Оценка зависимости температуры дымовых газов на выходе из топки парового котла ТП-81 от нерасчетных присосов воздуха через неплотности в ограждении топки

Abstract

Статья посвящена исследованию возможности шлакования тепловых экранов на выходе из топки котельной установки (КУ), причиной которого являются нерасчетные присосы внешнего воздуха в топку, существенно превосходящие по объему нормативные. Исследование выполнено путем математического моделирования на ПЭВМ процесса горения в топке КУ, для чего использована слоевая нелинейная трехмерная модель, в которой задается величина присосов и их локализация по поверхности топки. Анализируя полученные зависимости температуры газов на выходе из топки КУ от характера присосов, авторы установили, что при локализации нерасчетных присосов под уровнем горелок и по мере их увеличения, температура газов на выходе из топки может существенно вырасти и достичь уровня начала шлакования. При присосах над уровнем горелок, эта температура при увеличении присосов стабильно падает. При локализации нерасчетных присосов в плоскости днища вдоль стенок топки, температура газов на выходе из топки незначительно возрастает (менее 1 % от температуры газов), по сравнению с вариантом присосов в плоскости днища по центру топки. Авторы показали, что предложенное решение оказалось эффективным для оценки возможности шлакования тепловых экранов на выходе из топки КУ, вызванного нерасчетными присосами внешнего воздуха.

The paper investigates the possibility of heat shields slagging at the outlet of the furnace of the boiler plant (BP) caused by off-design inflows of external air into the furnace that are significantly greater in volume than those provided by the design. The study was performed by means of mathematical computer modeling of combustion process in the BP furnace, for which purpose the layered nonlinear three-dimensional model that sets the amount of inflow and their localization on the surface of the furnace was used. When analyzing the dependence of the gas temperature at the outlet of the BP furnace on the character of air inflows, the authors found that the localization non-nominal air inflows below the level of burners and as they grow bigger, the gas temperature at the outlet of the furnace can grow significantly and reach the level of the beginning of slagging. When air inflows occur on the level above burners, with the increase of these air inflows the temperature declines steadily. When air inflows are located in the bottom plane along the walls of the furnace, the gas temperature at the furnace outlet increases slightly (less than 1% of the gas temperature) as compared with the situation of air inflows in the bottom plane at the center of the furnace. The authors showed that the proposed solution has proven to be effective for assessment of the possibility of heat shields slagging at the outlet of the BP furnace caused by non-nominal external air inflows.