2. Наладочные опыты:

а) определение оптимального положения факела в топочной камере при различном соотношении количества подаваемого в горелки первичного и вторичного воздуха (наивыгодной тол­ щины слоя топлива на полотне решетки прямого хода и опти­ мального распределения воздуха по зонам для решеток пря­ мого и обратного хода) при номинальной нагрузке котла (4 — 6 опытов);

б) выбор оптимального коэффициента избытка воздуха (при постоянной тонкости пыли, работе всех горелок, мельниц, постоянной толщине слоя топлива на полотне решеток прямого хода и т. п.) на трех-четырех нагрузках котлоагрегата (12 — 16 опытов);

в) определение оптимальной тонкости пыли (скорости пыли в шахте) при двух-трех нагрузках в пределах регулировочного диапазона котлоагрегата (6 — 8 опытов);

г) определение числа и сочетания работающих горелок для поддержания минимальной нагрузки котла (2 — 4 опыта).

191

3. Основные опыты:

а) выявление экономичности работы котла с определением потерь теплоты при максимальной возможной, номинальной, 75 и 50 % номинальной и минимальной возможной нагрузке котла (5 опытов);

б) определение экономичности работы котла при минималь­ной нагрузке котла и выбранном в наладочных опытах сочета­нии включенных горелок или режима работы цепной решетки при слоевом сжигании (1 —2 опыта).

При выполнении контрольно-балансовых испытаний прово­дятся следующие опыты.

1. Предварительные (4 — 6 опытов):

а) проверка тонкости пыли, производительности и качества распыливания мазутных форсунок, расходных характеристик и диапазона устойчивости работы горелок, сравнение с данными предыдущих испытаний;

б) проверка сопротивления элементов газового и воздуш­ного тракта и сравнение с данными предыдущих испытаний;

в) контрольная проверка присосов воздуха по газовому тракту и утечек воздуха по воздушному тракту.

2. Основные опыты: выполняются, как балансовые, с опре­делением потерь теплоты при номинальной и двух промежуточ­ных нагрузках. Коэффициент избытка воздуха в этих опытах поддерживается в соответствии с режимной картой, полученной из режимно-наладочных испытаний (3 опыта).

В методику испытаний входит разработка схемы расста­новки приборов и выбор точности измерений. Измерение пара­метров, характеризующих экономичность работы оборудования, следует производить по специально устанавливаемым прибо­рам. По эксплуатационным щитовым приборам допустимо из­мерять только вспомогательные величины, которые не исполь­зуются при составлении теплового баланса агрегата.

Когда разработана программа и методика испытаний, при­ступают к подготовительным работам. К ним относятся: озна­комление с технической документацией, осмотр котлоагрегата и его вспомогательного оборудования, составление и передача предприятию задания на подготовительные работы, комплекто­вание приборов и наладочной бригады, технический надзор за выполнением подготовительных работ.

Задание предприятию на подготовительные работы состоит из чертежей, по которым изготовляются и устанавливаются ди­афрагмы для измерения расходов, гильзы для термометров, газозаборные трубки, штуцера для измерения давления, щитки и столы для установки средств измерения и другие необходи­мые приспособления.

Подготовка агрегата к испытаниям заключается в ликвида­ции эксплуатационных недостатков в его работе (уплотнение газового тракта, внутренняя и наружная очистка поверхности нагрева, проверка регулирующих шиберов и арматуры, ликви-

дация дефектов, выявленных при осмотре горелок, мельниц, цепной решетки, гарнитуры, обмуровки и т. д.).

Руководитель испытания в период подготовки агрегата дол­жен внимательно ознакомиться с режимом его работы и регу­лированием процесса горения эксплуатационным персоналом; произвести наружный осмотр котлоагрегата; опробовать все имеющиеся регулировочные шиберы; ознакомиться с показа­ниями эксплуатационных приборов и проанализировать по ним режим работы агрегата.

При комплектации необходимо обращать внимание на ис­правность средств измерения, точность их показаний. Средства для измерения определяющих величин следует комплектовать с запасом. Так, для анализа продуктов сгорания берут на один-два прибора больше, чем запланировано точек измерений. При упаковке, транспортировке и распаковке средств измерений следует соблюдать осторожность, чтобы не вывести их из строя. После распаковки средства измерения проверяют внеш­ним осмотром и заправляют их соответствующим реактивом. До начала установки средств измерения следует заготовить не­обходимые материалы, резиновые трубки, латунные и медные тройники, ртуть, спирт и др.

Очень важно при подготовке агрегата к испытаниям обучить наблюдателей. Их следует ознакомить с особенностями конст­рукции применяемых средств измерения, их назначением, пра­вилами отсчета показаний и записи их в журнал наблюдений. Наиболее ответственные и сложные измерения (газовый ана­лиз, измерение температур в балансовых точках, расходов топ­лива, пара и воды) должен выполнять персонал наладочной

бригады.

Каждому наблюдателю в зависимости от его подготовки и удобства расположения средств измерения можно поручить вести запись показаний в 4 — 8 точках, если интервал между записями составляет не менее 1.0 мин. Показания дифманометров расхода питательной воды, пара, газа обычно записывают через 1 — 2 мин, поэтому один наблюдатель может вести запись не более чем по двум приборам. Одного наблюдателя, умею­щего работать на всех средствах измерения, необходимо остав­лять в резерве для подмены.

Показания всех средств измерения должны записываться одновременно; для этого следует предусмотреть звуковой или световой сигнал. Все записи показаний средств измерений сле­дует начинать за 40 — 60 мин до начала опыта. Время начала опыта устанавливает руководитель испытания, исходя из ре­жима работы агрегата, после просмотра записей наблюдателей.

Расстановка средств измерения производится с таким рас­четом, чтобы один наблюдатель имел возможность обслужи­вать несколько средств измерения без лишней затраты вре­мени. Для этого средства измерения должны быть сгруппиро­ваны в определенных местах, удобных для обслуживания и

192

193

наблюдений, причем в одном месте комплектуют средства изме­рения для однотипных измерений, например, расходов, разре­жений (давлений), температур и т. д. Особого внимания тре­бует анализ продуктов сгорания. Средства измерения следует по возможности устанавливать в хорошо освещенных местах или оборудовать их временным низковольтным освещением.

При 'выполнении подготовительных работ необходимо пре­дусмотреть прокладку линий охлаждающей воды для пользо­вания отсосными пирометрами или охлаждаемыми газозабор­ными трубками, подачу пара к эжекторам для отсоса продук­тов сгорания. При прокладке резиновых трубок от точек отбора до приборов рекомендуется располагать их на достаточ­ном расстоянии от обмуровки, воздухопроводов горячего воз­духа и других поверхностей с высокой температурой. Для этого штуцера в местах отбора должны иметь длину не менее 300 мм. При прокладке резиновых шлангов необходимо также преду­сматривать меры для предохранения их от перегиба на поворо­тах. Для этого на шланг надеваются пружинки из железной проволоки или шланг пропускается через металлические трубы.

Предварительные опыты проводятся для тарировки сечений, проверки работы средств измерения, обучения наблюдателей, ознакомления с режимом работы котлоагрегата, определения присосов холодного воздуха, выявления регулировочных воз­можностей топочного и тягодутьевых устройств. Тарировка се­чений производится в месте установки термопреобразователей для измерения температур, пневмометрических трубок для из­мерения скоростей и трубок для отбора продуктов сгорания.

Основные программные опыты являются ответственным эта­пом экспериментальной части испытаний. Руководитель испы­тания, разбив опыт на несколько периодов, должен во время опыта оценить путем прикидочных расчетов порядок величин, характеризующих экономичность работы оборудования. В конце испытаний руководитель собирает журналы наблюде­ний, подписанные наблюдателями, просматривает их и разби­рает с наблюдателями все неясные вопросы.

После каждого основного опыта желательно сразу же про­вести его обработку, однако при этом не рекомендуется пре­рывать намеченные последующие опыты, если это не вызыва­ется необходимостью остановки оборудования, замены средств измерения, устранения каких-либо дефектов и т. д.

Обработка результатов измерений и составление сводных таблиц проводится инженерно-техническими работниками бригады под непосредственным наблюдением и при участии руководителя испытаний в соответствии с разработанной мето­дикой.

Технический отчет о выполненных испытаниях является важным источником информации, поэтому материалы, поме­щенные в нем, должны быть тщательно отобраны, проанализи-

рованы и обобщены. Отчет, как правило, составляет руководи­тель испытания. В отчете приводится анализ результатов ис­пытаний, дается критическая оценка полученных показателей, намечаются конкретные мероприятия, направленные на повы­шение надежности и экономичности работы оборудования. Вы­воды и предложения по проделанной работе излагаются сжато и конкретно. Отчет иллюстрируется чертежами испытанной установки, графиками зависимостей, схемами и другими мате­риалами, необходимыми для пояснения текста. В отчете дол­жна быть приведена режимная карта работы оборудования. В ней указываются основные параметры установки, которые должен поддерживать обслужи­вающий персонал для обеспече­ния высоких' экономических по­казателей работы оборудования.

10-2. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

При режимной наладке и ис­пытании теплотехнического обо­рудования приходится измерять расход, скорость, давление, тем­пературу и состав продуктов го­рения и газообразного топлива, тепловой поток и другие вели­чины, характеризующие протека­ние физических процессов. Кро­ме стандартных приборов и ме­тодов, применяются специальные средства и методы измерений.

Для измерения расхода жидкостей (при расходах до 3 т/ч) и тарировки сужающих устройств при испытании могут приме­няться мерные баки. На рис. 10-1 показана схема двухкамер­ного бака с тарировочным устройством. Мерный бак состоит из двух камер 2 и 6, разделенных перегородкой 5. Жидкость через сливное отверстие //, закрываемое клапаном, поступает в расходный бак 12. Камеры мерного бака и расходный бак имеют указатели уровня /, 10, 13. Для стабилизации уровня в каждой камере установлены успокоители 3 и 7, позволяющие произвести отсчет. Поступление жидкости в камеры мерного бака осуществляется по перекидному лотку 4. Для тарировки мерного бака на весы 9 устанавливается тарировочный бак 8. Для измерения расхода воды открытые мерные баки можно применять при температуре воды не более 40 — 45 °С. При та­рировке и измерении расхода воды следует вводить поправку на ее испарение. При определении расхода жидкости и тари­ровке для введения температурных поправок необходимо изме-

194

195

рять температуру жидкости в мерном баке и около средней ча­сти указательного стекла.

Массовый расход жидкости (в кг/ч)

Л

где р_и, р_т — плотность жидкости при измерении и тарировке, кг/м³; Pi — температурный Коэффициент материала бака (для стали |3i = 12-10-⁶ К^-1); Рг — то же для материала шкалы водоуказательного стекла (для шкалы из латуни р₂ = 19 -10—⁶ Кг¹); ТУ ТУ — температура жидкости при измерении в баке и около средней части указательного стекла, К; Тт, ТУ — темпе­ратура жидкости при тарировке в баке и около средней части указательного стекла, К; G_M' — массовый расход жидкости с поправкой на испарение, кг/ч.

При измерении расхода жидкого топлива его плотность оп­ределяется ареометром, весами Вестфаля или пикнометром при температуре 293 К- Приведение плотности (в кг/м³) к тем­пературе, отличающейся от 293 К, производится по формулам:

где р— температурный коэффициент, принимаемый из табл. 10-1.

Для измерения расходов при испытании широко применя­ются дроссельные расходомеры, состоящие из стандартного сужающего устройства и дифференциального манометра. Изго­товление и установка стандартных сужающих устройств (диаф­рагм и сопл) регламентировано «Правилами 28-64». В усло­виях испытаний не всегда имеется возможность выполнить требования этих «Правил». Диафрагмы, выполненные с отступ­лением от «Правил», требуют специальной градуировки. Для

использования градуировочных кривых при измерении потоков в условиях, отличающихся от условий, при которых произво­дилась градуировка (состав, температура, давление), приме­няют методику обобщенной градуировки. Она основана на за­висимости EuRe² = f(Re). Эта зависимость представляет собой обобщенную связь между перепадом давления на диафрагме и средней скоростью потока:

где Ар — перепад давления на диафрагме, Па; d — диаметр дроссельного отверстия диафрагмы, м; р — плотность среды, кг/м³; v — кинематическая вязкость, м²/с; а>_ор — средняя ско­рость потока, м/с.

Градуировку можно выполнить на любой среде, однако чаще всего ее производят на воздухе или воде. В качестве примера на рис. 10-2 показана градуировка на воде. Результаты первич­ной градуировки обычно сводят в таблицу (табл. 10-2). Граду­ировку следует производить при практически постоянной тем­пературе среды (отклонение от средней температуры не более

±2 °С). Для контроля качества градуировки строят зависи­мость перепада давления Ар от расхода G₀. То, что все экспе­риментальные точки, полученные при градуировке, ложатся на одну кривую, указывает на удовлетворительное качество гра­дуировки. Затем составляют вспомогательную таблицу

(табл. 10-3) для различной температуры среды (или давления,

197

или температуры и давления одновременно), которую будут измерять градуированной диафрагмой.

198

Используя столбцы 7 и 9 из табл. 10-2 и столбцы 5 и 6 из табл. 10-3, для каждой температуры составляют таблицы по типу табл. 10-4. По данным таких таблиц строится зависимость перепада давления на диафрагме от расхода для каждой по-

размеров). Поэтому такой метод применяют при температуре среды не более 400 °С. Для проверки данных, полученных в табл. 10-4, обычно строят зависимость EuRe² = f(Re), исполь-

зуя величины, приведенные в столбцах 8 и 9 табл. 10-2. Все точки указанной зависимости должны ложиться на одну кри­вую, как показано на рис. 10-4.

199

В ходе испытания теплотехнического оборудования часто бывает необходимо измерять скорости и давления в различных точках движущегося потока. Для этого применяют различные пневматические зонды. Измерения посредством зондов осно­ваны на определении давления на поверхности зонда, установ-

Рис. 10-5. Пневмометрическая трубка и схема ее установки

/ — воздухопровод; 2 — пневмометрическая трубка; 3 — канал для измерения полного давления; 4 — канал для измерения статического давления; 5 — канал для отвода ста­тического напора; 6 — канал для отвода полного напора; 7 — кольцо для установки пневмометрической трубки; 8 — разрезной сальник; 9 — резиновый шланг; 10 — тройник; 11— U-образный манометр; 12 — микроманометр

ленного в различных точках потока. Зонды выполняются в виде трубок, а также цилиндрических или шаровых насадков. Для измерения скоростного и статического напора одномерного потока чаще всего применяют пневмометрическую трубку с по­лусферической головкой (трубка Прандтля), показанную на рис. 10-5. Трубка Прандтля состоит из полусферического на­садка с двумя каналами; один канал направлен навстречу потоку, а второй перпендикулярно ему. Каждый канал через дер­жавку выведен отдельно. Канал полусферического насадка, на­правленный навстречу потоку, предназначен для измерения полного давления, и вывод его обозначен знаком плюс. Канал, расположенный перпендикулярно потоку, предназначен для из­мерения статического давления, и вывод его обозначен знаком минус. Для измерения скорости потока в месте установки трубки каналы ее резиновым шлангом соединяют с соответст­вующими штуцерами микроманометра и, кроме того, канал, из­меряющий статическое давление, соединяют через тройник с U-образным манометром. Микроманометр измеряет разность полного и статического давления, а U-образный манометр — статическое давление. Разность полного и статического напора представляет собой скоростной напор (динамический напор), по которому подсчитывается скорость (в м/с) в месте уста­новки трубки:

где Кр_г—тарировочный коэффициент трубки Прандтля; при тщательном ее изготовлении в соответствии с рекомендованными в специальной литературе соотношениями он близок к единице; йд — динамический напор, Па; р — плотность среды измеряе­мого потока, кг/м³; р_м—плотность жидкости, которой заполнен микроманометр, кг/м³; А — показания микроманометра при из­мерении, мм; ао — начальное показание микроманометра, мм; а — угол наклона трубки микроманометра к горизонтали; обычно sin а называют масштабом микроманометра и указы­вают в паспорте или на шкале прибора для каждого угла на­клона трубки.

При измерении трубкой Прандтля необходимо следить за правильностью ее установки. Полусферический насадок трубки должен быть направлен навстречу потоку параллельно его оси. Угол смещения трубки относительно оси потока не должен пре­вышать 15°. Для определения направления и скорости двумер­ного потока применяются цилиндрические зонды, а трехмер­ного — шаровые зонды. Однако измерение посредством ци­линдрических и шаровых зондов в эксплуатационных условиях сложно, поэтому они применяются только при исследованиях. Описание цилиндрических и шаровых зондов, *а также мето­дика измерений приведены в специальной литературе*.

Для определения средней скорости потока необходимо выя­вить средний динамический напор по сечению. Для этого сече­ние трубопровода разбивают на равновеликие площадки. Круг-

* Эстеркин Р. И., Иссерлин А. С, Певзнер М. И. Методы теплотехниче­ских измерений и испытаний при сжигании газа и мазута. 2-е изд. Л.: Недра, 198

лое сечение разбивают на равновеликие кольца, прямоуголь­ное— на квадраты или прямоугольник с длиной стороны 150— 200 мм. Число колец, на которое разбивается круглое сечение, зависит от диаметра трубопровода. Трубопроводы диаметром от 300 до 1000 мм разбивают соответственно на 6 —16 колец. В круглом трубопроводе измерения динамического напора про­изводят по одному из диаметров, в каждом кольце в двух точ­ках, "расположенных симметрично по обе стороны от центра трубопровода.

Расстояние точки замера в каждом кольце от центра тру­бопровода (в мм)

Точность измерений трубкой Прандтля среднего динамиче­ского напора в значительной мере зависит от расположения сечения, в котором производятся измерения, по отношению к различным местным сопротивлениям (повороты, шиберы, вне­запные изменения сечения и др.). Сечение, в котором произво­дится измерение, должно быть расположено на прямом участке длиной около четырех диаметров трубопровода (два диаметра до места установки трубки и два за ним). Перед измерениями следует проверить плотность микроманометра и соединитель­ных линий. Для этого поочередно подключают каждую из ли­ний к микроманометру и, создавая в них давление (или разре­жение), пережимают соединительный шланг возможно ближе к трубке Прандтля. Если в течение 2—3 мин показания микро­манометра останутся неизменными, соединительная линия и микроманометр герметичны. В спирте, залитом в микромано­метр, не должно быть пузырьков воздуха. Удаление пузырьков достигается перемещением спирта взад и вперед по наклонной трубке микроманометра (12 на рис. 10-5). Перед началом из­мерений следует также проследить, чтобы в соединительных линиях не было капелек воды или спирта.

При наладке и испытании теплотехнического оборудования необходимо измерение температуры различных потоков. Кроме приборов, выпускаемых промышленностью, при отдельных из­мерениях приходится применять нестандартные приборы, пред­назначенные для измерения высоких температур, температур газового потока, твердого тела, факела и т. д. Для указанных целей широко применяются термопреобразователи, конструи­руемые и изготовляемые персоналом наладочной организации. При конструировании и изготовлении нестандартных термопре­образователей необходимо выбрать термоэлектроды и термо­электродные провода, их изоляцию, вторичный прибор и изго­товить рабочий спай. В настоящее время в различных наладоч­ных организациях и институтах накоплен опыт применения нестандартных термопреобразователей для разных измерений.

При измерении температур в твердом теле применяют тер­мопреобразователи, изготовленные из проволоки диаметром 0,1—0,2 мм. Для измерения температуры поверхности металла, обогреваемого с одной стороны и охлаждаемого с другой (раз­личные теплообменные аппараты, экранные трубы паровых котлов, поверхности нагрева бойлеров и других подогревате­лей или охладителей жидкости), установку термопреобразова­теля производят посредством его зачеканки или приварки. Для этого на поверхности металла делают канавку глубиной 0,5— 0,6 мм и длиной не менее 50 диаметров термоэлектрода. Укла­дывая термопреобразователь в заготовленную канавку, изоли­руют его термоэлектроды тонкой слюдой или зубным цементом. Затем сверху канавку закрывают пластинкой, изготовленной из материала стенки. Для плотного примыкания пластинки к телу ее зачеканивают или приваривают.

203

При измерении термопреобразователями температур не­загрязненных продуктов горения, горячего воздуха, кислорода и других «чистых» газов возможны погрешности, обусловлен­ные передачей тепла к термоприемнику или от него за счет излучения; отводом тепла от термоприемника путем теплопро­водности; превращением кинетической энергии в тепловую вследствие торможения потока термоприемником (скоростная погрешность).

где 5,69 — постоянная излучения абсолютно черного тела, Вт/(м²-К⁴); е — степень черноты спая; Т_сп — температура спая термопреобразователя, К; Тст—-температура стенки канала, по которому движется поток, К; φ_к — коэффициент теплоотдачи конвекцией от потока к термопреобразователю, Вт/(м²-К). Из этого уравнения ясно, что для уменьшения погрешности сле­дует увеличивать температуру стенки (Т_ст) и коэффициент теп­лоотдачи конвекцией (φ_к) или уменьшать степень черноты (е). Увеличение температуры стенки достигается путем ее тщатель­ной изоляции в месте производства измерений (на длине, при­мерно равной трем диаметрам трубопровода в обе стороны от термопары). Уменьшение степени черноты термопреобразова­теля довольно затруднительно, так как для стандартных тер­моэлектродов ε = 0,8-f-0,93. Для уменьшения степени черноты рекомендуется покрывать спай и прилегающие к нему элек-

троды металлами, имеющими малую степень черноты (серебро, золото, платина). Однако этот прием при наладочных испыта­ниях не применяется. Чаще всего для уменьшения радиацион­ной погрешности устанавливают между термопреобразователем и стенкой камеры защитные экраны, отсасывая через них по­ток с большими скоростями, что приводит к заметному повы­шению коэффициента теплоотдачи конвекцией. Термоприем­ники, использующие этот принцип, принято называть отсасы­вающими пирометрами.

На рис. 10-6 показан двухканальный отсасывающий пиро­метр, рекомендуемый для измерения температуры до 1400 °С в незапыленных газовых потоках.

Снижение погрешности, обусловленной отводом тепла от термоприемника, достигается увеличением длины рабочего участка термопары. Во избежание заметной скоростной по­грешности скорость отсоса потока у горячего спая термопары не должна превышать 150 м/с.

10-3. ПОНЯТИЕ О ПРИРОДЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОШИБОК

В процессе наладочных работ и эксплуатации теплотехни­ческого оборудования приходится измерять различные вели­чины (температуру, расход, состав продуктов горения и т. д.). При измерении любой величины мы никогда не получаем ее истинного значения, так как результаты любых измерений со­держат погрешность. В результате измерений удается получить лишь приближенное значение измеряемой величины. Под из­мерением понимают сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения.

При наладке и испытании теплотехнического оборудования выполняют прямые и косвенные измерения. При прямых изме­рениях определяемая величина сравнивается с единицей изме­рения непосредственно или при помощи измерительного при­бора, например при измерении длины линейкой, промежутков времени секундомером, температуры каким-либо термоприем­ником. При косвенных измерениях определяемая величина вы­числяется на основании прямых измерений, например потеря тепла с уходящими газами определяется по измеренной темпе­ратуре и составу уходящих газов.

При различных экспериментальных работах очень важно правильно выбрать класс точности используемых измеритель­ных приборов. Под точностью прибора понимают его свойство, характеризующее степень приближения показаний данного прибора к действительным значениям измеряемой величины. Обычно точность прибора задается классом точности прибора или указывается в его паспорте. Очевидно, что чем точнее прибор, тем меньше его погрешность и выше стоимость. Поэтому при планировании экспериментальных работ и выборе прибо-

205

204

ров для их выполнения анализ ошибок должен быть на пер­вом плане.

При измерении любой физической величины обычно прихо­дится выполнять следующие операции: проверку и установку . приборов, отсчет их показаний, обработку результатов измере­ний и оценку погрешности.

Погрешности измерений определяются разностью измерен­ной и истинной величин и зависят от ряда причин. Погрешно­сти разделяются на две группы: систематические и случайные (погрешности, вызванные неисправностью прибора или не­брежностью экспериментатора, не рассматриваются).

С истематические погрешности обусловлены ограниченной точностью прибора, неправильным выбором метода измерения, неправильной установкой прибора или недоучетом некоторых внешних факторов, например теплообмена калориметра с внеш­ней средой при определении теплоты сгорания топлива. Таким образом, систематическая погрешность наблюдается в тех слу­чаях, когда среднее значение последовательных отсчетов от­клоняется от известного точного значения и продолжает от­клоняться независимо от числа последовательных отсчетов. Пусть, например, при измерении частоты вращения электро­двигателя среднее значение получилось равным 950 об/мин, а эталонное значение или значение, полученное при калибровке тахометра, 1000 об/мин. Из этих данных можно сделать вывод, что тахометр неточен, даже если при измерении был малый разброс показаний. Определение систематической погрешности может быть произведено калибровкой прибора или его по­веркой.

Случайные погрешности обусловлены большим числом раз­личных случайных причин и имеют место, когда при последо­вательных измерениях постоянной величины получают различ­ные численные значения этой величины. Случайные погрешно­сти вызываются вибрацией, незначительным движением воздуха, явлением параллакса и т. д. Погрешность от параллакса про­является при неточном расположении глаз наблюдателя по от­ношению к шкале или указателю прибора (или уровню рабо­чей жидкости прибора). Случайную погрешность, даже если известно, что она имеется, никогда нельзя исключить и опре­делить ее абсолютное значение по одному измерению. Однако математическая теория случайных явлений позволяет умень­шить влияние этих погрешностей и разумно установить их зна­чение.

При экспериментальных работах следует учитывать, что если случайная погрешность, полученная по данным измере­ний, окажется значительно меньше погрешности, определяемой точностью прибора, то нет смысла пытаться еще уменьшить случайную погрешность, так как результаты измерений от этого не станут точнее. Наоборот, если случайная погрешность больше приборной (систематической), то измерения следует

произвести несколько раз, чтобы уменьшить случайную по­грешность данной серии измерений и сделать эту погрешность меньше погрешности прибора или одного порядка с ней.

Существенным этапом любых экспериментов является пер­вичная обработка результатов наблюдений, которая состоит в разметке результатов наблюдений и определении средних значений параметров, измеренных в течение опыта. Целью раз­метки является обнаружение и исключение ошибочных изме­рений или измерений, которые вызывают сомнения. Редкий эксперимент обходится без того, чтобы не появилось хотя бы одно резко выделяющееся значение. Наличие такой грубой по­грешности (промаха) может заметно исказить среднее значе­ние измеряемой величины. Поэтому из окончательного резуль­тата необходимо этот промах исключить. Обычно промах имеет значение, резко отличающееся от других. Однако это отклоне­ние от других результатов измерений не дает еще права ис­ключить это измерение, пока не проверено, не является ли это отклонение следствием статистического разброса.

Для выявления промахов применяется критерий

где а_п — наибольшее значение измеренной величины в серии Из п измерений; а — среднее значение измеренной величины в серии из п измерений; ∆S_n² — выборочная дисперсия (ко­рень квадратный из выборочной дисперсии определяет сред­нюю квадратическую погрешность отдельного измерения). Выборочная дисперсия определяется уравнением

где п — число измерений.

В табл. 10-5 приведены максимальные возможные значения критерия v, возникающие вследствие статистического разброса, соответствующие заданной надежности. Из таблицы ясно, что вероятность больших отклонений, возникающих вследствие ста­тистического разброса, растет при увеличении числа измерений.

Если значение критерия v, подсчитанного для резко выде­ляющегося измерения, окажется больше максимального воз­можного оэмак, определенного из табл. 10-5, то данное измере­ние можно считать промахом и следует исключить при под­счете среднего значения. Наоборот, если υ<_мак, то резко выделяющееся измерение является следствием статистического разброса и нет основания считать его промахом. В этом случае оно не исключается при подсчете среднего значения.

207

206

Методику выявления промаха рассмотрим на конкретном примере. Пусть в результате анализа продуктов горения полу­чены значения R0₂, указанные во втором столбце следующей таблицы.

Из табл. 10-5 находим для n = Q и надежности р = 0,95 зна­чение т;мак=2,00. Ясно, что ■и₅>'и_Мак- Это означает, что пятое измерение (R0₂= 11,0) является промахом и его следует ис­ключить при подсчете среднего значения. Таким образом, сред­нее значение RO2 будет 51,5 : 5= 10,3.

Аналогично описанному исключаются из подсчета среднего заниженные значения из серии измерений. При этом использу­ется критерий:

После разметки результатов наблюдений производится под­счет средних значений измеренных параметров. При вычисле­нии среднего арифметического какого-либо параметра не тре­буется суммировать все результаты измерений. Для облегче­ния расчетов пользуются преобразованным уравнением для определения среднего арифметического

где а₀ — произвольное число, близкое к среднему арифметиче­скому значению; Х₁, х₂, х₃, ..., х_п — результаты, полученные при измерении; п — число измерений.

Для примера рассмотрим, как производится подсчет сред­ней температуры (в °С) продуктов горения за котлом по дан­ным измерений (табл. 10-6). Из данных значений х видно, что первые две цифры во всех отсчетах одинаковы, от измерения к измерению меняется только последняя цифра. В связи с этим при подсчете среднего арифметического первые две цифры можно не принимать во внимание, учитывая их только в конеч­ном результате. Последняя цифра значения х в таблице обо­значена а. Эти цифры можно рассматривать как результат

209

измерения температуры (х) и для них провести вычисления. Из данных а выбираем приблизительно число, близкое к сред­нему арифметическому (допустим а₀= 5). Затем подсчитываем разность последней цифры измеренной температуры и принятого среднего арифметического, т. е. аi—а₀. Сумму аi—а₀ для всех измерений легко подсчитать и затем определить среднее ариф­метическое, которое в примере равно 4,5 (см. ниже). Очевидно, что среднее арифметическое измеренной температуры составит 314,5 °С. Для контроля над правильностью вычислений следует выбрать из данных а другое число, близкое к среднему ариф­метическому (ранее было выбрано число 5, а теперь выберем число 2). Для этого случая в таблице приведена разность аi—а'о, а внизу — сумма разностей для всех измерений. Если вы­числения верны, то среднее арифметическое в обоих случаях, разумеется, получится одним и тем же при использовании аi—а₀ и аi —а'₀. Описанные вычисления имеют вид

При обработке результатов испытаний необходимо оценить точность, с которой следует производить подсчеты. Числовой

210

материал должен обрабатываться с точностью, соответствую­щей точности произведенных измерений. При расчетах следует придерживаться такого правила: ошибка, получающаяся при расчетах, должна быть примерно в 10 раз меньше суммарной ошибки результатов измерений.

Значащие цифры несут информацию об измеренных пара­метрах, поэтому число десятичных знаков должно соответст­вовать точности измерений. Если, например, измеренное избы­точное давление в сосуде составило 5,3 МПа, т. е. известны две значащие цифры, то этот факт не изменится при записи 5 300 000 Па. Однако при такой записи возможна путаница, так как можно подумать, что давление измерено с точностью до седьмого знака. Во избежание недоразумения следует запи­сать 53-10⁵ Па.

Точность подсчета средних величин, наиболее часто встре­чающихся при испытании котельных установок, указана ниже:

Расход газа по счетчику или расходомеру, м³ 0,1

Перепад давления по дифференциальному манометру при измерении

расхода газа, пара, питательной воды, Па 14,0

Давление пара, Па , 1000

Температура пара, питательной воды, газа и воздуха, °С 0,1

Состав продуктов горения, % 0,01

Давление газа и воздуха, разрежение по газовому тракту, сопро­тивлению отдельных элементов газового и воздушных трактов,

Па » . . » 1,0

Динамический напор при измерении пневмометрическими трубками,

соединенными с микроманометром, Па . . . . ; 0,1

Перепад давлений при измерении диафрагмами, соединенными с микроманометром, Па , . , , , , , 0,1

10-4. ОТБОР И РАЗДЕЛКА ПРОБ ТОПЛИВА И ОЧАГОВЫХ ОСТАТКОВ

ГОСТ 10742—71 устанавливает метод отбора и разделки проб бурых и каменных углей, антрацита и горючих сланцев для лабораторных испытаний. В соответствии с ГОСТ отбор проб производят из потока топлива в местах его перепада или с поверхности транспортирующих устройств. Отбор проб вруч­ную допускается как исключение.

При эксплуатации котельных установок отбор проб может производиться с ленты транспортера или из пересыпных коро­бов при пересыпке топлива с одного конвейера на другой. При испытании котельных агрегатов промышленных предприятий и тепловых электрических станций отбор проб необходимо про­изводить в течение всего опыта из топлива, которое поступает в топку котла. Осуществлять отбор можно из течек сырого топ­лива после питателей, с транспортера или с пересыпных участ­ков между транспортерами.

Отбор проб из падающего потока производится специаль­ными приспособлениями, периодически пересекающими падаю­щий поток топлива. На рис. 10-7 показана схема отбора лабо-

211

раторных проб твердого топлива из потока. В настоящее время для отбора проб из потока применяется отборник, системы ВТИ, серийно изготовляемый Темиртауским литейно-механическим заводом. Отбирающий элемент 10, подвешенный внутри короба на рычагах 9, соединенных с валом 8, периодически пересекает поток и производит отбор порций топлива. Привод отбираю­щего элемента осуществляется заводным механизмом 6. За­водной механизм расположен за пределами короба. Он приво­дится в действие электродвигателем через редуктор и цепную

передачу. Отобранные порции топлива забрасываются чере; отверстие в течку 4, по которой проба направляется в сборныг бункер 2.

При отборе проб с транспортера применяется специальный шаблон, устанавливаемый на ленте транспортера при ее оста­новке. Шаблон предназначен для отбора проб с горизонтально расположенных транспортеров бункерной галереи. Схема шаб­лона для отбора проб с ленты транспортера показана на рис. 10-8, а, а схема его установки — на рис. 10-8, б. Шаблон состоит из двух граней, изготовленных из листового железа толщиной 1,5—2,0 мм. Форма нижней кромки граней должна соответствовать профилю ленты транспортера. Длина граней (с) принимается равной ширине ленты, а высота (b)—равной высоте слоя топлива с таким расчетом, чтобы не было пересы­пания топлива через верхние кромки шаблона. Грани шаблона должны быть параллельны между собой и устанавливаться на

212

расстоянии около 150 мм друг от друга. Между собой грани скрепляются скобами, которые обеспечивают необходимую жесткость и служат ручками при пользовании шаблоном. От­бор проб производят через определенные промежутки времени после начала опыта. При этом топливо, имеющееся в бункере котла до начала опыта, должно быть израсходовано. Установку шаблона производят при остановленном транспортере в месте, где на ленте находится полный слой топлива, характерный для производительности транспортера в период испытаний.

При отборе проб шаблон должен быть установлен перпен­дикулярно ленте транспортера. Вырезание слоя производят так, чтобы нижние кромки граней коснулись ленты транспор-

тера. Вырезанный шаблоном слой аккуратно посредством совка сбрасывают в ведро или другую емкость.

Все отобранные порции топлива до конца опыта должны храниться в специальном помещении, защищенном от ветра и атмосферных осадков, в емкости с закрывающейся крышкой. Обработке подвергаются все отобранные порции. Обработка проб включает в себя дробление, сокращение пробы, измельче­ние и деление ее на специальном оборудовании. Дробление должно производиться механизированным способом. Для дроб­ления топлива применяются дробилки различных типов, разли­чающиеся производительностью и предельной крупностью ис­ходной пробы топлива.

В соответствии с ГОСТ из пробы, измельченной до 3 мм и сокращенной не менее чем до 2 кг, выделяют необходимое ко­личество лабораторных проб массой не менее 0,5 кг. Для каж­дого опыта необходимо иметь не менее двух проб (одна из проб контрольная). Для сокращения первичной пробы исполь­зуются ковшовые или секторные сократители. Сокращение пер­вичных проб вручную допускается только в исключительных случаях. Однако при испытании котельных агрегатов малой производительности при небольшом количестве первичной

213

пробы, а также при отсутствии на предприятиях сократителей приходится вручную производить сокращение первичной пробы. Сокращение первичной пробы в этом случае производится ме­тодом квартования. Метод квартования заключается в том, что топливо насыпают в виде конуса на разделочный металличе­ский лист (рис. 10-9). После окончания формирования конуса на тего вершину устанавливают металлический круг 3 и, надав­ливая на круг, сплющивают пробу, получая усеченный конус 2. Затем усеченный конус пробы разрезают на четыре части, вдавливая в него крестовину 4, изготовленную из листового железа. Две противоположные части пробы 5, не снимая кре­стовины, удаляют. Из оставшихся частей 6 снова приготовляют

Рис. 10-9. Сокращение пробы методом квартования

1 — топливо, насыпанное в виде конуса; 2 — сплющенная проба; 3 — металлический круг; 4 — крестовина; 5 — удаляемые части пробы; 6 — оставляемые части пробы

конус, сплющивают его и разрезают крестовиной, повторяя операцию сокращения до тех пор, пока не останется около 2 кг. Из этого количества выделяют две лабораторные пробы по 0,5 кг. Лабораторные пробы упаковывают в банки из листового оцинкованного железа с пропаянными швами и плотно закры­вающимися крышками. Перед отправлением лабораторных проб на анализы на банках указывают даты отбора пробы, номер опыта, режим испытаний, вид пробы (основная или кон­трольная), подписывается лицо, производившее отбор пробы. Отбор проб жидкого топлива (мазута) производится непо­средственно из мазутопровода перед форсунками испытывае­мого котла. Для отбора пробы в напорном мазутопроводе ус­танавливают мазутоотборную трубку, как показано на рис. 10-10. Для отбора порции мазута поступают следующим образом. Открывают вентили 3 и 7 на мазутоотборочной ли­нии и в течение нескольких минут сбрасывают мазут в линию рециркуляции, наблюдая за показаниями термометра 6. Повы­шение температуры до температуры мазута в подающем ма­зутопроводе указывает на то, что по мазутоотборной линии идет свежий мазут. Вытерев открытый конец пробоотборной

214

т рубки, подставляют под него специальную кружку емкостью около 1,25 л и, открыв вентиль 4, наполняют, сливают и снова наполняют пробоотборную кружку. Регулирование струи ма­зута производится путем прикрытия вентиля 7. Набранные две порции мазута сливают в дренажную емкость. Затем наби­рают в третью кружку около 1 л и сливают мазут в емкость для хранения отобранных порций. Эта емкость должна иметь плотно закрывающуюся крышку. В течение опыта достаточно отобрать через равные промежутки времени три-четыре порции по одному литру каждая. Собранные за опыт порции в тече­ние 5—10 мин взбалтывают и отбирают в две литровые бу­тылки лабораторные про­бы: одну для анализа, У а другую в качестве кон­трольной.

Газообразное топли­во, как и твердое, может быть неоднородным по составу вследствие усло­вий добычи и транспор­тировки, а также в ре­зультате смешения при­родных газов различных месторождений. Расчет норм отбора газа ведется с учетом неоднородности его по низшей теплоте сгорания на сухую мас­су. При испытании котельных агрегатов достаточно за время опыта набрать три-четыре порции газа по 3 л. Отбор газа сле­дует производить из газопровода испытываемого котла. Для этого в газопровод на половину его диаметра вводят трубку с внутренним диаметром 5—15 мм. На наружном конце трубки устанавливают кран или вентиль. Трубка должна устанавли­ваться на прямом горизонтальном или вертикальном участке газопровода на расстоянии не менее трех диаметров газопро­вода от различных местных сопротивлений (повороты, измене­ния сечения, задвижки и т. д.). Порции газа отбираются в су­хие аспираторы емкостью 0,5—1,0 л. Перед отбором пробы ас­пиратор следует продуть, чтобы вытеснить имеющийся в нем воздух, и затем поджечь газ, выходящий из аспиратора. После этого прекращают сброс газа из аспиратора, закрывая краны на выходе и входе.

Отбор первичной пробы шлака, провала и уловленного уноса следует производить из тех же соображений, что и отбор твердого топлива. Очаговые остатки перед отбором следует хо­рошо залить водой. При количестве шлака за опыт 200 кг все собранное количество входит в первичную пробу. При количе­стве шлака более 200 кг первичная проба составляет 30—35%,

215

но не менее 200 кг за опыт. Количество провола и золы, отби­раемое в первичную пробу, должно составлять примерно 100 кг. Размельчение и сокращение первичной пробы производится так же, как и проб угля.

При испытании котельных агрегатов необходимо определять содержание частиц углерода и сажи в продуктах горения. Для этого в настоящее время чаще всего пользуются методом филь­трации. Метод фильтрации заключается в том, что определен­ная порция продуктов горения отсасывается через фильтры различных конструкций. В качестве примера рассмотрим но-

вое, разработанное ОРГРЭС заборное устройство, которое показано на рис. 10-11. В качестве фильтра используется пред­варительно прокаленный волокнистый асбест 7, который поме­щается в обойму 3. Отборная трубка 1 вместе с обоймой 3 вво­дится в газоход, что исключает конденсацию паров серной кис­лоты. Время, необходимое для отбора пробы в одной точке, составляет 15 мин. Для получения пробы, отражающей состав топлива, необходимо равенство скоростей продуктов горения в исследуемой точке газохода и во входном сечении наконеч­ника. Это достигается установкой сменных наконечников на отборной трубке 1, а также контролем расхода газа по расходомерной шайбе 5 или по специально устанавливаемому рео­метру. После пропуска определенного количества продуктов горения заборное устройство удаляется из газохода и из за­борного устройства извлекается асбестовый фильтр, который переносится в установку для определения содержания угле­рода. Установка для определения содержания углерода осно­вана на принципе сжигания и последующего определения ко­личества образовавшегося СОг-

216

10-5. СХЕМЫ УСТАНОВКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ИСПЫТАНИИ КОТЛОАГРЕГАТОВ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ

Расстановка контрольно-измерительных приборов должна производиться по заранее разработанной схеме. Выбор схемы расстановки приборов зависит от конструкции котельного аг­регата, вида сжигаемого топлива и задачи испытания. При ба-

лансовых испытаниях должны быть предусмотрены все изме­рения, обеспечивающие определение основных потерь тепла и к. п. д. котельного агрегата, а также измерение величин, ха­рактеризующих работу тягодутьевых устройств и газовоздуш­ного тракта. При выборе контрольно-измерительных приборов для испытаний следует исходить из того, что основными опре­деляемыми величинами являются: нагрузка котла, параметры выдаваемого котлом пара, состав и температура продуктов го­рения по газовому тракту, температура питательной воды до водяного экономайзера и после него, разрежения по газовому тракту и давления воздуха по воздушному тракту.

217

При выборе контрольно-измерительных приборов для испы­таний основное внимание должно быть обращено на точность

их показаний (класс точности). Класс точности прибора дол­жен соответствовать необходимой точности эксперимента. При эксплуатационных испытаниях для измерения отдельных вели­чин могут применяться менее точные приборы. Так, например, для измерения расходов можно применять не только специ­ально устанавливаемые дифференциальные манометры типа ДТ-50, но и любые расходомеры класса точности 1,0. В то же время не следует пользоваться) эксплуатационными термопа­рами в чехлах вследствие заметной инерции их.

На рис. 10-12 показана типичная схема измерений, приме­няемая при испытании котлоагрегатов типа КЕ при слоевом сжигании твердого топлива на цепной решетке обратного хода с пневмомеханическим забрасывателем.

Перечень средств измерений и их краткая характеристика приведены в табл. 10-7. Расход топлива может не измеряться, если нет возможности произвести его взвешивание по усло­виям подачи топлива. Однако для котлов паропроизводительностью до 25 т/ч желательно производить взвешивание топ­лива, так как это позволяет проконтролировать точность све­дения теплового баланса. При испытании котлоагрегатов, не имеющих пароперегревателя, нагрузку агрегата приходится оп­ределять по расходу питательной воды, так как измерение сужающими устройствами расхода насыщенного пара дает зна­чительную погрешность. Определение нагрузки котла по рас­ходу питательной воды требует тщательной проверки плотно­сти дренажной и продувочной арматуры и водяного эконо­майзера.

Расстановка средств измерения и проверка качества их ра­боты является весьма существенным этапом любых испытаний. Для уменьшения числа наблюдателей, участвующих в испыта­нии, и упрощения снятия показаний средств измерения жела­тельно все измерения разбить на группы, сосредоточив в них однотипные измерения. Так, например, в одном месте следует сосредоточить измерения температуры по газовому тракту, со­става продуктов горения, разрежения и т. д. При прокладке резиновых трубок от точек забора до приборов рекомендуется располагать их на достаточном расстоянии от обмуровки, от воздухопроводов горячего воздуха и от других поверхностей с высокой температурой. Для этого штуцера в местах отбора должны иметь длину не менее 300 мм. При прокладке резино­вых шлангов предварительно проверяют их плотность, а в ме­стах поворота защищают от перегиба, надевая на них пру­жинки из проволоки, или металлические трубки.

Приборы следует устанавливать в хорошо освещенных и удобных для обслуживания местах. Наблюдатели, участвую­щие в испытании, предварительно инструктируются по технике измерений и технике безопасности.

На рис. 10-13 показана типичная схема расстановки средств измерения при испытании котельных агрегатов с молотковыми

218

10-6. СХЕМЫ УСТАНОВКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ КОТЛОАГРЕГАТОВ НА ЖИДКОМ И ГАЗООБРАЗНОМ ТОПЛИВЕ

При разработке схемы установки средств измерения для ис­пытания котельных агрегатов на газе следует предусмотреть измерения, необходимые для снятия регулировочной характери­стики горелки. Регулировочная характеристика горелки пока-

мельницами. Перечень средств измерения и их краткая харак­теристика приведены в табл. 10-8. В связи со сложностью от­бора проб пыли из гравитационных сепараторов молотковых мельниц эти измерения могут не производиться. В этом случае может быть использована следующая ориентировочная зависи­мость тонкости пыли от скорости аэросмеси в -шахте:

Топливо Сланец Каменные Бурые Фрезерный

угли угли торф

Остаток на сите 90 мкм . . 30—40 35—50 55—65 —

Скорость аэросмеси, м/с . . 1,2—1,8 2,2—1,9 2,2—3,0 3,5—4,5

Не обязательно также определение содержания горючих после золоуловителя.

224

зывает соотношение между давлением газа и давлением воз­духа, при котором поддерживается оптимальный коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки. Следовательно, регу­лировочная характеристика горелки позволяет персоналу для каждого давления газа устанавливать давление воздуха, при котором процесс горения будет наиболее эффективным.

225

Схема расстановки средств измерения, необходимых для снятия регулировочной характеристики горелки, показана на рис. 10-14, а в табл. 10-9 приведены перечень и краткая ха­рактеристика средств измерения, применяемых при испытании. Многочисленные исследования и испытания различных горе­лок с принудительной подачей воздуха показали, что расход и давление воздуха связаны между собой однозначно только при

постоянном коэффициенте избытка воздуха. В связи с этим до снятия регулировочной характеристики необходимо определить, хотя бы ориентировочно, оптимальный коэффициент избытка

воздуха.

Ориентировочное определение оптимального коэффициента избытка воздуха производится путем анализа продуктов горе­ния на выходе из топочной камеры котельного агрегата на со­держание в них R0₂ и 0₂ (см. § 3-1).

При выбранном оптимальном коэффициенте избытка воз­духа снимают зависимость расхода воздуха от его давления перед горелкой в следующем порядке: 1) устанавливают но­минальное давление газа перед всеми горелками; 2) устанав­ливают перед всеми горелками давление воздуха, соответст­вующее оптимальному коэффициенту избытка воздуха, выпол­няя для этого режима контрольный анализ продуктов горения на содержание R0₂ и 0₂; 3) снижают давление газа перед всеми горелками примерно на 10—15 % по сравнению с уста­новленным, уменьшая затем подачу воздуха с таким расчетом, чтобы коэффициент избытка воздуха остался неизменным (это контролируется анализом продуктов горения, в которых содер­жание R0₂ и 0₂ должно оставаться на прежнем уровне); по­степенно снижая давление газа и затем давление воздуха пе­ред всеми горелками, снимают зависимость V_B = f{P_B) при 8— 10 режимах, при которых удается поддерживать постоянным коэффициент избытка воздуха; 4) результаты испытания сво­дят в таблицу (табл. 10-10), по данным которой составляют ориентировочную регулировочную характеристику горелки (пример такой характеристики приведен в табл. 10-11); 5) ори-

ентировочную регулировочную характеристику горелки уточ­няют путем контрольного полного анализа продуктов горения с определением содержания СО, СН₄ и Н₂ при окончательном выборе (αопт (см. § 10-7).

228

Испытания горелок с предварительной закруткой воздуш­ного потока производятся аналогично описанным, но с допол­нительными опытами, в которых выявляется влияние степени крутки на оптимальный коэффициент избытка воздуха. Степень крутки воздушного потока у горелок с тангенциальным подво­дом воздуха изменяется с помощью языкового шибера, а у не-

которых конструкций лопаточных закручивателей — изменением угла установки лопаток.

Мазутные форсунки чаще всего испытываются совместно с котельным агрегатом, так как измерения, характеризующие качество распыла мазута, могут быть выполнены только на специальных стендах. Перед испытанием котельных агрегатов, оборудованных мазутными форсунками, следует найти опти­мальное положение форсунки по отношению к амбразуре и убедиться в том, что факел, выдаваемый форсункой, не сопри­касается с задней стенкой топочной камеры.

Снятие регулировочных характеристик мазутных форсунок обычно не выполняется и выбор оптимального коэффициента избытка воздуха производится в целом для котельного агре­гата при различных нагрузках.

На рис. 10-15 показана типичная схема измерений, приме­няемая при испытании котлов типа ДКВ и ДКВР на жидком и газообразном топливе. Перечень средств измерения и их краткая характеристика приведены в табл. 10-12. Измерения расхода газа (7 на рис. 10-15), давления газа и его темпера­туры перед диафрагмой или счетчиком могут не производиться. При сжигании жидкого топлива может не измеряться его рас­ход, если сложно установить расходный бак. Однако измере­ние расхода газа и жидкого топлива позволяет проконтролиро­вать точность сведения теплового баланса.

10-7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

Определение оптимального коэффициента избытка воздуха рекомендуется производить в два этапа. На первом этапе оп­ределяется ориентировочное значение оптимального коэффици­ента избытка воздуха. На втором этапе производится уточне­ние и окончательный выбор оптимального коэффициента из­бытка воздуха. Второй этап выполняется после проведения опытов по выбору оптимальной тонкости пыли и положения факела в топочной камере.

Определение ориентировочного и окончательного значений оптимального коэффициента избытка воздуха производится при четырех нагрузках котлоагрегата (номинальной, минималь­ной и двух промежуточных).

Ориентировочное определение оптимального коэффициента избытка воздуха производится путем анализа продуктов горе­ния с определением содержания R0₂ и 0₂ на выходе из топоч­ной камеры или за первой, ближайшей к топке поверхностью нагрева. Перед этим следует уплотнить тракт продуктов горе­ния котлоагрегата, т. е. ликвидировать присосы холодного воз­духа.

При сжигании топлива в топках с цепными решетками и пневмомеханическими забрасывателями для определения ори-

ентировочного коэффициента избытка воздуха следует сначала выбрать распределение воздуха по зонам и соплам пневмозаброса, а также скорость цепной решетки. Скорость цепной ре­шетки и распределение воздуха по зонам и на пневмозаброс выбирается с таким расчетом, чтобы процесс горения заканчи­вался перед последней зоной. Для этого в 1 и 4-ю зоны (по движению решетки) подается примерно 15%, во 2 и 3-ю зоны примерно 75 % и на сопла пневмозаброса около 10 % воздуха, необходимого для горения. При сжигании топлива на цепных решетках без забрасывателей в 1 и 4-ю зоны подается 15— 20 %, а во 2 и 3-ю 80—85 % воздуха, необходимого для горе­ния. При этом устанавливается толщина слоя для антрацита 180—220 мм, каменных углей 80—120 мм и бурых углей 200— 250 мм.

В пылеугольных топках с молотковыми мельницами опыты ведутся при расчетной тонкости помола пыли. Распределение вторичного воздуха следует осуществить так, чтобы факел рас­полагался на оси горелок и находился на одинаковом расстоя­нии от стен топочной камеры, а сепарация пыли в холодную воронку отсутствовала. Подача топлива и воздуха на все мель­ницы должна быть одинаковой.

На каждой нагрузке проводится три-четыре опыта: при ми­нимальном, максимальном и одном-двух промежуточных коэф­фициентах избытка воздуха. Минимальный коэффициент из­бытка воздуха при слоевом сжигании топлива рекомендуется принимать не менее 1,2, максимальный не более 1,8. В пыле­угольных топках минимальный коэффициент избытка воздуха 1,1 —1,15; максимальный 1,45.

Во время опытов измеряются следующие величины: на­грузка котла, давление и температура перегрева пара, состав продуктов горения с определением содержания R0₂ и 0₂ на выходе из топки и в уходящих газах, температура уходящих газов, температура воздуха перед воздухоподогревателем, после него и перед мельницами, разрежение по тракту продуктов го­рения, давление воздуха по воздушному тракту, содержание горючих в шлаке и уносе, уловленном в золоуловителе.

При сжигании жидкого и газообразного топлив, как пока­зали многочисленные испытания, оптимальный коэффициент избытка воздуха соответствует его минимальному значению, при котором отсутствует потеря тепла от химической непол­ноты горения. Поэтому для ориентировочного определения оп­тимального коэффициента избытка воздуха а'_опт достаточно произвести анализ продуктов горения на выходе из топки или возможно ближе к ней с определением содержания R0₂ и О₂, построив зависимость, показанную на рис. 3-1. Кроме того, из­меряются: нагрузка котла, давление и температура перегрева пара, состав продуктов горения в уходящих газах, температура воздуха перед горелками, давление газа (мазута) или их рас­ход на горелки, давление вторичного воздуха перед горелками.

На втором этапе после выбора оптимального положения фа­кела (распределения воздуха по зонам при слоевом сжигании) и оптимальной тонкости пыли производится окончательный вы­бор оптимального коэффициента избытка воздуха. Для этого при каждой из выбранных нагрузок котла проводится 3—4 опыта в узком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха а₀пт = а'опт± (0,03-4-0,04). В этих опытах производятся все измерения, необходимые для све­дения теплового баланса котлоагрегата (см. § 10-5 и 10-6), а также выполняется полный ана­лиз продуктов горения с опреде­лением . содержания СО, СН₄ и

Н₂.

100, (10-16)

За оптимальный коэффициент избытка воздуха принимается такой, при котором сумма потерь тепла с уходящими газами, от химической и механической не­полноты горения и расход элект­роэнергии на тягу и дутье мини­мальны. Обычно выявление а₀пт производится графически. Для этого расход электроэнергии на тягу и дутье (в процентах) необ­ходимо пересчитать в условные потери тепла по формуле

где Ъ — удельный расход услов­ного топлива на 1 кВт-ч вы­работанной энергии, кг/кВт-ч; Л/т, _д — средний часовой расход электроэнергии на тягу и дутье, кВт; Q_H^p — низшая теплота сго­рания рабочей массы сжигаемого топлива, кДж/кг; В — рас­ход топлива, кг/ч.

Пример графического выбора оптимального коэффициента избытка воздуха по результатам испытаний показан на рис. 10-16.

10-8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ТОНКОСТИ ПЫЛИ

Основной целью опытов является определение тонкости пыли, при которой сумма потерь тепла от химической и меха­нической неполноты горения и условного расхода тепла на размол (ф-ла 3-4) имеет минимальное значение. Опыты обычно

233

232

проводятся при двух нагрузках котлоагрегата: номинальной и 0,7—0,8 номинальной. На каждой нагрузке котлоагрегата про­водится 4 опыта с последующим построением зависимости qз + q₄ + q_э = f(R₉₀).

На рис. 10-17 показана ориентировочная зависимость необ­ходимой тонкости пыли при размоле ее в молотковых мель­ницах.

Опыты по выявлению оптимальной тонкости пыли рекомен­дуется проводить при следующих остатках на сите R₉₀:

Топливо Остаток на сите R₉₀

Каменные угли 15; 20; 25; 35

Бурые угли 30; 40; 45; 50

Изменение тонкости пыли при раз­моле ее в молотковых мельницах с гравитационными сепараторами дости­гается изменением подачи в мельницу воздуха. При установке инерционных сепараторов тонкость пыли регулиру­ется поворотным шибером, а при цен­тробежных сепараторах — поворотом лопаток.

Перед началом опытов следует установить возможность сжигания наиболее грубой пыли по условиям ее сепарации в холодную воронку и шла­кования топочной камеры. В опытах по выявлению оптимальной тонкости пыли производятся все измерения, не­обходимые для составления теплового баланса котла (см. § 10-5). Опыты проводятся при ориенти­ровочно выбранном оптимальном коэффициенте избытка воз­духа.

В системах пылеприготовления с молотковыми мельницами отбор проб пыли производятся из аэропотока (поток пыли с воздухом или другим сушильным агентом). Метод отбора пыли в этом случае основан на отборе небольшой части аэро­смеси с последующим отделением из нее пыли. Для отбора аэросмеси используют специальные отборные трубки ВТИ им. Ф. Э. Дзержинского или трубки Альнера с последующим от­делением пыли в циклоне. Затем пробы пыли разделываются и для просеивания отбирается средняя проба массой около 25 г. На рис. 10-18 приведена одна из распространенных схем отбора пыли с трубкой нулевого типа ВТИ им. Ф. Э. Дзержин­ского, циклоном и тканевым фильтром. Для отбора пробы не­обходимо равенство скоростей в точке отбора основного потока в канале и отводимого потока во входном сечении трубки. В приведенной схеме это достигается путем поддержания рав-

ной нулю (по микроманометру) разности статических напоров, измеряемых в канале (в точке отбора) и внутри отборной трубки. Очень важно также правильно выбрать место отбора пыли. При выборе места отбора рекомендуется соблюдать сле­дующие правила: в сечении отбора основной поток должен на­ходиться в установившемся состоянии, в потоке должны от­сутствовать обратные токи, отбор желательно производить на вертикальных участках.

Выбор оптимальной тонкости пыли по результатам опытов обычно производится графически. Пример выбора оптимальной тонкости пыли показан на рис. 3-11.

10-9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЙ ФАКЕЛА

Основной целью опытов по определению оптимального по­ложения факела в топке является выявление режимных усло­вий, при которых обеспечивается работа топки с минимальными потерями теплоты, отсутствием шлакования радиационных по­верхностей нагрева, обеспечением надежной циркуляции в котле и расчетной температуры перегрева пара.

О положении факела в топке судят по распределению тем­пературы в характерных сечениях топочной камеры по ее вы­соте. Для этого по высоте топки необходимо иметь равномерно расположенные лючки. Для паровых и водогрейных котлов в зависимости от их мощности достаточно иметь от 30 до 60 лючков, через которые производится измерение температуры.

Температура измеряется отсосными термопреобразовате­лями или пирометрами излучения. Отсосные термопреобразо­ватели используются только при исследованиях, поскольку та­кие измерения весьма трудоемки. Пирометры излучения не обеспечивают достаточной точности, но позволяют удовлетво­рительно оценить распределение температуры по объему топоч­ной камеры. Измерение температуры пирометрами излучения требует мало времени (10—40 с). Поэтому при испытании

234

235

котельных агрегатов для измерения температуры в объеме топки пользуются пирометрами излучения. Из различных типов пиро­метров излучения чаще всего пользуются наиболее 'удобными в работе оптическими пирометрами с исчезающей нитью,, имею­щими погрешность ± (1,5ч-2,0) %. Однако при измерении тем­пературы в топке при сжигании газа оптические пирометры непригодны, так как спектр излучения в этом случае линейный. Для оценки распределения температуры в объеме топки при сжигании газа возможно применение термопреобразователей с оголенным рабочим концом и без отсоса продуктов горения, но с обязательной градуировкой их по контрольному термопре­образователю.

На котлоагрегатах с пылеугольными топками для выявле­ния оптимального положения факела проводится четыре опыта. Объем измерений зависит от конструкции котлоагрегата, схемы пылеприготовления и типа пылеугольных горелок.

Для паровых и водогрейных котлов промышленных и отопи­тельных котельных обычно применяются пылеугольные топки с прямым вдуванием пыли. В этом случае регулирование по­ложения факела в топке осуществляется изменением распреде­ления только вторичного воздуха, так как изменение расхода первичного воздуха весьма ограничено из-за необходимости поддержания заданной тонкости пыли.

При установке прямоточно-вихревых (улиточных) горелок с рассекающим конусом изменение положения факела дости­гается воздействием на поток аэросмеси путем перемещения конуса и степенью крутки вторичного воздуха. При установке эжекционных амбразур положение факела регулируется изме­нением подачи вторичного воздуха на сопла верхней и нижней пряди.

В пылеугольных топках с сухим шлакоудалением ядро фа­кела должно располагаться на уровне горелок и находиться на одинаковом расстоянии от стен топочной камеры. Желательно, чтобы факел заполнял весь объем топочной камеры, но не опус­кался ниже середины холодной воронки.

Опыты по выявлению оптимального положения факела про­водятся при номинальной или близкой к ней нагрузке с ориен­тировочно выбранным оптимальным или расчетным коэффици­ентом избытка воздуха. Тонкость помола пыли также должна быть оптимальной или поддерживаться на уровне расчетной, рекомендуемой для данного топлива (бурые угли и сланцы R₉₀ = 40/60 %, R₂₀₀=15/35%; каменные угли в зависимости от выхода летучих .R₉₀ = 15-ь40 %, R₂₀₀=1,3/13 %; антрациты и полуантрациты, тощие угли R₉₀ = 7/15 %, R₂₀₀= 0,3/1,2,%).

Для котлоагрегатов с молотковыми мельницами измеряются следующие величины: нагрузка котла, расход воды на паро­охладитель; давление пара и его температура; состав продук­тов горения (возможно ближе к топке); расход первичного воздуха на мельницы и вторичного воздуха на каждую группу

236

установленных сопл; давление (разрежение) перед мельницами и соплами вторичного воздуха; разрежение по тракту продук­тов горения; фиксируются номера работающих мельниц и го­релок; производится отбор проб топлива и очаговых остатков; измеряется расход электроэнергии на мельницы и тягодутьевые устройства; измеряется температура продуктов горения по газовому тракту и воздуха по воздушному тракту.

Оптимальным является такое положение факела, при кото­ром топочные потери и шлакование топки минимальны, под­держивается номинальная температура перегрева пара (при умеренном расходе воды на пароохладитель) и обеспечиваются надежные условия работы поверхностей нагрева.

При слоевом сжигании твердого топлива на цепных решет­ках без забрасывателей выбирается оптимальная толщина слоя топлива, скорость движения решетки, распределение воздуха по зонам. При наличии забрасывателей выбирается скорость цепной решетки и распределение воздуха по зонам. Для вы­бора оптимальной толщины слоя топлива достаточно четырех опытов. В этих опытах определяется также оптимальное рас­пределение воздуха по зонам и скорость цепной решетки. Опыты проводятся при трех-четырех нагрузках котлоагрегата: номинальной, 75 и 50 % номинальной и максимальной.

Для котлоагрегатов с цепными решетками с забрасывате­лями и без них измеряются следующие величины: нагрузка котлоагрегата, давление и температура перегретого пара, тем­пература и давление питательной воды, состав продуктов горе­ния (возможно ближе к топочной камере), температура про­дуктов горения по газовому тракту и воздуха по воздушному тракту, толщина слоя топлива на решетке (при отсутствии за­брасывателей), давление воздуха по воздушному тракту и в каждой зоне решетки, скорость цепной решетки, нагрузка по амперметру электродвигателей решетки, дымососа и вентиля­тора. Кроме того, производится отбор проб шлака и уноса, уловленного в золоуловителе.

Если котельный агрегат оборудован устройством для воз­врата уноса и острым дутьем, программа опытов соответст­венно расширяется.

Оптимальным режимом из серии опытов для данной на­грузки считается режим, при котором сумма потерь тепла от химической и механической неполноты горения и потерь с ухо­дящими газами имеет минимальное значение.

При сжигании жидкого и газообразного топлива достаточно трех опытов для нахождения оптимального положения факела. Признаками удовлетворительного расположения факела явля­ются следующие: пламя располагается вблизи устья горелок, ядро факела должно быть чистым и располагаться в средней части топки, в конце факела не должно быть длинных языков и летящих «мушек», факел не должен затягиваться в камеру до­горания или в газоход пароперегревателя. Как правило, опти-

237

мальное положение факела достигается при равномерном рас­пределении топлива и воздуха по всем горелкам при номиналь­ной или близкой к ней нагрузке. При установке горелок в не­сколько ярусов следует проверить влияние на температуру пе­регрева пара различного распределения топлива и воздуха по отдельным ярусам горелок. Оптимальный режим выбирается по минимуму суммы потерь тепла от химической неполноты го­рения а потерь с уходящими газами.

10-10. МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

В результате испытаний и обработки опытных данных дол­жны быть получены показатели котельного агрегата и его хвостовых поверхностей нагрева, характеризующие экономич­ность сжигания топлива, интенсивность работы топочной ка­меры, поверхностей нагрева, гидравлические сопротивления га­зового и воздушного тракта.

При обработке результатов испытаний необходимо выпол­нить теплотехнические расчеты, характеризующие топливо и продукты горения, определить коэффициент избытка воздуха и присосы воздуха в газоходы котла, составить тепловой баланс котельного агрегата с определением отдельных потерь и к. п. д., составить частные тепловые балансы пароперегревателя, водя­ного экономайзера и воздухоподогревателя, а также выполнить ряд вспомогательных расчетов.

Все поступившее в котельный агрегат тепло расходуется на выработку полезного тепла (в виде пара или горячей воды) и на покрытие тепловых потерь, возникающих в процессе работы. Тепловым балансом котельного агрегата называют равенство между поступившей в него теплотой и суммой выработанной полезной теплоты и теплоты, израсходованной на покрытие тепловых потерь. Поступившую в котельный агрегат теплоту называют располагаемой теплотой. Располагаемая теплота (в кДж/кг) для твердого и жидкого топлива определяется по формуле

а для газообразного топлива

гдеQ_н^р — низшая теплота сгорания рабочей массы твердого или жидкого топлива, кДж/кг; Q^c_y — низшая теплота сгорания сухой массы газообразного топлива, кДж/м³; Q_B._BH — теплота, внесенная в котельный агрегат воздухом при подогреве его вне агрегата отборным паром, отработанным паром или другим теплоносителем, кДж/кг; Q_T — физическая теплота, внесенная топливом, кДж/кг или кДж/м³;Qф,— теплота, вносимая в агре­гат при паровом распыле жидкого топлива, кДж/кг; Q_K — теп-

238

лота, затраченная на разложение карбонатов, учитывается только при сжигании сланцев, кДж/кг;

Здесь β — отношение количества воздуха на входе в котель­ный агрегат (в воздухоподогреватель) к теоретически необхо­димому; 7°, 1\ _в — теплосодержание теоретически необходимого количества воздуха на входе в котельный агрегат и холодного воздуха, кДж/кг; с_т — удельная теплоемкость рабочего топлива, кДж/(кг-К) или кДж/(м³-К); £_т — температура топлива, К; k — коэффициент разложения карбонатов, принимаемый при слоевом сжигании равным 0,7; при камерном 1,0; (СО₂)| — содержание углекислоты в карбонатах в рабочей массе, %.

Тепловой баланс составляется для установившегося тепло­вого режима испытываемого котельного агрегата на 1 кг твер­дого и жидкого топлива или на 1 м³ газообразного топлива при нормальных условиях. Уравнение теплового баланса имеет вид

где Qi — полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, кДж/кг или кДж/м³; Q₂ — потеря теплоты с уходящими про­дуктами горения, кДж/кг или кДж/м³; Q₃ — потеря теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг или кДж/м³; Qi— потеря теплоты от механической неполноты сгорания, имеет место только при сжигании твердого топлива, кДж/кг; Q₅ — потеря теплоты в окружающую среду (от наружного охлажде­ния), кДж/кг или кДж/м³; Q6 = Q6 шл + Q₆ охл — потеря теплоты с физическим теплом шлака и потеря на охлаждение не вклю­ченных в циркуляционную схему котла панелей и балок {Qemn имеет место только при сжигании твердого топлива), кДж/кг или кДж/м³.

Ф изическую теплоту, внесенную топливом (Q_T), следует учитывать только при сжигании мазута в форсунках любого типа, а теплоту, вносимую при паровом распыле (<3ф), только при установке редко применяемых паровых форсунок. Теплота, внесенная в топку воздухом при подогреве его вне котельного агрегата, может не учитываться, если температура воздуха измеряется на входе в котельный агрегат (в воздухоподогре­ватель). Это упрощает испытания и составление теплового ба­ланса за счет исключения из Q_p^p величины Q_B. _вн-

Эксплуатационные и наладочные испытания обычно прово­дятся с определением к. п. д. котельной установки с точностью

239

до ±2 %. Следовательно, при этих испытаниях физическая теп­лота топлива, вносимая с подогретым мазутом, может не учи­тываться, так как дает относительную погрешность при опре-. делении к. п. д. менее 0,8 %.

Уравнение теплового баланса котельного агрегата с учетом сказанного о располагаемой теплоте и потерях теплоты при сжигании различных топлив для твердого топлива (в кДж/кг), за исключением сланцев, примет вид

для жидкого топлива (в кДж/кг)

для газообразного топлива (в кДж/м³)

коэффициентом полезного действия (брутто) котельного аг­регата называют отношение выработанной котельным агрега­том теплоты к располагаемой теплоте (в процентах):

Потери теплоты в котельном агрегате также относят к рас­полагаемой теплоте (в процентах):

Разделив обе части уравнений (10-24), (10-25), (10-26) на низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива, получим уравнение теплового баланса котельного агрегата в следующем виде:

для твердого топлива (в процентах)

для жидкого и газообразного топлива (в процентах)

Из этих уравнений может быть определен к. п. д. котла (брутто), если известны потери теплоты.

В результате эксплуатационных испытаний при отсутствии продувки, отпуска насыщенного пара мимо пароперегревателя и вторичного перегрева пара к. п. д. котельного агрегата (в про­центах) может быть определено и по уравнению

где D — нагрузка котла, кг/с; г_пе — энтальпия перегретого пара или при отсутствии пароперегревателя энтальпия насыщенного

пара, кДж/кг; i_п. в — энтальпия питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, кДж/кг; В —расходтоплива, кг/с или м³/с

Определение к. п. д. по прямому балансу (10-29) применя­ется при анализе работы установки за длительные промежутки времени (декада, месяц). При испытании котельных агрегатов этот метод применяется редко, так как связан с необходимо­стью определения расхода топлива. За короткое время опыта, особенно при сжигании твердого топлива в механических топ­ках, расход топлива с достаточной точностью определить трудно. При испытании котельных агрегатов к. п. д. опреде­ляют по обратному балансу из уравнения (10-27) или (10-28); такое определение значительно точнее, особенно при высоких значениях к. п. д. современных котлоагрегатов.

Методика обработки опытных данных имеет свои особен­ности в зависимости от вида сжигаемого топлива (твердое, жидкое или газообразное). Техника теплотехнических расче­тов, базируясь на основных уравнениях, может развиваться в направлении их уточнения путем введения новых дополни­тельных факторов или в направлении упрощения расчета для облегчения применения его в инженерной практике. Последнее направление весьма перспективно, если оно не искажает сущ­ности рассчитываемых физических процессов и обеспечивает необходимую точность решения практических вопросов. Совет­скими учеными создан ряд упрощенных методик теплотехниче­ских расчетов. К ним относятся теплотехнические расчеты по обобщенным константам продуктов горения, разработанные проф. М. Б. Равичем, и теплотехнические расчеты по приведен­ным характеристикам топлива, наиболее полно разработанные проф. С. Я. Корницким и развитые в последнее время Я. Л.Пеккером. Упрощенные методики теплотехнических расчетов раз­работаны применительно к методу обратного баланса.

Опыт работы различных наладочных организаций и иссле­довательских институтов, выполнивших за последние годы боль­шое количество испытаний котельных агрегатов, показал, что при сжигании газообразного и жидкого топлива обработку ре­зультатов эксплуатационных испытаний целесообразно произ­водить по упрощенной методике, разработанной проф. М. Б. Ра­вичем.

В основу упрощенной методики положены более стабильные характеристики, чем теплота сгорания топлива, которая испы­тывает заметные колебания при изменении элементарного со­става горючей массы топлива. При расчете по упрощенной ме­тодике используются следующие характеристики:

1) максимальная температура t_MaXc развиваемая при пол­ном сгорании топлива в теоретических условиях, т. е. при ко­эффициенте избытка воздуха, равном единице, без потерь теп­лоты (Д. И. Менделеев назвал эту величину жаропроизводи-тельностью топлива); 2) количество теплоты, Р, приходящееся

240

241

на 1 м³ (при нормальных условиях) сухих продуктов горения, выделяющееся при полном сгорании рабочего топлива в тео­ретически необходимом количестве воздуха; 3) отношение В объемов сухих и влажных продуктов горения в теоретических условиях; 4) изменение h объема сухих продуктов горения в реальных условиях по отношению к объему сухих продуктов горения в теоретических условиях.

Цри обработке результатов испытаний по упрощенной ме­тодике не требуется определения теплоты сгорания топлива, что значительно сокращает время испытаний и обработки опытных данных. Так как упрощенная методика базируется на обобщенных константах продуктов горения, определение их со­става должно выполняться тщательно.

Составление теплового баланса и расчет отдельных потерь теплоты производится в следующем порядке.

1. По результатам анализа продуктов горения определяется содержание R0_2MaKc:

при неполном горении

Если вид топлива известен, то полученное по анализу про­дуктов горения значение сравнивается с табличными данными (табл. 10-13). Заметное расхождение между значениями R0_2MaKc, подсчитанными по анализу продуктов горения, и таб­личными данными (более 0,3 %) указывает на ошибку анализа или на отклонение состава сжигаемого топлива от усреднен­ных данных.

2. Определяется коэффициент, показывающий увеличение объема продуктов горения вследствие содержания в них избы­ точного воздуха по отношению к объему сухих продуктов го­ рения в теоретических условиях,

где ИОгмакс — максимальное суммарное содержание в сухих га­зах С0₂ и S0₂ (S0₂ образуется только при сжигании сернистых топлив); значение R0₂ макс для природного газа, мазута и дру­гих газов приведено в табл. 10-13; R0₂, СО, СН₄ — суммарное содержание сернистого ангидрида и углекислого газа, содер­жание окиси углерода и метана в сухих продуктах горения по данным анализа при испытании, %.

3. Подсчитывается потеря теплоты с уходящими газами (в процентах): если h>\,

где t_yx — средняя температура уходящих газов по данным из­мерений при испытании, °С; t_B. ₃— средняя температура воздуха, забираемого вентилятором, а при его отсутствии температура воздуха, поступающего в горелки, по данным измерений при испытании, °С; /_Макс— жаропроизводительность топлива, при­нимается по данным табл. 10-13; / — коэффициент, характери­зующий отношение произведения действительного объема воздуха, поданного в топку, и его удельной теплоемкости к про­изведению объема продуктов горения и их удельной теплоем­кости (принимается для природного газа 0,85, а для жидкого топлива и нефтяных газов 0,9); В — коэффициент, показываю­щий отношение объема сухих продуктов к объему влажных продуктов горения в теоретических условиях; принимается по табл. 10-13; С — поправочный коэффициент, показывающий отношение средневзвешенной удельной теплоемкости не разбав­ленных . воздухом продуктов горения в температурном интер­вале от 0 °С до /у_Х к их средневзвешенной удельной теплоем­кости в температурном интервале от 0 °С до /_Макс; принима­ется по данным табл. 10-14; К— поправочный коэффициент, показывающий отношение средней удельной теплоемкости воз­духа в температурном интервале от 0 °С до /_ух к средневзве­шенной удельной теплоемкости не разбавленных воздухом про­дуктов горения в температурном интервале от 0 °С до /_Макс; принимается по данным табл. 10-14.