Лекция Развитие топливно-энергетического комплекса (тэк) страны

Тягодутьевые машины

К тягодутьевым машинам относятся дымо­сосы, и дутьевые вентиляторы. Для паровых котлов с наддувом на газомазутном топливе з место дутьевых вентиляторов применяют воздуходувные машины. Дымососы при этом не требуются; их устанавливают пока как ре­зерв на время освоения паровых котлов с над­дувом.

Крупный паровой котел оснащают двумя дымососами и двумя дутьевыми вентилятора­ми. Подача дымовых газов параллельно рабо­тающими дымососами и воздуха дутьевыми вентиляторами должна обеспечивать полную производительность парового котла с запасом 10 %.. Один дымосос и один дутьевой венти­лятор должны обеспечивать не менее поло­винной нагрузки паровых котлов, а при ис­пользовании тощего угля или АШ — не менее 70 %. полной нагрузки, при этом коэффициент избытка воздуха в пылеугольной топочной ка­мере обычно выбирают равным 1,15, в циклон­ных и двухкамерных топках—1,05—1,10, при газомазутном топливе— 1,05.
Сернистый мазут как основное топливо сжигают с избытком воздуха 1,02—1,03 в топ­ке при установке форсунок соответствующей конструкции, уплотнении топочной камеры, ав­томатизации процесса горения.
Присосы воздуха в газовом тракте парово­го котла от пароперегревателя до дымососа (золоуловителя) в соответствии с ПТЭ не дол­жны превышать 10 %. при трубчатом и 20 % при регенеративном воздухоподогревателях, в электрофильтре 10%, в циклонах или мокрых золоуловителях 5 % теоретически необходи­мого количества воздуха.
Давление дымососов и дутьевых вентиля­торов выбирают с запасом 15%. Давление дымососов составляет обычно 3—5, дутьевых вентиляторов 4—7, воздуходувок 10—13 кПа.
Мощность N, кВт, потребляемая тягодутьевой машиной, определяется объемным расхо­дом среды V, м³/ч, давлением, создаваемым машиной, H, кПа, КПД машины (в долях единицы):

Дымососы и дутьевые вентиляторы имеют привод от электродвигателя, воздуходувки — от электродвигателя или турбины. Мощность двигателя выбирают с учетом инерции (махо­вого момента) ротора тягодутьевой машины при пуске ее. В расход энергии на приводной двигатель входят потери в нем, учитываемые его КПД. Дымососы и дутьевые вентиляторы при номинальной нагрузке паровых котлов должны иметь КПД не ниже 90 % максималь­ного его значения.
Работа центробежных дымососов и дутье­вых вентиляторов регулируется направляю­щими аппаратами с поворотными лопатками, а также двухскоростными электродвигателя­ми. Для дымососов осевого типа применяют направляющие аппараты и односкоростные электродвигатели. Дроссельное регулирование дымососов и дутьевых вентиляторов не до­пускается.
Температура воздуха перед воздухоподо­гревателем при сжигании сухих несернистых топлив должна быть не ниже 30 °С, при сжи­гании влажных несернистых топлив (с приве­денным содержанием серы не менее 0,2%) она должна на 10 °С превышать точку росы водяных паров дымовых газов.
При сжигании сернистого мазута темпера­тура воздуха для защиты входных поверхно­стей нагрева воздухоподогревателя от низко­температурной коррозии должна быть не ни­же 60 °С перед регенеративным и не ниже 70 °С перед трубчатым воздухоподогревате­лем.
Воздух подогревают в калориферах, ис­пользуя теплоту пара из отборов главной тур­бины, а при установке турбовоздуходувок ис­пользуют также пар из их отборов или про­тиводавления.
Дутьевые вентиляторы и дымососы для тепловых электростанций Советского Союза выполняют преиму­щественно радиального типа, однако дымососы мощных энергоблоков выполняют осевого типа. Радиальные ма­шины имеют умеренные окружные скорости (до 100 м/с); шумовые характеристики их удовлетворитель­ные. В лучших радиальных машинах КПД достигает 89 при одностороннем и 85—87 % при двустороннем всасывании.
Экономичное регулирование радиальных вентилято­ров затруднено; при обычном регулировании направ­ляющими аппаратами КПД вентилятора уже при 80 % номинальной нагрузки снижается до 60—65 %. Приме­нение двухскоростных электродвигателей повышает эко­номичность при малых нагрузках, но снижает КПД при номинальной нагрузке, так как КПД двухскоростного электродвигателя на 2—4 % ниже, чем односкоростного. Рабочие колеса крупных радиальных машин имеют большой маховой момент, что затрудняет пуск и тре­бует увеличения мощности электродвигателя.

Рис. 3.2. Безразмерные характеристики радиальной осевой тягодутьевых машин с регулированием направляющими лопатками энергоблока 300 МВт.

Рис. 3.3. Зависимость КПД модельного осевого дутье­вого вентилятора (воздуходувки) ЦКТИ для энерго­блока 300 МВт при разных способах регулирования: / — регулирование изменением частоты вращения; 2 — регули­рование рабочими лопатками; 4— регулирование направляющи­ми лопатками
Радиальные вентиляторы с повышенным давлением, с турбоприводом и электроприводом, имеющими плав­ное изменение частоты вращения, сохраняют перспек­тивность применения для мощных паровых котлов, в частности работающих под наддувом. Основные до­стоинства осевых вентиляторов — высокая экономич­ность в широком интервале нагрузок, большая произ­водительность, компактность, более легкий пуск.
Современные крупные осевые вентиляторы имеют ' КПД до 91 %. Высокой подаче способствует, в частно­сти, возможность использования повышенных окружных скоростей. Подача и давление регулируются в широких пределах поворотом на ходу рабочих или направляю­щих лопаток. Недостатками осевых вентиляторов явля­ются усложненная конструкция ротора и направляющих аппаратов, повышенный уровень шума. При параллель­ной работе осевых машин требуется повышенный запас устойчивости.
Осевые машины в качестве дутьевых вентиляторов с расходом среды до 2000-10³ м³/ч и давлением до 10 кПа и дымососов крупных энергоблоков весьма пер­спективны.
Для энергоблоков 300—1200 МВт требуются венти­ляторы для расхода воздуха (600—2000)-10³ м³/ч с давлением около 5 кПа при уравновешенной тяге и около 10 кПа при работе с наддувом. Мощность при­вода таких вентиляторов достигает соответственно 800—3500 и 1500—7000 кВт.
Общая мощность приводов дутьевых вентиляторов и дымососов или высоконапорных вентиляторов (возду­ходувок) составляет до 1,5 % мощности энергоблока.
На рис. 3.2 показаны безразмерные характеристи­ки радиального дутьевого вентилятора (кривые а) и осевого дымососа (кривые б) энергоблока 300 МВт с регулированием направляющими лопатками по данным испытаний. Как видно, подача и область режимов с вы­соким КПД гораздо больше у осевой машины.
На рис. 3.3 показано изменение КПД модельного осевого двухступенчатого вентилятора-воздуходувки ЦКТИ для парового котла с наддувом энергоблока 300 МВт в зависимости от расхода воздуха при разных способах регулирования (кривые 1, 2, 4). Исследование КПД проводилось на экспериментальном стенде ЦКТИ.