ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ ПРИ СЖИГАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ТОПЛИВ.

В топках большинства парогенераторов сжигаются различные каменные угли, природный газ и мазут. Реже сжигаются торф, сланец, доменный и коксовый газы, каменные угли в парогенераторах большой мощности сжигаются в пылевидном состоянии. В парогенераторах малой мощности уголь часто сжигается в слое.

Угольная пыль чаще всего приготовляется в тихоходных шаровых барабанных мельницах. Готовая пыль уносится из мельниц воздухом в циклон — устройство, в котором пыль отделяется от воздуха. Выделившаяся в циклоне пыль поступает в промежуточный бункер в котором накапливается ее запас. Пыль из промежуточного бункера пылепитателями сбрасывается в пылепроводы, где смешивается с первичным воздухом. Обра­зовавшаяся аэросмесь через горелки подается в топоч­ную камеру.

Режимы работы системы пылеприготовления и парогенератора не зависят друг от друга.

Системы пылеприготовления с прямым вдуванием пыли в топочную камеру применяются реже. При использовании такой системы производительность мельниц все время должна соответствовать нагрузке парогенератора. Поэтому производительность мельниц должна регулироваться в зависимости от нагрузки парогенератора. Например, с увеличением нагрузки парогенератора должна увеличиваться и производительность мельниц.

Особенность слоевого сжигания состоит в том, что интенсивность процесса горения определяется подачей воздуха в зону горения, а не количеством топлива, находящегося на цепной решетке. Экономичность процесса горения обеспечивается регулированием средней толщины слоя топлива на решетке путем регулирования скорости ее движения.

Трудность автоматизации регулирования процесса горения при сжигании твердых топлив состоит в том, что получить сигнал, непосредственно характеризующий количество тепла, выделившегося в топке при сгорании топлива, не представляется возможным. Количество тепла пропорционально расходу топлива при постоянной его калорийности. Однако в настоящее время нет приборов для непрерывного и надежного измерения количества угольной пыли, подаваемой в топку парогенератора.

Иногда оценивают количество топлива, поступающего в топку, по частоте вращения питателей пыли. Такой способ недостаточно точен, так как при одной и той же частоте вращения пылепитатели могут иметь разную производительность в зависимости от влажности пыли, запаса ее в бункере и других не учитываемых факторов.

В установившемся режиме работы парогенератора расход пара примерно пропорционален количеству тепла выделившегося в топке. Однако при нарушении установившегося режима расход пара не характеризует количество тепла. В переходных режимах, например при увеличении нагрузки, часть тепла тратится на нагрев пароводяной смеси и металла поверхностей нагрева парогенератора. При снижении нагрузки часть тепла, аккумулированного в пароводяной смеси и металле, затрачивается на парообразование.

Суммарный сигнал по расходу пара из парогенератора и скорости изменения давления в барабане получил название сигнала по тепловой нагрузке, или сокращенно по «теплу». Сигнал по тепловой нагрузке часто применяют в схемах автоматического регулирования процесса горения парогенераторов, сжигающих пылевидное топливо.

Известны и другие способы косвенной оценки тепловыделения в топке, например по перепаду давлений на циркуляционном контуре барабанного парогенератора, «тепловосприятию» топочных экранов, по излучению факела. Автоматическое регулирование процесса горения при сжигании природного газа или мазута облегчается тем, что расход топлива, поступающего в топку, можно измерить.

Калорийность природного газа, поступающего из определенного месторождения, практически постоянна, и расход его можно измерить обычными способами. Следовательно, нагрузку парогенератора можно регулировать изменяя подачу газа в топку. Расход газа регулируется клапаном, установленным на общем участке газопрово­да перед горелками. Поэтому схема автоматического регулирования подачи топлива и воздуха в топку парогенератора, сжигающего природный газ, значительно проще, чем для парогенератора, сжигающего пылевидное топливо.

Измерение расхода мазута труднее осуществить. Однако сигнал по расходу мазута широко применяется в схемах автоматического регулирования процесса горения в парогенераторах, сжигающих мазут. При сжигании мазута, особенно с высоким содержанием серы должна быть предотвращена коррозия низкотемпературных поверхностей нагрева, главным образом воздухоподогревателя.

Низкотемпературная коррозия обусловливается образованием S0₃ путем окисления S0₂ свободным кислородом. Температура продуктов сгорания сернистого мазута по мере отдачи тепла поверхностям нагрева снижается. При температуре, соответствующей точке росы, водяные пары, содержащиеся в продуктах сгорания, конденсируются. Влага, отлагающаяся на поверхностях нагрева, насыщается S0₃. >Образующаяся серная кислота разъедает поверхности нагрева. Отсюда вытекает необходимость сжигания сернистого мазута с малыми избытками воздуха.

Полностью избежать коррозии хвостовых поверхностей нагрева можно лишь при работе парогенератора с предельно малыми избытками воздуха. Такой режим работы может быть достигнут в парогенераторе с газоплотными ограждающими стенками, исключающими присосы воздуха в топку. Таким образом, особенность регулирования парогенераторов, сжигающих мазут с малыми и предельно малыми избытками воздуха в топке, состоит в необходимости точного поддержания оптимальных избытков воздуха. По мере снижения их все более увеличивается опасность неполного сгорания и связанное с ним отложение сажи на поверхностях нагрева. Одним из основных условий обеспечения оптимального режима горения является равномерное распределение топлива и воздуха по горелкам. Для этого могут быть использованы как конструктивные мероприятия (моделирование и точное изготовление воздуховодов и форсунок), так и регулирование расходов воздуха по горелкам.

Регулирование расхода воздуха применяется общее на парогенератор, погорелочное (на каждую горелку) или групповое (на группу горелок). Выбор схемы регу­лирования воздуха определяется конструктивными особенностями парогенератора и режимом его работы. Подача воздуха в топку чаще всего регулируется по соот­ношению «расход топлива — расход воздуха». При работе парогенератора качество топочного процесса может быть нарушено вследствие колебаний калорийности и влажности мазута, температуры и давления воздуха, работы форсунок и других причин. В таких случаях целесообразно корректировать соотношение «топливо — воздух» по показателям избытка воздуха, полноте сгорания топлива, а также коррозионной активности продуктов сгорания. Наиболее часто для коррекции используются сигналы по содержанию кислорода   в дымовых газах и по оптической плотности продуктов сгорания. Газоанализаторы на кислород характеризуют избыток воздуха только при нормальной работе парогенератора в установившемся режиме. При изменениях нагрузки и режима работы (включение и отключение горелок, обдувка поверхностей нагрева и т. п.) парогенератора представительность сигналов газоанализаторов недостаточна. Кроме того, газоанализаторы на кислород харак­теризуются инерционностью и необходимостью тщательного обслуживания. Преобразователи, измеряющие оптическую плотность продуктов сгорания, малоинерционны и высокочувствительны. Они просты, надежны и не требуют тщательного обслуживания. Недостаток их — трудность обеспечения стабильности показаний.

назад к разделу "Статьи"