7.4.2. Методы газового регулирования.

Газовое регулирование применяется для поддержания требуемой температуры пара промежуточного перегрева путем догрева пара при пониженной нагрузке. В этом случае конвективная поверхность устанавливается таких размеров, чтобы при номинальной нагрузке была обеспечена заданная температура пара, а при пониженной нагрузке расход газов через поверхность увеличивался. Газовое регулирование вызывает дополнительные расходы энергии на тягу и увеличение потерь теплоты с уходящими газами. Определенное влияние изменение расхода газов оказывает на температуру перегрева свежего пара, что усложняет эксплуатацию.

С учетом инерционности газового регулирования в мощных котлах этот метод применяется совместно с паровым.

Рециркуляция продуктов сгорания обеспечивается возвратом части газов V_РЦиз газохода после экономайзера с температурой θ_РЦ= 350…450°С в топочную камеру. Газы рециркуляции вводятся либо в кольцевой канал вокруг горелки, либо непосредственно в короб воздуха горелок (рис. 7.16, а). Поскольку абсолютное давление газов в топке выше, чем в месте отбора их на рециркуляцию, подача газов в топку возможна только специальным дымососом рециркуляции газов. В связи с этим возрастают общие собственные затраты энергии котлом на перекачку газов. Кроме того, возврат части газов в топку увеличивает общий объем газов в тракте от топки до места отбора газов и сопротивление этого тракта, отчего дополнительно увеличиваются затраты энергии на тягу в основных дымососах.

Рис. 7.16. Организация рециркуляции дымовых газов в топку (топливо-мазут): а - общая схема; б - изменение условной температуры вторично перегретого пара t^УСЛ_ПЕ от рециркуляции r при разных нагрузках котла; 1 - топка котла; 2 - газомазутные горелки; 3, 4 - конвективные поверхности основного и промежуточного пароперегревателей; 5 - экономайзерные поверхности; 6 - РВП; 7 - линия отбора газов на рециркуляцию; 8 - дымосос рециркуляции газов; 9 - регулятор расхода; 10 - короб горячего воздуха.

Доля рециркуляции газов

где V"_Г.ОТБ- удельный объем газов за местом их отбора на рециркуляцию, м³/кг. Доля рециркуляции изменяется обычно от 0,05 до 0,40 (или от 5 до 40%) и увеличивается по мере снижения нагрузки, когда заметно уменьшается тепловосприятие конвективных поверхностей промежуточного перегревателя (рис.7.16, б).

В результате ввода рециркулирующих газов в топку происходит снижение температуры горения в топке, уменьшение тепловосприятия топочных экранов и увеличение тепловосприятия конвективных поверхностей (см. § 7.2). В итоге в среднем 1% рециркуляции газов обеспечивает повышение температуры пара на 1,0…1,5°С.

Рециркуляция дымовых газов в широком диапазоне применяется преимущественно на газомазутных котлах, на которых ввод инертных газов в зону горения практически не влияет на полноту сгорания топлива и поверхности которых не подвержены золовому износу при повышенной скорости газов в газоходах.

При сжигании газа и особенно мазута обеспечивается небольшая (5…10%) рециркуляция газов даже при полной нагрузке, так как снижение теплового потока на экраны топочной камеры оказывает положительную роль в отношении защиты экранов НРЧ от чрезмерно высоких тепловых нагрузок.

Введение инертных газов рециркуляции в ядро факела при сжигании твердых топлив допустимо для реакционных топлив, в других случаях это приводит к затягиванию горения и возможному росту потерь теплоты с недожогом. Для шлакующих топлив рециркуляцию газов можно осуществить в верхнюю часть топки с целью снижения температуры газов перед ширмами, что уменьшает вероятность их шлакования.

Наличие рециркуляции газов приводит к некоторому повышению температуры уходящих газов (см. рис. 7.4) и, следовательно, потерь теплоты с ними. При этом несколько возрастет расход топлива по сравнению с режимом без рециркуляции.

Регулирование температуры вторично перегреваемого пара путем байпасирования продуктов сгорания можно осуществить в двух вариантах - с использованием холостого газохода между пакетами пароперегревателя (рис. 7.17, а) и перераспределением продуктов сгорания по параллельным заполненным газоходам (рис. 7.17, б), в одном из которых расположена поверхность перегревателя (так называемый расщепленный газоход).

Регулирование расхода продуктов сгорания можно осуществить газовыми заслонками (шиберами). При холостом газоходе теплота байпасируемых высокотемпературных газов не используется. Более предпочтительным является применение газоходов, заполненных поверхностями нагрева. В этом случае регулирующие заслонки находятся в зоне относительно низких температур и работают более надежно. Еще лучше вариант без применения заслонок,