Спосіб визначення економічності котельної установки

Винахід відноситься до теплоенергетики і може бути використаний для визначення економічності спалювання вугілля при роботі котельної установки у нестаціонарних режимах. Відомі способи визначення економічності пиловугільного котла за методом теплового балансу при роботі у сталому стаціонарному режимі, які включають проведення періодичного лабораторного аналізу вмісту горючих речовин у пробах золи виносу, що довготривало відбираються із потоку димових вихідних газів і накопичуються у виносних установках [1], [2]. Відомі способи забезпечують задовільні результати тільки при роботі котельної установки в стаціонарних режимах. Недоліком відомих способів є неможливість визначення у нестаціонарних режимах роботи котла динамічної зміни /зростання/ втрати тепла від механічного недопалу, що приводить до значної невідповідності між розрахунковими і фактичними показниками економічності. Найбільш близький по технічній суті до способу, що заявляється, є спосіб [2], який включає безперервний відбір і накопичування золового шару на рухомій стрічці спеціальної виносної установки. Для певного відрізка часу, наприклад протягом нестаціонарного режиму, золовий шар на стрічці розподіляється на задану кількість проб золи, з яких лабораторним аналізом визначається низка послідовних значень вмісту горючих у золі виносу. Недоліком способу є складність системи золовідбору, ручне формування проб золи і необхідність проведення відносно тривалого лабораторного аналізу. В основу винаходу поставлено завдання визначення дійсної економічності котельної установки у нестаціонарному режимі спалювання вугілля шляхом безперервного вимірювання вмісту горючих речовин у золі виносу, результати якого використовуються для розрахунку втрати тепла від механічного недопалу. Поставлене завдання вирішується тим, що за результатами безперервного вимірювання вмісту горючих у золі виносу визначають два показники нестаціонарності : тривалість нестаціонарного режиму і середньовиважне /інтегроване/ збільшення вмісту горючих у золі виносу протягом нестаціонарного режиму. На підставі показників нестаціонарності за відомими формулами теплового балансу розраховують збільшення у нестаціонарному режимі втрати тепла від механічного недопалу і відповідне зменшення ККД брутто котла у порівнянні з економічними показниками стаціонарного режиму. Таким чином, з метою визначення дійсного зменшення економічності котельної установки при роботі у нестаціонарному режимі вимірювання вмісту горючих у золі виносу проводять безперервно і з фіксацією вимірювальних значень на регістрограмт з мінімальним проміжком часу, наприклад 3-5 хвилин. Запропонований спосіб дає можливість визначити динамічні поправки на нестаціонарність режиму до економічних показників нормативної енергетичної характеристики котельного обладнання. На рисунку наведено регістрограму безперервного вимірювання вмісту горючи х у золі виносу протягом нестаціонарного режиму /після нічного простою котла/. Початок нестаціонарного режиму І фіксується максимальним значенням горючих у золі виносу, а закінчення нестаціонарного режиму 2 - мінімальним вмістом горючих, що відповідає значенням вмісту горючих у стаціонарному режимі. Крива 1-2 - результат безперервного вимірювання і показує динаміку зміни вмісту горючих протягом нестаціонарного режиму. Допоміжні точки 3, 4, 5 відповідають таким значенням вмісту горючих у золі виносу : т. З - в кінці нестаціонарного режиму, а т.4, 5 - середньовиваженому значенню вмісту горючих протягом нестаціонарного режиму. Спосіб реалізується наступним чином. За допомогою кривої 1-2 визначають тривалість нестаціонарного режиму (tд). За умови рівності площин фігур 1-2-3 і 2-3-4-5, точки 4 і 5 відповідають середньовиваженому значенню вмісту горючих у золі виносу в нестаціонарному режимі. Різниця між рівнем значень точок 4-5 і 2-3 визначає середньовиважене збільшення вмісту горючих у золі виносу протягом нестаціонарного режиму /DГ в/. На підставі визначених показників нестаціонарності tд і DГ в за відомими формулами теплового балансу розраховують економічні показники котельної установки. Збільшення втрати тепла від механічного недопалу в нестаціонарному режимі порівняно із нормативним':стаціонарним режимом визначають за формулою: (1) Dq4= q4c – q4H де q4c q4H - усереднена втрата тепла від механічного недопалу в нестаціонарному режимі, %; q4H - нормативна втрата тепла від механічного недопалу в стаціонарному режимі, %\ Розгорнута форма запису формули /1/ має вигляд: é ù Г н + DГ в Гн в в ú, Dq4 = A ê )2) ê 100 - (Г н + D Г н ) 100 - Г н ú в в вû ë де Гн - нормативний вміст горючих у золі виносу в стаціонарному режимі, %; в DГ в - середньовиважене збільшення вмісту горючих у золі виносу протягом нестаціонарного режиму, % А - постійна величина для обох режимів. Зменшення КИД брутто котельної установки в нестаціонарному режимі практично відповідає збільшенню втрати тепла від механічного недопалу: Dhк бр = Dq4 Прикладом застосування способу є дослідження нестаціонарних режимів спалювання кам"яного вугілля марки АШ у котлі ТПП-2І0 А енергоблока 300 МВт Трипільської ТЕС, яке виконувалося з використанням автоматичної системи безперевного вимірювання вмісту горючих у золі виносу - аналізаторів RCA - 2000 фірми "Марк і Зеделль" /Данія/. У нестаціонарному режимі /після нічного простою котла/ при спалюванні вугілля з калорійністю QHP = 18,01МДж/кг /4302 ккал/кг і зольністю Аp = 33,4% показники нестаціонарності становили: tд = 4год і DГ в = 2,1 %. При цьому розрахункові економічні показники нестаціонарного режиму змінювалися у порівнянні з аналогічними показниками стаціонарного .режиму: - втрата тепла від механічного недопалу збільшувалася на 1,28%; - ККД брутто котла зменшувався на 1,17%; - питома витрата палива збільшувалася на 1,40%. ЛІТЕРАТУРА 1. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеева А.А. Теплотехнические испытания котельных установок. - Μ.: Энергия, 1977, с.259-263. 2. Мадоян Α.Α., Балтян В.Н., Гречаный А.Н. Эффективное сжигание низкосортных углей в энергетических котлах. - М.: Энергоатом-издат, 1991, с.70-71.