ОСОБЕННОСТИ ПРЯМОТОЧНОГО ПАРОГЕНЕРАТОРА КАК ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ.

Система автоматического регулирования прямоточ­ного парогенератора должна обеспечивать требуемую нагрузку, постоянство параметров перегретого пара и наиболее экономичное сжигание топлива. У прямоточ­ного парогенератора рабочее тело под напором, созда­ваемым питательным насосом, последовательно прохо­дит через все поверхности нагрева.

Водопаровой тракт прямоточного парогенератора докритического давления условно делится на три зоны: экономайзерную, парообразующую и пароперегревательную. Конец парообразующей и начало пароперегреватель- ной части называют переходной зоной. В переход­ной зоне завершается парообразование и достигается небольшой перегрев пара.

Экономайзерная зона состоит из водяного экономай­зера и начального участка нижней радиационной части (НРЧ). Парообразующая зона включает большую часть НРЧ и некоторый участок средней радиационной части (СРЧ). В пароперегревательную зону входит остальная часть СРЧ, верхняя радиационная часть (ВРЧ), ширмовые пароперегреватели и конвективный пароперегрева­тель. В экономайзерной зоне вода подогревается до тем­пературы, близкой к температуре кипения, после чего она поступает в парообразующую зону, где происходит генерация пара.Насыщенный пар перемещается в паро­перегревательную зону, где температура его повышается до заданной величины.

Границы экономайзерной, парообразующей и пароперегревательной зон во время работы прямоточного па­рогенератора не остаются неизменными. При измене­ниях расхода питательной воды, подачи топлива и воз­духа, нагрузки и других возмущениях границы между зонами перемещаются.

Изменение расхода питательной воды влияет на производительность парогенератора, давление и температуру пара. Изменение подачи топлива влияет на тем­пературу пара значительно резче, чем на барабанном парогенераторе. Практически любое возмущение на пря­моточном парогенераторе влияет на температуру пара по тракту. Поэтому регулирование температуры пере­грева сопряжено с трудностями и составляет одну из важнейших задач системы автоматического регулирова­ния прямоточного парогенератора.

У барабанного парогенератора в отличие от прямо­точного барабан разделяет парогенерирующую и перегревательную части водопарового тракта, и поэтому изменения расхода питательной воды практически не сказываются на производительности парогенератора и параметрах перегретого пара. Это позволяет регулиро­вать поступление воды в барабанный парогенератор не­зависимым регулятором.

У прямоточного парогенератора при уменьшении расхода питательной воды и неизменном расходе топли­ва паропроизводительность снижается. На подогрев и испарение меньшего количества воды требуется меньше тепла, поэтому экономайзерная и парообразующая зоны сокращаются, а пароперегревательная зона увеличи­вается. Это вызывает повышение температуры пара в тракте парогенератора как за счет уменьшения коли­чества пара, проходящего по тракту, так и за счет уве­личения пароперегревательной части тракта. При этом скорость увеличения температуры пара по мере прибли­жения к выходу из пароперегревателя будет уменьшать­ся. Температура пара по тракту будет изменяться с за­паздыванием, величина которого возрастает по мере приближения к выходу из пароперегревателя. Таким образом, чем ближе к выходу из парогенератора, тем больше величина запаздывания и медленнее изменение температуры пара.

Особенности изменения температуры пара при возму­щении расходом питательной воды подтверждаются кривыми разгона пылеугольного парогенератора ПК-33. Температура пара за средней радиационной частью изменяется резче и с меньшим запаз­дыванием, чем за верхней радиационной частью.

В процессе работы прямоточного парогенератора нередко возникают возмущения топливом, вызываемые неравномерной работой пылепитателей, изменением чис­ла включенных горелок, изменением качества топли­ва. Возмущения топливом приводят к значительным колебаниям температуры пара по тракту парогенерато­ра, а также к изменениям давления и расхода пара.

Увеличение подачи топлива приводит к возрастанию тепловыделения в топке. При этом температура пара за переходной зоной, где пар перегрет незначительно, мо­жет временно снизиться («выброс» температуры). Наи­более резко это явление проявляется на прямоточных парогенераторах среднего давления.

С увеличением давления в парогенераторе явление «выброса» уменьшается за счет того, что при этом уменьшается разность в теплоемкостях пара и воды. Как видно из характеристик разгона для пылеугольного парогенератора ПК-33 приращение температуры пара в единицу времени при возмущении топливом больше, чем при возмущениях расходом пита­тельной воды. Такой же характер изменения температуры пара при возмущении топливом и расходом питательной воды со­храняется и для газомазутных прямоточных парогенера­торов. Однако возмущения топливом при сжигании при­родного газа или мазута проявляются реже, так как эти топлива стабильны по теплоте сгорания, расход их легче регулировать, топливоподающие устройства практически безынерционны. При этом загрязнение парогенерирую­щих поверхностей нагрева при сжигании газа отсутст­вует, а при работе на мазуте толщина слоя загрязнений невелика. Эти обстоятельства обусловливают меньшую инерционность изменения температуры пара в газома­зутном парогенераторе в сравнении с пылеугольным.

Таким образом, возмущения расходом питательной воды и топливом оказывают значительное влияние на температуру пара по тракту прямоточного парогенера­тора. Стабилизация температур по водопаровому тракту требует сохранения постоянного соотношения между количеством питательной воды, поступающей в пароге­нератор, и количеством тепла, выделяемого в топке. Это соотношение обеспечивается регуляторами топлива и пи­тания. Температура пара на выходе из парогенератора при возмущении расходом топлива или воды изменяется со значительным запаздыванием.

Поэтому, регулируя по­дачу топлива или питательной воды, невозможно обес­печить поддержание температуры пара на выходе из парогенератора с необходимой точностью. Для поддер­жания температуры пара в тракте пароперегревателя устанавливают один или несколько пароохладителей впрыскивающего типа. У мощных прямоточных парогенераторов водопаро­вой тракт состоит из двух — четырех несмешивающихся потоков. В каждом потоке устанавливается необходимое количество впрыскивающих пароохладителей для под­держания температуры пара. На параметры пара, вырабатываемого парогенерато­ром, влияют изменения впрыска ш тательной воды в па­роохладители, установленные по тракту. В этом случае изменяется не только температура, но и количество пара, вырабатываемого парогенератором. При колебаниях на­грузки, подачи воздуха, температуры питательной воды параметры пара на выходе из парогенератора также из­меняются.

Таким образом, прямоточный парогенератор пред­ставляет собой сложный объект регулирования с не­сколькими взаимно связанными параметрами. 

назад к разделу "Статьи"