Снижение аэродинамического сопротивления котлов за счет снижения присосов воздуха в РВП-88

Перетоки воздуха в газовый тракт воздухоподогревателя приводят к увеличению расхода электроэнергии на тягу и дутье, перегружая дымососы и дутьевые вентиляторы, что при недостаточном запасе их производительности может служить ограничением располагаемой мощности блока. Также перетоки в значительной степени, способствуют увеличению потери тепла с уходящими газами, за счет снижения тепловой эффективности РВП.

Нормативная величина присосов воздуха в тракте от экономайзера до дымососа составляет ДбВР = 0,25 и основные присосы воздуха происходят в РВП. На котлах ТГМП-314 ТЭЦ-23 «Мосэнерго» обеспечивается нормативная величина присосов на рассматриваемом участке газового тракта.

Основной причиной высоких присосов воздуха в РВП является значительный перепад давления между воздушной и газовой стороной. Воздух в РВП находится под избыточным давлением, а дымовые газы — под разрежением. Перепад давлений между воздушной и газовой стороной на входе газов в РВП превышает 300 кгс/м 2, а на выходе из РВП — 500 кгс/м 2.

Воздух перетекает в поток газов через аксиальные и радиальные уплотнения. Регулировка зазоров уплотнений осложняется многими факторами, самыми значительными из которых являются неравномерность прогрева РВП, имеющая место при пуске и останове котла, а также при изменении паровой нагрузки, и высокая линейная скорость уплотняемых элементов (1. .2 м/с).

Снижение присосов воздуха в РВП позволит значительно уменьшить аэродинамическое сопротивление газового тракта, так как при этом уменьшится объемный расход и скорость дымовых газов в тракте от экономайзера до выхода газов из дымовой трубы, а аэродинамические потери пропорциональны скорости газов во второй степени.

Воздушные перетечки можно сократить, снизив перепад давлений, под которыми находятся уплотнительные устройства. Для этого через отверстия в радиальных и аксиальных уплотнительных плитах необходимо организовать отсос воздуха. Отсасываемый воздух можно подавать на всос дымососов рециркуляции газов и или на всос дутьевых вентиляторов. Предпочтительнее осуществлять отсос воздуха с помощью дымососов рециркуляции, так как у них на всасывающей стороне большее разрежение по сравнению с дутьевыми вентиляторами. При этом должен также значительно сократиться перенос воздуха, оставшегося в граничных секторах при повороте ротора воздухоподогревателя, в газовый поток. Снижение величины присосов в РВП позволит снизить потери тепла с уходящими газами и повысить КПД котла, снизить затраты энергии на привод дымососа.

При организации отсоса воздуха из РВП величину снижения присосов воздуха, в зависимости от принятой схемы реализации отсоса и конструктивного исполнения можно оценить ДбВР = = 0,1₀, 15. Тогда присосы воздуха в тракте от экономайзера до дымососа составят ДбВР = 0,1…0,15, вместо нормативной величины присосов 0,25. Выполнены тепловые и аэродинамические расчеты РВП-88 при реализации отсоса воздуха из камер уплотнений и переносе секторных плит при различной величине отсоса воздуха из РВП. Для расчетов доля отсоса воздуха из уплотнительных камер была принята равной 0; 0,05; 0,10; 0,15 при проходном сечении по газам 50; 52,6; 55; 60% от общего проходного сечения ротора.

Как показали расчеты, снижение присосов воздуха в РВП (без переноса радиальных уплотнительных плит) на ДбВР отс = 0,1 позволит снизить аэродинамическое сопротивление воздухоподогревателя на 14,3 кгс/м, при этом аэродинамическое сопротивление всего газового тракта котлов уменьшится на 28 кгс/м, а снижение присосов воздуха на ДбВР =0,15 позволит снизить эти величины соответственно на 22 и 39,8 кгс/м 2.

На рис. 5 и 6 представлены графические зависимости изменения температуры уходящих газов и горячего воздуха от величины перетоков в воздухоподогревателе при различных проходных сечениях для дымовых газов и воздуха. Как видно из графиков, снижение присосов воздуха в РВП на величину 0,15 приведет к снижению температуры уходящих газов (на 5,8…6,3 °С) и повышению температуры подогрева воздуха (на 0,8…2,2 °С). В тепловом расчете не учтено то обстоятельство, что перепад давлений между воздушной и газовой стороной выше при выходе газов из РВП. Поэтому в РВП больше подсасывается холодный воздух, который снижает температуру уходящих газов, что может привести к некоторому увеличению температуры уходящих газов, по сравнению с результатами теплового расчета РВП.

Увеличение сечения для прохода газов в РВП в сочетании с уменьшением присосов воздуха приводит к значительному снижению аэродинамического сопротивления газового тракта котла. Для варианта без значительных конструктивных изменений РВП (Fr/FB = 52,6%/47,4%) и снижения присосов воздуха на ДбВР = 0,1…0,15 аэродинамическое сопротивление соответственно снизится на 42,6…55,1 кгс/м 2, что обеспечит работу котла с номинальной паровой нагрузкой в летнее время года. Для вариантов с большим увеличением сечения для прохода газов в РВП аэродинамическое сопротивление газового тракта снизится на большую величину.