1. Температура перегретого пара и её изменение при работе котла.
При изменении нагрузки агрегата и отсутствии регулирующих устройств изменяется и температура перегретого пара. Если при номинальной нагрузке паровой котёл выдаёт пар с заданной температурой нагрева, то при снижении нагрузки температура пара на выходе из котла, как правило, снижается на 20-30оС и больше. Задача регулирования перегрева пара заключается в поддержании его температуры согласно требованиям Правил технической эксплуатации в пределах +5, -10оС для котлов высокого и сверхкритического давления. Отсюда очевидна необходимость применения регулирующих устройств для всех энергетических котлов.
Радиационные и конвективные поверхности пароперегреватели при изменении нагрузки проявляют себя по-разному. Рост нагрузки вызывает увеличение количества сожжённого топлива и продуктов сгорания, а как следствие – повышение скорости газов в конвективных газоходах, что ведёт к повышению коэффициента теплопередачи, значит, и росту перегрева пара в конвективной части перегревателя. При повышении нагрузки происходит снижение радиационного перегрева из-за увеличения расхода пара при постоянной лучистой теплопередаче, зависящей от эффективной температуры факела, а следовательно, от теплоты сгорания топлива, принимаемой постоянной.
Обычно суммарная кривая зависимости приращения энтальпии от нагрузки имеет слегка возрастающий характер. Задача регулирования – поддержание заданной выходной температуры перегретого пара в достаточно широком интервале нагрузок 30 – 100% для газомазутных агрегатов и 50 – 100% для пылеугольных. Зависимость температуры перегретого пара от нагрузки котла называют регулировочной характеристикой.
На температуру перегрева пара при эксплуатации котла также влияют изменения температуры питательной воды, значения избытка воздуха в топке, шлакования топочных экранов, продувки, влажности топлива и др.
При понижении температуры питательной воды в барабанном котле потребуется больше теплоты выделить в топке (т.е. сжечь больше топлива) на дополнительный нагрев воды, чтобы выдать тот же расход количества пара, а это вызовет увеличение количества топочных газов, рост их скорости в конвективных газоходах и увеличение теплоотдачи в перегревателе и рост температуры пара. В прямоточном паровом котле снижение температуры питательной воды ведёт к уменьшению температуры перегрева при той же паропроизводительности, так как тепловыделение в этом случае сохраняется постоянным.
Повышение избытка воздуха в топочной камере вызывает увеличение количествапродуктов сгорания, от чего возрастает скорость газов и коэффициент теплоотдачи в конвективной части , кроме того, несколько повышается температура в конце топки из-за снижения лучистой теплопередачи. Следовательно, произойдёт возрастаниеперегрева пара за счёт конвективного теплообмена.
Шлакование топочных экранов создаёт повышение температуры в конце топки, а следовательно, и в начале конвективного, где расположен конвективный пароперегреватель. Температура пара при этом возрастает.
С увеличением продувки барабанного котла подаётся больше топлива для поддержания заданной паропроизводительности. Последнее повышает объёмы газов и скорости их в конвективном перегревателе, тем самым увеличивает конвективную теплопередачу, а следовательно, и перегрев пара.
Повышение влажности топлива вызывает рост объёма продуктов сгорания, что ведёт к повышению их излучающей способности из-за увеличения трёхатомных газов и Н2О. Всё это приводит к возрастанию температуры перегрева пара.
Прямоточные котлы имеют малую аккумулирующую способность (малое водосодержание в трубах и малую их металлоёмкость), что создаёт большую чувствительность к изменению расхода топлива. При эксплуатации их прежде всего необходимо поддерживать заданное соотношение расхода воды и топлива с изменением нагрузки, что способствует поддержанию постоянства температуры перегретого пара.