Режимы работы и эксплуатации ТЭС. Графики нагрузок и режимы работы электростанций, страница 4

                                Т_а ( θ ) = [Q^р_н  {1– (q₃ +q₄ +q₅ )/100}+ Q_В ] /V_aα

Температура газов на выходе из топки определяется по формуле Гурвича, выведенной из закона Стефана- Больцмана:

                                 T_т^''' =  {Т_а / ( α Н_л Т_а/ В)^0,6 + 1} – 273           (^oC )

где:  α –          степень черноты топки

         Т_а (θ ) – теоретическая температура горения в  топке

         Т_т^''      - температура газов на выходе из топки

         Н_л       - лучевоспринимающая поверхность топки в м²

         В        - расход топлива в единицу времени.

Из формулы видно, что Т_т^’’ зависит от расхода топлива. С ростом расхода топлива температура газов на выходе топки растет быстрее, чем  теоретическая температура горения в топке.  Т.к. температура насыщения постоянна, удельное радиационное тепловосприятие в топке зависит от температуры газов, а она растет медленее, чем температура на выходе их топки. Следовательно радиационное тепловосприятие в топке растет медленее, чем увеличение нагрузки котла.
Общее тепловосприятие котла растет за счет повышения конвективного теплообмена, т.к. растет температура на выходе из топки и увеличивается объем продуктов горения, и следовательно увеличивается скорость газов в шахте, где расположены конвективные поверхности нагрева.

При этом растет температура перегрева пара, температура газов за экономайзером и воздухоподогревателем. Тепловосприятие конвективных поверхностей нагрева растет медленее, чем энтальпия газов и это приводит к увеличению температуры уходящих газов.

Для стабилизации температуры перегрева пара применяется комбинированные радиационно-конвективные пароперегреватели. К ним относятся и ширмовые пароперегреватели. Теоретически можно добиться стабилизации температуры пара за пароперегревателем, практически это возможно в одной точке.

На температуру перегрева влияют также температура питательной воды, коэф. избытка воздуха в топке, присосы воздуха по тракту котла, загрязнения поверхностей нагрева. 

2. Влияние температуры питательной воды.

Температура питательной воды зависит от работы турбин и ее регенеративного цикла. Тепло топлива, расходуемое в котле, идет на подогрев питательной воды, парообразование и перегрев полученного пара:

                                 B Q^р_н η_к = D ( h_н -  h_пв ) + D (h_пе –h_н )

где первый член уравнения – тепло идущее на нагрев воды и парообразованея, второй – на перегрев пара. Зона раздела пара и воды в барабане котла рзграничены, и можно написать:

                                 D ( h_пе –h_н ) = BQ_пп

Количество генерируемого пара:

                                 D = B (Q^р_н – Q_пп ) / h_н –h_пв

 Отсюда видно,что при  В =Const паропроизводительность котла падает при уменьшении температуры питательной воды, это приводит к падению давления пара. Для восстановления давления пара необходимо увеличить расход топлива, что приведет к  увеличению объема продуктов сгорания и увеличению температуры пара за пароперегревателем.

3. Влияние избытка воздуха при постоянном расходе топлива приведет  к увеличению объема продуктов сгорания и росту скорости газов по газоходу котла. Одновременно уменьшается  температура горения и температура газа на выходе из топки, что приводит к небольшому увеличению температуры газа по газоходам котла, увеличению температуры уходящих газов и снижению КПД котла  и его паропроизводительности.

Для восстановления режима необходимо увеличить расход топлива. При этом возрастет температура перегрева пара.

Этот способ иногда используют для регулирования температуры пара, особенно пара промперегрева.

4. Влияние влажности топлива.  Влажность топлива требует дополнительного расхода топлива на испарение влаги. Это потребует увеличения расхода воздуха, и как показано выше приведет к росту темперетуры перегрева пара. Испаряемая влага увеличивает количество трехатомных газов в продуктах сгорания /паров воды/, что увеличивает теплоотдачу излучением, т.е. увеличивается нагрев в радиационных поверхностях нагрева.