• Авторы: В.И. Трембовля, Е.Д. Фингер, А.А. Авдеева
• Издательство: "Энергия" 1977г. Москва
• Страниц: 296
• Формат: DJVU
• Размер файла: 7,82 mb

В книге рассмотрены особенности испытаний энергетических котлоагрегатов различных типов, отдельных поверхностей нагрева и вспомогательных механизмов. Описаны техника и методика измерений при испытаниях. Приведены рекомендации по составлению тепловых балансов на основе результатов испытаний котлоагрегатов в целом и отдельных его элементов. Рассмотрены методы оценки погрешностей измерений и точности результатов испытаний. Книга предназначена для инженерно-технических работников электростанций, наладочных и научно-исследовательских организаций. Она может быть также использована в качестве пособия студентами старших курсов энергетических специальностей вузов и техникумов.

Наряду с эффектом от внедрения новой техники значительная экономия топлива может быть достигнута за счет повышения эффективности использования оборудования, в достижении чего важную роль играют теплотехнические испытания котельных агрегатов.

В качестве пособия по проведению таких испытаний рекомендуется настоящая книга, в которой сделана попытка отразить многолетний опыт проведения экспериментальных работ на электростанциях, накопленный в ОРГРЭС, ВТИ, ЦКТИ и ряде других организаций.

Вопросам организации и проведения теплотехнических испытаний котельных установок был посвящен ряд изданий, появление которых на разных этапах было связано с освоением новых топлив, ростом мощности оборудования, совершенствованием измерительной техники, методов учета и анализа контролируемых процессов. В настоящее время в энергетике основную долю установленной мощности ТЭС составляют энергоблоки, паропроизводительность и размеры котельных установок которых все возрастают, а режимы работы определяются часто значительной неравномерностью графиков нагрузок. Со времени выхода в свет наиболее полно обобщающего пособия по испытанию котельных установок прошло 13 лет. За этот период проведен большой объем испытаний котлоагрегатов различной паропроизводительности, работающих на твердых, жидких и газообразном топливах. Существенно изменились задачи испытаний, методы организаций режимов работы котлоагрегата (особенно переменных), методики измерения отдельных параметров и т. п. Все это позволило пополнить в настоящей книге сведения по организации и проведению испытаний как при стационарных, так и при неустановившихся режимах. Материалы по организации и проведению измерений приведены с ориентацией на максимальное использование автоматической регистрации контролируемых параметров электронными многоточечными приборами, что позволяет устранить субъективные погрешности наблюдений, увеличить частоту регистрации и тем самым повысить точность измерений. Автоматизация регистрации измеряемых параметров при испытаниях неизбежна еще и потому, что численность персонала на электростанциях и в котельных постоянно снижается и выделение наблюдателей из числа персонала для экспериментальных бригад в ряде случаев весьма затруднительно.

В работе не приводится подробных описаний, применяемых при испытаниях приборов, поскольку их можно найти в специальной литературе. Сведения по приборам даны лишь в объеме, необходимом для увязки с вопросами подготовки, установки и контроля их работы.

Для оценки точности проведенных измерений в соответствующих разделах книги даны необходимые указания.

В целях обеспечения сопоставимости результатов испытаний, проводимых различными организациями, авторы книги постарались увязать опыт экспериментальных работ на базе действующих нормативных материалов и рекомендаций международных организаций (СЭВ и ISO).

Материалы книги ориентированы главным образом на вопросы организации и проведения испытаний современных крупных котельных агрегатов электростанций, поэтому в книге не рассмотрены указания по испытаниям мелкого котельного оборудования для коммунальных и тому подобных установок.

Многообразие целей и задач теплотехнических испытаний котельных установок, конкретных условий применения той или иной аппаратуры, естественно, не могли быть полностью отражены в данной работе, однако в значительном числе случаев экспериментатор найдет в книге сведения, которые позволят ему правильно организовать испытания в требуемом объеме и с необходимой точностью. Отдельные детали и фактические материалы в связи с изложенными вопросами экспериментатор найдет в литературе, использованной при написании настоящей книги.

В книге, ограниченной рамками испытаний котельных агрегатов, не рассматриваются испытания энергоблоков в целом, чему должна быть посвящена отдельная работа.

При раздельных испытаниях котельных агрегатов и турбин не определяются коэффициент теплового потока, гидравлическое сопротивление трубопроводов, расходы электроэнергии на привод механизмов собственных нужд и т. д., без чего нельзя получить достаточно достоверных данных об экономичности блока. Опыт экспериментальных работ, однако, показывает, что испытания энергоблоков в целом проводятся, как правило, смешанными бригадами, состоящими из специалистов разного профиля — котельщиков и турбинистов. В связи с этим для первых из них и для специалистов-котельщиков, испытывающих котельные агрегаты на ТЭС с поперечными связями, и предназначена предлагаемая книга.

Авторы выражают глубокую благодарность канд. техн. наук Б. И. Шмуклеру за большую помощь при научно-техническом редактировании книги. Материалы книги написали: гл. 1—4 — В. И. Трембовля; § 2-1 — В. И. Трембовля и Б. И. Шмуклер; § 2-2-2 —Б. И. Шмуклер; гл. 5—8, 13—15 —Е. Д. Фингер; гл. 9—12 и § 14-17 — А. А. Авдеева; § 14-5 и 14-6 — Е. Д. Фингер и А. А. Авдеева.

Авторы

КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПЫТАНИЙ

Теплотехнические испытания котельных агрегатов в зависимости от поставленных задач могут быть разделены на две группы. К первой из них относятся испытания, проводимые с целью определения энергетических (теплотехнических) характеристик работы котельных агрегатов (к. п. д., паропроизводительности, потерь тепла и т. п.), выявления их эксплуатационных особенностей и недостатков конструкций.

Ко второй группе относятся исследовательские работы, проведение которых вызывается необходимостью отработки или проверки новых конструкций, их элементов, исследования новых закономерностей и т. п. Испытания исследовательского характера не подлежат типизации и поэтому здесь не рассматриваются.

В зависимости от цели испытания первой группы проводятся по трем категориям сложности.

К 1 категории сложности относятся приемо-сдаточные (гарантийно-сдаточные) испытания. Они проводятся, как правило, для проверки гарантий поставщика установки, касающихся следующих характеристик: паропроизводительности, к. п. д., параметров пара, его качества, параметров работы вспомогательного оборудования котельного агрегата и т. д. При этом определяются все составляющие потерь тепла, воздушный баланс топки, общее тепловосприятие поверхностей нагрева в рабочем диапазоне нагрузок и др.

Ко 2 категории сложности относятся эксплуатационные (балансовые) испытания, проводимые для установления нормативных эксплуатационных характеристик при расчетных (номинальных) параметрах пара после окончания периода освоения проектной мощности на вновь вводимых в эксплуатацию котлоагрегатах, после реконструкции котлоагрегатов, в связи с переходом (на сжигание нового вида или новой марки топлива и при систематическом отклонении параметров от нормативных. В задачи испытаний, проводимых по 2 категории сложности, входят:

• выявление оптимальных условий работы топки (положения факела, избытка воздуха, распределения воздуха и топлива по горелкам и их ярусам, тонкости пыли и т. п.) при различных нагрузках котлоагрегата (в диапазоне, предусмотренном для автоматического регулирования);
• определение максимальной и минимальной нагрузки оборудования без изменения и при различном составе работающего вспомогательного оборудования;
• определение фактической экономичности агрегата и отдельных составляющих потерь тепла;
• выявление причин превышения потерь тепла над расчетными значениями, разработка мероприятий по их уменьшению и достижению расчетного к. п. д.;
• проверка работы отдельных элементов котельной установки;
• определение аэродинамических характеристик газовоздушного тракта и характеристик вспомогательных механизмов котлоагрегата;
• составление типовой энергетической (нормативной) и расходной характеристики котлоагрегата, а также характеристики относительного прироста расхода топлива.

К испытаниям 3 категории сложности относятся: режимно-наладочные и доводочные испытания, проводимые с целью наладки режима работы котлоагрегатаи определения его отдельных показателей; определение оптимальных значений коэффициента избытка воздуха и тонкости пыли, оптимального распределения воздуха по горелкам, максимальной нагрузки при различном составе вспомогательного оборудования и др. В объем работ при режимно-наладочных испытаниях входят определение пределов изменений режима работы элементов агрегата, выявление их влияния на показатели установки и, наконец, устранение обнаруженных дефектов и отклонений.

По III категории сложности проводятся и эксплуатационные экспресс-испытания после типовых капитальных ремонтов котлоагрегата  с целью определения их качества и уточнения характеристик работы оборудования в результате проведения ремонтных работ.

В отличие от испытаний 1 и 2 категорий сложности, при которых определяются достаточно точные по условиям поставленных задач абсолютные значения искомых величин, испытания по 3 категории сложности проводятся упрощенными методами и поэтому дают возможность получить представление главным образом об отдельных изменениях измеряемых параметров, необходимых для нахождения и поддержания оптимальных режимов. Этого вполне достаточно при эксплуатационном контроле работы установки. Перечисленные виды испытаний (по 2 и 3 категориям сложности) различаются количеством опытов и точностью измерений основных показателей.

Испытания по 1 и 2 категориям сложности проводятся при установившемся тепловом состоянии системы с обязательным сведением теплового баланса котлоагрегата. При этом предусматривается использование аппаратуры с повышенной точностью (классов 0,5 и 1,0), позволяющей определять к. п. д. котлоагрегата по обратному балансу с погрешностью ±1,5%. Независимо от характера испытаний все измерения при испытаниях по 1 и 2 категориям сложности должны проводиться с максимально возможной точностью, меняются лишь объем измерений и требования к допустимым отклонениям основных показателей работы агрегата в опытах.

Требование обязательного измерения расхода топлива, выполнимое для котлоагрегатов средней и небольшой мощности, в которых сжигаются твердое и другие топлива, невыполнимо при сжигании твердого топлива, особенно для установок, имеющих в системе пылеприготовления бункера пыли. Поэтому при испытаниях по всем категориям сложности к. п. д. определяется по обратному балансу. Точность при определении к. п. д. по прямому и обратному балансу практически одинакова, однако прямой метод определения к. п. д. проще в тех случаях, когда он выполним. Точность по обратному балансу может быть более высокой, чем по прямому балансу, при условии определения всех потерь тепла от элементов котлоагрегата: балок, деталей ограждений газоходов и т. п., а также при обработке материалов по полным, а не по сокращенным методикам.

Требование поддержания постоянства заданной нагрузки агрегата перед опытом является обязательным для испытаний по всем категориям сложности. Характер отклонений  характеристик должен быть плавным (не более 2% в мин) для возможности точного измерения значений контролируемых величин. Технический состав топлива (зольность, влажность и выход летучих) должен соответствовать расчетному или среднеэксплуатационному.

Общепринятая методика испытаний котельных агрегатов достаточно трудоемка и требует значительной затраты времени на обработку результатов испытаний, поэтому при сжигании жидких и газообразных топлив целесообразно применять методику, предложенную проф. М. Б. Равичем. В испытаниях по этой методике нет необходимости в отборе средней пробы топлива для определения его элементарного состава и теплоты сгорания. При сжигании твердых топлив методика М. Б. Равича не дает преимуществ, так как необходимость определения потери с механической неполнотой горения требует отбора проб топлива и очаговых остатков с проведением их анализа.

Объем испытаний по перечисленным выше группам и категориям определяется в каждом конкретном случае в зависимости от поставленных задач.