10.1. Đậc tính điểu chỉnh
Đặc tính điều chỉnh, tức là phụ thuộc của nhiệt độ hơi quá nhiệt vào phụ tải của nồi hơi sẽ khác nhau đối với các kiểu thiết bị quá nhiệt khác nhau. Đặc trưng của thiết bị quá nhiệt kiểu bức xạ là sự giảm nhiệt độ của hơi quá nhiệt khi tăng phụ tải (đường 1 trên hình
1.32).
Trong thiết bị quá nhiệt kiểu bức xạ, sự thu nhiệt tăng chậm hơn sự tăng phụ tải tức là nhiệt thu trên một đơn vị lưu lượng hơi sẽ giảm đi. Trong thiết bị quá nhiệt đối lưu lượng sản phẩm cháy đi qua nĩ tăng gần như tỷ lệ thuận với sự tăng phụ tải. Nhưng do sự giảm toả nhiệt bằng truyền thẳng trong buồng đốt và tương ứng là sự tăng nhiệt độ của sản phẩm cháy ở đầu ra của buồng đốt nên thể tích sản phẩm cháy trong thiết bị quá nhiệt hơi kiểu đối lưu sẽ tãng nhanh hơn so với tăng phụ tải (đường 2 hình 1.32).
Lựa chọn kích thước các phần bức xạ và đối lưu cùa thiết bị quá nhiệt một cách phù hợp sẽ cĩ thể đảm bảo cho nhiệt độ hơi quá nhiệt cố định (đường 3).
Ảnh hưởng nhiều nhất tới nhiệt độ của hơi quá nhiệt là tải của nồi hơi (hình 1.32). Sự quá nhiệt hơi cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố vận hành như: nhiệt độ nước cấp, lượng dư khơng khí trong buồng đốt, sự tạo xỉ các vách và bản thân thiết bị quá nhiệt, độ ẩm của nhiên liệu.
Do vậy đã thiết lập một độ lệch khơng lớn giá trị nhiệt độ hơi quá nhiệt so với giá trị định mức: đối với nồi hơi áp suất trên tới hạn thì khoảng từ +5 đến -1 0 °c.
H ình 1.32. Đặc tính điều chỉnh
của thiết bị quá nhiệt hơi: 1- kiểu bức xạ; 2- kiểu đối lưu; 3- kiểu phối hợp.
Thậm chí cả các thiết bị quá nhiệt kiểu phối hợp bức xạ - đối lưu trong điều kiện vận hành cũng khơng thể đảm bảo giữ nhiệt độ hơi quá nhiệt cố định trong giới hạn lệch cho phép, chính vì thế mỗi nồi hơi đều cĩ những thiết bị để điều chỉnh nhiệt độ hơi mới và hơi quá nhiệt lần hai. Theo điều kiện thay đổi đồ thị phụ tải của nhà máy điện, thường nên cĩ khoảng điều chỉnh lớn năng suất hơi với việc duy trì nhiệt độ định mức của hơi. Nhiêt độ định mức cần được đảm bảo trong khoảng điều chỉnh phụ tải từ 30 đến 100% đối với hơi quá nhiệt mới, và từ 60 đến 100% đối với hơi quá nhiệt lần hai.
Người ta phân biệt hai phương pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt: điều chỉnh hơi và điều chỉnh khí.
10.2. Điều chỉnh hơi
Khi điều chỉnh nhiệt độ của hơi mới kiểu dùng hơi người ta thường sử dụng bộ làm lạnh hơi kiểu phun.
Bộ làm lạnh hơi kiểu phun (hình 1.33) là một phần của ống gĩp ở đĩ nước ngưng dược phun vào dịng hơi quá nhiệt. Nước ngưng được phun qua vịi phun đục lỗ đường kính 3 -r- 6 mm. Để tránh các dịng tia nước ngưng đập vào vách ống gĩp (cĩ nhiệt độ bằng nhiệt độ hơi quá nhiệt), người ta đặt thêm vỏ bảo vệ với khoảng trống giữa nĩ và vách ống gĩp 6 -H 10 mm, chiều dài 4 -í- 5 m được chọn theo điều kiện bay hơi của dịng nước ngưng phun vào.
Bộ làm lạnh hơi kiểu phun địi hỏi nước ngưng cĩ chất lượng cao. Nước ngưng từ tuabin luơn luơn cấp cho nồi hơi kiểu thuận dịng và thường là cấp cho nồi hơi kiểu thùng chứa, đồng thời nước ngưng này cũng được dùng để phun.
Nếu nước cấp cho nồi hơi kiểu thùng chứa là nước thiên nhiên thì nước ngưng để phun được lấy trực tiếp từ trong nồi hơi - trong thiết bị trao đổi nhiệt ngưng. Thiết bị này sử dụng hơi bão hồ lấy từ thùng chứa của nồi hơi.
Hình 1.33. Bộ làm lạnh hơi kiểu phun:
Để đảm bảo điểu kiện làm việc thuận lợi cho vật liệu kim loại của thiết bị quá nhiệt hơi, thường người ta lắp đặt hai hoặc ba vịi phun trong một nhánh hơi quá nhiệt.
Để điều chỉnh hơi quá nhiệt lần hai người ta sử dụng rộng rãi thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hơi - hơi. Nếu thiết bị quá nhiệt chính thực hiện kiểu bức xạ, cịn thiết bị quá nhiệt trung gian bằng đối lưu, thì khi giảm tải nồi hơi nhiệt độ của hơi mới sẽ tăng lên cịn nhiệt độ của hơi quá nhiệt lần hai sẽ giảm đi (hình 1.32). Để ổn định nhiệt độ của hơi khi giảm tải trong cả hai thiết bị quá nhiệt hơi, khi đĩ cần lấy nhiệt của hơi mới truyền cho hơi quá nhiệt lần hai.
Để thực hiện việc này người ta sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hơi - hơi, thiết bị này cĩ khả năng phân phối lại lượng nhiệt truyền bằng bức xạ và bằng đối lưu cho hai thiết bị quá nhiệt hơi. Các nhĩm chi tiết của thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hơi - hơi gồm 10 -ỉ- 20 ống cĩ độ dài 25 -r 35 mm nối vào một ống gĩp đường kính 300 H- 400 mm (hình 1.34). Để bù nhiệt độ do đường ống dài và để thiết bị trao đổi nhiệt gọn hơn, hơi quá nhiệt lần hai trong ống gĩp, việc điều chỉnh nhiệt độ được thực hiện bằng cách dẫn một phần dịng chảy qua thiết bị trao đổi nhiệt. Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hơi - hơi được thiết kế theo kiểu nhiều nhĩm. Các nhĩm được bơ' trí song song với nhau. Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hơi - hơi là một phần bề mặt vách trao đổi nhiệt của thiết bị quá nhiệt trung gian, nhận nhiệt từ hơi quá nhiệt và được bố trí ở ngồi nhánh khí cháy. Phần chính nhiệt lượng nhận được bằng đối lưu ở bề mặt vách nằm trong hướng khí chuyển động. Các bề mặt vách này được bố trí nối tiếp nhau.
Hơi tử phẩn cao ắp Từ phần cao áp
H ình 1.34. Một bộ phận của thiết bị trao đổi nhiệt hơi - hơi thường gặp:
1 - bộ phận trao đổi nhiệt hơi; 2- van điều chỉnh; 3 - ống phân nhánh; 4- thanh giằng; 5- đáy đĩa; 6- bộ phận đầu; 7- đĩa đệm; 8- ống trao đổi nhiệt; 9- thân (vỏ).
10.3. Điều chỉnh khí
Dạng cơ bản của điều chỉnh khí là sử dụng tái tuần hồn sản phẩm cháy. Các sản phẩm cháy từ tầng đối lưu cĩ nhiệt độ 250 -r 350°c (thường là ngay sau thiết bị hâm nhiệt) nhờ quạt hút khĩi tái tuần hồn đưa tới buồng đốt và nhờ đĩ phân bố lại nhiệt giữa các bề mặt nung nĩng phụ thuộc vào lượng nhận được của khí tái tuần hồn, lượng này càng nhiều thì hiệu quả nhiệt càng lớn. Thơng thường sản phẩm cháy được đưa lại tới phần dưới của buồng đốt (hình 1.35), điều này làm giảm đi sự toả nhiệt thẳng và tương ứng làm tăng nhiệt
độ của sản phẩm cháy ở đầu ra. Lúc này lượng sản phẩm cháy đi qua thiết bị quá nhiệt tăng lên. Như thế làm tăng khả năng trao đổi nhiệt đối lưu, do vậy làm tăng nhiệt độ hơi quá nhiệt. Tái tuần hồn sản phẩm cháy cần tăng cường khi tải của nồi hơi nhỏ, khi dĩ nhiệt độ hơi giảm và ngược lại cần ngắt nĩ khi tải lớn khi mà khơng cần cĩ tái tuần hồn thì sự quá nhiệt đã đủ lớn.
Tái tuần hồn khí cháy để duy trì nhiệt độ hơi quá nhiệt lần hai, đồng thời nĩ liên quan tới sự thay đổi chế độ buồng đốt và như vậy ảnh hưởng tới nhiệt độ của hơi mới. Tái tuần hồn khí cháy làm phát sinh năng lượng để hút khí và tổn thất nhiệt qua khí thải, đồng thời ảnh hưởng tới nhiệt độ hơi mới do vậy làm phức tạp thêm cho vận hành. Nhiệt độ cần duy trì của hơi quá nhiệt lần hai khơng chỉ được điều chỉnh bởi khí, mà trong các nồi hơi hiện đại nĩ được sử dụng đồng thời với trao đổi nhiệt kiểu hơi - hơi (điều chỉnh hơi). Khi cĩ thiết bị quá nhiệt hơi trung gian thì bắt buộc phải sử dụng cả hai phương pháp điều chỉnh này.
H ình 1.35. Điều chỉnh nhiệt độ hơi bằng tái tuần hồn sản phẩm cháy:
a- sơ đồ tuần tái tuần hồn; b- ảnh hưởng của năng suất hơi của nồi hơi tới nhiệt độ hơi và lượng sản phẩm cháy tái tuần hồn; 1- buồng đốt; 2- thiết bị hâm nhiệt; 3- quạt hút tái tuần hồn; 4- cấp khí lạnh vào phần dưới buồng đốt; 5- thiết bị quá nhiệt; 6- tới ống khĩi.