Локомобили, работающие в настоящее время на малых электростанциях, имеют часто внутренние малогабаритные топки, это предопределяет фактическую ограниченность их тепловой мощности или повышенные потери от химической неполноты сгорания при попытках форсировки топки. При сжигании мелкого неспекающегося топлива в таких топках сильно растут механические потери, а большой унос загрязняет поверхности нагрева, забивает газовые проходы и снижает паропроизводительность и температуру пара. Коэффициент полезного действия котла при этом падает ниже 50%.
Некоторые локомобильные установки вообще характеризуются повышенной температурой уходящих газов, которая доходит до 350—400° С и обусловливает высокую, до 25% и выше, потерю с уходящими газами. Встречаются также часто локомобильные установки, снабженные дымовыми трубами недостаточной высоты и диаметра. Это, со своей стороны, ограничивает тепловую мощность локомобиля, попытка повысить которую без изменения тягодутьевых устройств не удается. Иногда локомобили питаются неочищенной жесткой водой, так как существует еще неправильный взгляд, что обработка питательной воды требуется только для котлов большой или средней мощности.
Отсутствие обработки воды для локомобильных котлов ставит их в тяжелые условия: на трубках, в междутрубном трудно очищаемом пространстве, и особенно около огневой трубной решетки, скапливаются накипь и шлам, что не только понижает теплопередачу, паропроизводительность и экономичность котла, но и вызывает необходимость частых и сложных ремонтов, удорожая себестоимость вырабатываемого пара. Такое положение с котловым режимом локомобильных котлов может их привести и к прямым авариям.
Недостаточная квалификация обслуживающего персонала, имеющая место на некоторых малых энергетических установках, приводит к небрежному ведению топочного процесса: при загрузках топлива тяга не прикрывается, холодный воздух, врываясь в топку в больших количествах, энергично охлаждает ее, увеличивает химическую неполноту горения и вызывает такие резкие колебания температур в трубной решетке, что в ней появляются течи из-за расстройства вальцовки дымогарных труб. Часто можно констатировать в эксплуатации локомобильных котлов избыток воздуха, повышенный в среднем до 2 и более.
Эти наблюдения за работой локомобилей в эксплуатационных условиях позволяют сделать следующие рекомендации, устраняющие отмеченные недостатки.
Прежде всего необходимо подобрать правильную по конфигурации и размерам топку. Для больших котлов паровозного типа можно выполнить рациональную топку, расположив ее под котлом, и оборудовать ее экранами и даже механизацией. Это повысит экономичность котла на 25—35%, а паропроизводительность — на 30—60%, что вполне окупит затраты на реконструкцию.
Опасаться, что с повышением производительности котла и количества дымовых газов вырастет до недопустимых, пределов температура перегретого пара, не приходится, так как повышенному количеству дымовых газов соответствует и увеличенное количество пара. Так, при испытании локомобиля СК-4 при увеличении паропроизводительности его котла с 970 до 1840 кг/час температура перегрева повысилась всего на 21° С, с 242° С — до 263° С. Аналогичные данные имеются и по другим установкам.
При увеличении паропроизводительности локомобильного котла на 25—30% в большинстве случаев не требуется и замены питательного насоса локомобиля, рассчитанного по производительности с большим запасом. Если же паропроизводительность вырастет на большую величину и питательный насос окажется недостаточным, то технически и экономически целесообразно заменить его на более производительный, не задерживая этим рационализацию локомобиля.
Увеличение диаметра плунжерного насоса на 25% при том же ходе плунжера дает повышение его производительности на 60%. При решении вопроса о замене насоса рекомендуется проконсультироваться с заводом-изготовителем или со специализированной проектно-монтажной организацией. Избыточное количество пара при повышении паропроизводительности котла может быть направлено через машину или, помимо нее, на нужды производства, отопления и т. д. При переводе машин локомобиля на схему с использованием отработанного тепла часто паропроизводительность котла лимитирует реализацию этой схемы. При использовании внутренней топки без ее изменения, можно в ней сжигать рационально лишь спекающиеся угли.
Для опилок и других древесных отходов требуется выносная ступенчатая топка, для дров — откатная, причем целесообразнее этот откат выполнять в бок, а не по оси котла. Для дальнейшего улучшения сжигания дров, особенно влажных, следует переходить к шахтным топкам, заменяя ими откатные топки.
Повышенные температуры уходящих газов и сжигание влажного топлива, особенно в экранированных топках дают основание к установке за локомобильным котлом воздухоподогревателей, что улучшает топочный процесс, а для антрацитов и в общем случае — водяных экономайзеров. Установка хвостовых поверхностей повышает экономичность локомобилей на 6—10% и выше. Хвостовые, поверхности нагрева за локомобилем удобно компонуются, если эти поверхности располагаются по П-образной схеме (ход газов вверх и затем вниз) над боровом, ведущим к дымовой трубе. Для перепуска газов, помимо теплоиспользующей установки, в разделительной перегородке делаются поворотные заслонки. Можно в первом приближении считать, что на 1 л. с. установленной мощности локомобиля потребуется 0,20—0,25 м2 поверхности нагрева водяного экономайзера.
При наладке локомобильной установки, особенно при нехватке паропроизводительности, необходимо расстановкой по ходу газов тягомеров определить общую достаточность тяги и места повышенных сопротивлений. После анализа данных исследований тягового режима, надо устранить присосы наружного воздуха, суженные сечения, резкие повороты, заполнение дымоходов грунтовой водой, обвалы кладки, заносы летучей золой и т. д.
Недостаточность тяги необходимо устранять всеми доступными средствами. Если температура дымовых газов после локомобиля высока (более 250° С), то наращиванием высоты дымовой трубы можно добиться некоторого увеличения разрежения у ее основания. Каждый дополнительный метр высоты трубы дает увеличение разрежения:
Отсюда видно, что увеличение высоты трубы на 10 м дает прирост разрежения в среднем на 5 мм вод. ст. Это не всегда окажется достаточным. Поэтому наиболее радикальным средством увеличения тяги является установка дымососа. Эта установка при невысоких температурах газов делается по схеме прямой тяги, а при температурах 300—500° по схеме косвенной тяги, когда установленный вентилятор забирает из окружающей среды холодный воздух и эжектирует им в дымовой трубе горячие дымовые газы. Вентилятор по этой схеме требует несколько большего расхода электроэнергии, чем дымосос прямого действия. Расчеты косвенной тяги приведены в специальных руководствах.
Установка дымососа делается совершенно необходимой при наличии хвостовых поверхностей. Дутьевой вентилятор с напором 50—80 мм вод. ст, желателен для всех топок, работающих при повышенной паропроизводительности, и, конечно, он необходим для спекающихся топлив и топлив с большим содержанием мелочи.
Улучшение водного режима локомобильных котлов достигается при средней мощности установкой простой катионитовой водоочистки, например, с частичным катионированием, а при малых мощностях введением внутрикотловой очистки по методу Г. А. Буркова и В. А. Голубцова [28]. (Стоимость таких внутри- котловых устройств не превышает 300—500 руб., межпромывочный же пробег котлов возрастает в три раза при безнакипном режиме работы). От эксплуатации локомобилей без предварительной или внутрикотловой обработки воды необходимо категорически отказаться.
Локомобильная установка с нормальной конденсацией пара требует поддержания расчетного вакуума в эксплуатации.
В практике встречаются случаи перерасхода топлива на 10% и выше из-за плохой работы мокровоздушного насоса (пропуски клапанов, изношенность поршневой группы и т. д.) и водоохлаждающих устройств (обмерзание градирен, неравномерность распределения воды по оросительному устройству и т. д.).
Для поднятия технического уровня эксплуатации локомобилей необходимо наладить полноценный теплотехнический контроль установки, оснастить ее необходимыми контрольно-измерительными приборами, по которым постоянно вести правильные режимы, устанавливаемые в результате наладочных испытаний.
На рис. 91 показана схема расстановки контрольно-измерительных приборов для текущего контроля локомобильной установки.
Рис. 91. Схема расстановки контрольно-измерительных приборов для текущего контроля локомобильной установки:
1, 2 — взвешивание топлива и отбор проб для производства технического анализа и определения теплотворной способности топлива; 3 — давление насыщенного пара, идущего из котла на собственные нужды электростанции; 4,5, 6 — температура, давление и расход перегретого пара; 7 — индикаторы для периодической текущей проверки правильности распределения; 8, 9 — число оборотов и мощность электрического генератора; 10, 11, 12 — температура, давление и расход отборного пара на теплофикацию и производственные нужды. Приборы устанавливаются после набивко- и маслоотделителей; 13 — давление дутьевого воздуха в топку; 14, 15 — количество и температура питательной воды перед котлом; 16, 17 — температура и анализ газов перед водяным экономайзером; 18, 19 — то же, после него; 20 — температура питательной воды после подогревателя; 21 — давление (вакуум)после ЦНД паровой машины; 22, 23 — температура и расход воды тепловой сети; 24—температура питательной воды перед подогревателем; 25 — температура воды из теплофикационной сети; 26 — вакуум в конденсаторе; 27 — температура охлаждающей воды перед входом в конденсатор; 28 — температура смеси после конденсатора; 29 — количество циркуляционной воды.
