Анализ работы тягодутьевых машин с частотным регулированием, установленных на тепловых станциях г. Москвы

Анализ работы тягодутьевых машин с частотным регулированием, установленных на тепловых станциях г. Москвы И. С. Пушкина, заместитель начальника участка;

Н.С. Хомаза, инженер, Филиал № 12 «Теплоэнергосервис» ОАО «МОЭК».

Для определения особенностей работы тягодутьевых машин после модернизации с применением частотно-регулируемых приводов (ЧРП) и вентильно-индукторных приводов (ВИП) были проанализированы эксплуатационные характеристики оборудования районных тепловых станций (РТС) ОАО «МОЭК»: газоплотного котла КВ-ГМ-100 (РТС «Пенягино»), укомплектованного по проекту дутьевым вентилятором ВДН-18 (750 об./мин) и дымососом ДН-22×2 (600 об./мин), и негазоплотного котла КВ-ГМ-120 (РТС «Митино»), снабженного дутьевым вентилятором ВДН-20 (1000 об./мин) и дымососом ДН-22×2 (750 об./мин).

До недавнего времени регулирование напора и производительности тягодутьевых машин вышеуказанных котлов обеспечивалось направляющими аппаратами. Для регулирования расхода воздуха в соответствии с режимами работы котла и для выравнивания расхода дутьевого воздуха в горелках в дополнение к направляющим аппаратам вентиляторов использовались установленные перед горелками шиберы.

Предельные аэродинамические характеристики тягодутьевых машин типа ДН и ВДН при полностью открытом или закрытом на расчетный оптимальный угол направляющем аппарате представлены на рис. 1, 2. На графиках можно видеть области, где существует двойственный расход перекачиваемой среды, т. е. одному значению напора соответствуют две величины расхода (см. зоны А). В случае применения для регулирования расхода и напора направляющих аппаратов (при условии правильного выбора тягодутьевых машин) эти зоны находятся вне рабочего диапазона нагрузок, т. е. всегда обеспечивается плавное регулирование работы котлов.

Для снижения расхода электроэнергии существующие тягодутьевые машины на РТС «Пенягино» были укомплектованы ВИП, а на РТС «Митино» — ЧРП. Это позволило отказаться от регулировки расхода и напора тягодутьевых машин с помощью направляющих аппаратов и перейти на более экономичное регулирование — за счет изменения частоты вращения электродвигателей. Однако во время выполнения наладочных работ и последующей эксплуатации котлов было обнаружено, что при определенных нагрузках наблюдается неустойчивое горение, появляется пульсация пламени и повышенная вибрация топочных экранов.

Для выявления причин и устранения указанных явлений был проведен расчетный анализ работы тягодутьевых машин. Анализ выполнялся в рабочем диапазоне нагрузок котлов: 1488 Гкал/ч для котла КВ-ГМ-100 и 24−120 Гкал/ч для котла КВ-ГМ-120. С использованием натурных замеров и расчетных оценок были определены аэродинамические сопротивления воздушных трактов и трактов продуктов сгорания при эксплуатации котлов с различным числом работающих горелок. На основании режимных карт, разработанных в процессе наладочных испытаний котлов, были построены аэродинамические характеристики воздушных и дымовых трактов (графики 2 на рис. 1, 2).

Работа вентиляторов с переменной частотой вращения при полностью открытых направляющих аппаратах может быть обеспечена при частичном закрытии шиберов перед горелками. При этом рабочие характеристики вентиляторов (графики 4 на рис. 1) аналогичны заводским характеристикам (графики 1), но сдвинуты вдоль вертикальной оси (до пересечения с графиками 2 характеристик воздушных трактов) с сохранением зон двойственного расхода. Решением данной проблемы стало определение оптимальных углов закрытия направляющих аппаратов вентиляторов: 41О — для РТС «Пенягино» и 35О — для РТС «Митино», при которых зоны двойственного расхода отсутствуют. На рис. 1 построены аэродинамические характеристики работы вентиляторов при данных условиях (графики 3).

Характеристики работы дымососов аналогичны, но, учитывая отсутствие в трактах дымовых газов шиберов, работа их обеспечивается только при частичном закрытии направляющих аппаратов. В этом случае оптимальные углы закрытия направляющих аппаратов дымососов составляют 48О для РТС «Пенягино» и 50О для РТС «Митино».

Заключение

В процессе анализа построенных зависимостей выяснилось, что у дымососа котла КВ-ГМ-100 зона двойственности практически отсутствует, у дымососа котла КВ-ГМ-120 возможно ее появление на малых и средних нагрузках, как при полностью открытом, так и при закрытом на оптимальный угол направляющем аппарате. У вентиляторов обоих котлов зона двойственности появляется при полностью открытом направляющем аппарате и закрытии шиберов перед горелками на нагрузках, близких к номинальной. При оптимальном и частичном (близком к оптимальному) закрытии направляющих аппаратов и шиберов перед горелками в диапазоне рассматриваемых нагрузок зоны двойственности практически исчезают.

На основании проведенных оценочных расчетов при внедрении частотного регулирования вентиляторов ВДН и дымососов ДН целесообразно во время наладочных работ определять оптимальные углы закрытия направляющих аппаратов тягодутьевых машин на тепловых нагрузках, близких к номинальным. При работе котлов с аналогичными тягодутьевыми машинами следует предусматривать использование шиберов в рассматриваемом диапазоне нагрузок только для выравнивания подачи дутьевого воздуха в горелки. тепловой тягодутьевой привод горелка На малых тепловых нагрузках возможно появление небольших зон двойственности, поэтому при наладочных работах в случае появления колебаний сред, факелов, вибрации экранов целесообразно исключать из рабочего диапазона такие режимы.