2.6. Тепловые характеристики котлоагрегатов

Режим работы катлоагрегата характеризуется нагрузкой и совокупностью значений параметров, определяющих экономич­ность процесса производства пара. Каждому режиму работы котлоагрегата отвечает определенное значение параметров теп­лоносителя соответственно по газовому и паровому трактам.

Если значения всех параметров, определяющих режим работы котлоагрегата, остаются неизменными, то такой режим называ­ется стационарным или установившимся. Переменные режимы котлоагрегата состоят из последовательно проходимых устано­вившихся режимов. При переходе от одного стационарного режи­ма к другому параметры, характеризующие работу котлоагрега­та, изменяются от одного установившегося значения к другому. Процессы, которые при этом происходят, называются переходны­ми или неустановившимися.

Изменение во времени параметров при неустановившемся ре­жиме зависит от динамических характеристик котлоагрегата. Динамические характеристики являются определяющими для разработки систем автоматического регулирования и выбора па­раметров настройки авторегуляторов.

С точки зрения эксплуатации и организации режимов работы котлоагрегатов основное значение имеют установившиеся режи­мы. При таких режимах зависимость между выходными и вход­ными параметрами котлоагрегата определяется тепловыми, или статическими, характеристиками.

Основными выходными параметрами котлоагрегата являют­ся температура перегрева, первичного и вторичного пара и к.п.д. В состав входных параметров входят его нагрузка, температура питательной воды, воздушный режим, показатели качества топ­лива (зольность, влажность), характеристики золы и пыли.

В практике обычно имеет место одновременное изменение не­скольких входных параметров, однако проанализировать совместное влияние их на показатели работы котлоагрегата за­труднительно. Поэтому рассмотрим статические характеристики котлоагрегатов при изменении различных входных параметров в отдельности.

1. Изменение нагрузки, котлоагрегата. Изменение нагрузки котлоагрегата является постоянным эксплуатационным факто­ром, существенно определяющим его экономичность и надеж­ность. Теплоотдача радиацией зависит от теплопоглощения газо­вого слоя, неизменного для данной топки при сохранении избыт­ка воздуха в ней, и от разности температур газов и нагреваемой среды в четвертой степени. Поэтому количество тепла, передава­емого экранам в топке, зависит практически лишь от средней (эффективной) температуры газов, определяемой теоретической температурой горения и температурой газов на выходе из топки. .С ростом нагрузки теоретическая температура горения

остается почти неизменной, так как к. п. д. топки меняется относительно мало, а влияние температуры горячего воздуха на t_Т незначительно. Здесь — низшая теплота сгорания топлива и. тепло, вводимое в топку с воздухом; V_T, С_г — объем и теплоем­кость газов. В то же время, как показывает опыт, при увеличе­нии нагрузки котлоагрегата происходит значительный рост тем­пературы и энтальпии газов на выходе из топки. Поэтому, хотя полное количество тепла, передаваемого в топке, с ростом на­грузки котлоагрегата несколько увеличивается, рост энтальпии газов на выходе из топки I_т означает уменьшение удельного тепловосприятия радиационных поверхностей, так как

В связи с уменьшением удельного тепловосприятия радиацион­ных поверхностей нагрева полное их тепловосприятие отстает от возрастания нагрузки [18], т. е.

Так как полное тепловосприятие всех поверхностей нагрева котлоагрегата пропорционально нагрузке, то отставание тепло­восприятия в топке от роста нагрузки обусловливает опережаю­щий рост тепловосприятия конвективных поверхностей. Физиче­ски это объясняется ростом температурных напоров в этих по­верхностях в связи с увеличением температуры газов в любом сечении газохода и коэффициента теплопередачи, вызванным ро­стом температуры и скорости газов. Отмеченное соотношение между ростом тепловосприятия различных поверхностей и рос­том нагрузки котлоагрегата обусловливает снижение температуры пара для радиационного и повышение ее для конвективного пароперегревателя при росте нагрузки. Это обстоятельство ис­пользуется при проектировании котлоагрегатов для обеспече­ния максимального постоянства температуры пара за счет установки комбинированных (радиационных и конвективных) паро­перегревателей.

Следует иметь в виду, что в высокотемпературной области нет чисто конвективных поверхностей нагрева. Поэтому удельное тепловосприятие конвективной поверхности нагрева, расположен­ной при выходе из топки, остается неизменным; удельное тепло­восприятие расположенных далее конвективных поверхностей нагрева растет тем в большей степени, чем ниже температура га­зов, в области которой эти поверхности нагрева расположены, т. е. чем больше доля тепла, передаваемого конвекцией.

Так как количества воды и пара, проходящих через водяной экономайзер и пароперегреватель, увеличиваются в той же ме­ре, что и нагрузка (с определенным приближением это относит­ся и к воздуху, проходящему через воздухоподогреватель), а полное тепловосприятие этих поверхностей нагрева возрастает больше, чем нагрузка, то температура горячего воздуха, темпе­ратура подогрева воды, или процент парообразования в водяном экономайзере кипящего типа, и температура перегретого пара с ростом нагрузки котлоагрегата увеличиваются. Одновременно происходит повышение температуры газов после всех конвектив­ных поверхностей нагрева, что обусловливает рост температуры уходящих газов и потери тепла с ними при росте нагрузки. По­этому при форсировке котлоагрегата происходит снижение его к.п.д. При малых нагрузках к.п.д. котлоагрегата также уменьша­ется вследствие увеличения относительной величины топочных потерь, потерь на наружное охлаждение и роста коэффициента избытка воздуха в топке. Однако в достаточно широкой рабочей зоне нагрузок к.п.д. котлоагрегата меняется незначительно и в первом приближении может быть принят постоянным.

Надо иметь в виду, что статические характеристики котлоаг­регатов при изменении нагрузок индивидуальны, т. е. должны рассматриваться применительно к конкретным котлоагрегатам и зависят от его конструкции, типа топочных устройств и вида сжигаемого топлива. На рис. 2.20 приведены характеристики котлоагрегатов: ТП-87 при работе на мазуте (а) и ТП-230-2 при работе на АШ (б).

2. Изменение температуры питательной воды. Значительное уменьшение температуры питательной воды имеет место при аварийном отключении подогревателей высокого давления, а так­же при уменьшении расхода пара на турбину и соответствующем снижении давления в камере верхнего регенеративного отбора.

При уменьшении температуры питательной воды и неизменной теплопроизводительности котлоагрегата паропроизводительность его снижается и определится из выражения

где i_п.в ,i’ , i_п.п — соответственно энтальпия питательной и котло­вой воды и перегретого пара; р — доля продувки; величины, имеющие в степени «штрих», относятся к режиму с уменьшившимся по сравнению с номинальным значением температуры учитывает изменение питательной воды к. п. д. котлоагрегата при изменении температуры питательной воды.

Рис. 2.20. Зависимость тепло­вых характеристик котлоагрегатов от их паропроизводительности.

При уменьшении температуры питательной воды увеличива­ются температурный напор и удельное тепловосприятие для во­дяного экономайзера, в связи с чем при постоянном расходе топлива температура уходящих газов снижается и к.п.д. брутто котлоагрегата возрастает. Снижение температуры уходящих га­зов при одинаковом уменьшении температуры питательной воды различно для разных котлоагрегатов, зависит от удельного веса водяного экономайзера в тепловом балансе котельного агрегата и его конструкции и составляет 1—4°С на каждые 10° изменения температуры питательной воды.

При уменьшении температуры питательной воды и постоян­ном расходе пара требуется увеличить расход топлива. При этом температура уходящих газов и к.п.д. котлоагрегата практически не изменяются. Уменьшение температуры питательной воды ска­зывается на режиме работы не только водяного экономайзера, но и других поверхностей нагрева котлоагрегата. Так, при посто­янной паропроизводительности имеет место некоторое снижение температуры горячего воздуха в результате снижения температуры газов перед воздухоподогревателем. По этой причине пони­жаются общее тепловыделение и теоретическая температура в топке, а также происходит снижение радиационного тепловосприятия.

Для кипящего экономайзера при уменьшении t_п.в снижается процент парообразования,, для некипящего увеличивается недогрев воды, что приводит к увеличению экономайзерного участка для экранных поверхностей.

Снижение температуры питательной воды существенно влия­ет на режим работы пароперегревателя: при постоянной паро­производительности возрастает температура перегрева пара для барабанных котлоагрегатов в связи с увеличением расхода топ­лива, скоростей газов в области пароперегревателя и его удель­ного тепловосприятия, при этом . В случае постоян­ного расхода топлива повышение температуры перегретого пара при уменьшении температуры питательной воды объясняется снижением расхода пара через пароперегреватель при неизмен­ном его тепловосприятии. Ограничение роста температуры пере­грева пара достигается использованием пароохлаждающих устройств.

Для прямоточных котлоагрегатов уменьшение температуры питательной воды вызывает соответствующее снижение темпера­туры перегретого пара, и для поддержания се требуется увели­чить подачу топлива.

Общий вид статических характеристик барабанных котло­агрегатов при изменении температуры питательной воды пред­ставлен на рис. 2.21 [18].

3. Изменения качества топлива. Под изменением качества топлива понимается изменение его состава (зольности, влажно­сти), а также теплоты сгорания, фракционного состава пыли, температурных характеристик золы.

Увеличение зольности обусловливает уменьшение процентно­го содержания горючих элементов и уменьшение теплоты сгора­ния топлива. Соответственно уменьшаются теоретические объе­мы воздуха и продуктов сгорания в расчете на 1 кг топлива. При постоянном расходе натурального топлива уменьшаются полное тепловыделение топки и температура газов на выходе из топки. Доля тепла, передаваемого радиацией, возрастает и уменьшает­ся конвективное тепловосприятие в связи с уменьшением объе­мов газа и температурных напоров. Относительное снижение емпературы газов по газовому тракту к концу его постепенно уменьшается.

При увеличении зольности для поддержания заданной паро­производительности необходимо увеличить расход натурально­го топлива. При этом температура газов по всем газоходам, пол­ный объем газов, скорости их в конвективных газоходах, полное тепловосприятие поверхностей практически не изменяются.

Рис, 2.21. Тепловые характеристики котлоагрегата при изменении темпе­ратуры питательной воды и неизменной паропроизводительности (а) и неизменном расходе топлива (б).

Увеличение зольности заметно отражается на работе и пока­зателях котлоагрегата, что находит выражение в увеличении из­лучения факела, росте потерь от механического недожога, усилении шлакования и загрязнения золою поверхностей нагрева, а также в снижении эксплуатационного к.п.д. брутто котлоагрега­та. К.п.д. нетто котлоагрегата понижается еще в большей степе­ни из-за увеличения расхода электроэнергии на размол топлива и транспорт золы.

На рис. 2.22 показана зависимость потерь с механическим не­дожогом ^4 от приведенной зольности для котлоагрегата, рабо­тающего на АШ. Данную зависимость можно рассматривать как характерную для топлив с низким выходом летучих, сжигание которых сопровождается значительным механическим недо­жогом.

Увеличение рабочей влажности топлива также вызывает снижение теплоты сгорания топлива, однако в большей степени, чем это определяется соответствующим снижением содержания го­рючих элементов, так как увеличивается расход тепла на испа­рение влаги.

Теоретическая температура горения при увеличении влажно­сти топлива уменьшается, что вытекает из выражения

(2.25)

Рис. 2.22. Зависимость потери тепла с механическим недо­жогом от приведенной зольности для двух значений

В выражениии (2.25) в случае увеличения влажности топлива объем сухих газов Vc.r уменьшается в той же мере, что и числитель, объем же водяного пара Vн₂о увеличивается, поэтому знаменатель уравнения (2.25) уменьшается в меньшей степени, чем числитель.

Уменьшение t_т приводит к снижению тепловосприятия радиа­ционных поверхностей нагрева, температурного уровня по всему газовому тракту и тепловосприятия конвективных поверхностей нагрева. Вследствие отставания снижения V_r (нм³/кг топлива) от снижения Q^p_н при увеличении влажности потеря тепла с ухо­дящими газами увеличивается, несмотря на некоторое снижение температуры уходящих газов.

Уменьшение теплоты сгорания топлива, снижение к.п.д. брут­то в случае увеличения влажности при неизменном расходе топ­лива приводит к снижению паропроизводительности. Для сохра­нения постоянной паропроизводительности при увеличении влаж­ности требуется увеличить расход топлива. При этом имеют место те же явления, что и при росте нагрузки: возрастает темпе­ратура уходящих газов, еще в большей степени возрастает потеря тепла с уходящими газами и уменьшается к.п.д. котлоагрегата. Температура газов и температурные напоры возрастают по все­му тракту, в результате увеличения объема и скоростей газов увеличивается интенсивность теплообмена в конвективных газоходах; при некотором снижении по сравнению с расчетной вели­чиной доли тепла, передаваемого радиацией, паропроизводительность и тепловосприятие конвективных поверхностей нагрева возрастают, возрастает температура перегретого пара или съем тепла в пароохлаждающих устройствах. На рис. 2.23 в общем виде приведены характеристики котлоагрегата при изменении влажности топлива [18].

Рис. 2.23. Тепловые характеристики котлоагрегата при изменении влажно­сти топлива и постоянной паропроиз­водительности. Обозначении те же, что на рис. 2.21.

Изменение теплоты сгорания топлива является результатом изменения его состава. Изме­нение при условии сохра­нения паропроизводительности котлоагрегата приводит к соот­ветствующему изменению расхо­да натурального топлива, связь между этими величинами опре­деляется равенством . Уменьшение теплоты сгорания вызывает увеличение балласта в дымовых газах и рост их объема. В качестве вторичных явлений возможно ухудшение процесса горения и увеличение топочных потерь. На рис, 2.24 показаны зависи­мость потерь с механическим недожогом от теплоты сгорания топлива при сжигании АШ.

Основными характеристика­ми золы являются характеристики плавкости, определяемые температурными точками начала деформации t₁ начала размягчения t₂ и начала жидкоплавкого состояния t₃. Энергетические угли по плавкости золы условно раз­деляются на три группы: с легкоплавкой золой (t₃< 1350° С), с зо­лой средней плавкости (t₃= 1350—1450° С), с тугоплавкой золой (t₃>1450°С).

Отклонение от принятой для расчета характеристики золы не влияет непосредственно на режим топки и котлоагрегата. Однако при этом возможны нарушения режима жидкого шлакоудаления, повышенное загрязнение (шлакование конвективных поверхнос­тей нагрева), обусловливающие как вторичное явление серьез­ное нарушение топочного режима и режима работы поверхностей нагрева.

Фракционный состав пылевидного топлива определяется зер­новой характеристикой угольной пыли. Обычно в качестве характеристики пыли рассматриваются R₈₈ и R₂₀₀ — остатки после просеивания пыли на ситах с размером ячеек 88 и 200 мкм. Чем меньше размер частиц пыли, тем меньше механический недожог, но при этом расходуется больше электроэнергии на размол. Оп­тимальная тонина помола должна соответствовать минимуму суммы этих потерь.

Рис. 2.24. Зависимость потери тепла с механиче­ским недожогом от теплоты сгорания топлива.

В общем случае влияние фракционного состава пыли на ра­боту котлоагрегата имеет более широкий характер. Так, увеличение механического недожога может сочетаться с увеличением химического недожога; изменение тонкости помола отражается на режиме образования отложений на поверхностях нагрева, в частности для котлоагрегатов, работающих на АШ, при сжига­нии более тонкой пыли увеличивается количество отложений на поверхности нагрева конвективного пароперегревателя.

4. Изменение избытка воздуха в топке. Избыток воздуха в топке а_r- являётся важнейшим эксплуатационным показателем, влияние которого на экономичность и надежность котлоагрегата весьма значительно и многогранно. На рис. 2.25 приведены в об­щем виде тепловые характеристики котлоагрегата в зависимости от а_т [18].

Возрастание а_т приводит к существенному увеличению объе­мов продуктов сгорания. При этом несколько увеличивается тепловыделение в топке, определяемое суммой . однако из-за относительно небольшой величины ф_в03 теоретическая тем­пература горения с увеличением сс_т уменьшается, в особенности в случае увеличения а_т за счет присосов холодного воздуха. Это приводит к уменьшению температуры в топке, снижению тепло-восприятия радиационных поверхностей нагрева. Последнее обстоятельство приводит к увеличению энтальпии газов на вы­ходе из топки.

Увеличение а_т не приводит к заметному изменению темпера­туры газов перед конвективными поверхностями, но объем их и энтальпия существенно увеличиваются; в связи с этим темпера­турные напоры не изменяются, а коэффициент теплопередачи возрастает в области преобладающего конвективного теплообмена, т. е. в области пароперегревателя, водяного экономайзера и воз­духоподогревателя. Возрастание коэффициента теплопередачи об­условливает повышение удельного тепловосприятия конвективных поверхностей нагрева и рост температуры рабочего тела и паро­образования в кипящем водяном экономайзере. Одновременно возрастает температура га­зов по всему газовому тракту, так как удельные тепловосприятия конвективных по­верхностей нагрева возраста­ют менее значительно, чем энтальпия газов перед ними. Наиболее характерными зависимостями при возра­стании а_т являются повыше­ние температуры пара (съе­ма тепла в пароохлаждающих устройствах) и темпера­туры уходящих газов.

Рис. 2.25. Тепловые характеристики котлоагрегата при изменении избытка воздуха в топке и постоянном значении расхода топлива. Обозначения те же, что и на рис. 2.21

Специфической зависи­мостью является связь меж­ду топочными потерями и а_т. Кривая потерь с механиче­ским недожогом q₄ для твер­дого топлива имеет экстре­мальный характер, а пони­жение избытка воздуха ниже определенной (критической) величины приводит к резкому возрастанию потерь с химическим недожогом q_3.

На рис. 2.26 представлены полученные ЦКТИ зависимости Для различных видов топлива и различных тепло-напряжений топочного объема. Как видно, при любых значениях с увеличением а_т потеря q₄ сначала уменьшается, а затем имеет место тенденция к ее увеличению в результате понижения температуры в топке. Такое влияние а_т на q₄ особенно сильно проявляется при сжигании АШ. При неизменном а_т и увеличе­нии теплонапряжений топочного объема потеря q₄ возрастает в связи с уменьшением времени пребывания топлива в топке.

На рис. 2.27 показаны зависимости потерь q₂, q₃ от избытка воздуха за пароперегревателем для котлоагрегата ТП-230-2, ра­ботающего на мазуте. Здесь отчетливо видно, что при некотором критическом значении а_т потери от химического недожога рез­ко возрастают.

5. Изменение присосов воздуха по газовому тракту. Газовый тракт котлоагрегатов, не работающих под наддувом, находится под разрежением. В топке это разрежение на уровне 50—20 Н/м², перед дымососами — 2—3 кН/м². В связи с этим любые неплот­ности газового тракта служат источником присосов наружного воздуха.

Рис. 2.26. Изменение величины q₄ в зависимости от избытка воздуха a_T.

Рис. 2.27. Зависимость q₃,q₂, от избытка воздуха за пароперегревателем.

Наиболее уязвимыми местами для возникновения неплотно­стей являются сопряжения отдельных элементов обмуровки с ме­таллическими деталями и трубами котлоагрегата, сварные соеди­нения обшивки, элементы и трубы воздухоподогревателя.

Присосы воздуха в топку приводят к увеличению а_т, и это влияние на показатели котлоагрегата уже рассмотрено.

Присосы воздуха в любом газоходе котлоагрегата вызывают увеличение объема газов, потери тепла с уходящими газами и снижение к.п.д. котлоагрегата. Эти изменения наиболее значи­тельны для участков с поверхностями нагрева, перед которыми имеют место присосы воздуха. На работу котлоагрегата в целом увеличение присосов влияет тем более значительно, чем ближе к топке расположен газоход с увеличившимися присосами. Увели­чение присосов в верхней части конвективного газохода приво­дит к некоторому росту температуры уходящих газов.

В общем случае увеличение потери q₂ за счет увеличения из­бытка воздуха в уходящих газах Δа_ух, являющегося результатом присосов воздуха в газоходы, определяется по приближенной формуле

Рис. 2.28. Схема рециркуляции газов в котлоагрегатах:

а — уходящих газов; б — газов из газохода перед первой ступенью воздухоподогревателя; в — газов из газохода перед первой ступенью водяного экономайзера; 1—подача газа в нижнюю часть топки; 2 — подача газа в верхнюю часть топки; 3 — подача газа в газоход перед копвективным пароперегревателем.

Для современных котлоагрегатов величина присосов воздуха в топку , в конвективных газоходах присосы составля­ют величину порядка = 0,01 —0,03 в каждом пакете поверхности нагрева, присосы воздуха в газоходы трубчатых воздухоподо­гревателей достигают около 0,05, в регенеративных — 0,1—0,25.

Источником присосов в области воздухоподогревателя мо­гут быть неплотности его трубной системы. В этом случае изме­няются как аэродинамические, так и тепловые характеристики воздухоподогревателя: расход воздуха на отдельных участках, сопротивление воздухоподогревателя, а при предельной загруз­ке вентиляторов уменьшается расход горячего воздуха. При этом снижается паропроизводительность котлоагрегата и значитель­но увеличивается потеря тепла с уходящими газами q₂.

6. Изменение рециркуляции дымовых газов. Рециркуляция га­зов широко применяется для расширения диапазона регулирова­ния температуры перегретого пара и позволяет поддержать тем­пературу перегрева пара и при малых нагрузках котлоагрегата. В последнее время рециркуляция дымовых газов получает так­же распространение как метод снижения образования NО_х. На рис. 2.28 показаны схемы рециркуляции дымовых газов. Приме­няется также рециркуляция дымовых газов в воздушный поток перед горелками, что является более эффективным с точки зре­ния подавления образования N0_x.

Ввод относительно холодных рециркулируемых газов в ниж­нюю часть топки приводит к уменьшению тепловосприятия ра­диационных поверхностей нагрева и к возрастанию температу­ры газов па выходе из топки и в конвективных газоходах, в том числе температуры уходящих газов. Увеличение общего расхода дымовых газов на участке газового тракта до отбора газов на рециркуляцию способствует повышению коэффициентов тепло­передачи и тепловосприятия конвективных поверхностей нагрева.

Рис. 2.29. Изменение температуры пара (кривая 1), темпе­ратуры горячего воздуха (кривая 2) и потерь с уходящими газами (кривая 3) в зависимости от доли рециркуляции ды­мовых газов г.

На рис. 2.29 приведены характеристики котлоагрегата ТП-230-2 при изменении доли рециркуляции газов в нижнюю часть топки. Здесь доля рециркуляции

где V_рц — объем газов, отбираемых па рециркуляцию; V_r — объем газов в месте отбора на рециркуляцию без учета V_рц. Как видно, увеличение доли рециркуляции на каждые 10% приводит к повы­шению температуры уходящих газов на 3—4°С, Vr — на 0,2%, температуры пара — на 15° С, причем характер зависимости почти линейный. Эти соотношения не являются однозначными для всех котлоагрегатов. Их величина зависит от температуры рециркулируемых газов (места забора газов) и метода ввода их. Сброс рециркулируемых газов в верхнюю часть топки не ока­зывает влияния на работу топки, но приводит к значительному снижению температуры газов в области пароперегревателя и как следствие к снижению температуры перегретого пара, хотя объем продуктов сгорания увеличивается. Сброс газов в верхнюю часть топки может быть использован для защиты пароперегревателя от воздействия недопустимо высокой температуры газов и уменьшения шлакования пароперегревателя.

Разумеется, применение рециркуляции газов приводит к сни­жению не только к.п.д. брутто, но и к.п.д. нетто котлоагрегата, так как вызывает увеличение расхода электроэнергии на соб­ственные нужды.

Рис. 2.30. Зависимость потерь тепла с механическим недожегом от температуры горячего воздуха.

7. Изменение температуры горячего воздуха. Изменение тем­пературы горячего воздуха является результатом изменения режима работы воздухоподогревателя вследствие влияния таких факторов, как изменение температурного напора, коэффициента теплопередачи, расхода газов или воздуха. Повышение темпера­туры горячего воздуха увеличивает, хотя и незначительно, уро­вень тепловыделения в топке. Величина температуры горячего воздуха оказывает заметное влияние на характеристики котло-агрегатов, работающих на топливе с малым выходом летучих. Понижение ^_г.в в этом случае ухудшает условия воспламенения топлива, режим сушки и размола топлива, приводит к понижению температуры аэросмеси на входе в горелки, что может вызвать рост потерь с механическим недожогом (см. рис. 2.30).

8. Изменение температуры предварительного подогрева воз­духа. Предварительный подогрев воздуха перед воздухоподогре­вателем применяется для повышения температуры стенки его поверхностей нагрева с целью снижения коррозионного воздей­ствия па них дымовых газов, в особенности при сжигании высокосернистых топлив. Согласно ПТЭ [60], при сжигании сернистого мазута температура воздуха перед трубчатыми воздухоподогревателями должна быть не ниже 110° С, а перед регенеративными — не ниже 70^е С.

Предварительный подогрев воздуха может осуществляться за счет рециркуляции горячего воздуха на вход дутьевых венти­ляторов, однако при этом происходит снижение экономичности котлоагрегата за счет увеличения расхода электроэнергии на дутье и роста температуры уходящих газов. Поэтому подогрев воздуха выше 50°С целесообразно осуществлять в калориферах, работающих на отборном паре или горячей воде.

Предварительный подогрев воздуха влечет за собой уменьше­ние тепловосприятия воздухоподогревателя вследствие снижения температурного напора, температура уходящих газов и потеря тепла при этом повышаются. Предварительный подогрев воздуха требует также дополнительных затрат электроэнергии на подачу воздуха в воздухоподогреватель. В зависимости от уровня и способа предварительного подогрева воздуха на каждые 10° С предварительного подогрева воздуха к.п.д. брутто изменяется примерно на 0,15—0,25%, а температура уходящих газов — на 3—4,5° С.

Так как доля тепла, отбираемого для предварительного подо­грева воздуха, по отношению к теплопроизводительности котлоагрегатов довольно велика (2—3,5%), выбор оптимальной схе­мы подогрева воздуха имеет большое значение.

~Тар~]3 2 Ж

Холодный оозоух

Рис. 2.31. Схема двухступенчатого подогрева воздуха в калориферах сетевой водой и отборным паром:

1 — сетевые подогреватели; 2 — первая ступень подогрева воздуха сетевой водой отопительной системы; 3 — вторая ступень подогрева воздуха пзром; 4 — насос подачи обратной сетевой воды на калориферы; 5 — сетевая вода для подогре­ва воздуха (схема для летнего периода); 6 — сетевая вода для подогрева воздуха (схема для зимнего периода).

Подогрев воздуха отборным паром турбин термодинамически невыгоден, так как для подогрева воздуха может быть использо­ван только пар относительно высокого давления (с коэффициен­том ценности отбираемого пара ξ = 0,5—0,8). Обеспечиваемая при этом величина выработки электроэнергии на тепловом по­треблении может не компенсировать снижение экономичности паротурбинной установки за счет уменьшения к.п.д. котлоагре­гата. Более эффективным является применение отборного пара со значением ξ = 0,25—0,3, что соответствует давлению в отборе 0,06—0,1 МПа. Поэтому существенный экономический эффект может обеспечить применение на ТЭЦ со ступенчатым подогре­вом сетевой воды схемы комбинированного подогрева воздуха с использованием в качестве теплоносителя для первой ступени подогрева воздуха воды из тепловой сети, хотя при этом и снижается несколько интенсивность теплообмена, а значит, растет тре­буемая поверхность нагрева калориферов [56].

На рис. 2.31 приведена одна из возможных схем такого типа. Схема предусматривает использование в качестве теплоносителя первой ступени подогрева воздуха обратной сетевой воды отопи­тельной системы, для второй ступени используется пар. Особен­но эффективна эта схема в зимний период при низкой темпера­туре наружного воздуха, когда температура обратной сетевой воды оказывается наибольшей. В летнее время для подогрева воздуха в первой ступени используется прямая сетевая вода.