К тягодутьевым машинам относятся дымососы и дутьевые вентиляторы. Для паровых котлов с наддувом на газомазутном топливе вместо дутьевых вентиляторов применяют воздуходувные машины. Дымососы при этом не требуются; их устанавливают пока как резерв на время освоения паровых котлов с наддувом.
Крупный паровой котел оснащают двумя дымососами и двумя дутьевыми вентиляторами. Подача дымовых газов параллельно работающими дымососами и воздуха дутьевыми вентиляторами должна обеспечивать полную производительность парового котла с запасом 10 %.. Один дымосос и один дутьевой вентилятор должны обеспечивать не менее половинной нагрузки паровых котлов, а при использовании тощего угля или АШ — не менее 70 %. полной нагрузки, при этом коэффициент избытка воздуха в пылеугольной топочной камере обычно выбирают равным 1,15, в циклонных и двухкамерных топках—1,05—1,10, при газомазутном топливе— 1,05.
Сернистый мазут как основное топливо сжигают с избытком воздуха 1,02—1,03 в топке при установке форсунок соответствующей конструкции, уплотнении топочной камеры, автоматизации процесса горения.
Присосы воздуха в газовом тракте парового котла от пароперегревателя до дымососа (золоуловителя) в соответствии с ПТЭ не должны превышать 10 %, при трубчатом и 20 % при регенеративном воздухоподогревателях, в электрофильтре 10%, в циклонах или мокрых золоуловителях 5 % теоретически необходимого количества воздуха.
Давление дымососов и дутьевых вентиляторов выбирают с запасом 15%- Давление дымососов составляет обычно 3—5, дутьевых вентиляторов 4—7, воздуходувок 10—13 кПа.
Мощность N, кВт, потребляемая тягодутьевой машиной, определяется объемным расходом среды V, м3/ч, давлением, создаваемым машиной, Н, кПа, КПД машины tj (в долях единицы):
N=VHl(36Qh\).
Дымососы и дутьевые вентиляторы имеют привод от электродвигателя, воздуходувки — от электродвигателя или турбины. Мощность двигателя выбирают с учетом инерции (махового момента) ротора тягодутьевой машины при пуске ее. В расход энергии на приводной двигатель входят потери в нем, учитываемые его КПД. Дымососы и дутьевые вентиляторы при номинальной нагрузке паровых котлов должны иметь КПД не ниже 90%, максимального его значения.
работа центробежных дымососов и дутьевых вентиляторов регулируется направляющими аппаратами с поворотными лопатками, а также двухскоростными электродвигателями. Для дымососов осевого типа применяют направляющие аппараты и односкоростные электродвигатели. Дроссельное регулирование дымососов и дутьевых вентиляторов не допускается.
Температура воздуха перед воздухоподогревателем при сжигании сухих несернистых топлив должна быть не ниже 30 °С, при сжигании влажных несернистых топлив (с приведенным содержанием серы не менее 0,2 %) она должна на 10 °С превышать точку росы водяных паров дымовых газов.
При сжигании сернистого мазута температура воздуха для защиты входных поверхностей нагрева воздухоподогревателя от низкотемпературной коррозии должна быть не ниже 60 °С перед регенеративным и не ниже 70 °С перед трубчатым воздухоподогревателем.
Воздух подогревают в калориферах, используя теплоту пара из отборов главной турбины, при установке турбовоздуходувок используют также пар из их отборов или противодавления.
Дутьевые вентиляторы и дымососы для тепловых электростанций Советского Союза выполняют преимущественно радиального типа, однако дымососы мощных энергоблоков выполняют осевого типа. Радиальные машины имеют умеренные окружные скорости (до 1.00 м/с); шумовые характеристики их удовлетворительные. В лучших радиальных машинах КПД достигает 89 при одностороннем и 85—87 % при двустороннем всасывании.
Экономичное регулирование радиальных вентиляторов затруднено; при обычном регулировании направляющими аппаратами КПД вентилятора уже при 80 % номинальной нагрузки снижается до 60—65 %. Применение двухскоростных электродвигателей повышает экономичность при малых нагрузках, но снижает КПД при номинальной нагрузке, так как КПД двухскоростного электродвигателя на 2—4 % ниже, чем односкоростного. Рабочие колеса крупных радиальных машин имеют большой маховой момент, что затрудняет пуск и требует увеличения мощности электродвигателя.
Радиальные вентиляторы с повышенным давлением, с турбоприводом и электроприводом, имеющими плавное изменение частоты вращения, сохраняют перспективность применения для мощных паровых котлов, в частности работающих под наддувом. Основные достоинства осевых вентиляторов — высокая экономичность в широком интервале нагрузок, большая производительность, компактность, более легкий пуск.
Современные крупные осевые вентиляторы имеют КПД до 91%. Процесс производства осевых вентиляторов долгий и кропотливый, но всё же произвести осевой вентилятор быстрее чем возвести быстровозводимые здания. Высокой подаче способствует, в частности, возможность использования повышенных окружных скоростей. Подача и давление регулируются в широких пределах поворотом на ходу рабочих или направляющих лопаток. Недостатками осевых вентиляторов являются усложненная конструкция ротора и направляющих аппаратов, повышенный уровень, шума. При параллельной работе осевых машин требуется повышенный запас устойчивости.
Осевые машины в качестве дутьевых вентиляторов с расходом среды до 2000-103 м3/ч и давлением до 10 кПа и дымососов крупных энергоблоков весьма перспективны.
Для энергоблоков 300—1200 МВт требуются вентиляторы для расхода воздуха (600—2000)-103 м3/ч с давлением около 5 кПа при уравновешенной тяге и около 10 кПа при работе с наддувом. Мощность привода таких вентиляторов достигает соответственно 800—3500 и 1500—7000 кВт.
Общая мощность приводов дутьевых вентиляторов и дымососов или высоконапорных вентиляторов (воздуходувок) составляет до 1,5 % мощности энергоблока.
Безразмерные характеристики радиального дутьевого вентилятора (кривые а) и осевого дымососа (кривые б) энергоблока 300 МВт с регулированием направляющими лопатками по данным испытаний. Как видно, подача и область режимов с высоким КПД гораздо больше у осевой машины.
Изменение КПД модельного осевого двухступенчатого вентилятора-воздуходувки ЦКТИ для парового котла с наддувом энергоблока 300 МВт в зависимости от расхода воздуха при разных способах регулирования. Исследование КПД проводилось на экспериментальном стенде ЦКТИ.
