Присосы воздуха в котле | SIBHEAT

Присосы воздуха в котле

Присосы воздуха в котельном агрегате определяются посредством измерения коэффициентов избытков воздуха в контрольных сечениях расположенных по газовому тракту котла. И поэтому, прежде чем говорить о присосах воздуха в котле, важно дать понятие о коэффициенте избытка воздуха.

Горение в топке котла это химический процесс взаимодействия топлива с окислителем (кислородом воздуха), сопровождающийся интенсивным выделением тепла.

Теоретическое количество воздуха необходимого для сжигания топлива рассчитывается с помощью уравнений реакций окисления горючей массы топлива:

C+O2=CO2;

S+O2=SO2;

2H2+O2=2H2O.

В реальных условиях работы котлов, количество воздуха подаваемого в топку всегда больше теоретически необходимого. Это вызвано тем, что в реальных топочных устройствах добиться полного сгорания топлива при теоретическом количестве воздуха не представляется возможным (несовершенство перемешивания воздуха с топливом, неравномерность подвода воздуха к топливу).

Коэффициента избытка воздуха (α — альфа) это отношение действительного количества воздуха, подаваемого в топку, к теоретически необходимому воздуху:

Коэффициент избытка воздуха

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки зависит от типа топки, вида топлива и производительности котла. Например, для:

— камерных топок с твердым шлакоудалением, α = 1,15-1,25;

— камерных топок с жидким шлакоудалением, α = 1,15-1,25;

— камерных газомазутных топок, α = 1,02-1,05;

— слоевых топок, α = 1,3-1,6.

Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам котельного агрегата, работающего под разрежением, увеличивается. Это вызвано тем, что давление в газоходах меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата.

Присос воздуха выражают как отношение количества воздуха, присасываемого в соответствующий газоход агрегата к теоретическому количества воздуха:

Присос воздуха

где α’’ – коэффициент избытка воздуха в сечении за участком газохода на котором определяется присос;

α’ – коэффициент избытка воздуха в сечении перед участком газохода на котором определяется присос.

Нормативные величины присосов в топке и газоходах котла при номинальной нагрузке приведены в таблице 1 (в том числе присосы воздуха в газовую сторону воздухоподогревателя, равные перетечке из воздушной стороны).

Таблица 1

Элементы газового тракта котлаВеличина присоса Δα
Топочные камеры пылеугольных и газомазутных котлов:
газоплотные0.02
с металлической обшивкой труб экрана0.05
с обмуровкой и металлической обшивкой0.07
с обмуровкой и без обшивки0.1
Топочные камеры слоевых топок:
механические и полумеханические0.1
ручные0.3
Газоходы конвективных поверхностей нагрева:
газоплотный газоход от топки до воздухоподогревателя (величина присоса распределяется равномерно по расположенным в газоходе поверхностям нагрева)0.02
негазоплотные газоходы:
фестон, ширмовый перегреватель0
первый котельный пучок котлов производительностью ≤50 кг/с0.05
второй котельный пучок котлов производительностью ≤50 кг/с0.1
первичный перегреватель0.03
промежуточный перегреватель0.03
переходная зона прямоточного котла0.03
экономайзер котлов производительностью >50 кг/с (каждая супень)0.02
экономайзер котлов производительностью ≤50 кг/с:
стальной0.08
чугунный с обшивкой0.1
чугунный без обшивки0.2
трубчатые воздухоподогреватели
котлов производительностью >50 кг/с (каждая супень)0.03
котлов производительностью ≤50 кг/с (каждая супень)0.06
регенеративные воздухоподогреватели (вместе "горячая" и "холодная" набивки)
котлов производительностью >50 кг/с 0.15
котлов производительностью ≤50 кг/с0.2
пластинчатые воздухоподогреватели (каждая супень)0.1
Золоуловители:
электрофильтры:
котлов производительностью >50 кг/с 0.1
котлов производительностью ≤50 кг/с0.15
циклонные и батарейные0.05
скрубберы0.05
Газоходы:
стальные (каждые 10 п.м.)0.01
кирпичные борова (каждые 10 п.м.)0.05

Расчетные величины присосов воздуха в системы пылеприготовления приведены в таблице 2.

Таблица 2

Система пылеприготовленияСреднее значение Δαпл
С бункером пыли под разрежением:
с шаровыми барабанными мельницами при сушке горячим воздухом0.1
с шаровыми барабанными мельницами при сушке смесью воздуха и дымовых газов0.12
с молотковыми мельницами при сушке смесью воздуха и дымовых газов0.06
со среднеходными мельницами0.06
С горячим вдуванием пыли в топку
при работе под разрежением
с молотковыми мельницами0.04
со среднеходными мельницами0.04
с мельницами-вентиляторами и устройством нисходящей сушки0,2-0,25
при работе под давлением
с молотковыми мельницами0
со среднеходными мельницами0

Экспериментально присосы воздуха в топку котла можно определить:

1) Количественно, в соответствии с РД 153-34.1-26.303-98 «Методические указания по проведению эксплуатационных испытаний котельных установок для оценки качества ремонта»

2) Визуально:

— с помощью зажженного переносного факела и создания повышенного разрежения в топке (порядка 70—100 Па) дымососом. Места неплотностей обнаруживаются по затягиванию в них пламени факела;

— нагнетанием давления (порядка 100—120 Па) дутьевыми вентиляторами в топочной камере и газоходах котла. Места неплотностей обнаруживаются по шуму, выходу дыма или на ощупь.

Откуда берутся присосы воздуха в котле и как они влияют на работу котлоагрегата

Через неплотности в обмуровке, в местах похода труб и креплений поверхностей нагрева к каркасу, в топку и конвективные газоходы котла подсасывается холодный воздух из помещения котельной. В дефектах сварных соединений, через сквозные отверстия в листах трубах, возникающие в результате коррозии в пластинчатых и трубчатых воздухоподогревателях, некоторая часть воздуха перетекает в дымовые газы. Все эти присосы воздуха, увеличивая коэффициент избытка воздуха, повышают объем уходящих газов. В итоге энтальпия уходящих газов повышается и, следовательно, увеличивается потеря тепла с уходящими газами.

Присосы холодного воздуха в конвективные газоходы котельного агрегата, повышая объем дымовых газов, приводят также к возрастанию скорости газов и в конечном итоге к повышению гидравлического сопротивления поверхностей нагрева. В результате роста объема дымовых газов и увеличения газовых сопротивлений расход энергии на тягу возрастает.

Присосы холодного воздуха приводят к увеличению потери тепла с уходящими газами не только вследствие увеличения объема дымовых газов, удаляемых в атмосферу, но также и потому, что они способствуют повышению температуры уходящих газов.

Холодный воздух, поступающий в газоходы котла через неплотности, в месте присосов снижает температуру газов и поэтому уменьшает тепловосприятие всех поверхностей нагрева, расположенных по ходу газов после места присосов. Вследствие этого за всеми последующими поверхностями нагрева энтальпия газов немного повышается. Например, в результате подсоса холодного воздуха в топку температуры в ней несколько снижаются. Так как тепловосприятие экранов происходит почти исключительно за счет излучения, то с понижением температуры газов в топке тепловая нагрузка их падает, и температура газов на выходе из нее и далее по всем газоходам повышается.

Присосы холодного воздуха непосредственно перед пароперегревателем снижают перегрев пара, но температуры газов за водяным экономайзером и уходящих газов повышаются. Присосы в газоходы водяного экономайзера также повышают температуру уходящих газов и в конечном счете, увеличивают потери тепла с уходящими газами.

При возрастании температуры газов на входе из топки может возникнуть шлакование экранов, фестона и даже труб пароперегревателя. Объем газов и газовые сопротивления зашлакованных конвективных поверхностей возрастают, приходится увеличивать нагрузку на дымосос или, если мощности его не хватает, снижать производительность котла или уменьшать избыток воздуха в топке. Снижение избытка воздуха в топке вызывает затягивание процесса горения топлива, так что догорание его иногда заканчивается в газоходах котла, потери с химическим и механическим недожогом возрастают. Ввиду того, что для уменьшения избытка воздуха в топке приходится снижать количество воздуха, проходящего через воздухоподогреватель, температура воздуха соответственно возрастает, теплообмен в воздухоподогревателе ухудшается, так как снижаются температурный напор и скорость воздуха (следовательно, и коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху). В результате температура уходящих газов за котлом повышается.

Related Post

Уровень воды в барабане котлов ДЕ, КЕ, ДКВрУровень воды в барабане котлов ДЕ, КЕ, ДКВр

 При эксплуатации паровых котлов типа ДЕ, КЕ, ДКВр  в их верхних барабанах должен поддерживаться средний уровень воды (автоматически или вручную). Обычно средний уровень воды находится на

Клапан взрывной предохранительныйКлапан взрывной предохранительный

Назначение взрывного клапана Клапан взрывной предохранительный это устройство, предохраняющее элементы топки и газового тракта котлоагрегата, а также пылесистемы от разрушения при превышении установленного давления газов при