Během provozu kotle se jeho výkon může měnit v mezích určených provozním režimem spotřebičů. Může se také měnit teplota napájecí vody a vzduchový režim pece. Každý provozní režim kotle odpovídá určitým hodnotám parametrů chladicí kapaliny v cestě voda-pára a plyn, tepelným ztrátám a účinnosti.
Jedním z úkolů personálu je udržovat za daných provozních podmínek optimální režim kotle, který odpovídá maximální možné hodnotě čisté účinnosti kotle. V tomto ohledu je potřeba zjistit vliv statických charakteristik kotle – zatížení, teploty napájecí vody, režimu spalovacího vzduchu a charakteristiky paliva – na jeho výkon při změně hodnot uvedených parametrů.
Během krátkých období přechodu provozu kotle z jednoho režimu do druhého způsobí změna množství tepla i zpoždění systému jeho regulace narušení materiálové a energetické bilance kotle a změnu v parametrech charakterizujících jeho činnost. Narušení stacionárního provozního režimu kotle v přechodných obdobích může být způsobeno vnitřními (u kotle) poruchami, a to snížením relativního uvolňování tepla v topeništi a změnou podmínek jeho přívodu vzduchu a vody, a vnějšími poruchami – změny spotřeby páry a teploty napájecí vody.
Časové závislosti parametrů, které charakterizují provoz kotle v přechodném období, se nazývají jeho dynamické charakteristiky.
STATICKÉ CHARAKTERISTIKY
Závislost parametrů na zatížení. Výkon kotle se může značně lišit – od 50 do 100% jmenovitého. Krátkodobě je možná i nižší zátěž. U bubnových kotlů při dlouhodobém provozu může být snížení zátěže pod 20-30 % jmenovité zátěže omezeno podmínkami cirkulace. U kotlů přímoproudých a s vícenásobným nuceným oběhem, které mohou pracovat při libovolné nízké zátěži, tento faktor nevadí. Zátěž může být také omezena podmínkami spalování paliva. Při spalování prachu z paliv s nízkou výtěžností těkavých látek – antracit a chudé uhlí je možný stabilní spalovací proces při zatížení větším než 50 %.
Stabilní spalovací proces tuhého paliva ve vrstvě topného oleje a plynu je možný při jakémkoli zatížení. Jakákoli změna zatížení kotle způsobí přerozdělení poměru tepla předávaného na sálavé a konvekční otopné plochy. Zvýšení zatížení a tím i uvolňování tepla v topeništi při konstantních charakteristikách paliva, vzduchovém režimu topeniště a teplotě napájecí vody snižuje podíl tepla přenášeného na síta v topeništi a zvyšuje podíl tepla. vnímaný konvekčním přehřívačem, ekonomizérem a ohřívačem vzduchu. Toto přerozdělení absorpce tepla se vysvětluje zvýšením teploty na výstupu z pece a dále podél cesty plynu, jakož i zvýšením rychlosti plynů v konvekčních topných plochách. Měrné tepelné zatížení obrazovek se mírně zvyšuje. V důsledku zvýšení teplotního tlaku a rychlosti plynu v konvekčních topných plochách se zvyšuje teplota přehřívání páry, teplota ohřevu vody v ekonomizéru a vzduchu v ohřívači vzduchu. Zvyšuje se také teplota spalin výfukových plynů a v důsledku toho se zvyšují ztráty výfukovými plyny. Se zvyšujícím se zatížením se zvyšuje odpor cest páry, plynu a vzduchu přibližně úměrně druhé mocnině nárůstu zatížení.
Snížením zatížení se sníží teplota na výstupu z topeniště a rychlost spalin v konvekčních topných plochách. V důsledku toho se i přes poměrně velké měrné topné plochy snižuje teplota přehřátí páry, teplota ohřevu vody v ekonomizéru, teplota ohřevu vzduchu a teplota spalin a odpor cest pára-voda a plyn-vzduch. je snížena. Tepelné charakteristiky kotle v závislosti na zatížení jsou na Obr. 29.1, a.
Závislost parametrů na vzduchovém režimu pece.
Změna vzduchového režimu topeniště charakterizovaná hodnotou a ovlivňuje i distribuci tepla předávaného zplodinami hoření na síta a konvekční výhřevné plochy.
Zvýšení konstantní zátěže, charakteristik paliva a teploty napájecí vody mírně zvyšuje teplotu spalin na výstupu z topeniště v důsledku zvýšení uvolňování tepla v topeništi, které je nezbytné pro udržení požadované zátěže. jako snížení teoretické teploty spalování paliva, v důsledku čehož dochází k měrné absorpci tepla clon v topeništi
Zvýšení teploty spalin v konvekčních topných plochách a zvýšení jejich objemu a rychlosti v plynových kanálech vede ke zvýšení teploty přehřívání páry v konvekčním přehříváku, zvýšení teploty topné vody v ekonomizéru a vzduchu v konvekčním přehříváku. ohřívač vzduchu. Ztráty chemickým a mechanickým nedopalováním při prakticky používaných hodnotách a>1,1 zůstávají nezměněny a nedosahují více než 1 %. Ztráty se spalinami narůstají především z důvodu zvětšení jejich objemu. Zvýšení objemu a teploty spalin vede ke zvýšení tepelných ztrát se spalinami a snížení hrubé účinnosti kotle. Tepelné charakteristiky kotle při různých a jsou uvedeny na Obr. 29.1, b.
Závislost parametrů na teplotě napájecí vody.
Provoz kotle výrazně ovlivňuje teplota napájecí vody, která se může během provozu měnit v závislosti na provozním režimu turbín. Snížení teploty napájecí vody při daném zatížení a dalších konstantních podmínkách určuje potřebu zvýšit uvolňování tepla v topeništi, tj. spotřebu paliva, a v důsledku toho přerozdělit přenos tepla na topné plochy kotle. Teplota přehřívání páry v konvekčním přehříváku se zvyšuje v důsledku zvýšení teploty spalin a jejich rychlosti a zvyšuje se teplota topné vody a vzduchu. Zvyšuje se teplota spalin a jejich objem. V souladu s tím se zvyšují ztráty výfukovými plyny.
Závislost parametrů na vlastnostech paliva.
Při dlouhodobém provozu se může změnit charakteristika tuhého paliva a tím i provozní režim kotle. S rostoucím obsahem popela v palivu klesá jeho výhřevnost, objem spalin a vzduchu spotřebovaného na spalování paliva. Při konstantní spotřebě paliva se sníží uvolňování tepla v topeništi. Sníží se tepelná absorpce sálavých výhřevných ploch a teplota na výstupu z pece. Zvyšuje se podíl tepla předávaného sáláním a pokles objemu spalin a jejich teploty způsobuje pokles absorpce tepla konvekcí. Teplota přehřívání páry zůstává prakticky nezměněna, protože současně klesá absorpce tepla přehřívákem a parní výkon kotle. Ohřev vzduchu je mírně snížen. Sníží se teplota spalin a mírně se zvýší hrubá účinnost.
Snížení celkové tepelné absorpce topných ploch vede ke snížení výkonu kotle a pro jeho udržení na stejné úrovni je nutné zvýšit spotřebu paliva. Zvýšená spotřeba paliva při
jeho zvýšený obsah popela zvyšuje emise hořáku a může zvýšit struskování pece. Zvyšuje se také intenzita znečištění konvekčních topných ploch. V praxi účinnost kotle klesá.
S rostoucí vlhkostí paliva klesá teoretická teplota spalování a při konstantní spotřebě paliva to způsobuje znatelný pokles teploty spalin ve všech kouřovodech. Zvyšuje se však objem plynů, takže se zvyšují tepelné ztráty se spalinami, klesá účinnost a produktivita kotle. Když je produktivita obnovena zvýšením spotřeby paliva, tepelné ztráty z výfukových plynů se ještě zvýší a účinnost se sníží. Zvyšuje se teplota přehřívání páry, teplota ohřevu vody v ekonomizéru a vzduchu v ohřívači vzduchu.
Závislost tepelných charakteristik kotle na snížené vlhkosti paliva při nezměněné jeho vydatnosti je na Obr. 29.1, c.
