
1,40
|
8,0
|
6,8
|
85,2
|
1,47
|
1,43
|
7,8
|
7,1
|
85,1
|
1,51
|
1,46
|
7,6
|
7,6
|
84,9
|
1,55
|
1,50
|
7,4
|
7,8
|
84,8
|
1,59
|
1,53
|
7,2
|
8,2
|
84,6
|
1,64
|
1,57
|
7,0
|
8,5
|
84,5
|
1,68
|
1,64
|
6,8
|
8,9
|
84,3
|
1,73
|
1,66
|
6,6
|
9,2
|
84,2
|
1,79
|
1,71
|
6,4
|
9,6
|
84,0
|
1,85
|
1,76
|
6,2
|
10,0
|
83,8
|
1,90
|
1,82
|
6,0
|
10,3
|
83,7
|
1,96
|
1,87
|
5,8
|
10,7
|
83,5
|
2,03
|
1,94
|
5,6
|
11,0
|
83,4
|
2,11
|
2,00
|
5.2 .Наладочные опыты.
В результате наладочных опытов определяют оптимальные режимы работы котла при различной его производительности.
К этим опытам следует приступить после устранения выявленных дефектов и установки контрольно-измерительных приборов, позволяющих выполнить полный комплекс необходимых измерений, а также после предварительных измерений.
Продолжительность опытов и условия работы котла до начала испытаний, во время опытов и между отдельными режимами работы в ходе испытаний должны выдерживаться в соответствии с указаниями, приведенными в Приложении 2. Это необходимо для обеспечения установившегося теплового состояния котла на заданном режиме работы, характеризующегося постоянством температуры уходящих газов.
Влияние на показатели работы котла одного из параметров режима (давления воздуха, разрежения) должно определяться при неизменных (в пределах допустимых отклонений по Приложению 2) всех остальных параметров.
В процессе проведения наладочных опытов необходимо контролировать расположение факела в топке визуально и с помощью оптического пирометра. Его расположение оказывает влияние на состояние радиационных и конвективных поверхностей нагрева, температурный режим работы котла, нагретого теплоносителем.
При оптимальном расположении факел должен равномерно заполнять топочную камеру с окончанием горения в топке, факел должен быть ослепительно ярким или почти прозрачным с фиолетовым оттенком и не иметь коптящих "языков".
Температура продуктов сгорания на выходе из топки котла не должна превышать величину, установленную заводскими испытаниями.
Оптимальное расположение факела в топке достигают равномерным распространением по горелкам расхода топлива и воздуха и поддержанием минимально необходимой величины разрежения в топке (для котлов, работающих с уравновешенной тягой).
В ряде случаев, из-за отсутствия на котле необходимых гляделок или лючков, не удается точно проконтролировать оптимальное расположение факела в топке. В этом случае оптимум определяют по температуре газов на выходе из топки.
В продолжение опытов по выявлению оптимального расположения факела проводят опыты по определению оптимального коэффициента избытка воздуха в топке (или за котлом).
Как известно, присутствие большого избытка воздуха при горении приводит к дополнительным затратам тепла на его нагрев и, как следствие - к потере с уходящими газами. При недостатке воздуха происходит неполное сгорание топлива и появляются потери тепла от
химического недожога.
Из сказанного ясно, что экономичное сжигание топлива может быть достигнуто при оптимальной величине избытка воздуха, участвующего в горении. Эта величина зависит от качества смешения топлива с воздухом и определяется конструкцией горелочного устройства и плотность топочной камеры. При хорошем смешении избыток воздуха, необходимый для полного сгорания топлива, снижается.
Применим следующий порядок определения оптимального коэффициента избытка воздуха:
1.Устанавливают заданную производительность котла, которой соответствует определенный, равномерно распределенный по горелкам расход топлива. Расход топлива по горелкам контролируют по величине его давления перед горелками.
2.Расход воздуха на горение выбирают максимальным с точки зрения обеспечения полного сгорания топлива, что в первом приближении, выявляют визуально и затем контролируют анализом состава продуктов горения.
3.Установленный режим выдерживают в течение времени, необходимого для стабилизации теплового состояния котла, но не менее 2-х ч. Стабилизация теплового состояния, характеризуется постоянством температуры продуктов горения.
4.После стабилизации режима в балансовой точке (в газоходе за котлом) отбирают пробы продуктов горения для анализа на содержание RO2, О2, СО, Н2, СН4. В случае отсутствия в пробе продуктов неполного сгорания выполняют опыты с другим меньшим расходом воздуха.
5.Изменением расхода воздуха от максимально до минимального значений (4-5 воздушных режимов) при постоянном давлении топлива перед горелками и при постоянной нагрузке вычисляют потери тепла, определяющие эффективность процесса горения и экономичность работы котла.
6.После каждого изменения воздушного режима необходимо сделать выдержку времени для стабилизации нового режима и теплового состояния котла. После чего можно проводить все основные замеры, в том числе и отбор проб дымовых газов для полного анализа продуктов сгорания.
Для постоянной нагрузки котла оптимальный избыток воздуха определяется по минимуму суммарных потерь тепла с уходящими газами, с химическим недожогом и потерями на тягу и дутье. Для чего строят графическую зависимость
 при D(Q)= пост.
Оптимальный коэффициент избытка воздуха определяется для всех нагрузок котла: максимальной, минимальной и промежуточных.
Методика измерений в этих опытах приведена в Приложении 8, методика обработки результатов опытов и расчета всех балансовых величин - в Приложении 9.
Результаты определения оптимальных режимов работы котла сводят в таблицу результатов опытов (Приложения 10).
6. Технология проведения балансовых испытаний
Балансовые (основные) опыты являются наиболее ответственными и важными в испытаниях котла, так как по их результатам рассчитывают технико-экономические показатели его работы и составляют режимную карту.
6.1.Определение экономичности и потерь теплоты.
Для определения технико-экономических показателей работы котла - КПД, потерь тепла, удельных расходов топлива, основные опыты проводят на нагрузках. Для повышения представительности и достоверности результатов испытаний основные опыты дублируются.
На каждой из нагрузок устанавливают оптимальный режим работы, определенный по результатам наладочных опытов на данной нагрузке.
При проведении рассматриваемой серии опытов измеряют следующие параметры:
теплопроизводительность котла;
давление, температуру горячей воды;
расход топлива;
давление топлива перед горелками;
температуру и давление топлива перед счетчиком;
давление воздуха после дутьевого вентилятора, перед горелками;
- за котлом;
-температуру продуктов горения за котлом;
состав продуктов горения в наладочной точке (за котлом);
нагрузку электродвигателей, дутьевого вентилятора.
Продолжительность балансового опыта на одной нагрузке должна составлять не менее 2 ч. На основании данных измерений подсчитывают технико-экономические показатели котла и составляют сводную ведомость результатов испытаний в соответствии с установленной формой (Приложения 10).
Определение минимально-устойчивой нагрузки котла.
В задачу опыта входит определение режимов работы котла по условиям устойчивости горения основного топлива, т.е. определить соответствующее этим условиям минимальное давление топлива перед горелками при оптимальном или близким к нему коэффициентам избытка воздуха.
Для этого производительность котла снижают ступенчато по 10-20% от номинальной производительности, с выдержкой времени, необходимой для проведения всего объема измерений (но не менее 1 ч).
По достижению минимального значения по условиям температурного режима по газовому тракту, устойчивого горения при соблюдении необходимого соотношения "газ-воздух", обеспечивающего полное сгорание топлива, производительность котла несколько повышают (на 5%) для перехода в устойчивый режим.
При определении минимальной производительности в обязательном порядке должны учитываться данные завода-изготовителя, указанного в паспортах котлов или других информативных материалах.
При эксплуатации котла на минимальном давлении газа и воздуха перед горелками должна быть обеспечена надежная работа датчиков автоматики безопасности по погасанию факела.
Определение максимально-допустимой нагрузки.
Величину максимальной производительности устанавливают следующим образом:
-увеличивают нагрузку на 5—10 % от номинальной производительности котла;
-по данным анализа состава продуктов горения устанавливают оптимальный расход (давление) воздуха перед горелками;
-заданную производительность выдерживают в течение не менее 30 мин,
-производят дальнейшее увеличение производительности в указанном порядке до появления ограничении по одному из вышеуказанных условий.
Опыт для определения максимально-допустимой нагрузки котла проводят в течение 2ч (не менее).
Работа водогрейных котлов всех систем с теплопроизводительностью выше номинальной не разрешается. В таком случае за максимальную принимается номинальная теплопроизводительность.
Измерения в опыте те же, что и при определении минимальной производительности.
7. Обработка и анализ материалов балансовых испытаний
Материалы испытаний необходимо обрабатывать в две стадии:
предварительная обработка в ходе проведения испытаний;
окончательная обработка после завершения испытаний.
Предварительная обработка материалов дает возможность оценить правильность проведения выполненных опытов и принять решение о возможности зачета этих опытов или' необходимости их повторения.
В общем виде предварительная обработка заключается в следующем:
отбирают результаты измерений, которые в достаточной степени характеризуют работу котла в условиях эксплуатации;
подсчитывают величины присосов воздуха в топку и газоходы котла;
подсчитывают оптимальные коэффициенты избытка воздуха при различной, производительности котла;
-составляют таблицы результатов опытов по определению оптимального режима горения.
Окончательная обработка заключается в следующем:
отбирают результаты измерений в основных опытах, подлежащих обработке и анализу;
подсчитывают средние значения измеренных величин в основных опытах;
приводят видимые значения расходов газа, воды к действительным значениям;
составляют тепловой баланс котла для всего испытанного диапазона нагрузок;
составляют сводную ведомость;
строят графики зависимости основных технико-экономических показателей от нагрузки и коэффициента избытка воздуха, а также вспомогательные графики для режимной карты;
составляют режимную карту работы котла в соответствии с принятой формой (Приложения 11).
Так как в условиях эксплуатации котлов температура холодного воздуха, поступающего на горение, и теплота сгорания топлива могут отличаться от величин, которые были при испытаниях, то необходимо расчетным путем вносить коррективы в величины давления топлива или температуры холодного воздуха, определенные при испытаниях.
Для котлов, в топки которых воздух поступает от дутьевых вентиляторов с регулируемой подачей (например, направляющим аппаратом) с изменением температуры воздуха изменяется его плотность, а, следовательно, массовый расход. Нарушается оптимальное соотношение «топливо-воздух». Для поддержания в этом случае при заданной производительности величины α”топт. установленной, при испытаниях, необходимо изменить давление воздуха, согласно формуле:
 = (15)
где Тв и  - температура воздуха за вентилятором при заданной производительности котла при испытаниях и в условиях эксплуатации, К;
 и -давление воздуха за вентилятором при той же производительности котла при испытаниях и в условиях эксплуатации, Па;
На основании рассчитанных данных можно построить графики (Приложение 12,13,14), пользование которыми упростит проведение корректировки режима работы котла эксплуатационным персоналом.
|
