Испытания тягодутьевых машин и газовоздушного тракта

Качество работы тягодутьевых устройств в значительной мере влияет на показатели работы котельного агрегата, по­этому их наладка и испытание, а также выявление сопротив­лений газового и воздушного тракта являются весьма сущест-

венными в общем комплексе наладочных работ котельных ус­тановок.

Испытания тягодутьевых устройств разделяются на эксплу­атационные и полные. Эксплуатационные испытания проводятся для выявления соответствия установленных тягодутьевых ма­шин потребности котлоагрегата в тяге и дутье и для определе­ния удельных расходов электроэнергии на тонну вырабатывае­мого пара. Полные испытания тягодутьевых машин проводятся для проверки гарантийных и расчетных параметров, выданных заводом-изготовителем. Полные испытания наиболее точно мо­гут быть выполнены на специальном стенде. При установке ды­мососа (или вентилятора) в тракте полные испытания могут быть проведены только на остановленном котле, но с меньшей точностью, чем на испытательном стенде.

Испытания газового и воздушного тракта производятся при работе котла и могут быть совмещены с эксплуатационными ис-

пытаниями дымососа (или вентилятора). Для построения кри­вых, характеризующих сопротивление газового и воздушного тракта, испытания обычно проводятся при пяти-шести режимах в возможно более широком диапазоне изменения производи­тельности котельного агрегата.

Для испытаний тягодутьевых машин и газовоздушного тракта необходимо подготовить следующие средства измере­ния: пневмометрические трубки, U-образные манометры, на­клонные тягомеры, микроманометр, барометр, стеклянные тер­мометры, термопары с вторичным прибором и переключателем на несколько точек.

Тягодутьевые машины и газовоздушный тракт котельного агрегата до начала испытаний должны быть внимательно ос­мотрены с последующим устранением выявленных дефектов и неисправностей. На остановленном котле осматривают: все шиберы газового и воздушного тракта и их приводы, направ­ляющие аппараты тягодутьевых машин, рабочие лопатки дымо­соса (или вентилятора), зазоры между рабочим колесом и на­правляющим воротником всасывающего патрубка дымососа (или вентилятора), проверяют чистоту поверхностей нагрева по тракту продуктов горения. Кроме того, до начала испытаний следует устранить все неплотности газового и воздушного тракта. Шиберы газового и воздушного тракта должны плотно закрываться, а их крайние положения — соответствовать рас­положению рукояток привода. Лопатки направляющих аппа­ратов дымососа (или вентилятора) при полном открытии дол­жны устанавливаться параллельно геометрической оси потока. На рис. 10-23, а показана схема расстановки средств изме­рения при полных испытаниях дымососа, а на рис. 10-23, б — вентилятора на остановленном котле. Измерение расхода про­дуктов горения (и воздуха) обычно производится пневмомет-рическими трубками, которые желательно устанавливать на прямых, наиболее длинных участках тракта. При испытании дымососов расход газов следует измерять не ближе чем в 3 м от входа в рабочее колесо или в дымовую трубу. Измерение расхода при испытании вентилятора наиболее удобно произво­дить во всасывающем воздухопроводе, забирающем воздух из верхних зон котельного цеха. Измерение расхода воздуха после воздухоподогревателя не рекомендуется из-за наличия в по­следнем утечек. При работе двух вентиляторов на общий тракт и полном испытании одного из вентиляторов второй должен быть отсоединен заглушкой. Изменение производительности ма­шины осуществляется только шибером при полностью открытом направляющем аппарате. Если шибер отсутствует, то его приходится устанавливать на время испытаний, так как при ре­гулировании производительности машины направляющим аппа­ратом невозможно снять ее напорную характеристику. Это об­условлено тем, что направляющий аппарат расположен в непо­средственной близости от рабочего колеса, поэтому правильно

9*

измерить статический напор на входе в дымосос (или вентиля­тор) невозможно. Если измерять статический напор перед на­правляющим аппаратом, то при регулировании им производи­тельности машины будет измерен напор на всасывающей сто-

роне дымососа (или вентилятора) совместно с сопротивлением направляющего аппарата.

Испытания машины обычно производятся для 6—8 режимов в возможно более широком диапазоне ее производительности. При испытании дымососов не всегда удается полностью открыть шибер из-за перегрузки электродвигателя вследствие работы

дымососа на холодном воздухе. Для каждого режима, созда­ваемого фиксированным положением шибера, производятся из­мерения.

Для измерения мощности, потребляемой электродвигателем, применяют схему двух ваттметров, показанную на рис. 10-24. Для каждого режима отсчеты показаний приборов производят через каждые две минуты. Мощность электродвигателя можно также измерить проверенным счетчиком по числу оборотов якоря за определенное время.

Обработка результатов испытания машины заключается в определении для каждого режима ее производительности, полного напора и к. п. д. Рекомендуется следующий порядок обработки опытных данных.

1. Рассчитывается действительная плотность воздуха (в кг/м³)

где t — температура воздуха при испытании, °С; Р_а — атмос­ферное давление, Па; _ст — статическое давление в месте из­мерения расхода (знак плюс при давлении выше атмосферного, минус при давлении ниже атмосферного), Па; р_н — плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³.

2. Определяется средний динамический напор при измере­нии пневмометрической трубкой: в круглом сечении по фор­муле (10-6), в прямоугольном сечении по формуле (10-8). По среднему динамическому напору рассчитывается средняя ско­рость по формуле (10-9) или (10-10).

3. Рассчитывается расход (в м³/ч) воздуха (производитель­ность машины)

V = ЗбООF_wcp (Ю-55)

где йу_ср — средняя скорость, рассчитанная в п. 2; F — площадь поперечного сечения газовоздухопровода в месте измерения ди­намического напора, м².

4. Рассчитываются динамические напоры (в Па) на входе
в машину и на выходе из машины в сечениях измерения стати­
ческих напоров:

Я_д =----- Кр!---- . (Ю-56)

#_д = _0---------- , (Ю-57)

^А 2(3600F")² ~

где V — расход воздуха, м³/ч; F', F" — площади сечения соот­ветственно в месте измерения статического напора при входе в машину и при выходе из нее, м².

5. Определяется полный напор (в Па) на входе в машину
и на выходе из нее:

где

Й'_ст, Я°_т —статические напоры, измеренные при входе в машину и на выходе из нее (Н'_ст и Н"_ст при давлении выше атмосферного имеют знак плюс, при разрежении — минус), Па.

6. Определяется полный напор, создаваемый машиной,

7. Полный напор (в Па), создаваемый машиной, и мощность
(в кВт), потребляемая электродвигателем, приводятся к усло­виям, указанным в каталоге (температура продуктов горения
для дымососов и воздуха для вентиляторов):

где t — температура воздуха при испытании, °С; ^_Кат — темпе­ратура воздуха или продуктов горения, принятая в заводском каталоге машины, °С; N — мощность, потребляемая электро­двигателем машины, кВт.

Мощность (в кВт), потребляемая из сети электродвигате­лем, при измерении методом двух ваттметров (рис. 10-23) оп­ределяется по формуле

где Ки — коэффициент трансформации трансформатора напря­жения; Ki — коэффициент трансформации трансформатора тока; с — цена деления на шкале ваттметра, Вт; т_ь т₂ — показания ваттметров.

При измерении мощности (в кВт), потребляемой от сети, посредством счетчика, расчет производится по формуле

где А — постоянная счетчика; п — число оборотов счетчика в течение времени т, выраженного в секундах; z — продолжи­тельность опыта, ч.

8. Определяется к. п. д. установки и к. п. д. дымососа (или вентилятора):

где т)_э — к. п. д. электродвигателя, принимается по каталогу в зависимости от его загрузки (для большинства двигателей, устанавливаемых для привода дымососов или вентиляторов, ко­леблется от 0,79 до 0,94, причем меньшее число принимается при работе с загрузкой, равной 26 % номинальной).

В табл. 10-20 в каче­стве примера приведены результаты испытания дымососа на остановлен­ном котле в соответствии со схемой измерений, по­казанной на рис. 10-23, а.

При испытании газо­вого тракта необходимо измерять: статический на­пор в топке, за котлом, после водяного экономай­зера и воздухоподогрева­теля, перед дымососом и за ним, содержание RO2 и RO2 + O2 в тех же точ­ках,, за исключением то­почной камеры. Расход продуктов горения измеряется в одном сечении (желательно перед дымососом или после него). •

При испытании воздушного тракта измеряются: расход воз­духа, подаваемого вентилятором, и расход воздуха в отдель­ных ответвлениях тракта, температура и статический напор на входе в вентилятор и после него, перед воздухоподогревателем и за ним, после шиберов, регулирующих поступление воздуха в топочную камеру. На рис. 10-25 показана схема расста­новки средств измерения при испытании воздушного тракта, а в табл. 10-21 приведен пример результатов испытания.

Сопротивление каждого элемента тракта определяется как разность полных напоров на входе и на выходе этого элемента. С достаточной для практики точностью сопротивление отдель­ных элементов газового и воздушного трактов может быть оп­ределено по разности статических напоров в начале исследуе­мого участка и на выходе из него. Это допускается в тех слу­чаях, когда площади сечения газовоздухопроводов в местах

измерения статических напоров примерно равны или отлича­ются друг от друга не более чем на 30 % при скорости движе­ния потока в меньшем сечении до 10 м/с.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каково устройство мерных баков, применяемых для измерения рас­ходов?

2. В чем заключается методика обобщенной градуировки сужающих уст­ройств?

3. В чем заключается методика определения скоростей пневмометрической трубкой?

4. Какие погрешности наблюдаются при измерении температуры продук­тов горения?

5. Каковы правила отбора и разделки проб твердого топлива и очаго­вых остатков при испытании?

6. Какие параметры необходимо определять при испытании газовых го­релок?

7. Какие основные правила испытания инжекционных горелок полного предварительного смешения?

8. Как определяется расходная характеристика газовой горелки?

9. Как снимается регулировочная характеристика горелки с принудитель­ной подачей воздуха?

10. Какие предварительные опыты необходимо провести при испытании котельных агрегатов и для чего?

11. По каким признакам можно выявить ошибки газового анализа?

12. Как производится первичная обработка результатов наблюдений?

13. Как производится составление теплового баланса и расчет отдель­ных потерь по упрощенным методикам при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива?

14. В чем заключаются и как проводятся эксплуатационные испытания тягодутьевых машин?

15. В чем заключаются полные испытания дымососов и вентиляторов?

ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ

РЕЖИМНАЯ НАЛАДКА ТЕПЛОИСПОЛЬЗУЮЩИХ УСТАНОВОК

11-1.СХЕМЫ УСТАНОВКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯПРИ ИСПЫТАНИИ

Основной целью наладки теплоиспользующих установок яв­ляется выбор оптимальных режимов работы, при которых обес­печивается высокое качество продукции, максимальная произ­водительность установки и минимальный расход тепла и дру­гих видов энергии.

Режимно-наладочные испытания теплоиспользующих уста­новок состоят из серии балансовых и упрощенных опытов. В ре­зультате режимной наладки удается выявить соответствие экс­плуатационных показателей установки проектным, проанализи­ровать экономические показатели и разработать рациональные энерготехнологические режимы. Перед наладкой должна быть

составлена программа испытаний и разработана схема уста­новки средств измерения.

При балансовых испытаниях теплоиспользующих установок составляют тепловой и материальный балансы, а при упрощен­ных ограничиваются определением удельного расхода тепла на единицу выпускаемой продукции.

При испытании теплоиспользующих установок производятся измерения количества и качества материала (продукта) в на­чальной и конечной стадиях процесса, количества и парамет­ров теплоносителя, температуры поверхности элементов обору-

дования и других параметров, характеризующих технологиче­ский процесс в промежуточных стадиях.

На рис. 11-1 показана схема измерений при балансовых ис­пытаниях рекуперативного теплообменного аппарата поверхно­стного типа непрерывного действия при протекании процессов без изменения и с изменением агрегатного состояния одного из теплоносителей, а в табл. 11-1 дана краткая характеристика применяемых средств измерения.

На рис. 11-2 показана схема измерений при испытании кон­вективной сушилки с однократным использованием сушильного агента, а в табл. 11-2 приведены характеристики применяемых средств измерения.