Под регулировочной характеристикой понимают изменение его паропроизводительности во времени при скачкообразном изменении его нагрузки. Так как в первые моменты дополнительная нагрузка покрывается за счет аккумулирующей емкости котла и сопровождается понижением давления в нем, важной характеристикой также является изменение давления во времени. При этом существенно знать не только скорость изменения давления, но и глубину его понижения, которая за время перестройки топочного режима не должна быть выше определенного, допустимого для каждого типа котла значения.
Таким образом, регулирующие свойства котла будут определяться значением скачка нагрузки, при котором скорость и абсолютное значение понижения давления не выйдут за допустимые пределы.
Практически давление изменяться мгновенно не может, так как его отклонения связаны с изменениями нагрузки интегральной зависимостью. Поэтому следует рассматривать только конечные скорости изменения давления, не превосходящие 0,2— 0,9 % в секунду (в зависимости от типа котла). В абсолютных значениях это составляет 2,5—3,0 МПа/минута для котлов с номинальным давлением 10 МПа и 3,0—3,5 МПа/минута для котлов 14 МПа. Однако и такие скорости могут оказаться нежелательными или неприемлемыми с точки зрения надежности работы котлов.
При проведении испытаний на котельном оборудовании следует использовать только качественные диагностические приборы, например такие, как трассоискатели и кабелеискатели от http://novotest.ua.
Скорость изменения давления зависит не только от значения сброса или наброса нагрузки, но и от типа котла и его номинальных параметров. Из рисунка ниже видно что при одинаковом изменении нагрузки скорость изменения давления тем выше, чем выше номинальное давление и чем меньше относительное водосодержание котла. Однако одно это обстоятельство еще не характеризует полностью регулирующих свойств котла, так как для разных типов котлов допустимы различные скорости изменения давления.
Как указывалось выше, скорость понижения давления в барабанных котлах ограничивается двумя факторами — забросом уровня и надежностью циркуляции, а в прямоточных — недопустимостью перемещения переходной зоны в НРЧ. Заброс уровня будет тем больше, чем выше аккумулирующая емкость котла, т. е. чем ниже его номинальное давление. Например, как это можно видеть на рисунке выше, для котла с номинальным давлением 3,5 МПа недопустима скорость понижения давления 0,6 МПа/мин, так как заброс уровня при этой скорости больше допустимых 100 мм, в то время как для котлов с номинальым давлением 17 МПа приемлема скорость даже 1,2 МПа/мин, при которой заброс уровня не превышает 30 мм.
Циркуляция в барабанном котле будет нарушена в том случае, когда понижение давления происходит со скоростью, при которой вода в опускных трубах будет вскипать одновременно по всей их высоте. Чтобы этого не происходило, вода, перемещаясь вниз в опускных трубах, должна достигать зоны повышенных статических давлений, по крайней мере, с такой же скоростью, с какой распространяется волна понижения давления.
Скорость перемещения воды в опускных трубах зависит от конструкции котла и, в частности, от числа опускных труб п и их диаметра d.
Обычно эта скорость находится в пределах 1,5—2,0 м/секунда, и, следовательно, допустимые с этой точки зрения скорости понижения давления составляют 1,0—1,2 МПа/минута.
Дальнейшее повышение скорости воды в опускных трубах ограничивается кавитацией, и дополнительные возможности для увеличения допустимых скоростей понижения давления могут быть получены только за счет эксплуатационных мероприятий, например некоторого недогрева питательной воды.
Опыт и расчеты показывают, что предельная скорость понижения давления в прямоточных котлах, ограничиваемая недо-пустимостью перемещения переходной зоны в НРЧ, составляет 3,5—4,5 МПа/минута (3,5 — при исходной нагрузке около 60 % номинала).
Абсолютное значение понижения давления при набросах нагрузки (глубину) не рекомендуется допускать больше 10— 12 % номинала. Лучше вещего с известным запасом принять предельное понижение давления 10%. Сравнение регулирующих свойств котлов различных типов, приводимое ниже, основывается именно на этом пределе.
Влияние аккумулирующей емкости котлов различных типов на их регулирующие свойства можно видеть на рисунке выше. Кривые построены на основании экспериментальных данных для барабанных и прямоточных котлов 10 и 20 МПа и показывает, за какое время произойдет понижение давления на 10 % номинального при различных набросах нагрузки и скоростях понижения давления. Например, для барабанного котла 10 МПа при предельной скорости понижения давления 1,0 МПа/минута можно допустить наброс нагрузки 25 % его номинальной производительности. При этом давление понизится на 10 % за 60 секунд. Прямоточный котел с такими же номинальными параметрами имеет значительно меньшую аккумулирующую емкость, и его давление достигает пониженного на те же 10 % значения за те же 60 секунд при толчке нагрузки всего в 5 % номинальной. При толчке нагрузки в 25 % номинальной давление прямоточного котла 10 МПа падает со скоростью 3,0 МПа/минута и достигает значения 90 % номинального приблизительно за 20 секунд, т. е. втрое быстрее.
Но, с другой стороны, прямоточные котлы допускают очень большие скорости понижения давления, доходящие до 4,5 МПа/минута, и поэтому для них кратковременные набросы нагрузки могут быть значительно выше, чем для барабанных, достигая 35—45 % номинальной. Если учесть еще их более высокую приемистость, то можно сделать вывод, что при одинаковых топочных устройствах и топливе прямоточные котлы гораздо лучше барабанных приспособлены для покрытия кратковременных ударных пиков нагрузки.