Тестирование барабанного блока 200 МВт.
5.2 Теплообмен от металла к пару при опыте останова котла с последующим пуском из горячего состояния
Задача данного теста: показать, как моделируется в тестируемом тренажере теплообмен от металла к пару. Для этого выбрали тот же опыт по останову блока с последующим горячим пуском, что и в предыдущем тесте.
В процессе теста внимание было сосредоточено на параметрах металла и пара в конвективном перегревателе котла 1-ой ступени – КПП-1, нитка А.
На графиках представлены следующие переменные:
FBI12M – расход пара нитки А через КПП-1 (тонн/час)
KH14TS - температура пара на выходе обогреваемой зоны КПП-1(°С)
KH14TM - температура металла на выходе обогреваемой зоны КПП-1(°С)
KH14AC – коэффициент теплоотдачи от металла к пару на выходе обогреваемой зоны КПП-1
(ккал/(м^(2)×ч×°С))
KH13TS – температура пара в средней части обогреваемой зоны КПП-1 на входе в выходной участок обогреваемой зоны КПП-1 (°С)
FAIRT – расход воздуха в котел (н. метр^(3)/сек)
NK21TM – температура металла в не обогреваемом коллекторе за КПП-1 и перед КПП-2 (°С)
NK21TS - температура пара в не обогреваемом коллекторе за КПП-1 и перед КПП-2 (°С)
KH21TM - температура металла в начале обогреваемой зоны КПП-2 (°С)
KH21TS - температура пара в начале обогреваемой зоны КПП-2 (°С)
Поскольку этот тест проводился на том же самом опыте, что и тест 1 (останов и пуск блока из горячего состояния), то все графики теста 1 применимы к тесту 2.
Дополнительно рассматриваются 2 пары графиков (4-а, 4-б, 5-а, 5-б), каждый из которых содержит по 5 переменных. В каждой паре рисунок с индексом a ) показывает изменение выбранных переменных в первые 90 минут опыта, а рисунок с индексом b ) показывает изменения тех же переменных в следующие 90 минут опыта.
Как изменялись выбранные переменные?
В процессе вентиляции топки после останова (время 1-10 минут) через котел проходило относительно много воздуха. В то же время расход пара через исследуемый перегреватель был маленьким.
В это время, впрочем, как и в номинальном режиме, пар в КПП-1 был перегретым, поэтому коэффициент теплоотдачи от металла к пару снизился вслед за снижением расхода пара со своего номинального значения 2880 до значения около 30 – в 100 раз.
Во время вентиляции топки после останова все температуры металла в обогреваемых зонах котла ( KH14TM и KH21TM ) активно снижались (рисунки 4-а и 5-а). Поскольку коэффициент теплоотдачи от металла к пару, хотя и снизился, но не до 0, а расхода пара через КПП-1 не было, то пар в обогреваемых зонах котла ( KH14TS и KH21TS ) успевал остывать в темпе остывания металла. В то же время металл и пар в необогреваемой зоне за КПП-1 ( NK21TM и NK21TS ) хотя и остывали, но совсем незначительно. Это связано с тем, что расхода пара через этот не обогреваемый участок в этот момент не было, а, кроме того, этот участок не соприкасается с воздухом, которым вентилировали котел. Все время останова котла вплоть до его розжига в момент времени 1 час 20 минут, когда оператор обеспечил расход пара через котел, не обогреваемый участок за КПП-1 находился в режиме медленного естественного остывания.
В момент времени 1 час оператор получил команду на пуск блока. Через 5 минут в момент времени 1 час 5 минут оператор начал вентиляцию топки перед розжигом. Появился расход воздуха через котел, поэтому скорость остывания всех температур пара и металла участков, расположенных внутри котла ( KH14TM, KH14TS, KH21TM, KH21TS ), увеличилась. В момент времени 1 час 15 минут температура пара на выходе обогреваемой зоны КПП-1 ( KH14TS ) снизилась примерно до 340 °С – рисунок 4-а. При том давлении пара, которое было в этот момент в КПП-1, там начал образовываться влажный пар. Как следствие этого коэффициент теплоотдачи от металла к пару на выходе обогреваемой зоны КПП-1 ( KH14AC ) значительно увеличился, несмотря на то, что расхода пара через эту область все еще не было – рисунок 4-а. Повышение коэффициента теплоотдачи способствовало тому, что в процессе вентиляции котла в период времени 1час 5 минут – 1 час 15 минут температура пара и металла на выходе обогреваемой зоны КПП-1 ( KH14TS и KH14TM ) менялись синхронно – рисунок 4-а.
В тестируемом котле КПП-2 как по пару, так и по газу следует за КПП-1. Металл и пар в этом районе изначально был более горячим, чем в районе КПП-1. За время останова этот участок остывал, но уровень температур в нем оставался более высоким, чем в участке КПП-1. Поэтому в нем не успел образоваться влажный пар. Следовательно, и коэффициент теплоотдачи в этом участке в процессе вентиляции котла перед пуском в период 1 час 5 минут – 1 час 15 минут, все еще был маленьким. Это объясняет тот факт, что в период вентиляции котла перед пуском температура металла в начале обогреваемой зоны КПП-2 ( KH21TM) активно снижалась, в то время как температура пара в той же зоне ( KH21TS ) практически не падала.
Сразу же после розжига котла в момент времени 1 час 20 минут температура пара ( KH13TS ) на входе исследуемого участка поднялась (рисунок 4-а) и в исследуемом участке появился расход пара ( FBI12M ) – рисунок 4-а. Как следствие, в рассматриваемый участок пришел сухой пар, и коэффициент теплоотдачи от металла к пару на выходе обогреваемой зоны КПП-1 ( KH14AC ) уменьшился. Начиная с этого момента и до конца опыта, он менялся более или менее в соответствии с изменением расхода пара через рассматриваемый участок ( FBI12M ) – рисунок 4-б.
Следует отметить, что как только появился расход пара через рассматриваемый участок, температура пара в не обогреваемой зоне ( NK21TS ), а вслед за ней и температура металла в этой зоне ( NK21TM ) стала падать.
Поведение всех исследуемых переменных во время растопки котла (время от 1 час 20 минут и до конца), на наш взгляд также было реалистично – рисунки 4-б и 5-б.
Наши выводы из этого опыта:
Тестируемый тренажер во всех режимах работы блока правильно рассчитывает:
- теплообмен от металла к пару
- обогреваемые поверхности котла и его необогреваемые поверхности, без объединения этих поверхностей в единое целое
Рисунок 4-а
Рисунок 4-б
Рисунок 5-а
Рисунок 5-б
Опыт 5.1 >>>
Опыт 5.3 >>>
Опыт 5.4 >>>
Опыт 5.5 >>>
Заключение >>>